화학분석 설계의 한 사례로서 디지털 기록매체 중 하나인 CD-R (Compact Disc Recordable) 기록층의 단면구조와 기록층의 주요성분인 염료의 구성성분 및 화학구조를 분석하기 위해 분석계획을 수립하고 분석을 수행하는 전 과정을 기술하였다. 미지시료의 화학분석은 많은 경험과 지식을 요하는 복잡한 과정이기 때문에 학생들이 화학분석을 위한 설계 절차를 수립하고 분석방법의 선택이나 자료해석 등에 어려움을 겪고 있어 이해를 돕기 위한 사례로서 CD-R 개발단계에서 실제로 수행했던 한 제품분석의 전 과정을 제시하였다. 본 연구에서는 SEM을 사용하여 CD-R의 substrate (기판) 및 기록층 (Dye 층)의 단면적 구조를 확인하였다, 기록층인 염료는 적절한 용매를 이용하여 용해 수집한 후 TLC (얇은 막 크로마토그래피)를 이용해 성분별로 분리하였다. 분리된 각 성분을 UV-Vis 흡수분광법으로 흡광도를 측정하여 정량하였고, GC-MS와 NMR을 이용해 각 성분의 화학구조를 분석하고 질량분석법을 통해 최종적으로 질량을 확인하였다.
금정산-백양산 일원에 분포하는 50개소의 용천수와 6개소의 지하수에 대하여 9개 물리화학적 성분(온도, pH, Eh, EC, TDS, DO, 염분농도, 알칼리도, 용출량)을 측정하였다. 용천수의 pH는 5.06~8.38, 알칼리도는 7.93~102.21mg/1, EC는 $9.5~270\mu\textrm{s}/cm$, Eh는 64.2~685.9mV, DO는 4.57~12.13mg/l, 용출량은 4.26~182.2ml/s이다. 물리화학적 성분들의 통계적인 특성을 알기 위하여 일반통계분석을 실시하였으며 물리화학적 성분들간의 상관성을 분석하였다. 또한 용천수와 지하수의 물리화학적 성분을 비교하였다. DO, pH, Eh, EC, 알칼리도, 용출량의 공간적인 분포 특성을 알기 위하여 크리깅이 수행되었으며, 계산된 값을 성분들간의 공간적인 분포 비교를 위하여 표준화시켰다. 표준화된 값을 이용한 물리화학적 성분의 등치선도를 작성하여 각각의 성분의 이상대를 파악하였으며 서로 다른 성분들의 이상대를 비교 검토하였다.
이 연구는 국내 8개 지역에서 수집한 꽃향유의 정유성분을 분석하여 화학형을 분류하고, 이들 화학형 성분이 항산화 작용과 식품부패균을 억제하는 효과가 있는지를 알고자 하였다. 정유성분 분석결과 3개의 화학형으로 구분할 수 있었다. 화학형 1의 주성분은 dihydrotaketone (DT type)이었다. 개화기를 기준하여 꽃향유의 개체에 따라 naginatketone (NK type)이 60% 이상을 함유한 것과 elsholtziaketone (EK type)을 60% 이상 함유한 개체로 분류할 수 있었고, 또한 이들 두 성분은 종자세대 후에도 EK type은 elsholtziaketone이 주성분으로 나타났고 NK type은 naginataketone이 주성분인 것이 확인되었다. 따라서 NK type은 제2 화학형으로 그리고 EK type은 제3 화학형으로 구별하였다. 항산화 효과는 $6\;mg/{\ell}$ 농도에서 나타났으며, 같은 농도에서 DT>NK>EK 순으로 항산화능을 보였다. NK type은 Streptomyces와 Bicillus에서, EK type은 Streptomyces와 Pseudomonas에서 높은 항균능력을 보였다.
최소유지관리의 LCC관점에서 강구조물에의 적용이 증가하고 있는 내후성강재를 대상으로 Mill Sheet를 수집하고 이를 통계적으로 분석하여 화학성분, 기계적성질, 용접성지수, Weathering Index 및 충격흡수에너지에 대해 정량적으로 조사하였다. 본 연구결과 국내에서 생산되고 있는 내후성강재의 화학성분, 기계적 성질 및 충격흡수에너지는 분산의 폭이 약간 크게 나타났으며 KS에서 규정하는 기준값을 충분히 만족하고 있는 것으로 나타났다. 또, 용접성지수 및 Weathering Index는 일본 도로교시방서 및 ASTM의 기준을 만족하고 있는 것으로부터 국내 내후성강재의 품질을 확인 할 수 있었다.
국제적으로 많은 관심을 끌고 있는 환경오염중의 하나가 바로 산성 강하물에 관한 것으로 산성비의 피해는 광역적이기 때문에 많은 측정망들을 중심으로 한 공간적인 연구가 필요하다. 국내에서는 산성도 및 주요 이온성분의 분석, 대기질-강우 산성도의 관계, 지역별 강우의 화학적 성분 비교, 이온 성분간의 상관관계 분석 등에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. (중략)
암석이 화학적으로 매우 불균일하기 때문에 암석에 있어서 자연적인 풍화와 인위적인 오염에서 기인한 손상을 구별짓는다는 것은 간단하지 않다. 석재의 화학적인 풍화는 스며든 빗물이나 오염먼지 등에 의해 생성된 물질의 농도변화로 표현되어 진다. 특히 벽면 표면의 두터운 검은 외각과 얇은 검은 막은 미관상으로 뿐만 아니라 암석 자체에도 큰 손상을 끼친다. 일반적으로 이런 검은 물질들은 비 등의 수분과 직접적인 접촉이 없고, 농축된 오염물질들이 쉽게 쌓일 수 있는 곳에서 찾아볼 수 있다. 천연 암석과 마찬가지로 검게 손상된 층 또한 화학적으로 매우 복잡한 체계를 갖고 있어 그 생성 원인과 메커니즘을 규명하는 것이 어려운 일이다. 이 흑색 층은 일반적으로 공기오염물질, 유기물, 철과 망간등의 유색광물의 이동과 침착의 현상에서 생성될 수 있다. 건물들의 외벽에 사용된 여러 종류의 사암과 석회암, 인조석의 표면에는 여러 풍화 손상 형태가 나타나고 있다. 특히 표면에 있는 검은 막의 성질을 알아보기 위해 화학성분을 주성분과 미량성분으로 나누어 측정하였고, 화학적인 특징을 예측하기 위해서 분석자료를 여러 통계적인 방법으로 처리하였다.
본 연구는 농경활동이 활발한 만경강 하천부지에서 지하수의 수리지질 및 수리지화학적 특성을 고찰하고 B과 Sr 동위원소를 이용하여 지하수 수질 변화에 영향을 미치는 요인을 알아보고자 하였다. 연구 결과 만경강 하천부지는 지표로부터 실트질 모래층, 자갈모래층, 풍화대로 크게 3등분되며 투수성은 모래자갈층에서 가장 좋고 그 다음으로 풍화대, 실트질 모래층 순이었다. 화학성분 검층과 ${\delta}^{11}B,\;^{87}Sr/^{86}Sr$ 동위원소 분석결과 지하수 조성은 해수와 농업 활동에 의한 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 화학성분 검층 결과 해수 영향은 하천과 도로제방 사이 중간정도 까지인 것으로 사료되었으며 ${\delta}^{11}B$ 분석 결과 자갈모래층과 풍화대 지하수는 해수의 영향을 받는 것이 확인되었다. 본 연구지역 지하수는 지층 특성에 의한 영향으로 천층지하수는 토지이용에 따른 농업활동의 영향을 받으며 지표하 10m 이하의 지하수는 해수의 영향을 받는 것으로 사료되었다.
한라산 1100 고지에서 채취한 대기 부유분진의 조성은 인위적 기원의 성분들이 가장 높고, 다음으로 해양 기원 성분과 토양 기원 성분들이 높은 함량을 나타내었다. 계절별로는 봄철에 토양 성분인 nss-$Ca^{2+}$, Al, Fe, Ca 성분의 농도가 크게 증가하였고, 인위적 기원의 $NH{_4}^+$, $K^+$, nss-$SO{_4}^{2-}$은 6월에 가장 높은 농도를 보였다. 반면에 $NO{_3}^-$은 봄철에 nss-$Ca^{2+}$과 함께 농도가 상승하였고, 이는 중국으로부터 장거리 이동에 의한 영향으로 추정된다. 황사와 비황사 때의 농도를 비교해 본 결과, 황사 때에 nss-$Ca^{2+}$, Al, Ca, Fe 농도가 7.2~9.5배 증가하였고, nss-$SO{_4}^{2-}$과 $NO{_3}^-$은 각각 1.3, 3.8배 정도 더 증가한 것으로 확인되었다. 요인분석법으로 분진성분의 발생기원을 조사해 본 결과, 한라산 1100 고지 부유분진은 토양의 영향을 가장 많이 받고, 다음으로 인위적 영향과 해염 영향을 많이 받고 있는 것으로 추정된다. 역궤적분석에 의해 분진 성분의 유입경로를 조사한 결과, 공기덩어리가 중국대륙을 거쳐 제주지역으로 이동한 북서풍 계열의 풍향일 때 주요 인위적 기원의 성분과 토양 성분의 농도가 상승하고, 공기가 북태평양을 거쳐 제주지역으로 유입되었을 때 이들 성분들의 농도가 상대적으로 감소하는 경향을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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