• 대한토목학회논문집
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• 제40권6호
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• pp.583-592
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• 2020

본 연구는 오염부지의 불포화대 내 오염물질의 농도가 지하수면에 유입되는 경로에서 토양유출수 농도의 변화를 연구하였다. 침투율의 범위를 통계적으로 분석하는 방식의 연구방법으로 위해성평가 대상 오염물질 13종을 대상으로 지하수 유입농도 감소의 경향성을 살펴보았다. 벤젠, 에틸벤젠, 톨루엔, 크실렌의 경우에는 낮은 토양분배계수값과 생분해로 인해서 시간이 지날수록 낮은 지하수 유입농도를 보이는 것으로 파악하였다. 생분해지수 및 침투율의 불확실성을 통계적으로 표현한 결과, 상대농도에서는 불확실성이 그다지 크게 나타나지 않았기 때문에 그 경향을 계산된 토양유출수 평균값으로 나타낼 수 있었다. 중금속의 경우는 지연계수가 상대적으로 크기 때문에 오염원에서의 토양유출수 농도가 수십년 동안에도 감소하지 않는 것으로 나타났다. 또한 청주 지역 현장 부지의 연간 침투율을 계산하여 현장특이적 침투율값으로 활용할 경우, 계산된 오염물질의 토양 유출수 농도를 시계열로 표현하여 국내 평균 침투율에 의한 상대농도 대표값과 비교하였다. 마지막으로 파이썬(Python) 프로그래밍 언어로 구성한 코드를 부록에 수록하여 타 연구자들이 오염원 고갈에 의한 용존 농도 감소를 계산하는데 활용할 수 있도록 하였다.

• 식품과학과 산업
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• 제53권1호
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• pp.69-83
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• 2020

게나 새우 갑각류의 껍질로부터 추출되는 키토산은 천연고분자로서 다양한 응용분야로 폐수처리용 응집제와 중금속흡착제, 기능성 식품 및 식품첨가제, 토양개량 및 생육촉진제, 생체재료분야의 의약 및 의료용, 섬유, 화장품, 제지 등 수많은 분야에서 연구 및 상용화가 진행되고 있다. 키토산 제조의 원료인 붉은 대게 어획량이 급격히 감소하여 원료의 부족 현상을 겪고 있어, 키토산 제조에 대체 원료의 발굴이 시급히 요구되고 있는 시점에 이르고 있다. 새우와 곤충류의 껍질을 활용하기 위하여는 새우 껍질은 동남아시아 등에서 수입, 곤충류의 껍질은 국내 사육 농가의 증가로 충분한 양의 확보가 예상되어 키토산 제조의 원료로 대체하는 방법도 고려해 볼 수 있을 것이다. 키토산은 생산단계에서 강산과 강염기를 사용해서 화학반응을 시키므로 해서 많은 양의 폐수가 발생하여 환경오염은 물론 폐수처리 비용이 키토산의 원가에 큰 비중을 차지하고 있어, 키토산의 제조방법의 혁신적인 개선되지 않고서는 키토산 산업의 발전에 영향을 미칠 것으로 생각되며, 화학적 추출방법이 아닌 생물학적 추출방법(효소적 추출, 미생물 발효)에 대한 꾸준한 연구와 기술개발로 화학적 추출방법 못지 안는 생산효율을 높이고 단가를 낮출 수 있을 것으로 생각된다. 고순도 키토산의 생산과 분자량을 조절, 분리할 수 있는 기술, 고기능성 키토산 유도체의 연구개발을 위한 산·학·연의 공동연구가 절실히 요구되며 관련 기업들의 성장을 위한 제품의 혁신과 역량확대가 필연적인 과제라 할 수 있다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제55권4호
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• pp.430-440
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• 2022

셀레늄은 산화스트레스 방어 기능으로 인체의 면역기능 유지에 필수적 역할을 하고, 세포의 항산화기능, 면역기능, 갑상선호르몬 조절, 약물이나 중금속 위해에 대한 방어, 만성질환의 위험 감소에 필수 역할을 하는 미량무기질이다. 셀레늄 섭취의 부족은 암, 심혈관질환, 당뇨병, 신경질환, 골관절 및 근육괴사와 약화, 갑상선질환, 염증성 질환 등 다양한 만성적 질환의 위험을 높인다. 본 논문은 2020 한국인 영양소 섭취기준에서 셀레늄의 제정과 개정 근거 기준에 대해 설명하고, 셀레늄 데이터베이스의 현황과 향후 2025 한국인 영양소 섭취기준 설정을 위한 필요 연구에 대해 논의하였다. 셀레늄의 2020 한국인 영양소 섭취기준은 2015년에 이어 혈장 셀레노프로테인 P 수준이 최대가 되는 셀레늄의 평균필요량을 지표로 사용하였고, 중국인 대상의 보고치에 한국인의 기준체중과 변이계수를 적용하는 방법이 적용되었으며, 2015년에 비해 참고체중치의 변경에 따라 성별, 연령별 셀레늄 섭취기준에서 약간의 개정이 있었다. 향후 셀레늄 섭취기준 설정의 발전을 위해서는 1) 한국인 대상의 혈장 셀레노프로테인 P의 최대수준을 나타내는 셀레늄 섭취량을 파악하기 위한 셀레늄 중재연구가 필요하고, 2) 셀레늄 섭취량 판정의 정확성을 높이기 위한 영양평가 프로그램내 식품 셀레늄 데이터베이스의 검토와 식품의 셀레늄 함량 분석을 확대해야 하며, 3) 국민의 셀레늄 섭취와 체내 생물학적 지표와의 관계를 건강한 일반인뿐만 아니라 질환자 및 운동선수와 같은 특수 환경의 대상자들로 확대하는 연구가 요구된다.

• 한국균학회지
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• 제50권1호
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• pp.31-40
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• 2022

비병원성 야생효모로부터 대장에서의 독성물질 활성화에 관여하여 대장암을 유발시키는 효소 중의 하나인 β-glucuronidase를 저해하는 물질을 생산하기 위하여 대전광역시 월평공원으로부터 분리 동정한 야생효모들 중 비병원성 야생효모들을 선별하여 배양 상등액과 무세포 추출물을 각각 제조한 후 β-glucuronidase 저해활성을 측정하였다. 133균주의 비병원성 야생효모들 중 C. oleophila WP5-19-1의 무세포추출물이 49.0%의 가장 높은 저해활성을 보여 우수 균주로 최종 선발하였다. β-Glucuronidase 저해물질 최적 생산 조건은 C. oleophila WP5-19-1를 초기 pH를 6.0으로 조정한 dextrose 5% 함유한 potato dextrose 배지에 접종하여 30℃에서 24시간 배양하였을 때였고 이때 IC₅₀값; 8.4 mg으로 가장 높은 저해활성을 보였다. C. oleophila WP5-19-1의 β-glucuronidase 저해물질을 한외여과와 Sephadex G-50으로 gel 여과를 실시하여 부분 정제하였고 이들은 30-60℃, pH 6.0-9.0에서 80% 이상의 잔존 저해활성을 보여 안정하였다. 또한 철, 구리, 아연과 같은 중금속 이온들은 저해활성을 활성화시켰다.

• 자원환경지질
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• 제56권3호
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• pp.331-341
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• 2023

지구통계 기법을 기반으로 토양오염지도를 작성하는 경우 예측 오차가 발생하며 이에 영향을 미치는 다양한 원인이 존재한다. 본 연구에서는 정규 크리깅을 활용하여 폐광산지역의 토양 내 중금속 농도 샘플링 데이터로부터 격자형 기반의 토양오염지도를 작성하였다. 해당 지도의 예측 오차에 영향을 미친다고 판단된 5개 인자를 선정하고, Leave-one-out 기법을 기반으로 인자의 옵션과 설정값의 변화에 따른 예측값과 실측값 간의 평균제곱근오차(root mean square error, RMSE) 변화를 분석하였다. 이후 머신러닝 알고리즘을 이용하여 RMSE에 영향을 미치는 상위 3개 인자를 도출하였다. 그 결과, Standard interpolation에서는 Variogram Model, Minimum Neighbors, Anisotropy 인자가 RMSE에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 베리오그램 모델에서는 Spherical 모델이 가장 낮은 RMSE를 보였으며, Minimum Neighbors는 3에서 최젓값을 보인 후 값이 증가함에 따라 증가하였다. Anisotropy의 경우 이방성을 고려하지 않는 것이 더 적합한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 지구통계와 머신러닝의 복합 활용을 통해 지역 규모에서 높은 신뢰성을 갖는 토양오염지도를 작성할 수 있었고, 적은 수의 토양 샘플링 데이터의 보간 작업 시 어떠한 요인들이 큰 영향을 미치는지 파악할 수 있었다.

• 분석과학
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• 제22권1호
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• pp.44-50
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• 2009

본 연구에서는 퍼지 & 트랩 GC-MS를 이용한 퇴적물 중의 메틸수은 분석방법을 제시하고, 국내 주요 하천 퇴적물 중의 총수은 및 메틸수은 등을 분석하였다. 분석방법의 검증을 위하여 고농도 및 저농도의 인증표준물질 2종을 분석하였으며, 현장시료 81건에 대하여 EPA 1630 method 원리의 GCCVAFS 방법으로 분석한 결과와 GC-MS 방법의 분석결과를 비교하였다. 방법검출한계 (MDL)는 0.06 ng/g, 정량한계 (MQL)는 0.20 ng/g이었으며 정밀도와 정확도는 각각 11.2% 및 $102{\pm}11.4%$로 나타났다. 조사된 81건에 대한 하천 퇴적물의 총수은 및 메틸수은 농도는 $2.43{\sim}1.56{\times}10^3$ ng/g 및 N.D.~5.95 ng/g 로 나타났다. 총수은의 분포특성은 외부오염원에 의한 영향으로 인해 유기물, 황함량 및 납, 크롬, 니켈 등의 중금속 농도와 유의한 상관성이 나타났으나, 메틸수은의 경우, 총수은을 제외한 다른 인자들과의 유의한 상관성이 조사되지 않았다.

• 자원환경지질
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• 제47권4호
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• pp.431-439
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• 2014

이 연구의 목적은 KURT(KAERI underground research tunnel) 지하수 내에 금속이온을 환원시키는 미생물의 존재 여부를 확인하고 배양하여, 이들의 활동에 따른 철과 망간 환원의 관찰과 환원물의 광물학적 특성을 연구함으로써, 금속환원미생물에 의한 산화상태로 존재하는 철과 망간의 환원과 광물 상전이 가능성을 확인하는 것이다. KURT 지하수 내 금속을 환원하는 미생물은 전자공여체로 포도당, 초산, 젖산, 개미산, 피루브산을, 전자수용체로 Fe(III)-citrate를 사용하여 농화배양 하였으며, 16S rRNA 분석을 통해 종 다양성을 확인하였다. 농화배양된 금속환원미생물에 의한 철과 망간의 환원과 생광물화작용을 알아보기 위해 전자공여체로 포도당, 초산, 젖산, 개미산, 피루브산을, 전자수용체로 철수산화물인 아카가나이트(akaganeite, ${\beta}$-FeOOH)와 망간산화물(manganese oxide, ${\lambda}-MnO_2$)을 이용하여 금속환원 실험을 실시하였다. 미생물 활동에 의해 형성된 환원물의 광물학적 특성은 SEM, EDX, XRD 분석을 통해 확인되었다. 연구 결과 KURT 지하수에서 금속을 환원하는 혐기성 미생물로는 Fusibacter, Desulfuromonas, Actinobacteria, Pseudomonas sp. 등이 확인되었고, 이 미생물들은 체외에서 철과 망간을 환원하여 이들 광물의 상전이를 확인하였다. 철(Fe)은 $Fe^{3+}$을 포함한 아카가나이트(${\beta}$-FeOOH)에서 $Fe^{2+}/Fe^{3+}$를 포함한 자철석($Fe_3O_4$)으로 환원되었고, 망간(Mn)은 $Mn^{4+}$를 포함한 망간산화물(${\lambda}-MnO_2$)에서 $Mn^{2+}$을 포함한 능망간석($MnCO_3$)으로 환원되었다. 이러한 지하 140 m의 KURT 지하수에서 서식하는 미생물들에 의해 철과 망간이 환원됨은 다른 중금속과 핵종원소의 환원 가능한 환경이 조성되었을 뿐 만 아니라, 미생물에 의하여 환원된 철의 재산화에 의해서도 주변 핵종원소가 환원될 수 있음을 의미한다. 따라서 이러한 직 간접적인 산화-환원 반응에 의해 KURT 지하수 내에서는 금속환원미생물들이 유해금속물질을 침전시켜 이동성을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 고준위 폐기물에서 유해물질의 유출시 핵물질의 확산을 막는데 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국환경농학회지
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• 제23권4호
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• pp.203-210
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• 2004

본 연구는 퇴비원료로 지정된 제약업종 부산물(공정오니) 및 화장품 제조업 폐수처리오니를 퇴비로서 활용 가능성을 판단하기 위하여 기존의 일반성분이나 중금속 성분 분석 이외 유기성. 화합물과 기타 여러 생물검정법 등을 활용하여 시용한 오니에 의한 토양 내 비료의 피해를 밝혀내고 이들의 평가방법을 확립하고자 포장시험을 수행하였다. 오니의 처리에 따른 HEM의 함량은 제약업종 오니2(PS2)와 화장품 오니(CS)처리가 각각 0.51, 1.10 mg/kg로 가장 높았고, PAHs의 함량은 제약업종 오니2(PS2) 처리에서 $3,406.8\;{\mu}g/kg$로 가장 높았다. 토양에 서식하는 미소동물의 밀도변화는 생육 중기(7월 23일) 및 수확기(10월 1일) 모두 제약오니2 및 돈분 처리구에서 가장 높았으며, 기타 처리구는 차이가 없이 아주 낮았다. 오니의 처리에 따른 세균 및 사상균의 균수는 제약업종오니2처리에서 각각 136, 909 cfu/g로 가장 많았고, 화장품오니도 각각 440, 236 cfu/g으로 다른 처리에 비해 많은 경향을 보였다. 제약오니 및 화장품오니 처리시 우점세균은 무비, 돈분처리에 비해 일정한 경향이 없었으나 3요소 처리보다 다양한 세균이 검출되었다. 오니의 처리에 따른 우점사상균은 무처리에 비해 제약업종 오니2와 화장품 오리처리에서 형태적 특징이 다른 콜로니가 검출되었으나 다른 처리는 비슷한 경향으로 종류간에 큰 차이는 보이지 않았다. Microcosm test를 통하여 오니 처리 후 3개월이 경과한 토양의 오염정도를 평가한 결과는 제약업종 오니3과 화장품 오니처리는 약간 영향을 받아서 $80{\sim}90%$ 생존하였으나, 제약업종 오니1처리는 처리 2주(14일) 이후에는 급격히 생존율이 떨어져서 4주 이후에는 10%만 생존하였다. 그러나 6개월이 경과한 토양에서는 지렁이의 생존율은 제약업종 오니1처리만 약간 영향을 받은 것으로 보였으며 다른 처리들은 전혀 영향을 받지 않았던 것으로 조사되었다. 유기성 오니의 퇴비원료로 활용은 비료관리법의 비료공정규격 중 퇴비의 비고란에 "퇴비의 원료로 사용 가능한 물질과 사용 불가능한 물질"(별표1)에서 "퇴비의 원료 중 사전 분석검토 후 사용 가능한 원료에 대한 지정요령"에는 유기물과 중금속(8성분) 함량(건물중)과 제조공정 등을 검토하여 지정하고 있으나, 지정된 원료가 과연 퇴비원료로 적합한지 잘 알 수 없으며 또한 앞으로 현재의 퇴비원료 규정을 변경할 필요가 있을 경우를 대비하여 퇴비원료의 적합성 여부를 판별할 수 있는 방법의 개발이 필요하다. 따라서 퇴비원료로 이미 지정('02. 12. 31)된 제약오니 및 화장품 오니를 과량으로 토양에 시용한 후 유해 유기화합물, 미소동물, 미생물 및 생물학적(지렁이) 유해성 검정방법의 도입 가능성을 평가하기 거하여 고추를 재배한 포장에서 비료의 피해시험을 실시한 과 유해 유기화합물과 생물학적(지렁이) 유해성 검정방법은 앞으로 연구를 통해서 보완할 경우 상당히 활용 가능성이 있는 좋은 평가방법인 것으로 생각된다.

• 자원환경지질
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• 제53권5호
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• pp.565-583
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• 2020

최근 생활용품 및 건축자재 등에서 검출된 자연 방사성 물질로 인해 사회적으로 다양한 문제가 발생하고 있으며, 이는 조속히 해결해야 될 사회현안으로 대두되고 있다. 우리나라에서도 토양이나 지하수 내 중금속 및 우라늄, 라돈 등의 자연방사성 물질에 대해서 환경부에 의해 지난 20년 이상 장기간 조사된 바 있고, 토양과 지하수 내 자연방사성 물질의 기원이 암석-성인-변형적 특성 등의 지질학적 요인들과 밀접한 상관관계를 보여주는 것으로 추정되고 있지만, 기반암, 기반암 상부토양 및 지하수가 발달한 단층계 내 자연방사성 물질의 국가배경농도가 수립되어 있지 않아 정확한 지질학적 상관관계 규명이 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 국내 현생 심성암류의 성인과 천연 방사성(라돈, 우라늄, 토륨 등)물질 농도와의 상관관계에 대한 예비 연구를 수행하였다. 현생 심성암류 중 알칼리 화강암류(섬장암, 몬조니암, 몬조섬록암 및 알칼리화강암)는 높은 마그마 온도와 고알칼리성의 경향 때문에 U, Th, Zr, REE 및 Nb 등이 부화되는 특징을 보여주어 높은 U과 Th 농도를 가진다. 지각물질의 혼합에 의해 고분화된 화강암류(우백질 화강암, 복운모화강암, 고알루미형질 S-type 화강암 및 페그마타이트)는 고분화되지 않은 일반 화강암류(섬록암, 화강섬록암 및 화강암)보다 U, Th 및 K+Na이 더욱 부화되는 경향을 보여준다. 고알칼리성 화강암류들은 주로 판내부의 열개환경, 대륙충돌 조산작용과 해양판의 대륙판 아래 섭입 이후에 일어나는 확장환경에서 생성된다. 반면에 우리나라에서 주로 산출되는 아알칼리성 캘크알칼리 화강암류는 해양판의 대륙판 밑으로의 섭입에 의한 호환경에서 주로 생성된다. 결과적으로 국내 현생 심성암류의 U, Th 및 K 함량변화는 지구조 환경에 의한 암석성인과 밀접한 연관성을 가지는 것으로 추정되며, 현생화강암류 대한 감마분석 자연방사성 핵종(²²⁶Ra, ²³²Th 및 ⁴⁰K) 예비 결과들은 고알칼리성과 고분화된 화강암류에서 높은 값을 보여준다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권4호
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• pp.368-375
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• 2006

순수한 아나타제 구조로 이루어진 DT51D $TiO_2$에 $CrO_x,\;FeO_x,\;MnO_x,\;LaO_x,\;CoO_x,\;NiO_x,\;CeO_x,\;CuO_x$와 같은 단일 산화물 촉매를 각각 5 wt.% 담지하여 모델반응으로 선택한 기상 TCE 제거반응을 수행하였으며, 이로부터 얻어진 결과를 바탕으로 $CrO_x/TiO_2$-based 복합 산화물 촉매상에서 TCE 산화반응을 연구함으로써 유해 중금속의 사용량을 최소화하기 위한 최적의 촉매 디자인 방법을 도출하고자 하였다. DT51D $TiO_2$에 담지된 여러 단일 금속 산화물들 중에서 기상 TCE 제거반응에 대하여 $CrO_x$가 가장 우수한 촉매활성을 보이는 것으로 나타났으며, 반응온도의 함수로 얻어진 TCE 제거반응의 활성은 $CrO_x$의 담지량에 의존하였다. 5 wt.% $CrO_x$-based 복합 산화물 촉매는 10 wt.% $CrO_x$만으로 이루어진 단일 산화물 촉매와 거의 동일한 수준의 TCE 제거반응 활성을 보였을 뿐만 아니라 이 복합 산화물 촉매들은 10 wt.% $CoO_x,\;MnO_x,\;FeO_x,\;NiO_x$ 등과 같은 단일 산화물 촉매들보다 높은 반응활성을 갖는 것으로 나타났다. 단일 산화물 촉매의 반응활성과 비교하였을 때 5 wt.% $CrO_x$-based 복합 산화물 촉매상에서 TCE 제거반응 동안에 얻어지는 반응활성의 증가 정도는 $420^{\circ}C$ 이하의 반응온도 기준으로 약 $10{\sim}80%$ 이상이었다. 따라서, CVOCs 제거반응을 위하여 널리 사용되고 있는 단일 $CrO_x/Al_2O_3$ 촉매보다는 $CrO_x$의 사용량을 최소화하면서도 우수한 반응활성을 얻을 수 있는 $CrO_x/TiO_2$-based복합 산화물 촉매가 보다 바람직하며 하나의 대안적인 촉매 디자인 방법으로 응용될 수 있을 것으로 생각된다.