다이옥신의 대기 중 오염수준 및 거동을 조사하기 위해 청주시를 대상으로 3지점(공단, 주거/상업 및 농촌지역)에서 2008년 겨울철, 봄철, 및 여름철에 가스상과 입자상으로 나누어 시료를 채취하였다. 채취된 9개 시료의 대기 중 17개 다이옥신 이성질체의 농도범위는 0.73~2.48(평균 1.41) pg/$m^3$으로 검출되었으며, WHO 2005 TEQ 농도범위는 0.007~0.122(평균 0.051) pg TEQ/$m^3$으로 조사되었다. 이들 농도는 우리나라 다른 도시대기의 농도(불검출~2.149 pg TEQ/m3 )와 유사하거나 낮은 수준을 나타내었다. 대기 중 다이옥신은 대부분이 입자상태로 존재하고 있었으며(총 농도의 54~98%), 시료채취 시기나 지점에 관계없이 유사한 이 성질체 패턴을 나타내었다. 이성질체 분포 비교 및 통계적 해석결과, 청주시 대기 중 다이옥신은 특정한 오염원에 의한 영향은 미비하며 일반적인 연소공정에 의한 영향을 받고 있는 것으로 판단된다.
청주시 토양을 대상으로 다이옥신의 오염수준 및 특성에 대해 조사하였다. 채취된 28개 지점의 토양 중 17개 다이옥신 이성질체의 농도범위는 2.30${\sim}$630.40(평균 55.42) pg/g-dry으로 검출되었으며 TEQ 농도범위는 0.002${\sim}$9.79(평균 1.13) pg I-TEQ/g-dry로 조사되었다. 이들 농도는 우리나라 소각시설 주변의 농도(불검출${\sim}$153.23, 평균 7.36 pg I-TEQ/g-dry)보다 매우 낮은 수준을 나타내었다. 총농도와 TEQ 농도와는 99% 신뢰구간에서 서로 상관성을 나타냈다(p값<0.001). 토지이용별 농도는 공단>녹지>주거 및 상업지>농경지의 순으로 높게 나타났다. 이성질체 조성에 있어서는 일반적으로 토양 중에서 높게 검출되는 OCDD의 비율이 22${\sim}$100%(평균 59%)로 채취지점에 따라 편차가 심하였으며, PCDF/PCDD의 비율 또한 0.1${\sim}$2.4(평균 0.8)로 지점에 따라 편차를 보였다.
다결정${(Fe_{2}O_{3})}_{1-x-y}{(In_{2}O_{3})}_{x}{(Eu_{2}O_{3})}_{y}$(x=0.01, y=0.02과 x=0.02, y=0.03)의 자기적 성질을 X선 회절, $M\"{o}ssbauer$ 효과 방법과 자기이력 측정에 의해서 연구하였다. X선 회절결과는 이들 시료의 결정구조는 $\alpha-Fe_{2}O_{3}$와 같음을 보인다. 사중극자 분열과 평균 반폭치 분석으로부터 x=0.01과 y=0.02인 시료는 Morin 전이를 보이며, x=0.02와 y=0.03시료에서 반 강자성 벡타와 결정축[111]사이의 각은 온도의 증가에 따라 약 $35^{\circ}$로부터 (111) 평면에 놓이기 까지 변한다. 초미세 자기장의 온도 의존성은 스핀파 이론을 써서 분석하였다. 상온에서의 이성질체 이동값은 약 0.35mm/s로 이는 시료내의 철의 이온값은 $3^{+}$임을 의미하는 것이다. 이성질체 이동의 온도의존성은 Delbye모형을 써서 분석하였다.
방사선 그라프트 중합법을 적용하여, 폴리에틸렌 다공성 중공사막에 전자선을 조사시킨 후, glycidyl methacrylate(GMA)를 그라프트 중합하였다. 그 후, 음이온 교환기로서 diethylamine (DEA), triethylamine (TEA)를 도입시켜 2종류의 음이온 교환막을 합성하였다. DEA막과 TEA막의 이온교환 밀도는 3.4 mmol/g, 1.74 mmol/g으로 DEA막이 TEA막보다 높은 이온교환기를 얻을 수 있었다. 이 2종류의 음이온교환막에 단백질(bovine serum albumin, BSA)을 투과법에 의해 고정시켜 BSA 고정막을 만들었다. DEA-BSA막의 경우, 그라프트 체인에 BSA가 8층 이상으로 다층 흡착하였으나, TEA-BSA막의 경우, 강한 음이온에 의해 다층 흡착이 이루어지지 않았다. DEA-BSA막의 경우, BSA 다층 흡착성 고정을 나타내기 때문에 L-Trp가 D-Trp보다 더 강한 흡착 특성을 나타내었다. L, D-Trp 이성질체 혼합물을 투과시킨 BTC에 있어서, DEA-BSA 막의 경우, BSA에 대한 L-Trp와 D-Trp의 키랄 인식이 다르기 때문에 2단계의 BTC곡선을 얻을 수 있었다.
Fe-Se-Te계(FeSe(sub)1-xTe(sub)x, x=0.2, 0.5, 0.8)의 특성을 X-선 회절법 및 Mossbauer 분광법에 의해 조사하였다. 결정구조는 세 시료 모두 주된 tetragonal PbO 구조와 hexagonal NiAs 구조가 일부 혼합된 형태를 보였으며 x=0.5의 경우 tetragonal 구조의 격자상수 값은 a=3.795$\AA$, c=5.896$\AA$ 이며 c/a=1.55로 나타났다. 다양한 온도변화에 의해 측정된 Mossbauer 스펙트럼은 전체 시료 모두 초미세 자기구조를 갖지 않는 강한 이중선(doublet)이 관측되었다. 조성 및 온도변화에 대해 뚜렷한 선형(line shape)의 변화는 관측되지 않았으나 결합상태에 약간의 변화를 보였다. 이성질체 이동(isomer shift)값과 사중극자 분열(quadrupole splitting)값 및 온도의존성을 분석한 결과 Fe는 low spin이 +2가 상태로 존재하며 강한 공유 결합상태임을 알 수 있었다. x=0.8의 경우 이성질체 이동값의 온도변화는 제2차 도플러 효과(second order Doppler effect)의 영향인 것으로 나타났다.
기능성 헤테로 고리 화합물의 구조 이성질체를 정상 및 역상 액체 크로마토그래피를 이용하여 분리하고, 이들 분리를 위한 최적 조건을 알코올 변형체(modifier)를 포함한 삼성분 이동상(ternary solvent system)을 이용하여 조사했다. 삼성분 이동상의 경우 알코올 변형체가 컬럼의 활성 표면에 우선적으로 상호작용하여 비활성화(deactivation)시킴으로써 용질의 머무름을 감소시키고 꼬리 끌림(tailing)을 억제하여 분리선택성이 좋아지는 것으로 보인다. 구조 이성질체 분리의 경우 정상 액체 크로마토그래피를 이용할 경우가 분리 선택성이 더 좋은 것으로 나타났다. 또한, 헤테로 고리 화합물들의 머무름 거동은 역상 액체 크로마토그래피의 경우는 시료와 정지상과의 소수성 상호작용등으로 설명할 수 있었고, 정상 액체 크로마토그래피의 경우는 시료 분자와 충진제의 흡착표면과의 흡착력으로 설명할 수 있었다.
국내 해양관련 HNS 데이터베이스의 정보를 구축하는 중에 확인된 문제점들은 크게 두 가지로 요약된다. 첫 번째는 물질정보가 없는 경우로서, 많은 경우 자연물질로 다양한 성분을 함유하고 있으며, 이외에도 이성질체 및 동족체 화합물로서 확인된다. 두 번째로는 국내 HNS DB의 출처가 다양하여, 정제되지 않은 경우인데 물질정보의 환경조건이 상이하거나 같은 조건에서도 서로 다른 정보가 혼재하는 경우이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 유럽의 GESAMP에서 제시한 보고서와 미국 CAMEO를 참조하여 누락정보를 확보하였으며 두 데이터베이스의 명명법의 차이에서 오는 누락 정보를 두 데이터베이스의 유사명 자료비교와 화학구조를 이용해 확인하였다. 자연물질과 그룹화합물들도 주요성분의 자료를 활용하였으며, 이성질체의 경우 단일성분의 자료를 기입하거나, 위험성이 높은 성분의 자료를 선택해서 기입하였다. 물질정보 중 IMDG 등급의 경우 주위험성외에 부위험성의 중요성을 고려하여 HNS DB에 새로 기입하였으며, 부록으로 HS 번호 부여 및 해양환경거동분류를 첨부하였다. 향후 아직 남아있는 누락정보의 확보를 위해서는 GESAMP circular report를 확보하도록 할 필요성이 있다고 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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