• 한국미생물·생명공학회지
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• 제43권4호
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• pp.343-349
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• 2015

본 연구에서는 표면적이 증가된 분별침전 공정에 친수성 고분자물질을 첨가하여 식물세포 유래 항암물질 paclitaxel의 입자 크기를 감소시키고자 하였다. 표면적이 증가된 분별침전 공정에 고분자물질(PVA, HPMC 2910, PVP-K90)을 첨가할 경우 침전물의 입자 크기는 획기적으로 감소하였다. 첨가된 고분자물질 중 PVP-K90가 가장 효과적이었으며, PVP-K90 농도 0.2%(w/v)로 첨가한 경우 고분자물질을 첨가하지 않은 경우보다 4-5배 정도 가장 작은 입자 크기(< $20{\mu}m$ radius)의 침전물을 얻었다. 또한 분별침전을 통해 얻은 침전물의 입자 크기는 분별침전 용액의 제타전위 절대값에 반비례함을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권10호
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• pp.556-560
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• 2017

Microcystis sp.로 수화된 원수에 대해 전염소 처리시 발생하는 문제점과 응집보조제로 polyamine을 투입하였을 때의 응집 및 여과공정에서의 효과를 수중의 입자상 물질의 분포로 평가하였다. Microcystis sp.로 수화된 원수를 전염소 처리하면 Microcystis sp. 군집이 각각의 세포들로 분산되어 응집에 불리한 것으로 나타났다. 응집보조제로 polyamine을 이용하면 응집제 단독으로 응집하는 경우에 비해 탁도와 입자성 물질 제거에 효과적이었으며, 특히 직경 $5{\mu}m$ 이하의 입자상 물질의 제거에 탁월하였다. Microcystis sp.로 수화된 상수원수를 이용하는 정수장에서는 전염소 처리를 배제하고 정수장을 운영하는 방법이 후단공정에서 입자상 물질의 제거 및 관리에 효율적이었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.92.1-92.1
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• 2018

표면증강 라만 산란(Surface Enhancement Raman Scattering, SERS) 기판의 경우, 규칙적인 배열을 갖는 나노구조 및 나노패턴 기판과 금속 나노구조의 고밀도 패킹이 고감도 화학물질 검출에 중요하다. 또한 폭넓은 응용 가능성에도 불구하고 기판 제작의 비용이 높고 재현성이 떨어져 상용화에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 다공성 알루미나(Anodic Aluminum Oxide, AAO)를 사용하여 Ag 나노입자가 코팅된 나노기둥 배열(Nanopillar array)을 갖는 고분자 필름의 SERS-active 기판을 제작하여 공정비용을 낮추고, 대면적화로 생산성을 높이고자 한다. 다단계 양극산화 공정과 복제 기술을 통해 다양한 지름과 높이를 갖는 맥주병 형상의 나노기둥 배열을 제조하였고, aspect ratio가 2.3인 나노기둥 배열에서 최대의 SERS 신호 강도와 높은 재현성을 확인하였다. SERS 신호의 세기는 Ag 나노입자가 코팅된 나노기둥 배열의 열처리 온도와 분석 물질의 농도에 따라 비례하며 이를 바탕으로 정량적인 고감도 진단, 바이오 화학 물질 센서에 매우 적합함을 알 수 있다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.477-483
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• 2016

두부 모의피폭체를 활용하여 MV X, ${\gamma}$선에서의 선량증가 효과와 금 나노입자의 크기, 물질의 농도에 대한 의존성을 평가하였다. MCNPX code를 이용하여 Monte Carlo 시뮬레이션 기법을 적용하였으며, 입사 에너지는 4, 6, 10, 15 MV X선, Co60 ${\gamma}$선을 사용하였다. 두부 모의피폭체 내에 종양을 묘사하고 내부에 25, 75, 125 nm 직경의 금 나노입자를 삽입하였다. 나노입자의 농도는 5, 15, 25 mg/g을 적용하였으며, 선량 증가 물질이 없을 때를 기준으로 하여 선량증가비를 산출하였다. 입사 에너지가 낮을수록, 선량증가 물질의 농도가 높을수록 높은 선량증가비를 나타내었다. 나노입자의 크기는 입사 에너지가 낮고, 물질의 농도가 높을수록 상대적으로 높은 의존성을 보였다. 금 나노입자를 이용한 선량증가 효과를 나타내는데 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권6호
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• pp.41-47
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• 2022

투수성 포장은 강우를 노반으로 침투시켜 지표면 유출량 감소와 수질 개선을 기대하기 위한 기술이다. 수질 개선효과의 증대를 위해 투수성 포장 내에는 필터층을 추가하기도 한다. 본 연구에서는 투수성 포장의 구성 요소인 여재 필터의 성능을 알아보기 위해 석탄 저회-규사 여재에 대한 투수성능과 입자상 물질 제거 효율을 분석하였으며, 석탄저회와 규사를 기본 재료로 하는 5개의 여재를 대상으로 하였고, 입자상 물질로는 60㎛ 이하의 입자를 사용하였다. 순수 규사 시료 혹은 순수 석탄저회 시료는 평균적으로 약 70%의 입자상 물질 제거효율을 보였으나, 혼합 시료의 경우 제거 효율이 약 90%로서, 비점오염 저감시설에 대한 저감율 권고치인 80%를 상회하는 것으로 나타났다. 향후 현장 검증을 통한 투수성 포장 내 여재 필터 성능에 대한 검증 후 도로 시설 혹은 독립적인 여과 장치로 사용할 수 있을 것으로 판단한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1378-1383
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• 2008

댐 저수지에서 지속적인 탁도를 유발하는 물질은 쉽게 침강되지 않는 $20{\mu}m$이하의 작은 부유물질(SS)이며, 가을 수직혼합 시기까지 침강되지 않은 부유물질은 다시 재부상하는 경우도 발생한다. 저수지내 탁수의 장기 체류는 수자원 이용과 하류하천의 수생태계에 다양한 문제를 야기하고 있어 일부 댐에서는 실시간 탁도 감시 장치를 설치하고 취수설비를 개선하는 등의 탁수저감 대책의 노력을 기울이고 있으나, 시설의 최적 운영을 지원할 수 있는 탁수 거동 및 탁도 예측에 관한 연구는 아직 부족한 실정이다. 특히, 탁도는 물 속에 존재하는 부유물질의 광학적 특성(light attenuation)을 나타내는 지표로써 SS와는 물리적인 물성이 달라 실시간 계측자료(탁도)와 모델의 모의 변수(SS)가 다른 문제점 때문에 모델링에 어려움이 있었다. 지금까지 탁도 모델링은 대부분 탁도와 SS의 상관관계를 이용하는 방법을 사용하였다. 그러나 이 방법은 탁도-SS 관계가 실측지점과 입자크기분포에 따라 달라지는 특성 때문에 변환과정에 예측결과의 불확실성이 내재한다는 지적을 받아왔다. 본 연구의 목적은 저수지로 유입한 탁수의 보다 과학적이고 정확한 탁도 예측을 위해 탁도를 유발하는 부유물질의 입자크기 분포와 공간적으로 변하는 탁도-SS의 상관관계를 고려할 수 있는 표준화된 탁도 모델링 방법을 개발하고, 실측자료를 사용하여 제시된 탁도 모델링 방법의 예측 성능을 평가하는데 있다. 부유물질의 이송-확산-침강 모델은 2차원 횡방향 평균 수리 모델과 연결(coupling)되어 수행되며, 저수지 수면을 통한 열 교환, 바람과 바닥 조도에 의한 난류혼합과 성층해석, 하천 유입수의 저수지내 밀도류 유동, 그리고 입자 크기별 부유물질의 독립침강을 해석한다. 부유입자의 크기분포와 공간적으로 서로 다른 탁도-SS 관계를 고려한 탁도 예측모델은 기존의 탁도를 종속변수로 사용한 예측 방법 또는 단일 입자크기를 사용한 모델보다 개선된 모의결과를 보여주었다. 본 연구에서 제시된 탁도 예측 알고리즘은 실시간 탁수감시와 예측 모델링, 그리고 댐 방류수 탁도 관리를 위한 선택취수 설비의 운영을 위한 의사결정지원시스템에 적용 가능할 것으로 사료된다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.133-134
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• 2003

대기 중에 부유하고 있는 입자상 물질은 보통 입경에 따라 2.5$\mu\textrm{m}$ 이하의 미세입자와 2.5$\mu\textrm{m}$ 이상의 조대입자로 나눌 수 있다. 조대입자는 토양 및 해염, 꽃가루, 화산재 및 토양 먼지와 같이 자연발생원에서 주로 생성되며, 인체에 큰 영향을 미치지 않는다. 그러나 미세입자는 화석연료의 연소, 자동차의 배출가스 및 화학물질의 제조공정 등의 인위적 발생원에서 주로 방출되며, 또한 이들 1차 생성분진과는 달리 대기중에서 황산가스나 휘발성 유기화합물 둥이 응축과정을 거쳐 가스상에서 입자상으로 변환되어 생성된 2차 입자도 환경학적으로 매우 중요한 의미를 갖는다. (중략)

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.103-103
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• 2015

유류유출사고와 같이 하천 수표면의 흐름에 따라 이동 확산하는 부유성 오염물질의 혼합해석을 위해 많은 연구자들은 입자추적모형을 사용한 혼합모의를 수행해왔다. 입자추적모형에서 오염물질의 혼합은 평균 유속 분포에 의한 결정론적인 이동과 난류유동에 의한 무작위적인 혼합으로 나타내며, 난류혼합에 의한 수평확산은 난류확산계수로 조절한다. 따라서 표면흐름에 의한 난류확산계수의 산정을 위해 많은 연구자들은 부유성 입자를 이용한 실내실험을 수행하여 수평확산계수를 산정했고(Engelund, 1969; Cederwall, 1971), 최근에는 GPS의 발전으로 인해 해양영역에서 GPS를 장착한 표면부자를 활용한 확산실험을 통해 수평확산계수를 산정한 바 있다(Kjellson and $D{\ddot{o}}{\ddot{o}}s$, 2012; Alpers 등, 2013). 하천수질오염사고의 약 43.5%가 유류유출에 의한 것이며(환경부, 2013), 이에 따라 표면흐름에 의한 오염물질 혼합해석이 필요하나, 하천에서 수평확산계수 산정을 위한 현장실험연구는 부족한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 낙동강 본류에서 GPS부자를 이용한 입자추적실험을 수행하여 표면흐름에 의한 확산계수를 산정했다. GPS부자를 이용한 입자추적실험은 낙동강의 강정고령보 하류와 구미보 하류의 각각 세 지점에서 수행되었다. GPS부자는 바람에 의한 교란을 최소화하기 위해 지름 10 cm의 구형으로 제작하였으며 시범테스트를 통해 입자의 주 궤적 변화가 크지 않은 지점에 GPS부자를 투입했다. GPS부자는 오염물질의 사고유출을 가정하여 한 지점에 투입했고 GPS부자 사이의 간섭을 최소화하기 위해 25 ~ 35개의 GPS부자를 이용했다. 표면흐름에 의해 이동하는 부자의 위치는 GPS에 시계열로 저장됐고 ADCP를 이용하여 실험당시의 수리량을 측정했다. 입자위치의 시계열자료로부터 GPS부자의 확산범위의 시간변화를 계산했고 단순 모멘트법을 이용하여 종, 횡 방향 확산계수를 계산했다. 그 결과, 종 방향 확산계수는 $0.003{\sim}0.041m^2/s$로 계산되었고 횡 방향 확산 계수는 $0.001{\sim}0.012m^2/s$로 계산되어, 흐름방향의 유속성분에 의한 확산이 지배적인 것으로 나타났다. 지류 합류부에서는 이송이 지배적인 혼합이 발생되었고(Pe>1) Pe의 증가에 따라 수평확산계수가 감소되었다. 25~35개 GPS부자 궤적의 앙상블 평균으로부터 계산한 Integral time scale은 모멘트법으로부터 계산한 종, 횡 방향 확산계수와 비례하는 것으로 나타나, Taylor(1921)의 이론과 일치했다. 또한 실험수로에서 수행된 기존연구결과와 비교한 결과, 하폭 대 수심비, 마찰항의 증가에 따라 수평확산계수가 증가하는 경향을 나타내었다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.78-79
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• 2000

대도시지역에서의 대기오염문제와 이와 연관된 시정감소 현상은 당면한 환경문제 중 시급히 해결해야 할 환경문제로 부각되고 있다. 여러 연구자들에 의하여 시정감소현상은 부유분진의 입경분포, 화학적조성, 대기오염도 및 상대습도와 같은 파종 기상조건들이 주원인인 것으로 알려져 있다. 특히 봄철에 발생하는 황사는 그 발생기간동안 현저한 입자상물질의 증가현상과 더불어 급격한 시정의 감소를 유발하는 특징을 나타내고 있어 발생기간동안 동일 장소에서 시정과 입자상물질의 모니터링 및 기상관측을 통해 그 특성을 연구할 필요성이 대기오염물의 장거리이동현상과 더불어 요구되고 있다. (중략)

• 환경영향평가
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• 제19권4호
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• pp.443-452
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• 2010

본 연구에서는 도시지역의 하나인 주거지역에서 배출되는 강우유출수 내에 중금속이 장치형 비점 오염저감시설 중에 하나인 와류형시설에서 제거되는 특성을 파악하고자, 대상 중금속을 Zn으로 삼고 2007년 4월부터 2008년 11월까지 모니터링을 수행하였다. 유출수 모니터링은 와류형 시설의 유입부와 유출부에서 유량과 수질을 각각 시간변화에 따라 측정하였으며, 시설유입부와 유출부, 그리고 시설하부에 쌓인 침전물을 채취하여 침전물 모니터링도 수행하였다. 그 결과, 높은 강우강도에서 발생된 강우유출수는 와류형 시설내에 HRT를 감소시켜 Zn의 제거효율이 낮게 관측되었으며, 특히 HRT가 20분이내의 조건이 될 경우에는 처리효과가 없는 것으로 확인되었다. Zn는 입자성물질과 밀접한 관계를 맺으며 제거되는 특성을 보였으며, 입자성물질이 스크린에 의한 여과 및 침전작용이 일어날 때 입자성물질에 부착되어 거동하는 특성을 보였다. 그 중에 0.075mm 이하의 미세한 입자에 부착된 고농도의 Zn는 제거되지 못하였고, 와류형 시설 후단에 후처리시설로서 저류시설을 두어 충분한 HRT를 제공한 결과, 와류형 시설만을 운전하였을 때와 비교하여 높은 제거특성을 보이게 되었다.