• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.122-122
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• 2014

수중방전을 환경분야에 적용하기 위한 플라즈마 부상법이 개발되었다. 플라즈마 부상법은 물 속에서 발생시킨 플라즈마가 가지고 있는 주요특성 중 물리적 특징인 쇼크웨이브, UV조사, 버블생성 등과 화학적 특징인 OH라디칼 및 염소산화물 생성 등을 이용하여 물 속에 존재하는 용존성 및 입자성 물질을 부상분리 기법으로 제거하는 공법이다. 유기물을 제거하는 기작으로는 침전, 여과, 분해 등이 있고, 이를 구현하기 위한 공정으로 중력침강법, 부상분리법, 멤브레인법, 미생물법 등이 있다. 이 중에서 가압공기부상법은 침강법에 비해 부지면적을 적게 소모하고 처리시간이 50% 이상 감소되는 특징이 있다. 가압공기부상법은 물 속에 공기를 과포화시킨 후 노즐을 통해 재분사할 때 발생하는 압력차에 의해 미세기포가 발생함을 이용하여 유기물을 분리하는 공법이다. 그러나, 가압용 장비 및 반송수가 필요하고, 미생물분리는 불가능한 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 미생물살균과 유기물 분리가 동시에 일어나는 플라즈마를 이용한 부상분리기법을 개발하였다. 본 연구에서는 난분해성 용존유기물인 휴믹산 100 mg/L의 플라즈마 공기부상법에 의한 제거능을 확인하였다. 용존성 휴믹산을 입자성 물질로 전환하여 플록을 형성시키고자 알루미늄설페이트(Al2(SO4) $3{\cdot}18H2O$)를 100 mg/L 주입하였고, 침출수와 같이 염도가 높은 물을 모사하고자 35 g/L의 염화나트륨을 첨가한 상태에서 방전을 실시하였다. 방전에 사용된 전원은 EESYS사에서 제작한 펄스형 고전압 전원장치를 사용하였고 최대 15 kW의 출력 중 6 kW의 전력을 인가하였다. 전극 한 개는 2 mm 텅스텐봉을 세라믹튜브로 감싼 구조로 총 사용전극은 28개이다. 전극 한 개당 대략 200 Watt의 전력이 소모되며 이 때 최대의 버블이 생성됨을 확인하였다. 전극 1개에서 생성되는 버블의 부피는 14 mL/min 로 측정되었다. 버블의 크기는 평균 70 um이고 가압공기부상법에서 최적공기크기로 제시하고 있는 40~80 um 의 버블은 약 80% 가량 생성된다. 본 연구에서 사용된 반응시스템에서의 물의 높이는 약 500 mm 이고 전체 40 L의 수조가 3개의 벽으로 분리되어 4개의 수조로 분리되었다. 각 수조는 하부에 7개의 전극을 포함하고 있다. 플라즈마 발생시 생성되는 기포는 약 1분 방전 후에 포화농도에 도달하며 방전종료 후 약 4분간 수체 내에 남아있게 된다. 이를 공정에 적용하여 1분 방전 및 4분 휴지의 순서로 플라즈마를 인가하였다. 휴믹산 용액의 유량을 2 lpm 으로 운전하였을 때 최종 처리율은 94% 이고 이때의 대장균 살균능은 99%이다.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.11 no.1
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• pp.127-128
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• 2003

본 연구는 퇴비화 과정 중 난용성 인산의 가용화와 무기태 인산의 변화를 알아보기 위하여 수행하였다. 비료와 퇴비중의 인산형태는 다른 성분들보다 토양에 흡착 또는 고정되거나 불용화 되는 양이 많아 작물의 흡수량이 적다. 시비된 인산의 흡수율은 낮고, 그 대부분은 난용화되기 때문에 토양에 축적되거나 세탈과 용탈에 의해 수질을 오염화시키는 주원인이 되고 있다. 퇴비화 과정중의 인산형태별 함량변화를 분석조사하여 작물에 시비되는 인산비료와 퇴비의 시용량을 적절하게 조절하여 인산의 과잉 시비량을 저감시키기 위한 연구이다. 돈분을 원료로 한 퇴비화 과정에서 단계별로 퇴비시료를 채취하여 총인산(T-P), 유효인산(Avail. -P)과 무기태인산분획별(Ca-P, Al-P, Fe-P)로 분석한 결과는 다음과 같다. 퇴적더미의 초기부피는 570L였으며, 약 2개월간의 퇴비화를 통해서 시료채취와 미생물등의 분해작용으로 최종부피는 430L정도로 감소하였다. 이는 초기의 부피보다 25% 감소하였다. 퇴적더미의 분해로 인한 용적밀도의 변화를 고려하면, 총인산 함량은 초기 약 17,500mg/kg에서 최종시료는 22,500mg/kg로 증가되었다. 또한 퇴비화가 진행됨에 따라 인산의 가용태가 증가하는 결과를 보였으며, 초기의 유효인산이 4,500mg/kg에서 최종시료에서는 8,900mg/kg으로 증가되었다. 그리고 무기태 인산분획별 인산의 형태별 변화를 조사한 결과, 퇴비화 과정 중 Ca-P의 경우 pH와의 중요한 상관관계를 갖고 있었다. 유기물분해를 통해 유리된 인산과 Ca은 난용태로 전환되는데, 초기의 약 10일 동안 Ca-P의 감소원인은 pH의 감소로 인한 Ca이 유리되는 정도가 낮기 때문인 것으로 해석된다. 초기 Ca-P형태의 인산함량은 11,900mg/kg으로 Fe-P와 Al-P보다 많았다. 또한 퇴비화가 안정화되어 부숙된 최종시료의 무기태 인산분획물 중 Ca-P는 18,000mg/kg로 증가하였으며, Ca-P>Al-P>Fe-P의 순 이었다. 그러나 Al-P와 Fe-P 형태의 무기태인산은 초기의 함량비율보다 다소 감소한 결과를 보였다. 결론적으로, 퇴비화과정 중 단계별 인산함량의 형태전환을 분석한 결과 총인산의 함량은 퇴비화가 안정화될수록 부피감소로 인한 인산함량이 증가하는 경향을 보였지만, 유기물질의 분해로 인한 원료내 인산의 형태가 불용태와 난용태에서 가용태 인산으로 전환되는 것을 도출하였다. 또한 무기태 인산분획물에서는 Ca-P 인산형태가 퇴비화가 진행될수록 증가한다는 결과를 얻었으며, Fe-P와 Al-P는 분해된 유기물의 킬레이트작용으로 감소되었다고 판단되며, 그 존재형태가 경쟁적임을 알 수 있었다. 따라서 화학비료와 퇴비의 시용이 병행될 경우에는 퇴비의 가용태 인산함량뿐만 아니라 무기태 인산의 함량을 분석한 후 인산질비료의 시비량을 조절해야할 것으로 판단된다.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.38 no.5
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• pp.253-258
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• 2005

It is necessary to determine a nitrogen supplying capacity (NSC) of soil for sustainable agriculture. NSC has been decided by directly detecting N mineralization potential (NMP) and inorganic nitrogen or by indirectly approximating from organic matter and chemical properties of soil. NMP is best method for NSC but it takes long period. A study was conducted to find a short-term incubation method using pepsin through 1) determining NMP of 3 upland and 3 paddy soils, 2) establishing analytical condition of pepsin digestion by comparing to NMP, 3) validating with relations to N requirements for maximum yield of rice. NMPs of 6 soils were ranges from $63mg\;N\;kg^{-1}$ to $156mg\;N\;kg^{-1}$. The pepsin digestion method of soil nitrogen was established by determining amino nitrogen from digesting 5 g of soil for 30 minutes by 0.02% pepsin. This method was so highly correlated with a maximum rate of nitrogen fertilizer that it could be used for determining NSC in paddy soil.

• 한국문화재보존과학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.252-254
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• 2005

박물관 수장고와 전시실 내의 유기물 문화재는 실내공기에 부유하고 있는 먼지와 곰팡이로 인해 생물적 피해를 받는다. 미생물로 인한 피해를 줄이기 위하여 박물관에서는 환경 조절법을 시행하거나 수장고와 전시실 내에 보존약제를 놓거나 또는 훈증 처리를 통한 방균 방제처리를 시행하고 있다. 미생물의 발생은 문화재 표면의 착색, 재질 분해, 변질 등을 야기한다. 본 연구는 위에 제시된 방법 외에 공기청정기를 이용하여 실내 부유 미생물 수를 줄여 유기물 문화재의 피해를 줄일 수 있는지를 알아보았다. 국립문화재연구소 내 생물과학실의 실험실 한 곳을 임의로 지정하여 공기청정기를 설치하기 전 곰팡이의 수를 측정하고, 공기청정기를 설치한 후의 곰팡이 변화를 4일 간격으로 측정하였다. 또한, 공기 중의 ???r성분 분석을 위하여 가스크로마토그래피(Gas Chromatography)를 이용하였다. 측정결과 곰팡이의 수는 대체적으로 감소하였으며, 채취한 곰팡이를 배양하여 동정을 실시하였다. 곰팡이 동정은 현미경을 통한 형태학적 분류와 ITS(Internal Transcribed Sequence)를 이용한 rDNA(Ribosomal DNA) PCR(Polymerase Chain Reaction)분석 두 가지 방법을 이용하여 동정하였다.

• Fiber Technology and Industry
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• v.8 no.2
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• pp.120-127
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• 2004

광촉매(photocatalyst)는 빛에 의하여 작용하는 촉매 물질로서 항균, 방취, 유기물 분해, 수질 및 대기개선 등의 환경분야와 물 분해에 의한 청정 에너지생성 등의 다양한 분야에서 많은 주목을 받고 있으며, 이미 기본적인 특성에 대한 많은 연구가 수행되었다［l-3］. 광촉매와 섬유의 연계연구는 기존의 연구를 통해 밝혀낸 광촉매의 많은 유용한 특성들을 섬유에 도입하거나, 기존의 연구의 한계점을 섬유의 고유의 특성을 이용하여 극복하여 광촉매 고유의 특성을 극대화하는 방향으로 연구가 수행되고 있다. 본고에서는 가장 널리 이용되고 있는 이산화티탄(titanium dioxide, TiO$_2$) 광촉매의 기본특성을 이해하고, 광촉매의 특성을 접목한 광촉매ㆍ섬유제품의 현재까지의 연구동향을 알아봄으로써, 섬유분야의 많은 지식을 가지고 있는 독자들에게 새로운 섬유제품 개발의 아이디어의 기회를 제시하고자 한다.

• Membrane Journal
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• v.22 no.2
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• pp.95-103
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• 2012

To treat nitrate and non-biodegradable organics effectively in sewage, industrial wastewater and livestock wastewater, the activated sludge process integrated by a membrane separation and a porous electrode- electrolysis was proposed and its efficiency was investigated. The proposed system was consisted of 3 processes; activated sludge, membrane filtration and electrolysis. In the study, the membrane filtration played a role in reducing the load of the electrolysis to operate the proposed process stably. The electrolysis consisted of a porous electrode to increase the efficiency due to the extension of the specific surface area. Additionally, redox reaction in the electrolysis was induced by decomposing influent water as current was applied. As a result, hydrogen free radicals and oxygen radicals as intermediates were produced and they acted as oxidants to play a role in decomposing non-degradable organics. It was environmentally-friendly process because intermediates produced by porous electrode were used to treat waste matters without supplying external reagent. Experimental data showed that the proposed process was more excellent than activated sludge process. SS removal efficiencies of the proposed process, membrane filtration and activated sludge process were about 100%, about 100% and about 90%, respectively. COD removal efficiencies of the proposed system, membrane filtration and activated sludge process were about 92%, about 84% and about 78%, respectively. T-N removal efficiencies of the proposed system, membrane filtration and activated sludge process were about 88%, about 67%, and about 58%, respectively. The SS data showed that SS was efficiently removed in the single of the membrane filtration. The COD/T-N data showed that COD/T-N of membrane hybrid process was treated by removing a little soluble organics and SS, and that COD/T-N of electrolysis hybrid process was treated by oxidize organics with high removal rate.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2004.09a
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• pp.455-457
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• 2004

환경동위원소 기법을 쓰레기 매립장의 침출수 및 주변 지하수에 적용해본 결과 미생물의 활동에 의한 유기물의 분해과정에 대한 정보를 얻을 수 있었다. 특히 유기물 분해로 생성된 이산화탄소는 일차적으로 침출수의 알칼리도를 높이고 이차적으로 일어나는 이산화탄소의 환원작용에 의하여 메탄가스가 형성되었다. 이러한 과정에서 침출수에 잔류하는 용존무기탄소(DIC)의 탄소 동위원소 조성이 크게 부화되었으며, 아울러 생성된 메탄과의 수소동위원소 교환반응에 의하여 물의 수소 동위원소 조성이 크게 부화되는 특징이 국내에서 처음 관찰되었다.

• KOREAN POULTRY JOURNAL
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• v.37 no.10 s.432
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• pp.77-79
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• 2005

최근 우리나라도 전업축산농가의 양계사육 규모가 확대되면서 이에 수반되는 양계장 주변의 악취, 수질 오염 등의 환경문제가 심각하게 대두되고 있다. 축산경영의 건전한 발전을 위해서도 이 문제의 해결은 시급한 과제이며 특히 경영주의 환경의식과 의지가 문제해결의 시발점임을 인식해야 한다. 물론 양계장에서 환경친화적으로 계분을 처리한다는 것은 그리 용이한 일은 아니다. 특히 산란계 사육농가의 계분은 끈적끈적한 오물감과 냄새로 취급하기가 쉽지 않다. 그 원인은 수분 함유량이 높고 역분해성 유기물(분해 용이한 유기물)이 부패되면서 악취와 해충을 발생시키기 때문이다. 현재 계분처리방법은 여러 가지가 있으나 첫째, 지구환경에 친화적인 처리방법으로는 유기성 폐기물인 계분의 재활용에 있다고 생각한다. 현재와 같이 지구환경의 밸런스가 망가지는 상황은 사람들이 다량의 소비만 일삼고 환경 리싸이클에 관심이 덜한데 있다고 본다. 자원 순환형 사회에서 계분의 퇴비화로 가축분뇨를 유통 · 활용하는 일은 유기성 자원의 리사이클에 공헌하는 의미가 크다고 본다. 또한 우리나라의 축산업이 환경 보전형 농업을 실현하는데 보탬이 되는 양질의 퇴비를 대량 생산하여 경작농가에 공급, 유기질 농산물 생산에 많이 기여하길 바란다.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2002.05b
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• pp.275-276
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• 2002

CaO는 물과 반응하여 발열반응을 일으켜서 CaO에 코팅된 계면활성제를 용해시키며 그리고 규산소다에 흡착된 중금속과 유기물을 고정화 시키는 역할을 담당한다. 그리고 규산소다는 물과 가수분해하여 다공성이 되면서 중금속과 유기물 등을 흡착시키는 역할을 담당한다. 또 CaO에 코팅된 계면화성제는 기름과 반응성이 우수하므로 $80^{\circ}C$～$90^{\circ}C$에서 용해하여 기름과 반응하는 특성을 갖고 있다. 미분 슬래그는 보간 중에 암석화되는 과정을 도와 주므로 시간이 경과하면 pH가 점점 중성으로 변화하는 현상을 보여 주었다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1992.10a
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• pp.9-9
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• 1992

막 반응기(membrane reactor)는 365 nm 의 파장을 갖는 UV를 담체튜브 및 코팅막에 조사시켜 막 표면에서 유기물의 산화반응이 일어날수 있도록 고안하였으며 일차적으로 formic acid의 산화효율을 측정하였다. 코팅된 담체는 코팅하지 않은 담체에 비해 flux가 상당히 저하하는 반면에 formic acid의 산화효율은 이에 비례하여 증가하였다. 또한 본 실험의 결과로부터 수처리공정에서 문제시되는 난분해성 유기물질의 산화분해처리에 대한 광촉매 막의 응용성을 제시하고자 한다.