• 한국광물학회지
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• 제26권2호
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• pp.129-138
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• 2013

최근 들어 안정된 수자원 확보를 위해 하천수를 강변의 충적층을 통과시켜 취수하는 강변 여과수 개발이 각광을 받고 있다. 지표수 및 지하수와 반응하는 주변 충적층 퇴적물에 존재하는 철은 강변 여과 후 양수정을 통해 얻어지는 지하수의 수질을 결정하는 데 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 퇴적물-지하수-지표수의 상호 작용에 의한 철 화학종의 존재 변화를 알아보기 위해 창원시 대산면 낙동강변의 강변여과 부지에서 채취한 대수층 퇴적물 내에 존재하는 철 함유량을 퇴적물 심도 및 입자 크기에 따라 다양한 화학적 철 추출법을 통해 비교하였다. 실험 결과는 전체적으로 지표로부터 20 m 부근까지는 2가철 및 총 철 함량이 전체적으로 감소하다 20 m 깊이 이하에서는 증가하는 경향을 나타내었다. 이러한 결과는 육안으로 관찰되는 퇴적물 색깔이 지시하는 산화/환원 환경 특성과도 일치하였다. 한편, 퇴적물의 모래 부분보다 미사/점토 부분에서 추출법에 따라 2~10배의 철이 추출되었다. 그리고, 다양한 추출법 중 DCB 용액에 의해 가장 많은 철이 추출되었다. 이와 같은 다양한 철 분석법으로 추출되는 철 함량 특성은 퇴적물 내에서 철의 용해 및 침전을 결정짓는 심도에 따른 산화/환원 조건의 좋은 지시자로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제19권4호
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• pp.265-275
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• 2006

미생물을 이용한 원석 또는 폐석으로부터 인류에 유용한 원소 및 중금속의 용출은 초기 연구단계에 있는 새로운 생물학적 기술 중의 하나이다. 본 연구의 목적은 갯벌 퇴적물에서 분리한 미생물(Microcosm)을 이용하여 자철석으로부터 철의 용출 및 용출된 철의 생광화작용에 따른 2차 물질의 형성을 규명하고자 한다. 갯벌퇴적물에서 분리한 철 환원 박테리아(Microcosm)가 글루코스($10{\sim}20mM$)를 이용하여 성장하는 동안 자철석으로부터 철의 용출 및 2차 물질의 형성을 ICP, XRD, SEM-EDX 및 TEM을 이용하여 연구하였다. 미생물배지에 상업용 자철석(미생물배지 : 자철석 = 100 : 1)과 철환원 박테리아를 넣고 혐기성 및 호기성 조건하에서 철 용출 및 2차 물질의 형성실험을 실시한 결과, 철의 용출 실험동안 미생물배지의 Eh는 호기성 조건에서 +250 mV에서 -520 mV 까지 감소하고, pH 7.3에서 5.5까지 감소하였다. 혐기성 환경에서 박테리아의 활동에 따라 15일째 자철석으로부터 94 ppm의 Fe를 용출하였으며, 박테리아가 없는 혐기성 조건 하에서는 0.9 ppm의 Fe의 용출을 보여 주었다. 호기성 환경에서 박테리아의 활동에 따라 자철석으로부터 15일째 107 ppm의 Fe를 용출하였다. 배양을 시작한지 1개월이 지난 시점에서는 미생물배지에 용출되어 있는 Fe가 혐기성 조건에서는 57ppm의 Fe가, 호기성 조건하에서는 6.5 ppm의 Fe 각각 존재하였다. 박테리아가 배양되는 동안 용출된 철의 감소는 2차물질의 형성에 철이 소비된 것으로 사료되며, 호기성 조건하에서는 적갈색의 2차 물질 형성을 보여주었다. 미생물에 의한 자철석으로부터 철과 망간의 용출은 미생물의 활동에 따른 미생물배지의 열역학적인 조건(Eh/pH)의 변화 및 유기물의 산화에 따른 유기산의 형성에 기인한 것으로 사료된다. 미생물을 이용한 결정질의 자철석으로부터 철의 용출 및 비정질의 2차물질의 형성은 미생물의 퇴적물 내에서 철의 순환에 중요한 역할을 담당할 뿐만 아니라 미생물을 이용한 유용물질의 침출(Bioleaching) 및 생광화작용에 따른 광물의 합성 가능성을 시사한다.

• 자원환경지질
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• 제40권1호
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• pp.29-45
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• 2007

전라북도 전주시 지역의 만경강 하천변 충적 대수층에 심도 30m까지 설치된 다중 심도 관정을 이용하여 산화-환원 환경과 관련된 지하수의 생물지구화학적 특성을 조사하였다. 대체로 용존 산소(DO)가 1 mg/L이하의 혐기성 환경이 지배적이었으며, 10-20m 구간에서는 높은 농도의 Fe($14{\sim}37mg/L$)와 Mn($1{\sim}4mg/L$)이 나타나고 그 하부에서는 S(-II) 이온이 검출되었다. 용존 Fe와 Mn이 높은 구간에서는 $O_2,\;NO_3$가 거의 없고, 퇴적물내의 Fe와 Mn의 함량은 심도에 따라 큰 차이 없이 분포하고 있어 전자수용체로서 이용된 Fe(III), Mn(IV)의 환원에 의해 지하수내의 용존 Fe와 Mn의 농도가 높아진 것으로 볼 수 있다. 용존 농도에서 Mn이 Fe에 비해 상대적으로 농도가 높게 나타나는 구간이 더 넓다. 환원 과정에서 전자공여체(electron donor)로 이용될 수 있는 유기 탄소(DOC) 농도가 지하수면 부근에서 급격히 감소하는 것으로 보아 지하수내 유기물은 상부에서 유입되는 것으로 보인다. 20m 하부에서는 $SO_4$가 감소하고 S(-II) 이온이 검출되는 것으로 보아 상부 구간보다는 하부구간에서 $SO_4$ 환원작용이 활발함을 지시한다. 여러 산화-환원쌍으로부터 계산된 산화-환원 전위는 Fe를 포함하는 쌍들간을 제외하고는 모두 일치하지 않아 전체적으로 산화-환원적으로 비평형 상태에 있다고 볼 수 있다. 지하수면 부근을 제외하고는 siderite, rhodochrosite 등의 탄산염 광물의 포화지수가 -2에서 +1의 범위를 보여 이들 광물에 의해 각각 Fe(II), Mn(II) 이온의 농도가 지하수내에서 조절될 수 있음을 보여주며, 20m 하부 심도 구간에서 S(-II) 이온이 검출되는 지점에서는 Fe(II)의 경우 FeS 광물에 의해서도 농도가 조절될 수 있다.

• 아시안잔디학회지
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• 제3권2호
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• pp.95-111
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• 1989

야외 조건에서 생장한 한국산 들잔디(Zoysia japonica Steud)의 잎, 줄기, 뿌리, 지하경의 관부와 절간에 있어서 질산환원효소 활성도(NRA)와 전분분해효소의 활성도(AA)를 측정하였다. 각 기관에서의 효소 활성도는 4월 중순부터 증가하여 6월의 개화기때 최대값에 도달하였다. 그후 효소 활성도는 급격히 감소하여 겨울철에는 최소에 이르렀다. 이 결과는 잔디의 각 기관에서 NR과 Amylase는 계절적 활성변이를 가진다는 것을 제안한다. NR과 Amylase가 낮은 활성도를 가지는 1986년 7월 31일에 6cm의 높이에서 잔디의 지상부를 예초(cuting)한 결과, 모든 기관에서의 AA와 잎, 줄기에서의 NRA는 2일간의 지연기 후에 급격히 증가하여 7일째에 최대에 이르렀다. 이 값은 대조구의 효소 활성도 보다 약 3배 높았고, 계절적 변이에서의 최대 활성도의 약 90%에 도달하였다. 예초된 잎에서의 조단백질(CP)의 함량은 예초후 7일째 까지 증가하였으나, 건물생산량(DM)과 총가용성 탄수화물(TSC) 함량은 예초후 4,5일 동안 감소하다가 다시 증가하여 7일째에 예초전의 수준에 도달한 후 일정한 값을 유지하였다. 또한 각 기관에서의 NRA와 AA는 예초후 8일째에 정상 수준으로 급감하였다. 이 결과는 완전히 자란 잔디 자체는 NR과 Amylase의 활성에 대한 억제제로서 작용하며, cutting과 같은 외부 성처요인이 개체 수준에서 적용되었을때 손상된 물질을 회복하기 위하여 분자 수준에서 수준에서 효소가 활성화 된다는 것을 제안한다.

• 한국해양학회지
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• 제25권1호
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• pp.8-20
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• 1990

조간대 퇴적물의 공극수 화학과 초기 속성작용을 연구하기 위하여, 경기만 남동부 의 반월지역 조간대의 한 정점에서 1987년 10월 -1988년 10월 사이에 6차의 공극수 시 료가 채위 분석되었다. 시료채취 지점은 세립질 뻘 퇴적물이 분포하며 무산소 환경으 로 인해 생물교란이 없는 곳으로서, 미생물에 의한 유기물 분해와 영양염의 재생이 매 우 활발하였다. 공극수 내의 황상염 환원은 매우 급속히 이루어져, 해수로부터 공급된 황산염이 10 cm 깊이 이내에서 일차적으로 체거되는 현상이 겨울철을 제외한 전 시기 에 관찰되었다. 황산염 환원과 유기물 분해의 산물로서 생겨난 암모니아와 인산염은 공극수 내에 축적되어 수직적으로 심한 농도구배를 나타냈다. 봄철에서 초여름에 걸친 시기에는, 한편, 일차적인 황상염 환원대 아래쪽으로 2차적인 농도증가현상이 관찰되 었다. 공극수 내 황상염, 암모니아 및 인삼염 농도의 수직 분포에서는 계절적인 차이 가 나타났다. Berner (1980)의 속성모델을 적용하여 황산염 환원과 영양염류 재생의 반응속도를 정량화시킨 결과 여름철과 겨울철 사이에 약 10배의 차이를 나타냈으며, 이 차이는 계절적인 온도의 차이에 기인한 것으로 해석되었다. 형양염 농도구배로부터 계산된 C : N : P 비도 계절적인 차이를 나타냈다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권1호
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• pp.68-74
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• 2010

담수상태의 토양이나 습지생태계에서 ${NO_3}^-$는 환원상태의 발달을 지연시키는 완충역할을 할 수 있다. 논토양에서 관개용수를 통하여 공급되는 ${NO_3}^-$가 Fe의 환원과 그에 따른 P의 가용화에 미치는 영향을 조사하였다. 관개용수중의 ${NO_3}^-$ 함량이 5 mg N $L^{-1}$ 수준일 경우 5 cm 깊이 토양에 도달하기 전에 대부분 탈질작용에 의해 제거되었으며, 5 cm 깊이 토양에서 일어나는 Fe의 환원과 P의 용출이 저해되었고 10 cm 깊이 토양의 환원현상에는 영향을 미치지 못하였다. ${NO_3}^-$ 함량이 10 mg N $L^{-1}$ 수준인 관개용수를 공급하였을 경우에는 10 cm 깊이 토양층까지 ${NO_3}^-$가 잔류 유입되었으며, Fe의 환원과 P의 용출을 현저히 억제하는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 보면 관개용수를 통하여 ${NO_3}^-$를 포함한 질소가 과도하게 논토양으로 유입되면 질소과다현상을 유발할 뿐만 아니라 P의 가용화를 억제함으로써 인 결핍을 초래할 수도 있을 것이다.

• 대한약리학회지
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• 제21권1호
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• pp.62-77
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• 1985

Hydroxyl raical$(OH{\cdot})$을 생성하는 것으로 알려진 iron-catalyzed Haber-Weiss rocation에서 superoxide anion $(O^{-}_{2}{\cdot})$은 주로 $Fe^{+++}$을 $Fe^{++}$로 환원시키는 데에 작용하는 것으로 추정하고 있다. 이러한 $OH{\cdot}$ 의 역할은 다른 환원제들에 의하여 대체가 가능할 것으로 추측되며 생물계의 환원제의 하나로써 ascorbate가 관심의 대상이 되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 $Fe^{++}$와 $H_2O_2$ 존재하에서 $OH{\cdot}$ 을 생성하는 ascorbate 의 역할을 hyaluronic acid의 변성과 methional로 부터 ethylene 생성에 대한 효과로써 관찰하였다. Ascorbate는 $Fe^{++}$와 $H_2O_2$에 의한 hyaluronic acid의 변성을 촉진하였으며, 이런 현상은 점성도 변화와 Sepharose 4B를 이용한 코로마토그라피에 의하여 확인할 수 있었다. 이때 관찰되는 변성은 catalase와 $OH{\cdot}$ scavenger에 의하여 거의 완전히 억제 되었다. 또한 ascorbate는 $Fe^{++}$와 $H_2O_2$에 의한 methional로 부터 ethylene생성을 항진시킴으로써 상기의 결과를 뒷받침 하였다. 다른 환원제들(cysteine, glutathione, NADH와 NADH와 NAKPH)도 ascorbate와 같이 hyaluronic acid의 변성과 methional로 부터 ethylene생성을 촉진하였으나, 그들의 산화형인 NAD와 NADP의 효과는 관찰 할 수 없었다. 그러므로 $OH{\cdot}$ 생성에 있어 철이온의 환원이 관여함을 시사하였다. 또한 metal ion가운데 $Fe^{++}$는 $OH{\cdot}$ 생성에 가장 강력한 촉매작용을 나타내었다. 이상의 결과는 ascorbate가 $(OH{\cdot})$ 을 생성하는 metal-catalyzed reaction에서 $Fe^{+++}$을 $Fe^{++}$로 환원하는 $O^{-}_{2}{\cdot}$의 작용을 대신할 수 있음을 증명하며 이와같은 ascorbate 의존적인 $OH{\cdot}$ 의 생성은 ascorbate가 조직손상에 관여할 가능성을 시사하였다.

• 환경영향평가
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• 제30권1호
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• pp.35-48
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• 2021

본 연구에서는 예산군에 위치한 질산성 질소 오염 지하수 부지를 대상으로 오염지하수의 지중정화현장 적용성 평가를 수행하고자, 영가철/바이오 환경정화소재를 이용한 Injected PRB(Permeable Reactive Barrier)와 관측정을 현장 오염지하수부지에 적용하고 주요 정화지표에 대한 변화를 모니터링하였다. 질산성질소, 아질산성질소, 암모니아성질소, 철 이온, TOC, 탁도 등의 항목 등을 조사하고 미생물 분석을 실시하여 지중정화기술의 현장 적용성을 평가하였다. 연구대상 부지는 농경지역으로 북쪽 경계는 하천이 서쪽에서 동쪽으로 흐르며 하천 경계를 형성하고 남쪽은 불투수 경계로 이루어져 있다. 질산성질소는 전반적으로 지하수 흐름과 유사하게 하천으로 흐르는 것으로 분석되었다. 모델링 결과, 약 3년에서 5년정도 경과 후 안정 상태로 도달하는 것으로 판단되었다. 이는 추가적인 오염원 유입이 없는 현재 상태만 고려한 것으로 지속적 오염이 유입된다면 오염범위 및 안정화 기간이 증가할 수 있다. 모니터링 결과, PRB설치 전, 후 철 이온, TOC, 탁도 값이 큰 차이를 보이지 않아 PRB의 음용수 관정 영향은 없는 것으로 판단되어 해당 지중정화기술의 지중 주입 적합성을 확인하였다. 질산성질소는 PRB 설치 42일 차까지 5 mg/L보다 낮은 농도가 유지되었으나 84일 차부터 PRB 내부의 질산성질소 제거 유효 기간이 끝나 원래의 농도를 회복하였다. PRB 설치 후 아질산성 질소와 암모니아성 질소의 검출은 PRB에 의한 질산성 질소의 환원에 의한 감소를 보여주었으며, 미생물 분석 결과 종 다양성이 증가하고 탈질 미생물을 포함하고 있는 Betaproteobacteria Class 군집이 크게 증가한 결과는 질산성 질소가 생물학적 환원작용에 의한 정화 가능성도 보여주었다.

• 한국광물학회지
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• 제31권2호
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• pp.87-101
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• 2018

만장광상은 옥천변성대 화전리층 내에 발달되었으며 열극충전형 동광체인 중앙 및 본광체와 철 스카른형 서부광체로 대분된다. 본 연구에서는 중앙 및 본광체에 대한 광상학적 연구를 수행하여 기존 서부광체 광화작용 특성과 비교하고자 한다. 중앙광체는 맥상조직이 두드러지며 자류철석과 황동석이 주를 이루는 반면, 본광체는 맥상, 괴상, 각력상 조직과 더불어 황철석, 유비철석, 황동석이 주로 산출된다. 이 밖에 섬아연석, 방연석, 자철석, 티탄철석, 금홍석, 석석, 철망간중석, 황석석 등이 수반된다. 스카른이 부분적으로 발달하며 석류석은 그로슐라 계열, 휘석은 헤덴버자이트 계열이 우세한 것으로 보아 대체로 환원환경에서 정출된 것으로 보인다. 중앙광체의 섬아연석-황석석과 본광체의 황철석-유비철석 광물공생군을 이용한 생성온도는 각각 $204-263^{\circ}C$, $383-415^{\circ}C$로서 중앙광체가 상대적으로 낮고, 황분압도 본광체에서 $10^{-6}-10^{-7}atm$로서 비교적 높고 중앙광체로 가면서 점차 감소한 것으로 보인다. 황화광물의 황동위원소조성은 중앙광체 4.6-7.9‰, 본광체 4.3-7.0‰로 상호 유사하며 주로 화성기원이지만 모암의 영향으로 약간 높게 나타난다. 광석광물의 종류와 조직 그리고 광화작용의 물리화학적 조건을 고려할 때 동광화작용이 발달한 본광체와 중앙광체는 잠두화성암에 대하여 각각 근지성과 원지성 광화작용의 특성을 나타낸 것으로 보이며, 스카른 철광상이 발달한 서부광체와는 서로 다른 열수계의 영향을 받아 생성된 것으로 여겨진다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제29권4호
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• pp.592-596
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• 2000

오적골을 0.5%, 1.0%, 1.5% 첨가한 김치를 만들어 1$0^{\circ}C$에 보관하면서 속성이 진행되는 동안 의 품질 특성의 변화를 알아보기 위하여 pH, 적정산도, 환원당 함량, 총균수, 유산균수 및 색도의 변화를 조사하였다. 오적골을 첨가한김치는 대조구에 비하여 pH의 저하가 늦어지고, 저정산도의 증가가 늦어지는 것으로 나타났다. 대조구에 비해 오적골을 첨가한 시험구의 환 원당 함량이 낮은 것으로 보아 발효 기간 중 오적골 첨가 김치에서는 유기산의 생성이 활발 하였던 것으로 보인다. 생성된 우기산은 김치중에 있는 유리 아미노산 등의 완층작용이나 오적골 등에서 용출된 칼슘의 중화작용으로 인하여 pH 저하로 나타나지 않았다. 이랍ㄴ적 으로 김치의 숙성정도를 판단하는 기준인 pH 및 적정산도의 결과로 보아 오적골을 첨가한 김치는 대조구에 비하여 5일 내지 15일 이상 속성 기간이 늘어나는 효과를 가지는 보인다. 오적골을 첨가한 \ulcorner치의 총균수와 우산균가 대조구에 비하여 높게 나타난 것은 오적골이 김 치의 숙성에 관여하는 미생물이 생욱하는데 적당한 조건을 만들어 주기 때문이라고 생각된 다. 숙성이 진행됨에 따라 김치 마쇄액의 붉은 정도는 점진적으로 높아지는 경향을 보였다.