• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.157-157
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• 2016

최근 많은 산업의 발전으로 인해 환경오염을 유발시키는 폐수가 다량으로 배출되고 있으며, 이러한 폐수 속에는 유기용매, 고분자 물질 및 각종 염 등의 난분해성 물질들이 다량으로 함유되어 있다. 이런 물질들을 분해시키기 위해 물리적, 생물학적 수처리 방법이 많이 이용되고 있지만 이 방법들은 각각 운전비용과 처리비용이 고가인 단점이 있다. 따라서 비용과 효율 측면에서 효과적인 폐수처리를 위해서 전기화학적 폐수처리 방법이 많이 사용되고 있다. 물리적, 생물학적 처리 방법에 비해 비용이 적게 들고, 처리 후 잔류물이 남지 않으며. 독성을 띄는 산화제의 첨가 없이도 높은 폐수처리 능력을 보이기 때문에 친환경적이므로, 전기화학적 폐수산화 처리에 사용되는 불용성 전극에 대한 연구가 많이 진행되어져 오고 있다. 그 중 BDD(Boron-doped diamond) 전극은 표면에서 강력한 산화제인 수산화 라디칼의 높은 발생량으로 인해 뛰어난 폐수처리 능력을 보이므로 불용성 전극 분야에서 활발한 연구가 진행 중이다. 그러나 기존에 BDD 전극의 기판 모재로 이용되던 Si, W, Pb등은 모두 기계적 강도. 폐수처리 능력 및 독성 문제로 인해 한계가 있었고, 특히 Nb기판 위에 형성시킨 BDD 전극은 뛰어난 폐수처리 능력에도 불구하고 비싼 모재 원가로 인해 상용화가 힘든 실정이다. 이런 문제점을 해결하기 위해 높은 기계적 강도와 전기화학적 안정성을 가진 Ti 기판을 사용한 BDD 전극에 대한 연구가 보고되고 있다. 그러나 BDD와 Ti 간의 lattice mismatch, BDD층 형성을 위한 고온 공정 시 탄소의 확산으로 인한 기판 표면에서의 TiC층 형성으로 인해 접착력이 감소하여 박리가 생기는 문제점이 있다. BDD와 Ti의 접착력을 향상시키기 위해 융점이 높고, 전기전도성이 우수한 TiN을 diffusion barrier layer로 삽입하면 탄소 확산에 의한 TiC층의 생성을 억제하여, 내부응력에 기인한 접착력 감소를 방지할 수 있다. 또 하나의 방법으로 Ti 기판의 전처리를 통해 BDD층의 접착력을 향상 시킬 수 있다. Sanding과 etching을 통해 기판 표면의 물리, 화학적인 표면조도를 부여하고, seeding을 통해 diamond 결정 성장에 도움을 주는 seed 입자를 분포시킴으로써, 중간층과 BDD층의 접착력을 향상시키고, BDD 결정핵 성장을 촉진시켜 고품질의 BDD박막 증착이 가능하다. 본 연구에서는 기존 Si, Nb 등의 기판 모재를 Ti로 대체함으로써 제조원가를 절감시키고, TiN 중간층을 삽입하여 접착력을 향상시킴으로써 기존의 BDD 전극과 동등한 수준의 물성 및 수처리 특성을 가진 BDD전극 제작을 목표로 하였다. $25{\times}25mm$의 Ti 기판위에 TiN 중간층을 DC magnetron sputtering을 이용하여 증착 후, BDD 전극 층을 HFCVD로 증착하였다. 전처리를 진행한 기판과 중간층 및 BDD층의 미세구조를 XRD로 분석하였고, 표면 형상을 SEM으로 확인하였다. BDD전극의 접착력 분석을 통해 TiN 중간층의 최적 조성을 도출하고, 최종적으로 BDD/TiN/Ti 전극의 CV특성과 가폐수의 COD분해능력 및 축산폐수, 선박평형수 등의 실제 폐수 처리 능력을 BDD/Si, BDD/Nb 전극과 비교 검토할 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.687-693
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• 2006

8mm 이하의 석분으로부터 잔골재를 생산하기 위한 공정에서 부산되는 공정부산물인 석분슬러지는 평균 입자 크기 $7{\mu}m$, 함수율 $20{\sim}60%,\;SiO_2$ 함량 60% 이상의 케익상 슬러지이다. 석분슬러지는 수분을 많이 함유하고 있어 취급, 운반을 어렵게 할 뿐만 아니라 건조공정에 투입해야 하는 높은 에너지 비용 때문에 재활용할 때의 경제성이 낮기 때문에 그동안 실용화되지 못하고 있는 산업부산물이다. 본 연구는 건조하지 않고 석분슬러지가 배출되는 상태 그대로 재활용하기 위한 것으로, 적용 대상은 기포 콘크리트이며, 무기 분말 및 기포를 혼합한 슬러리를 제조한 후 CaO와 $SiO_2$의 수열반응을 유도하여 토버모라이트(tobermorite) 수화물을 형성시켜 경화시키는 방법을 사용하였다. 일반적인 기포 콘크리트는 CaO원으로 시멘트, $SiO_2$원으로 실리카 함량 90%의 고순도 규사를 사용하고 있으나 본 연구에서는 고순도 규사의 대체재료로 석분슬러지를 사용하였다. 기포 첨가율과, 석분슬러지 대체율을 실험 요인으로 하여 제조한 기포 콘크리트의 밀도 및 강도 특성을 검토 한 결과 석분슬러지를 사용한 경우에도 기포첨가율의 감소에 따라 기포 콘크리트의 밀도 및 강도가 증대하는 일반적인 경향은 동일하게 나타났으나, 석분슬러지를 사용한 경우는 규사를 사용한 것에 비하여 동일한 조건에서 높은 강도 및 밀도를 발현하며, 그 경향은 석분슬러지의 대체율의 증가에 따라 뚜렷한 것으로 나타났다. 또한 XRD 분석결과 석분슬러지는 수열반응을 통하여 tobermorite를 아주 잘 형성하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 석분슬러지의 $SiO_2$ 함량이 낮음에도 불구하고 이와 같은 현상을 보이는 것은 그 입도가 매우 작기 때문에 시멘트계 재료와의 수열반응이 좀 더 원활하게 이루어지기 때문에 나타난 것으로 사료되며, 본 연구 결과 실험 실적으로는 기포 콘크리트의 원료로 규사를 석분슬러지로 대체하여 사용하는 것이 가능할 것으로 나타났다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.9-10
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• 2019

순천만은 순천시의 남쪽에 위치하여 여수반도와 고흥반도의 사이에 있는 만 지형 형태로 만 전체를 순천만이라고도 하나, 보통 고흥군반도와 여수반도 사이의 만을 여자만이라 하고 만내부에 위치한 여자도라는 섬의 위쪽으로 순천시의 해안하구에 형성된 지역을 순천만이라 일컫는다. 순천만은 순천시에서 유입되는 동천과 이사천 및 해룡천의 하류에 형성되어 있어서 육지부에서 유입되는 퇴적물과 유기물로 인하여 갯벌과 갈대등이 잘 형성된 습지로서 2003년 12월 31일 해양수산부 갯벌 습지보존지역으로 지정되어 관리되고 있으며, 2004년에는 동북아 두루미 보호 국제네트워크에 가입하였고, 2006년 1월 국내 연안습지로는 최초로 람사르협약에 "Suncheon Bay"로 등록되었으며, 2016년 6월에는 람사르습지로 지정된 국내외적으로 중요한 습지이다. 순천만습지에 형성되어 있는 갯벌($28.0km^2$)은 세계 5대 연안습지 중 하나로서, 넓은 사니질 갯벌과 갈대군락이 잘 발달되어 있는 생태계의 보고(寶庫)이자 소중한 생태자원으로서, 순천시에서는 순천만을 자연생태공원으로 지정하여 보호 관리하고 있으며, 각종 자연학습자료들과 영상물들을 갖춘 생태전시관과 갈대숲 탐방로, 용산전망대, 야생화 정원, 담수습지, 갈대정자, 갯벌관찰대 등 사계절 생태체험을 위한 각종 시설들을 잘 갖춰놓고 많은 관광객의 이용할 수 있도록 하고 있다. 갯벌은 바닷가의 넓은 벌판이란 뜻으로서 삼면이 바다인 우리나라는 갯벌의 전체 면적이 약 $2,500km^2$에 달하는데 여기에는 많은 종류의 다양한 생물들이 살아가고 있으며 어민들의 생계에 지대한 영향을 주고있다. 이러한 갯벌은 퇴적된 입자의 구성에 따라 펄갯벌, 모래갯벌, 혼합갯벌 등으로 구별되는데 이에 따라 갯벌 생태계를 구성하고 있는 생물들의 종류도 바뀌게 된다. 순천만갯벌과 여기에 조성되어 있는 습지환경에 따라 확인되고 있는 수산자원으로는 새꼬막, 꼬막, 눈알고둥, 갯고둥, 비툴이고둥, 돌조개, 접시조개, 새알조개, 가무락조개, 바지락, 우럭, 가재붙이, 방게, 칠게, 농게 등의 저서 생물들과 짱뚱어, 문절망둑 등의 어류가 있으며, 해조류로 우뭇가사리 등이 있고, 인근의 어민들의 어업형태는 꼬막 등 패류의 채취나 종패를 뿌려 일정기간 양성하여 수확하는 양식업, 육상부에서 폐염전 등을 활용한 전어나 새우 등을 양식하는 양식업, 수산물을 직접 손이나 간단한 도구를 이용하여 잡는 맨손 어업 형태가 주를 이루고 있는 것으로 나타나고 있다. 이와 같이 국내외적으로 중요할 뿐만 아니라 인근의 어민들의 생계에도 지대한 영향을 미치고 있는 순천만의 습지는 뻘층이 깊고, 분해성 미생물이 다양하게 서식하여 유기물 분해능력이 뛰어나며, 유기영양분이 풍부하여 우리나라에서 가장 질이 좋은 습지로 평가되고 있으나, 순천시 등 순천만 인근에 거주하고 있는 인간의 활동에 따른 간섭에 많은 영향을 받고 있으며, 이에 따라 끊임없는 생태환경이 변화하고 있어서 순천만의 효율적인 보전 및 지속가능한 이용을 위해서는 생태계에서 가장 기본적인 요소인 수 저질 환경의 지속적이고 체계적인 조사 및 관리가 필요하다. 한편, 오염물질의 70% 이상은 하천이나 강을 통해서 해역으로 유입된다고 알려져 있기 때문에 생태계의 보고(寶庫)라고 알려진 순천만의 지속적인 보존 및 관리를 위해서는 유입수계 하천의 수질현황 및 오염물질의 주요 배출원을 파악하고, 이에 대한 저감대책을 수립할 필요가 있다. 따라서 본 연구는 순천만의 수저질 특성과 여기에 유입되는 하천의 수질환경 현황 및 오염원을 파악함으로써 순천만의 보전을 위한 효율적 관리방안을 제시하는 것을 목적으로 수행되었다. 연구의 결과에 따르면, 순천만의 수질평가지수에 의한 등급(WQI)은 III등급으로 나타나고 있으며, 득량만, 광양만 등에 비해 비교적 높은 유기물 및 T-N, T-P의 농도 분포를 보이고 있는 것으로 조사되었다. 이는 순천만에 유입되는 하수종말처리장의 방류수와 도시하수가 유입되어 그대로 방류되고 있는 해룡천 및 연안에 위치한 어촌으로부터 직접 방류되고 있는 일부 정화조 유출수 등, 다양한 원인에 의한 것으로 판단되며 이들의 관리가 부실할 경우 순천만의 갯벌과 습지의 지속가능한 생태환경유지는 쉽지 않다. 따라서 이를 효율적으로 관리하기 위해서는 순천만 연안의 오염물질 방류를 총량관리로 전환하여 철저히 관리하는 것이 필요할 것으로 판단된다.