• 자원환경지질
• /
• 제42권5호
• /
• pp.487-494
• /
• 2009

본 연구에서는 무산소 환경에서 As(III)로 대체된 자철석으로의 침전 가능성을 확인하기 위하여 Fe(II)와 As(V)의 반응을 통한 As(V)의 As(III)로의 환원 여부를 조사하였다. Fe(II)와 As(V)가 용액상으로 존재하는 균질조건에서의 환원반응 실험은 pH에 따른 영향을 알아보기 위해 수행되었고, 주어진 pH 조건(3.0~7.3)에서 용해된 Fe(II)에 의한 As(V)의 As(III)로의 환원반응은 일어나지 않았다. 균질조건에서의 환원반응 실험결과와 유사하게 침철석을 이용한 불균질조건에서의 환원반응 실험에서도 침철석에 흡착된 Fe(II)에 의한 As(V)의 환원반응은 일어나지 않았다. 또한 Fe(II)의 산화에 미치는 As(V)의 영향에 대한 회분식 실험결과, As(V)가 Fe(II)의 산화반응을 저해하는 영향을 주었고 균질한 조건에서보다 불균질한 조건에서 As(V)의 영향이 명확하게 나타난 것으로 사료된다. 이런 결과들은 무산소 및 지하 환경에서 Fe(II)와 공존할 때, As(V)는 안정한 상태로 존재함을 시사한다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제9권1호
• /
• pp.63-69
• /
• 2004

금속광산 일대의 비소오염 지중 복원기술로써 투수성 반응벽체의 흡착제로 철산화물인 적철석 피복 모래의 적용가능성을 평가했다. 이를 위해서 흡착곡선실험, 비소제거속도실험 및 컬럼내 비소 제거 실험을 통해서 철산화물 피복 모래에 의한 비소 3가와 비소 5가의 제거 효율 및 유동환경에서의 비소 제거능력에 대해 고찰하였다. 적철석 피복 모래는 1.0 mg/L 수준의 낮은 비소 농도에서 높은 흡착력을 보이는 선형 등온 흡착곡선을 보였다. 컬럼실험에서 높은 피복모래의 안은 비소제거효율을 높였으나, 비소 3가가 비소 5가보다 흡착력이 떨어지고 지하수의 유동적인 환경에서 비소의 물리적 확산 현상으로 흡착반응속도의 저하 때문에 제거양이 감소했다. 따라서, 유동적인 환경에서 피복모래의 상대적인 양, 비소화학종의 흡착력, 흡착반응속도가 제거 효율을 좌우했다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제13권2호
• /
• pp.62-69
• /
• 2008

본 연구에서는 제조방법이 다른 여러 종류의 망간코팅사(MCS)들의 물리화학적 특성과 내산성을 비교하고 이들에 의한 독성 3가 비소의 산화특성을 평가하였다. 실험에 사용된 MCS는 4종류로서 실험실에서 고온가열처리에 의하여 제조한 B-MCS, 접촉/건조(wetting and dry) 방법으로 제조한 W&D-MCS, 정수처리장 수 처리 과정에서 자연발생적으로 생성된 N-MCS, 그리고 철 및 망간제거용으로 시판되는 Birm을 사용하였다. 각 망간사내의 망간함유량은 Birm (63,120 mg/kg) > N-MCS(10,400 mg/kg) > W&D-MCS(5,080 mg/kg) > B-MCS(2,220 mg/kg) 순으로 나타났다. 내산성 실험결과 Birm에 함유된 망간이 산성조건에서 가장 적은 용출분율(% 기준)을 보였다. 3가 비소산화 결과, B-MCS의 경우 반응용액의 pH가 낮을수록 산화율이 지속적으로 증가하였지만, N-MCS와 Birm의 경우는 이와는 달리 pH 6 부근에서 산화율이 최소가 되며 강산성 및 강알카리 영역에서는 산화율이 증가하는 것으로 나타났다. N-MCS와 Birm의 경우에는 산화망간 외에 상당량의 산화알루미늄을 함유하고 있어서 As(III) 산화와 동시에 망간산화물의 환원에 의해서 생성되는 $Mn^{2+}$가 산화망간 및 산화알루미늄 두 반응점으로 경쟁흡착이 되기 때문에 기인한 것으로 여겨진다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제13권3호
• /
• pp.52-58
• /
• 2008

여러 조건으로 제조한 망간첨착활성탄(Mn-AC)을 유기물과 무기물이 함께 오염되어 있는 합성 폐수처리에 적용하였다. 유기물과 무기물의 대표물질로 각각 페놀과 3가 비소를 선정하였다. Mn-AC의 물리화학적 특성과 안정성을 분석한 후, 회분식 반응조에서 활성탄(AC) 및 Mn-AC에 의한 3가 비소 및 페놀 흡착 특성을 조사하였다. Mn-AC의 안정성 평가를 위해 pH 2에서 4의 산성용액에서 용출되는 망간의 농도로부터 평가하였다. pH 3 이하에서는 Mn-AC로부터 많은 양의 망간이 용출되었지만, pH 4에서는 청정지역 허용기준인 3 ppm 이하의 농도로 용출되었다. Mn-AC에 대한 X-선 회절기 분석결과 첨착된 망간은 $Mn_2O_3$로 밝혀졌다. Mn-AC를 이용한 3가 비소와 페놀의 동시처리 실험결과 3가 비소는 낮은 pH에서 AC보다 높은 산화율을 보였으나, 중성 이상의 pH에서는 AC가 더욱 높은 산화율을 보였다. 활성탄에 망간을 첨착시킴으로서, 비표면적이 13% 감소하였고 이로서 Mn-AC에 의한 페놀제거율은 AC에 비해 8% 정도 줄어들었다. 3가 비소 산화 및 페놀 흡착실험을 통하여 Mn-AC는 복합오염물을 갖는 폐수의 동시처리에 적용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제39권1호
• /
• pp.10-19
• /
• 2020

본 연구에서는 대구·경북지역 36개 폐광산 인근지역에서 생산되는 25개 농산물 1,059건에 대하여 카드뮴, 납, 비소 오염도 조사와 더불어 위험평가를 실시하였다. 정량한계는 카드뮴 0.59 ㎍/kg, 납 0.42 ㎍/kg, 총비소 0.55 ㎍/kg, 무기비소 화학종에서는 arsenite [(As(III)) 1.74 ㎍/kg], arsenate[(As(V)) 2.25 ㎍/kg]이었으며, 직선성은 모두 0.9995 이상으로 나타났고, 무기비소의 함량은 arsenite (As(III))와 arsenate(As(V))의 합으로 하였다. 평균 회수율은 카드뮴 96.3-97.7%, 납 95.8-98.2%, 총비소 96.1-98.0%, arsenite 94.8%, arsenate 115.4% 이었고, C.V.% (Coefficient of Varidation)는 모두 5% 미만으로 나타났다. 농산물의 중금속 평균 함량은 도라지 0.244±0.164 mg/kg, 대파 0.145±0.133 mg/kg, 참깨 0.124±0.136 mg/kg, 고사리 0.109±0.070 mg/kg, 취나물 0.103±0.093 mg/kg, 마늘 0.071±0.063 mg/kg의 순으로 카드뮴의 오염도가 높았고, 납은 참깨 0.040±0.085 mg/kg, 도라지 0.039±0.056 mg/kg, 고구마 0.034±0.058 mg/kg, 들깻잎 0.034±0.016 mg/kg, 호박 0.032±0.065 mg/kg, 매실 0.028±0.012 mg/kg의 순으로 높은 오염도를 보였다. 무기비소는 쌀에 한하여 조사되었는데 평균 0.082±0.035 mg/kg의 오염도를 보였다. 카드뮴의 경우 쌀 1.19×10^-1 ㎍/kg b.w./day(14.37% of PTMI), 대파 2.77×10^-2 ㎍/kg b.w./day(3.34% of PTMI), 감자 2.08×10^-2 ㎍/kg b.w./day(2.51% of PTMI), 사과 1.39×10^-2 ㎍/kg b.w./day(1.67% of PTMI), 양파 1.13×10^-2 ㎍/kg b.w./day(1.37% of PTMI)의 순이었고, 납의 경우 사과 1.29×10^-2 ㎍/kg b.w./day (2.05% of PTWI), 고구마 7.49×10^-3 ㎍/kg b.w./day (1.19% of PTWI), 쌀 7.15×10^-3 ㎍/kg b.w./day (1.14% of PTWI), 호박 5.01×10^-3 ㎍/kg b.w./day (0.79% of PTWI), 양파 4.80×10^-3 ㎍/kg b.w./day (0.76% of PTWI)의 순으로 납 노출량이 높았다. 본 연구의 조사대상 25개 품목 농산물을 모두 일시에 섭취한다고 가정하였을 경우, 카드뮴은 PTMI 대비 28.21%, 납은 PTWI 대비 7.94%, 무기비소는 쌀 단일품목에 한해 PTWI 대비 15.16%의 위해도를 보임으로써, 본 연구에서 진행하였던 중금속에 대한 인체 위해정도는 우려할 수준이 아닌 것으로 확인되었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제30권4호
• /
• pp.423-429
• /
• 2008

유기물과 무기물이 함께 오염되어 있는 합성 폐수처리에 대한 망간첨착활성탄(Mn-AC)의 적용성을 연구하였다. 유기물과 무기물의 대표물질로 페놀과 3가 비소를 각각 선정하였다. 산성조건에서 Mn-AC의 안정성을 평가하기 위해, 용액의 pH를 2, 3 및 4로 달리하여 시간경과에 따른 용존망간의 용출능을 평가하였을 때, pH 3보다 낮은 조건에서는 Mn-AC의 안정성이 떨어졌지만, pH 4에서는 반응시간동안 용출되는 망간의 농도는 무시할 수 있는 정도였다. 이러한 안정성 실험결과 Mn-AC는 pH 4 이상의 일반폐수 처리에 사용할 수 있음을 알 수 있었다. AC와 비교하였을 때, 망간첨착에 의한 비표면적 감소로 인해 망간첨착활성탄의 페놀제거속도 및 페놀 흡착능은 일부 감소하였다. 페놀 농도 변화에 따른 등온흡착결과 Mn-AC의 최대흡착량은 AC의 75%에 해당하였다. 산성영역의 pH에서는 Mn-AC에 의한 3가 비소 산화효율이 AC보다 높았지만 pH 7 이상에서는 반대 경향을 나타내었다. 본 연구를 통하여 Mn-AC를 페놀과 3가 비소의 동시처리에 적용할 수 있음을 알 수 있었다.

• Environmental Engineering Research
• /
• 제22권2호
• /
• pp.186-192
• /
• 2017

The carbon paste electrode (CPE) was modified with the pristine bentonite and hybrid material (HDTMA-modified bentonite). The modified-CPEs are then employed as working electrode in an electrochemical detection of As(V) from aqueous solutions using the cyclic voltammetric measurements. Cyclic voltammograms revealed that As(V) showed reversible behavior onto the working electrode. The hybrid material-modified carbon paste electrode showed significantly enhanced electrochemical signal which was then utilized in the low level detection of As(V). Moreover, the studies were conducted at neutral pH conditions. The electrochemical studies were conducted with scan rates (20 to 200 mV/s) to deduce the mechanism of redox processes involved at the electrode surface. The anodic current was linearly increased, increasing the concentration of As(V) from 5.0 to $35.0{\mu}g/g$ using the hybrid material-modified electrode. This provided fairly a good calibration line for As(V) detection. The presence of varied concentrations of As(III) in the determination of total arsenic was studied. The influence of several cations and anions viz., Cu(II), Mn(II), Zn(II), Pb(II), Cd(II), Fe(III), $Cl^-$, $NO_3{^-}$, $PO_4{^{3-}}$, EDTA and glycine in the detection of As(V) from aqueous solution was also studied. Further, in an attempt to simulate the real matrix analysis, the tap water sample was spiked with As(V) and subjected for As(V) detection using the modified-CPE.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.353-353
• /
• 2012

InAs nanowires (NWs)는 나노소자스케일의 전자소자나 광전자소자를 위한 기본 단위(building block)로 사용될 수 있고, 1차원적 나노구조를 가지면서 나타나는 특별한 전기적, 광학적 특성으로 인해 전계효과 트랜지스터, 레이저, 광발광 다이오드, 가스 검출 센서 등의 많은 응용소자로 활용을 위한 연구가 진행되 있으며 주로 실리콘, 갈륨비소 기판 위에 금속유기기상 증착(MOCVD) 또는 분자선 증착 (MBE)을 이용하여 선택적 수직배열 성장 조절을 위한 연구와 특성 평가 연구가 주로 이뤄지고 있다. 본 연구에서는 InAs NWs를 MBE 장치를 이용하여 Si(111) 기판 위에 Au와 같은 촉매를 사용하지 않고 Si과 InAs의 큰 격자 불일치로 인하여 성장되는 Volmer-weber 성장 모드를 이용 하였다. InAs NW 성장모드는 Si ($5.4309{\AA}$)과 InAs ($6.0584{\AA}$) 사이에 큰 격자상수 차이를 이용하게 되는데 촉매를 사용하여 성장하는 일반적인 이종 화합물 반도체 성장 모드와 달리 액상상태가 존재하지 않고 바로 In과 As이 Si 기판 위를 이동하여 수직방향으로 성장이 이루어지는 vaporsolid(VS) 모드이다. InAs NW V-S 성장 모드는 Si 기판과의 격자 상수차에 의한 스트레스를 이용해야 하므로 Si기판 위에 존재하는 native oxide는 완벽히 제거되어야 한다. InAs NW 최적 성장 조건을 찾기위해 V/III raitio, 성장 온도, 기판표면처리 등의 성장 변수를 변화 시켜가며 실험을 수행하였다. Native oxide를 제거하기 위하여 HF와 buffered oxide etchant (BOE)를 사용하였다. InAs NWs 성장조건은 Indium flux를 고정 시키고 V/III ratio는 50~400까지 변화를 주었다. V/III ratio를 200으로 고정을 시키고 성장온도를 $375{\sim}470^{\circ}C$에서 성장 하였다. 이 때 InAs NWs는 $430^{\circ}C$에서 가장 높은 밀도와 aspect ratio를 얻을 수 있었다. Arsenic flux에 대해서는 많을 수록 좋은 aspect ratio를 얻을 수 있었다. 하지만 InAs 구조의 절대 부피는 거의 같다는 것을 확인 할 수 있었고 이는 온도와 V/III ratio가 Indium adatom의 surface migration length에 대하여 중요한 요소로 작용되는 것을 알 수 있었다.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제38권2호
• /
• pp.130-136
• /
• 2011

Ions deficiency or excess remains one of the critical ground level environmental problems, affecting crop productivity. In this overview, we will discuss an increased application of proteomics technology in addressing this issue using rice (Oryza sativa L.) as a model crop plant. Proteomics analyses have revealed that rice proteome undergoes changes in the proteins composition and expression in response to several ionic stresses, including mineral nutrients (aluminum, nitrogen, and phosphorous) and heavy metals (arsenic, cadmium, and copper). Developed inventory of responsive proteins and their correlation with changes in physiological symptoms and parameters are a major step forward in: (i) better understanding the underlying mechanisms of ionic stresses-triggered responses in rice; (ii) comparative proteomics studies; and (iii) designing a novel strategy to improve crop plants.

• 자원환경지질
• /
• 제38권5호
• /
• pp.547-561
• /
• 2005

이 논문에서는 지하수 비소오염의 일반적 지구화학적 특성을 이해하고 기존 연구사례와 논산/금산지역의 지하수 관정 수질분석 자료 등을 바탕으로 국내 지하수의 비소 산출양상을 평가하고자 한다. 가장 심각한 비소오염이 발생한 방글라데시에서는 약 $28\%$의 관정에서 $50{\mu}g/L$ 이상의 비소함량이 확인되며 2천8백만의 인구가 이에 노출된 것으로 추정한다. 주요한 오염지하수의 특성으로 중성 pH와 중간 또는 강한 환원환경, 낮은 $SO_4^{2-}$, 및$\;NO_3^-$함량, 높은 용존 유기탄소, $NH_4^+$ 함량 등을 들 수 있으며 비소는 주로 3가 형태로 존재하고 홀로세 천부 대수층에서 함량이 높게 나타난다. 일반적으로 대수층내 철수산화물의 환원성 용해 현상으로 비소가 유출되는 것으로 받아들여지며 유기물질의 존재, 미생물의 활동 등이 주요한 요소로 평가된다. 플라이스토세 빙하활동에 의해 원거리 비소기원물질의 풍화 및 이동, 화학적 집적, 미생물 활동 등의 요인으로 광역적인 세계 주요 오염발생지역의 특성을 해석하기도 한다. 국내에서는 심각한 비소오염 발생사례는 보고되지 않고 있으며 지하수 수질측정망 운영결과 $10{\mu}sg/L$ 이상의 비소함량은 전체 $1\%$ 내외에서 나타나지만, 먹는샘물 수질평가에서 이를 초과하는 업체수가 $19.3\%$에 달하고 논산 및 금산 지역의 간이급수용 관정 수질조사에서 약 $7\%$가 초과하는 결과를 보였다. 전남 일부와 울산 지역의 지하수 수질조사 결과에서도 $10{\mu}g/:L.$ 이상의 함량이 각각 $36\%,\;22\%$에 달하여 변성퇴적암 등의 지질영향과 광화작용에 따른 비소오염이 발생할 수 있음을 보여준다. 향후 국내 지하수 비소오염 평가연구를 위하여 비소거동에 영향을 주는 다양한 지구화학적 및 미생물학적 반응과 지하수 유동특성에 대한 이해가 선행되어야 하며 광화대 지역, 옥천대 변성퇴적암 지역, 부산 경남 일대의 미고결 퇴적층 및 산성황산염 토양 분포지역 등에 대한 보다 체계적인 조사와 연구가 요구된다.