광산폐수, 산업폐수등으로 부터 Cd, Pb, Zn 및 Cu등의 중금속에 강한 내성을 지니고 있을 뿐만 아니라 균체내 중금속 축적능력이 우수한 중금속 내성 미생물 균주 Pseudomonas putida(Cd), Pseudomonas aeruginosa(Pb), Pseudomonas chlororaphis(Zn) 및 Pseudomonas stutzeri(Cu)를 각각 분리하여, 여러가지 물리화학적인 방법으로 세포를 전처리하여 세포구성성분을 인위적으로 조절한 후 세포내 중금속이온의 흡수 거동 및 조단백질 함량과 중금속 축적관계를 조사한 결과는 다음과 같다. 세포를 알카리로 전처리하였을 경우 세포내 중금속 축적은 매우 감소되었으며, 메탄올과 클로포름으로 전처리하였을 경우에는 중금속 축적에 큰 영향을 미치지 않았으나, 메탄올과 클로로포름으로 전처리한 후 다시 알카리로 재차 처리하였을 경우에는 중금속 축적이 매우 감소되었다. 전처리된 세포내 중금속 축적은 용출되지 않고 남아있는 조단백질 함량이 감소됨에 따라 더 얼마나 크게 감소되었으므로 세포 구성물질중 단백질이 중금속 축적에 중요한 역할을 하는 물질인 것으로 판단되었다.
This study was carried out to leach valuable metal ions from the mine waste ore using the adapted indigenous bacteria. In order to tolerance the heavy metals, the indigenous bacteria were repeatedly subcultured in the adaptation-medium containing $CuSO_4{\cdot}5H_2O$ for 3 weeks and 6 weeks, respectively. As the adaptation experiment processed, the pH was rapidly decrease in the adaptation-medium of 6 weeks more than the 3 weeks. The result of bioleaching with the adapted bacteria for 42 days, the pH value of leaching-medium in the 3 weeks tend to increased, whereas the pH of the 6 weeks decreased. In decreasing the pH value in the adaptation-medium and in the leaching-medium, it was identified that the indigenous bacteria were adapted $Cu^{2+}$ the ion and the mine waste ores. The contents of Cu, Fe and Zn in the leaching solution were usually higher leached in 6 weeks than 3 weeks due to the adaptation. Considering the bioleaching rates of Cu, Fe and Zn from these leaching solutions, the highest increasing the efficiency metal ion were found to be Fe. Accordingly, it is expected that the more valuable element ions can be leached out from the any mine waste, if the adapted bacteria with heavy metals will apply in future bioleaching experiments.
Bottom ash generated from thermal power plants is mainly disposed in landfills, from which metals may be leached by infiltrating water. To evaluate the effect of metals in leachate on soil and groundwater, we characterized bottom ash generated from burning cokes, bituminous coal, the mixture of bituminous coal and wood pellets, and charcoal powder. The bottom ash of charcoal powder had a relatively large particle size, and its wood texture was well-preserved from SEM observation. The bottom ash of charcoal powder and wood pellets had relatively high K concentration from total element analysis. The eluates of the bottom ash samples had appreciable concentrations of Ca, Al, Fe, SO4, and NO3, but they were not a significant throughout the batch test. Therefore, it is considered that there is low possibility of soil and groundwater contamination due to leaching of metal ions and anions from these bottom ash in landfills. To estimate the trend of various trace elements, long-term monitoring and additional analysis need to be performed while considering the site conditions, because they readily adsorb on soil and aquifer substances.
In-situ 탄산화 기술은 시멘트 기반 건설재료의 제조과정에서 CO2를 주입하여 시멘트 수화과정에서 용출되는 Ca2+ 이온과 CO2의 탄산화 반응을 통해 CaCO3의 형태로 CO2를 격리하는 광물탄산화 기술이며, 본 연구에서는 현재 국내 건설현장에서 시공되고 있는 바닥용 건조시멘트 모르타르 배합의 범위에서 In-situ 탄산화 기술을 적용 시, CO2의 주입 유량 및 총 주입량을 검토하고, 바인더인 단위시멘트량 감축에 따른 제품의 품질 검토를 실시하였다.
최근 콘크리트 구조물은 염해, 중성화 및 동결융해 등에 의한 내구성능 저하의 사례가 증가하고 있다. 이렇게 내구성능이 저하된 콘크리트에 대한 다양한 대책이 강구되고 있으며, 그 중에서도 콘크리트의 표면을 보호하여 내구성능 저하의 요인을 차단하는 표면처리공법이 많이 사용되고 있다. 그러나 에폭시 등 유기계 및 시멘트계 보수재는 콘크리트의 물성의 차이로 인하여 시간이 경과함에 따라 보수층의 파단 및 들뜸 등 문제가 발생하는 사례가 보고되고 있다. 저자들은 콘크리트의 물성과 동일한 무기계를 주성분으로 한 표면 성능 개선제를 콘크리트에 도포하면, 칼슘이온 등과 반응하여 콘크리트의 조직이 치밀해짐으로써 $CO_2$ 가스, 염소이온 및 물 등 내구성능 저하요인을 차단하는 보수재를 개발하고 있다. 본 연구에서는 개발된 표면성능 개선제의 침투성능, 수밀성능, 통기성능, 화학저항성능, 용출저항 성능 및 열화된 콘크리트에 대한 적용성에 대하여 평가하였다. 그 결과, 표면성능 개선제는 콘크리트의 내부로 10mm 이상 침투되며 콘크리트의 수밀성능 및 통기성능 등을 향상시키는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구에서 개발된 표면성능 개선제를 콘크리트 구조물에 도포하면 콘크리트의 내구성능 저하를 방지할 수 있을 것으로 판단된다.
수산가공공장에서 원료어 처리시 대량으로 발생하는 비가식부의 하나인 대구의 고니부분을 효율적으로 이용하기 위하여 단백질을 효소로 가수분해시킨 후 한외여과막을 사용하여 분자량별로 분획하였으며, 이들 가수분해물 중 항산화활성이 뛰어난 펩타이드를 이온교환 크로마토그래피, 겔크로마토그래피 및 HPLC로 분리${\cdot}$정제하여 그 아미노산 서열을 결정하였다. 여러 가지 단백질 분해효소로 분해시켜 얻은 가수분해물 중에서 항산화활성이 가장 우수한 것은 Alcalase로 천연 항산화제인 ${\alpha}-tocopherol$보다 $5{\%}$정도 뛰어난 효과를 나타내었으며, 이 가수분해물을 한외여과막으로 분자량 10 kDa, 5 kDa 및 1 kDa의 세 종류로 분리하여 항산화활성을 측정한 결과, 1 kDa의 막을 통과하여 분리된 가수분해물이 가장 높은 활성을 나타내었으며, 이는 천연항산화제인 ${\alpha}-tocopherol$보다 $10{\%}$정도 높았다. 이 획분으로 Spsephadex C-25를 사용하여 이온교환 크로마토그래피를 한 결과, $0.5{\~}1.0 M$ NaCl 용액으로 용출시 킨 분획물에 서 ${\alpha}-tocopherol$보다 약 $17{\%}$ 활성이 높게 나타났으며, 이것을 다시 Sephadex G-15로 겔여과하여 3개의 획분을 얻었으며 이 중 획분 II에서 ${\alpha}-tocopherol$보다 약 $45{\%}$가 높은 항산화활성을 보인 획분을 얻었다. 이것을 역상 HPLC를 이용하여 5차의 획분을 얻었으며, 항산화활성은 획분 A에서 ${\alpha}-tocopherol$보다 약 $53{\%}$정도 높게 나타나 가장 우수하였다. 이 획분을 capillary electrophoresis로 순도를 확인하여 아미노산 서열을 결정한 결과 Ser-Asn-Pro-Glu-Trp-Ser-Trp-Asn였다.
저장전 고온처리($38^{\circ}$, 48시간)는 참외의 당도, 산도, 비타민 C의 함량과 ${\alpha}$-tocopherol 활성을 높였으며, $3^{\circ}C$의 MA저장중 생체중 감소 이산화탄소, 에틸렌그리고 아세트알데히드 발생량을 낮게 유지시켰다. 또한 저장후 외관상 품질, 경도, 당도, 산도, 비타민 C, ${\alpha}$-tocopherol 활성 등 내적품질이 고온처리한 참외에서 높은 수준을 유지하였는데 특히 저온장해정도를 알 수 있는 이온용 출량이 고온처리구에서 낮아 수확후 고온처리로 저온장해가 완화되었음을 알 수 있었다. 고온처리를 하지 않은 대조구는 저장 25일부터 Alternaria rot이 발견되었으나 고온처리구는 저장 종료일인 39일까지 부패가 발견되지 않았으며 외관상 품질에 대한 저장일수로 세운 회귀식에 의하면 저장수명이 고온처리구에서 8일 이상 연장되었다. 참외의 경우 저장전 $38^{\circ}C$의 낮은 고온에서 장시간 열처리를 함으로써 살균효과 저온장해 완화효과와 더불어 수명연장까지 얻을 수 있었다.
본 실험은 옥수수에 대한 정수장 슬러지 (Alum 슬러지)의 시용효과와 다양한 pH별로 용출된 alum슬러지 추출물이 옥수수의 유식물 생육에 미치는 영향을 평가하기 위해서 수행되었다. Alum슬러지와 부숙된 Alum슬러지 퇴비를 각각 1500kg/ha를 시용하여 옥수수를 재배한 결과 수량, 엽록소함량, 초장 등의 평가에서 대조구에 비해서 비효가 인정되었으며, 뚜렷한 비해 현상은 나타나지 않았다. 처리구별 옥수수의 종실에 대한 식품화학적 분석에서도 뚜렷한 성분 변화는 발견되지 않았다. pH에 대한 옥수수 유식물의 생육은 pH4 미만에서 지상부와 지하부의 생육저해가 나타났으며 무기이온의 흡수는 pH4 이하에서 크게 장해를 받는것으로 나타났다. 반면 alum슬러지의 추출물에서는 pH가 낮아지면서 지속적인 생육저해와 양이온 흡수저해가 나타났다. 또한 Aluminum함량이 100ppm 이하에서 극심한 생육저해가 나타났다.
알킬페놀에톡실레이트 (APEO)는 주로 비이온성 계면활성제로 쓰이고 있으며 세제, 액체연료 및 농약에도 이용이 되고 있다. APEO 자체는 독성물질로 분류되어 있지 않지만, 그 대사생성물질인 단사슬 APEO, 알킬페놀 및 카르복실 유도체등은 폐수 또는 음용수를 염소처리하는 동안 mutagenic ring halogenated derivative를 생성한다. 이들 생성물들은 estrogenic effect를 나타내기 때문에 APEO를 제한 또는 규제하고 있는 추세이다. 본 연구에서는 APEO의 대사체로서 단사슬 APEO 인 4-nonylphenol-di-ethoxylate (NP2EO), 4-octylphenol-di-ethoxylate (OP2EO)를 분석하기 위해서 p-n-nonylphenol-di-ethoxylate-ring-$^{13}C_6$을 내부표준물질로 사용하여 HPLC/ESI/MS를 이용하여 분석하였다. 분석조건은 이온화 용매인 trifluoroacetic acid가 $10{\mu}M$이 되도록 각각 물과 메탄올에 첨가시켜 사용하였다. 물시료 1 L에 진한 황산을 이용하여 pH를 2이하로 조정한 후, 아세톤, 메탄올 및 물 (pH 2)로 활성화시킨 Sep-Pak $C_{18}$에 loading 시킨 후 아세톤으로 용출하여 시료용액으로 하였다. 이 방법으로 농도범위가 20 ~ 500 ng/L 내에서 검량선의 직선성은 r=0.999 (OP2EO)와 0.990 (NP2EO)였으며, 검출한계는 OP2EO는 20 ng/L, NP2EO는 50 ng/L 이었다. 정확도 및 정밀도는 85.8~122.1% 및 8.2~18.8 %로 좋은 결과를 나타냈다. 이 방법은 환경시료로부터 미량의 APEO를 분석하는데 사용될 수 있고, APEO 오염실태 조사에 응용될 수 있을 것으로 사료된다.
[ $^{137}C_s$ ]의 토양침적으로 인한 농작물 오염 평가를 위한 동적격실모델이 제시되었다 토양침투(percolation), 쟁기질에 의한 토양혼합(soil mixing), 뿌리흡수(plant uptake), 용출(leaching to a deep soil), 토양고착(fixation to a clay mineral)이 모델에서 고려된 $^{137}C_s$의 주요 이동경로이며 $^{137}C_s$의 토양이동에 대한 토양특성(pH, 점토함량, 유기물함량, 이온교환성 K 농도)의 영향을 반영하기 위하여 Absalom 모델을 적용하였다. 모델의 검증을 위해 다른 토양특성을 가진 17종류의 논토양에서 2년 연속 벼를 재배하면서 수행한 $^{137}C_s$ 모의침적실험으로부터 구한 벼에 대한 $^{137}C_s$ 전이계수를 모델에 의한 예측치와 비교하였다. 측정된 벼의 $^{137}C_s$ 전이계수는 pH와 점토함량 변화에는 뚜렷한 경향을 보여주지 않았으나, 유기물함량의 증가 또는 이온교환성 K 농도의 감소에 따라 다소 증가하는 경향을 보여주었다. 측정된 전이계수는 모델에 의한 예측치와 대체적으로 유사한 값을 가졌다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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