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점토광물에 의한 중금속 흡착 특성 (Adsorption Characteristics of Heavy Metals on Clay Minerals)

  • 문정호;김태진;최충호;김철규
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.704-712
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    • 2006
  • 본 연구에서는 여러 가지 점토광물의 흡착에 의한 $Al^{3+}$, $Cu^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Pb^{2+}$$Zn^{2+}$와 같은 중금속 제거특성을 고찰하였다. 흡착제로는 원료 벤토나이트와 본 연구과정에서 제조한 칼슘 및 나트륨형 벤토나이트, 몬모릴로나이트계 광물인 KSF와 K10을 사용하였다. 이들 다섯 가지 점토광물의 조성은 XRF를 이용하여 분석하였으며 중금속의 농도는 ICP를 이용하여 측정하였다. 또한 각 점토광물의 양이온교환능력과 전하량을 측정하여 비교하였다. 실험결과, 흡착평형은 약 $1{\sim}2$시간 후에 도달하였다. $Na^+$ 치환형 벤토나이트는 $Mn^{2+}$을 제외한 모든 중금속에 대하여 최고 98% 이상의 높은 흡착효율을 나타내었으며 $Mn^{2+}$에 대해서는 최고 66%의 흡착효율을 보였다. KSF는 pH가 증가함에 따라 $Al^{3+}$이 용출되는 것으로 나타났지만 $Pb^{2+}$$Zn^{2+}$은 산성을 띠고 있는 KSF에 의하여 각각 최고 88%와 59%의 흡착효율을 나타냄으로써 수소이온농도에 크게 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 전반적으로 중금속의 초기 농도가 증가함에 따라 흡착효율은 감소하고 흡착능(흡착용량)은 증가하는 경향을 나타내었다. $Na^+$ 치환형 벤토나이트의 중금속 흡착능은 농도에 따라 $1.3{\sim}19$ mg/g 정도의 값을 나타내었다. 흡착제 1 g당 각 중금속들의 흡착량은 $Na^+$ 치환형 벤토나이트$\gg$원료 벤토나이트$\approx$K10>$Ca^{2+}$ 치환형 벤토나이트$\gg$KSF의 순서로 나타났다. 프런들리히 흡착등온선으로부터 K와 1/n값을 계산한 결과, $Na^+$ 치환형 벤토나이트의 K값이 모든 중금속에 대하여 가장 크게 나타났으며 1/n은 $0.2{\sim}0.39$ 범위로 나타나 중금속 흡착에 가장 적합한 점토광물임을 알 수 있었다. 또한 흡착능은 Al>Cu>Pb>Zn>Mn 순으로 나타났다.

어류 가수분해물을 이용한 건조젓갈의 제조조건 (Processing Conditions of the Fermented and Dried Sauces Using Fish Hydrolysates)

  • 배태진;최옥수;강훈이
    • 한국수산과학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.170-174
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    • 1999
  • 이용율이 낮은 어류를 이용하여 건조젓갈을 제조하고 품질개선을 검토한 결과를 요약하면 다음과 같다. 건조젓갈은 풀치, 전어 및 강달이 전어체 마쇄물에 대하여 절반량의 물과 $4\%$ Alcalase를 첨가하여 6시간 가수분해시키고 여과한 여액을 분자량 500 dalton의 막을 통과시킨 후 건조보조제로서 $2\%$ glucose, $4\%$ lactose 및 $4\%$ skim milk를 첨가하고 건조시켜 제조하였다. 분자량 500dalton의 막을 통과시킨 분획물은 아미노질소 회구율이 $91.7\~92.5\%$로서 쓴맛을 거의 나타내지 않아 쓴맛개선에 효과적이었으며, 건조효율을 높이기 위하여 첨가한 건조보조제도 역시 풍미개선에 효과적이었고, 건조수율은 풀치 $16.4\%$, 전어 $17.2\%$ 및 강달이 $17.0\%$였다. 최종제품의 수분함량은 각각 $4.2\%,\;3.7\%$$4.0\%$였고, 탄수화물 함량은 각각 $38.2\%,\;46.2\%$$42.5\%$였다. 그리고 총질소량과 아미노질소량은 각각 $3.9\%,\;4.1\%$ 및 3$3.7\%$$3.2\%,\;3.4\%$$3.1\%$로 높았으며, 총질소에 대하여 아미노질소가 차지하는 비율은 $82.1\~83.6\%$이었다. 풀치, 전어 및 강달이의 건조젓갈을 $25\%$, Aw 0.88 조건에서 평형시켰을 때 흡습율은 각각 $6.9\%,\;7.5\%$$6.8\%$였고, 용해도는 각각 $84.6\%,\;83.6\%$$93.8\%$로 나타났다.

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Ag-20wt% Pd-20wt% Cu 3원합금(元合金) 및 Au첨가합금(添加合金)의 시효경화특성(時效硬化特性) (The Effect of Au Addition on the Hardening Mechanism in Ag-20wt% Pd-20wt% Cu)

  • 박명호;배봉진;이화식;이기대
    • 대한치과기공학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.21-35
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    • 1997
  • Au 함량이 20% 미만인 Au-Ag-Pd합금의 기초합금인 Ag-Pd-Cu 3원계 합금의 시효경화 특성을 규명할 목적으로 20wt% Pd 및 20wt% Cu의 용질농도구성비가 1이 되는 3원 합금과 여기에 2wt% Au의 첨가합금에 미치는 석출상의 영향을 분석, 조사하여 아래와 같은 결론을 얻었다. Ag-20wt% Pd-20wt% Cu 3원 함금은 ${\alpha}$의 단일상에서 Ag-rich의 ${\alpha}2$상 및 PdCu규칙상에 의하여 경화반응이 진행되며 연속승온과정에서 $100{\sim}300^{\circ}C$의 경도증가와 $300{\sim}500^{\circ}C$의 경도감소의 2단계 경화특성이 얻어졌다. 연속승온시효과정은 Au첨가에 관계없이 2단계의 석출반응이 저온영역에서는 stage I, stage II로 나타나고 stage I은 고온에서의 소입에 의해 도입된 과잉공공의 이동 및 소멸에 의한 반응이고 stage II는 평형농도의 공공확산에 의한 반응에 대응하였다. 또한 본 합금의 시효석출과정은 ${\alpha}\to{\alpha}+{\alpha}2+PdCu\to{\alpha}_1+{\alpha}_2+PdCu$이고 최대 경화는 ${\alpha}_1,\;{\alpha}_2$, PdCu의 3상공존구역에서 나타났다. 이들 석출반응은 입계반응이고 반응의 진행과 함께 경도값은 상승하며 경화능에 직접적으로 기여하였다. 또한 석출상은 미세한 lamella조직의 nodule을 나타내고 이들 ${\alpha}_1,\;{\alpha}_2$ 및 PdCu상과의 미세한 혼합상의 형성이 시효경화능에 기여하는 주된 원인이 되었다. 과시효는 lamella의 조대화와 PdCu상의 ${\alpha}_2$상으로의 용해에 따른 정량적 감소에 대응하였다. 본 합금의 시효열처리 온도는 $450^{\circ}C$가 적절하며 $1{\sim}120min$ 시효시간에 걸쳐서 소정의 경화특성을 얻을 수 있었다.

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소규모 지역간 결핵관리사업 성과에 대한 시계열분석 - 전국 234개 시.군.구 보건소의 환자등록자료를 중심으로 - (Time Series Analysis on Outcomes of Tuberculosis Control and Prevention Program between Small Areas in Korea - with Patient Registry Data of 234 City.County.District Public Health Centers -)

  • 김춘배;최헌;신계철;박종구;함수근;김은미
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제48권6호
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    • pp.837-852
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    • 2000
  • 연구배경 : 이 연구는 우리나라 각 기초자치단체에서 발행하는 "통계연보" 등을 활용하여 결핵관리사업의 성과를 결핵예방사업, 환자발견 및 지속관리사업, 그리고 결핵 치료사업 측면에서 소규모 지역간 사계열분석 모형에 의해 연도별 인구천명당 결핵등록률 및 결핵 치료순응도 등의 성과지표로 산출하여 비교분석하고 이에 영향을 미치는 요인을 규명하고자 하였다. 방법 : 전국 234개 시 군 구 기초자치단체별로 발간된 "통계연보"나 광역자치단체별 "통계연보"를 원주시청 행정자료실, 강원도청 행정자료실, 통계청 민원실 등을 방문, 1980년도부터 2000년도까지 순차적으로 열람하여 결핵관리사업등 관련 정보를 지난 1년여동안 추적 조사하였다. 결핵관리사업의 성과지표인 연도별 결핵유병률 등을 산정, 이를 종속변수로 하여 다중 희귀모형을 구축하여 Micro TSP와 SAS 패키지를 이용하여 확률론적안 시계열분석을 하였다. 결과 : 1998년까지의 지역별 현황을 비교하면, 인구지표 중 인구이동률을 제외한 나머지 변수들의 경우 모두 구지역, 시지역, 군지역의 순으로 유의하게 감소하였다. 사회 경제학적 지표로는 인구천명당 자동차 등록대수, 지방세, 담배소비세 모두 시 군 구지역간에 유의한 차이를 보였다. 또한 보건의료지표는 시 군 구지역간 인구천명당 의사수 및 병상수 모두 통계적으로 유의하게 지역 규모의 크기에 따라 감소하였다. 지역별 관련 결핵지표의 시계열 분포의 변화를 비교하면, BCG접종률의 경우 1980년부터 1984년까지 약간의 증가 추세를 보이다가 그 이후 1993년도까지는 일정한 평형 수준 (plateau state) 을 유지한 이후 다시 감소추세를 보였다. 1985년 이전에는 시지역이, 1985년 이후에는 군지역의 접종률이 타지역에 비해 유의하게 높았다. 폐결핵양성자수 시점유병률, 폐결핵 음성자수 시점유병률 및 결핵사망률의 분포를 보면, 세가지 결핵지표 모두 1981년 이후 지속적으로 감소하는 영향을 보여주되, 군지역이 가장 높았고 시간이 경과할수록 시 군 구지역간 차이도 점차 줄어들었다. 이는 지역 특성상 민간의료기관의 분포가 적은 군 지역에서의 결핵등록 및 관리사업이 상대적으로 시 구(광역도시)지역보다 보건소 중심으로 용이하게 운영되어지고 있음을 시사한다. 결핵 치료순응도의 경우 기간유병률이나 사망률과는 반대로 1982년 이후 점차 증가하는 추세였다. 결론 : 이 연구결과는 현재 보건소 중심으로 관리되어 매년 집계, 보고, 발간되는 시 군 구 기초자치단체별 "통계연보"의 결핵보건사업 결과정보에 대한 이용의 실증연구에 해당된다. 따라서 지난 제7차까지 시행해 오던 전국결핵실태조사 대신에 향후 시행될 결핵정보 감시체계 운영등의 기초자료로서 가능성을 제공해주고 있다. 결국 이를 바탕으로 결핵관리사업과 관련 지역 특성에 맞는 지역보건의료계획 수립의 기초자료 및 정부의 국가결핵보건사업 기획의 근거를 제공함으로써 결핵관리 대책 수립시 우선순위 결정과 예산배분, 기대효과 산정에 필수적인 정보로 활용되기를 기대한다.

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산소기에 의한 급성 폐손상에서 폐모세혈관압의 역할에 관한 연구 (The Role of Pulmonary Capillary Pressure in the Oxygen Free Radical-Induced Acute Lung Injury)

  • 유철규;김영환;한성구;심영수;김건열;한용철
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제39권6호
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    • pp.474-483
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    • 1992
  • 연구배경 : 급성 폐손상은 원인에 상관없이 병태생리학적으로 폐동맥압의 증가와 폐부종을 특징으로 하는데 산소기를 포함한 여러 종류의 염증매개성 물질들이 급성 폐손상의 발병기전에 관여할 것으로 생각되고 있다. 그러나 산소기에 의한 급성 폐손상에서 폐모세혈관압의 변화는 확실하게 알려져 있지 않다. 또한 폐부종의 형성에는 폐포-모세혈관투과성과 함께 폐모세혈관과 폐포사이의 수압차도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으나 산소기에 의한 급성 폐손상에서 폐포모세혈관압의 역할에 관해서는 별로 알려져 있지 않은 실정이다. 방법 : Sprague-Dawley 백서를 정상 대조군(n=5), xanthine/xanthine oxidase 처치군(n=7), catalase 전치치군(n=5), papaverine 전처치군(n=7)과 indomethacin 전처치군(n=5)으로 나누어 격리순환폐모델에서 시간경과 따른 폐동맥압, 폐모세혈관압을 측정하고 폐의 무게 변화를 관찰하여 폐부종의 지표로 사용하였다. 폐모세혈관압은 micropuncture에 의한 방법과 일치도가 높은 것으로 알려져 있는 double occlusion법을 이용하였다. 즉, 폐동맥으로의 관류와 좌심방으로부터의 관류를 동시에 2초간 차단하여 폐동맥압과 좌심방압이 비슷한 압력에서 평형상태를 유지할 때의 압력을 폐모세혈관압으로 사용하였다. 결과 : 1) 폐동맥압과 폐모세혈관압은 각각 xanthine/xanthine oxidase 처치군에서 대조군에 비해 유의하게 높았다. 이들은 catalase와 papaverine 전처치로 각각 유의하게 완화되었으나 indomethacin 전처치로는 유의하게 완화되지 않았다. 2) xanthine/xanthine oxidase 처치군에서 관찰된 폐부종은 catalase 천처치와 papaverine 전처치로 유의하게 완화되었으나 indomethacin 전처치로는 완화되지 않았다. 결론 : 격리순환폐모델에서 산소기에 의한 백서의 급성 폐손상시 폐모세혈관압이 증가하고 이는 폐포-모세혈관투과성이 증가된 상태하에서 폐부종을 악화시키며 산소기에 의한 폐모세혈관압의 증가와 폐부종에 cyclooxygenase 대사물은 큰 역할을 하지 않을 것으로 생각된다.

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DSC와 효소법을 이용한 멥쌀 밑 찹쌀떡의 노화도에 관한 연구 (Degree of Retrogradation of Non-Waxy and Waxy Rice Cakes during Storage determined by DSC and Enzymatic Methods)

  • 김창순
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.186-192
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    • 1996
  • 저장온도($25^{\circ}C$, 5$^{\circ}C$, -2$0^{\circ}C$) 및 저장기간(5시간-21일) 따른 멥쌀 및 찹쌀떡(수분함량 45%)의 노화 정도를 측정 비교하기 위하여 시차주사열량기와 효소 소화법($eta$-amylase-pullulanase method)을 사용하였다. 실온($25^{\circ}C$) 및 냉동(-2$0^{\circ}C$) 저장된 떡시료는 DSC thermogram상에서 흡열곡선이 나타나지 않았으며 냉장(5$^{\circ}C$)저장된 시료에서만 나타나 노화가 냉장저장 중현저히 나타난 것으로 추정되었다 저장기간을 통하여 개시온도, 피크온도의 변화는 없었으며 엔탈피($\Delta$H)는 1일 이내에 현저히 증가하여 저장 5일까지 계속적인 증가를 보였고 그 이후 저장 14일까지는 평형을 유지하였다. 전체 냉장저장기간을 통해 찹쌀떡이 멥쌀떡 보다 높은 엔탈피를 나타내어 상대적으로 아밀로펙틴의 재결정화에 의한 노화가 더 진행된 것으로 추정되었다. 효소법을 사용하였을 경우에는 멥쌀 및 찹쌀떡 모두 냉장 <실온 $\boxUl$냉동의 순으로 호화도가 높게 나타났다. 아밀로오스 함량이 많은 멥쌀떡은 효소 소화분해에 대한 호화도가 낮게 나타나 결과적으로 높은 노화도를 반영하여 DSC에 의한 노화특성과 상반된 결과를 나타내 두 방법간의 상관관계는 예상하기 매우 어려웠다. 그러나 두가지측정방법 모두에 의해 쌀의 종류에 관계없이 냉장저장의 경우 노화가 쉽게 일어났고 저장 일수에 따라 노화도가 증가했음이 밝혀졌다 즉 아밀로오스나 아밀로펙틴 함량이 같은 떡시료들간에서는 노화가 많이 일어날 수록(높은 엔탈피값) $\beta$-amylase와 pullulanase에 대한 효소반응성은 감소하였다. 본 연구의 저장조건에서는 효소소화법이 DSC를 이용한 방법 보다 비교적 예민하게 떡에 대한 노화도의 차이를 감지할 수 있었다.

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지역별(地域別) 산림토양(山林土壤)의 K(Potassium) 공급(供給) 특성(特性) (Potassium Supply Characteristics in Different Forest Soils)

  • 진현오;김준환
    • 한국산림과학회지
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    • 제90권1호
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    • pp.64-73
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    • 2001
  • 토양 중에서 K은 수용성 K, 치환성 K, 유효태 K으로 존재하고 있으며, 이러한 각 형태별 K은 서로 동적인 평형관계를 유지하고 있다. 본 연구는 우리나라의 지역별 산림토양을 대상으로 각 형태별 K의 존재양식, 상호관계 및 공급특성을 구명할 목적으로 수행하였으며 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 0.01N-HCl 연속추출법에 의한 유효태 K은 A층에서 포항지역(회갈색산림토양군), 장성지역(갈색산림토양군), 영월지역(암적색산림토양군)이 0.2~0.8me/100g, 태안지역(적황색산림토양군)이 0.1~0.6me/100g, 가평지역(갈색산림토양군)은 0.2~0.4me/100g 범위의 적산량을 나타내고 있었다. 또한, B층에서는 영월지역이 0.1~0.5me/100g, 포항, 태안, 가평지역이 0.1~0.4me/100g, 장성지역은 0.1~0.3me/100g 범위의 적산량을 나타내고 있었다. 2. 10회의 연속추출 중 A층에서는 포항, 장성, 영월지역이 2회째 추출에서, 가평, 태안지역이 3회째 추출에서 전체 유효태 K의 80% 이상이 방출되는 결과를 보였으며, B층에서는 모든 지역에서 2회째 추출에서 전체 유효태 K의 80% 이상이 방출되었다. 3. 치환성 K과 수용성 K과의 관계에 있어서 A층에서는 뚜렷한 경향을 나타내고 있지 않았으나, B층에서는 수용성 K의 값이 일정한데 비하여 치환성 K은 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 치환성 K과 유효태 K과의 관계에서는 A, B층 모두 치환성 K이 증가함에 따라 유효태 K이 지역에 따라 1.2~1.5배 증가하는 경향을 나타내었다. 4. 각 형태별 K의 분포율은 모든 지역에서 유효태 K의 양이 가장 많았으며, 그 다음은 치환성 K, 수용성 K의 순으로 나타났다. 5. 앞으로의 연구과제로서는 유효태 K과 임목의 생장과의 관계를 구명함과 동시에 실험에 소요되는 시간적 손실과 실험규모 등의 생력화를 목적으로 한 0.01N-HCl 연속추출법에 대체할 수 있는 간이추출법의 개발이 필요하다고 사료된다.

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식량증산을 위한 유휴사지(遊休砂地) 및 사질계(砂質系) 농지(農地) 활용(活用)에 관한 기초적(基礎的) 연구(硏究) -1. 수도(水稻)의 사지재배(砂地栽培)에 관한 연구(硏究) (Studies on the utilization of sandy barren lands and sandy farm lands of low productivity -1. Studies on growing rice-plant in sandy barren lands)

  • 김용철;최규호
    • 한국토양비료학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.33-38
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    • 1976
  • 전국(全國)에 널리 분포(分布)한 유휴사지(遊休沙地)를 활용(活用)하여 식량증산(食糧增産)을 도모하고 사질계농지(沙質系農地)의 생산성(生産性)을 제고(提高)할 기초적연구(基礎的硏究)로서 수도(水稻)의 사지재배시험(沙地栽培試驗)을 다음과 같이 실시(實施)하였다. 1. 불모사토(不毛沙土)에 수도(水稻)(품종(品種) IR667)를 재배(栽培)하였고 재배법(栽培法)은 사토(沙土)의 양수분보축역(養水分保蓄力)을 보완(補完)하기 위하여 저농도(低濃度)의 양액(養液)을 연속(連續) 자동공급(自動供給)하고 삼투량(渗透量) 및 증발량(蒸發量)을 최소(最少)로 하는 방법(方法)(관비농법(灌肥農法))을 사용(使用)하였다. 2. 물 못자리묘(苗)를 사용(使用)하였기 때문에 활착(活着)에 시간(時間)이 걸리었으나 활착후(活着後)의 생육(生育)은 왕성(旺盛)하고 출수후(出穗後) 소엽(小葉), 후엽(厚葉), 다엽(多葉), 직립(直立), 총생(叢生)의 전형적(典型的) 다수(多收) 모형(草型)을 나타냈다. 3. 사지적응성(沙地適應性)은 품종간(品種間)의 차이(差異)가 있고 재래종(在來種) 보다 IR계통(系統)이 큰 것으로 보인다. 4. 사지재배(沙地栽培) 수도(水稻)는 출수후(出穗後) 하엽고사(下葉枯死)가 거의 전무(全無)하고 세근(細根)이 많은 왕성(旺盛)한 근계(根系)를 형성(形成)하고 있다. 채용(採用)한 재배법(栽培法)(관비농법(灌肥農法))은 작물(作物)뿌리에 의한 흡수량(吸收量)과 평형(平衡)을 이룬 양액공급량(養液供給量)으로써 삼투손실량(渗透損失量) 등을 최소(最少)로 함을 목표로 하기 때문에 수도전체요수량(水稻全體要水量) 내지 용수량(用水量)을 적지할 수 있을 뿐 아니라, 토양유기물(土壤有機物)을 필요(必要)로 하지 않기 때문에 이와 경합(競合)되는 산소공급능(酸素供給能) 내지 양수분이동성(養水分易動性)을 최대(最大)로 할 수 있어 활력(活力)이 큰 왕성(旺盛) 근계(根系)와 생육후기(生育後期)에도 고사(枯死)가 없는 하엽(下葉)을 이루게 한 것으로 보인다. 5. 질소, 인산, 칼리만을 관비(灌肥)로써 공급한 것 보다 칼슘과 마그네슘을 미리 공급한 것이(규산석회 및 용성인비) 포기당줄기수, 줄기당알수 및 10a당 수량(收量)이 월등하다. 6. 일반(一般)재배보다 1개월 늦게 이앙(移秧)하여 완전임실(完全稔實)까지는 이루지 못하였으나 9월 중순(中旬) 수량조사(收量調査)로 10a당, 최고 510kg 까지의 결과(結果)를 거두었다. 7. 수도(水稻)의 사토재배(沙土栽培)를 기하며 채용(採用)한 재배법(栽培法)은 관비자동공급(灌肥自動供給)을 위한 시설상각비(施設償却費)가 일반재배(一般栽培)에 비하여 부가되지만 경운(耕耘), 중운(中耕), 제초(除草), 시비(施肥)등 노력(勞力)에 있어 절감(節減)되기 때문에 경제성(經濟性)에 대하여 유리(有利)한 전망(展望)을 내릴 수 있으나 앞으로 검토할 문제이다.

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알럼 슬러지 기반 흡착제를 이용한 수용액상 불소 및 비소 흡착에 관한 연구 (A Study of Fluoride and Arsenic Adsorption from Aqueous Solution Using Alum Sludge Based Adsorbent)

  • 이준학;지원현;이진수;박성숙;최궁원;강찬웅;김선준
    • 자원환경지질
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    • 제53권6호
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    • pp.667-675
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    • 2020
  • 본 연구에서는 정수 처리장 침전지에서 채취한 알럼 기반의 슬러지를 수열합성 방법으로 흡착제(Alum Sludge Based Adsorbent, ASBA)를 제조하고, 이를 인공 수용액 및 광산배수 내 불소와 비소의 제거에 적용하여 ASBA의 흡착 특성을 평가하였다. ASBA의 광물학적 결정 구조, 구성 성분 및 비표면적을 조사한 결과, ASBA는 표면에 불규칙한 기공과 87.25㎡ g-1의 비표면적을 갖는 흡착에 유리한 구조로 나타났다. ASBA를 구성하는 주요 광물 성분은 석영(SiO2), 몬모릴로나이트((Al,Mg)2Si4O10(OH)2·4H2O), 알바이트(NaAlSi3O8)임을 확인하였다. 다음으로 회분식 흡착실험을 수행하여 pH, 흡착 반응시간, 초기 농도 및 온도 등의 인자가 ASBA를 활용한 불소와 비소 흡착에 미치는 영향을 살펴보았다. 실험 결과, 용액의 pH 환경이 염기 영역으로 갈수록 불소와 비소의 흡착률은 감소하는 경향을 보였으며, 흡착제의 영전하점은 pH 7 부근으로 나타났다. 등온 흡착실험을 통해 확인한 불소와 비소의 최대 흡착량은 각각 7.6mg g-1, 5.6mg g-1이었고, 동적 흡착실험에서 불소와 비소는 반응이 시작한 후 각각 8h, 12h이 경과하면서 흡착농도의 증가율이 감소하는 것으로 나타났다. 한편 흡착평형 실험을 통한 ASBA의 흡착 메커니즘을 알아본 결과. 불소와 비소의 흡착은 Langmuir 등온 흡착모델 및 Freundlich 등온 흡착모델과 높은 상관관계를 가지며 일치하는 경향을 보여주었다. 또한 열역학적 연구에서는 25℃부터 35℃까지의 온도 증가에 따른 불소와 비소의 흡착 양상을 실험하여, 양의 값을 갖는 열역학적 상수 ΔH°와 ΔG°을 도출함으로써 ASBA의 흡착 특성은 흡열반응이자 비자발적인 반응임을 검증하였다. 재생실험 결과, ASBA는 1N NaOH을 이용하여 재생 가능하였으며, 광산배수를 이용한 불소와 비소의 흡착실험에서 각각 77%, 69%로 비교적 높은 제거율을 보여 현장 적용 가능성을 지닌 것을 알 수 있었다. 분석 결과를 종합하여 볼 때, 소규모 유량을 가지며 pH 환경이 산·중성 영역인 광산배수 내 불소와 비소가 흡착되어 제거되는 데 흡착제로서 ASBA가 효과적임을 제안한다.

사용자 환경 모니터링을 위한 소형 자가발전 무선 데이터 송수신 시스템 개발 (Fabrication of Portable Self-Powered Wireless Data Transmitting and Receiving System for User Environment Monitoring)

  • 장순민;조수민;정윤수;김재형;김현수;장다연;라윤상;이동한;라문우;최동휘
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제60권2호
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    • pp.249-254
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    • 2022
  • 최근 반도체와 같은 정보통신 기술의 발전과 함께 사물인터넷(IoT) 기술 발전이 급격히 이루어지면서 센서와 무선 통신 기능을 내장하여 주변 사물 및 환경 조건을 감지 및 분석하여 대응하는 원격 환경 모니터링 기술이 주목받고 있다. 하지만, 기 개발된 원격 환경 모니터링 시스템은 모두 별도의 전원 공급 장치를 필요로 하기 때문에 시·공간적 기기 사용의 제한을 야기하여, 사용자의 불편함을 유발할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 생체 역학적 에너지의 역학적 특성이 고려된 기구학적 설계 기반 전자기 발전 소자(Electromagnetic generator, EMG)를 개발함으로써 이의 에너지 자립형 원격 환경 모니터링 구동을 위한 전원 공급 장치로써 활용한다. 낮은 진동 주기 및 큰 진폭 변화의 역학적 특성을 지닌 생체 역학적 에너지를 효과적으로 이용하기 위해 자석의 기구학적 배치를 통한 깨지기 쉬운 힘의 평형을 유도하는 Levitation-EMG (L-EMG)를 설계했다. 이를 통해, L-EMG는 외부 진동에 민감하게 반응하여 자석과 코일 간의 효과적인 상대 움직임을 야기하여 고품질 전기 에너지 공급을 가능하게 했다. 뿐만 아니라, 실제 환경 감지 센서와 무선 통신 모듈의 필요 전력을 최소화하기 위한 마이크로 컨트롤러(Micro control unit, MCU)를 구성하였으며, 내장기능 중 저전력모드(Sleep mode)를 접목하여 소비전력의 최소화 및 이의 구동시간 증가를 달성했다. 최종적으로 사용자의 편의성을 극대화하기 위해 휴대폰 어플리케이션을 구축하여 손쉽게 주변 환경 모니터링을 가능하게 했다. 따라서, 이번 연구는 생체역학적 에너지를 이용한 에너지 자립형 원격 환경 모니터링 구축 가능성을 검증할 뿐만 아니라, 더 나아가 별도의 외부 전원 없이 주변 환경 모니터링이 가능한 설계 방안을 제시할 수 있다.