• 대한환경공학회지
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• 제32권10호
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• pp.986-993
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• 2010

본 연구에서는 열처리한 활성알루미나의 불소흡착특성을 분석하였다. 이를 위하여 평형 및 동적 흡착실험을 수행하였고, 용액 pH의 영향과 음이온의 존재에 따른 흡착 특성을 살펴보았다. 또한, 열처리한 활성알루미나의 여재특성을 분석하기 위하여, 전계방출주사현미경(field-emission scanning electron microscope), energy-dispersive spectrometry, X선 회절(X-ray Diffractometer, XRD)분석, 그리고 Brunauer-Emmett-Teller (BET) 비표면적 분석을 수행하였다. 다양한 온도(100, 300, 500, $700^{\circ}C$) 에서 열처리한 활성알루미나의 흡착능을 비교한 결과, 높은 불소 농도(50, 100, 200 mg/L)에서 열처리 온도가 높아짐에 따라서 활성알루미나의 흡착량이 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 불소 초기농도 200 mg/L에서는 $700^{\circ}C$에서 고온처리한 활성알루미나(AA700)의 흡착량이 열처리하지 않은 활성알루미나(UAA)보다 3.67배 큰 것으로 나타났다. AA700과 UAA의 BET분석 결과, UAA의 단위질량당 비표면적이 AA700의 비표면적보다 약 2배 큼을 알 수 있었다. XRD 분석결과에 의하면, AA700의 결정구조는 Al2O3인 반면, UAA는 boehmite (AlOOH)와 bayerite ($Al(OH)_3$)가 혼합된 형태로 구성되어 있었다. 열처리에 의하여 비표면적이 감소하였음에도 불구하고, AA700의 불소 흡착능이 UAA에 비하여 증가한 이유는 결정구조의 변화 때문으로 판단된다. AA700의 동역학적 흡착실험결과, 불소의 흡착은 24 h 경과 후에 평형에 도달하였다. 또한, 평형 흡착실험결과에 의하면, 여재 당 불소의 최대 흡착량은 5.70 mg/g으로 나타났다. 용액 pH의 영향을 분석한 결과, pH 7에서 불소 흡착이 가장 높았으며, 산성과 알칼리성에서는 불소 흡착이 감소하는 것으로 나타났다. 음이온의 영향을 분석한 결과, 인산염, 질산염, 중탄산염은 불소 흡착을 감소시키는 것으로 나타났다. 본 연구에 의하면, 상용화된 활성알루미나를 이용하여 불소를 제거할 경우, 고온처리를 통하여 활성알루미나의 흡착능을 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제21권5호
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• pp.8-15
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• 2016

Bioremediation, which uses microbes to degrade most organic pollutants in soil and groundwater, can be used in solving environmental issues in various polluted sites. In this research, a wind-driven bioventing system is built to degrade about 20,000 mg/kg of high concentration diesel pollutants in soil-pollution mode. The wind-driven bioventing test was proceeded by the bioaugmentation method, and the indigenous microbes used were Bacillus cereus, Achromobacter xylosoxidans, and Pseudomonas putida. The phenomenon of two-stage diesel degradation of different rates was noted in the test. In order to interpret the results of the mode test, three microbes were used to degrade diesel pollutants of same high concentration in separated aerated batch-mixing vessels. The data derived thereof was input into the Haldane equation and calculated by non-linear regression analysis and trial-and-error methods to establish the kinetic parameters of these three microbes in bioventing diesel degradation. The results show that in the derivation of μ_m (maximum specific growth rate) in biodegradation kinetics parameters, K_s (half-saturation constant) for diesel substance affinity, and K_i (inhibition coefficient) for the adaptability of high concentration diesel degradation. The K_s is the lowest in the trend of the first stage degradation of Bacillus cereus in a high diesel concentration, whereas K_i is the highest, denoting that Bacillus cereus has the best adaptability in a high diesel concentration and is the most efficient in diesel substance affinity. All three microbes have a degradation rate of over 50% with regards to Pristane and Phytane, which are branched alkanes and the most important biological markers.

• 공업화학
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• 제7권4호
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• pp.743-749
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• 1996

본 연구에서는 고밀집 섬유 다발체 내에 수용상과 유기상을 동시에 주입시켜 나타나는 모세관 현상을 이용하여 최소 공간에서 최대한의 물질 전달 면적을 갖게 한 정적 액-액 접촉 장치가 개발되었다. 이 장치의 특성과 안정성을 평가하기 위해 TBP와 우라닐 이온을 함유한 질산계의 연속 추출 실험이 수행되었으며, 추출 성능은 동일 상비 조건에서 수행된 회분식 성능과 동일하였다. 초기 수용액에 대한 추출 수율을 증가 시키기 위해서는 일정한 수용액 유속에서 유기상의 유속 증가가 필요하였고, 같은 상비 조건의 회분식의 추출수율을 갖기 위해서는 수용액이 장치 내에서 일정한 체류 시간을 유지해야함을 알 수 있었고 본 추출계에서는 약 1.9분이 필요함을 알 수 있었다. 본 연구에서 개발된 고 밀집 섬유체 접촉기는 안정성과 재현성이 뛰어 났으며, 일반 물질 분리용 뿐만 아니라, 액-액계면 넓고 안정되어 있어 용매 추출 속도론 해석에도 사용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권2호
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• pp.131-136
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• 2013

본 연구의 목적은 고온 처리된 납석을 흡착제로 이용하여 불소 제거를 연구하는 것이었다. 본 연구에서는 흡착제양, 반응시간, 초기불소농도 그리고 용액pH가 불소제거에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 회분조건에서 흡착실험을 수행하였다. 실험에는 다양한 온도에서 열처리한 납석[무처리 (P-U), $400^{\circ}C$ (P-400), $600^{\circ}C$ (P-600)]을 사용하였다. 실험결과, 불소흡착능은 P-400 > P-U > P-600 순으로 나타났다. XRD 분석결과, P-U와 P-400은 석영, 디카이트, 엽납석으로 구성된 반면, P-600은 석영으로만 구성된 것으로 나타났다. BET 분석결과, 비표면적은 P-600 > P-400 > P-U 순으로 나타났다. 동역학적 실험결과, P-400에서의 불소흡착은 24시간 이내에 평형에 도달하였다. 평형흡착 실험결과, P-400의 최대 불소흡착능은 0.957 mg/g이었다. 또한, P-400에 의한 불소제거는 pH 4-10범위에서 용액 pH의 영향을 받지 않았지만, 강산성(pH < 4)과 강염기성(pH > 10) 조건에서는 불소제거가 크게 감소하였다. 본 연구에 의하면, 납석은 저가 흡착제로써 수용액상의 불소제거에 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.23-31
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• 2004

본 연구에서는 침출수 차수재에 Zero Valent Iron (ZVI)를 포함 시켰을 경우, ZVI 함량과 pH에 따른 TCE, 6가 크롬, 질산성질소의 제거능의 변화를 살피고, 반응이 끝난 후 철과 벤토나이트 표면의 철 산화물을 라만 분광기를 통해서 알아보고자 하였다. ZVI의 함량을 중량비로 벤토나이트의 0, 3, 6, 10, 13, 16, 20, 30, 100 w/w% 로 맞춘 9가지의 샘플을 pH7의 완충 용액을 사용했을 경우와 완충 용액을 사용하지 않을 경우 두 가지로 나누어서 실험하였다. Kinetic test 결과, pH7의 완충 용액을 사용하였을 때가 사용하였지 않았을 때보다 TCE의 경우 330시간에서 300시간으로, 6가 크롬의 경우 20시간에서 4시간으로, 질산성질소는 140시간에서 5시간으로 제거 속도가 빨라졌다. 모든 오염물질의 경우 ZVI 함량이 증가할수록 제거 효율이 높아졌으며, pH 7의 완충 용액을 사용하였을 경우 제거 효율도 더 높아지는 것을 볼 수 있었다. 반응 후 철과 벤토나이트의 표면을 라만 분광기를 이용하여 분석한 결과 여러 가지 철산화물이 확인되었다. 이러한 철산화물은 좋은 흡착제의 역할을 할 수 있으며, 이 중 magnetite는 장기간 동안 오염물질의 제거 성능을 유지시켜 줄 수 있다.

• 한국환경과학회지
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• 제23권8호
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• pp.1419-1428
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• 2014

Electron beam-induced grafting polymerization was employed to prepare Acrylic acid-grafted bacterial cellulose (BC-g-AAc). BC-g-AAc as an adsorbent was applied to remove heavy metals (e.g., As, Pb, and Cd). This study examined followings; morphological change of surface, adsorptive behavior of BC-g-AAc, and interpretation of adsorptive kinetics. Specific surface areas of BC and BC-g-AAc were $0.9527m^2g^{-1}$ for BC and $0.2272m^2g^{-1}$ for BC-g-AAc, respectively as measured by BET nitrogen adsorption, revealing the morphological change of the surface of BC-g-AAc. Batch adsorption test was performed to investigate adsorptive behavior of BC-g-AAc in aqueous solution. The amounts of Pb and Cd adsorbed on BC-g-AAc were $69mg\;g^{-1}$ and $56mg\;g^{-1}$, respectively. However, As was not adsorbed on BC-g-AAc due to its neutral nature. Both the Benaissa model and the Kurniawan model were applied in the study to interpret adsorptive kinetics. From the value of correction coefficient ($R^2$), adsorptive kinetics of Pb and Cd were subjected to Kurniawan model referred to pseudo-second-order. Taken together, the results of this study show that BC-g-AAc has potential as a heavy metal (eg., Pb, Cd)-adsorbent made of an environmentally friendly material.

• 한국환경과학회지
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• 제31권8호
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• pp.691-706
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• 2022

Magnetic activated carbon was prepared by adding a magnetic material to activated carbon that had been prepared from waste citrus peel in Jeju. The adsorption characteristics of an aqueous solution of the antibiotic trimethoprim (TMP) were investigated using the magnetic activated carbon, as an adsorbent, and response surface methodology (RSM). Batch experiments were carried out according to a four-factor Box-Behnken experimental design affecting TMP adsorption with their input parameters (TMP concentration: 50~150 mg/L; pH: 4~10; temperature: 293~323 K; adsorbent dose: 0.05~0.15 g). The significance of the independent variables and their interaction was assessed by ANOVA and t-test statistical techniques. Statistical results showed that TMP concentration was the most effective parameter, compared with others. The adsorption process can be well described by the pseudo-second-order kinetic model. The experimental isotherm data followed the Langmuir isotherm model. The maximum adsorption capacities of TMP, estimated with the Langmuir isotherm model were 115.9-130.5 mg/g at 293-323 K. Also, both the thermodynamic parameters, ΔH and ΔG, have both positive values, indicating that the adsorption of TMP by the magnetic activated carbon is an endothermic reaction and proceeds via an involuntary process.

• 대한환경공학회지
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• 제29권8호
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• pp.930-937
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• 2007

본 연구에서는 소나무 종류인 Pinus densiflora로부터 채취한 수피를 이용하여 수용액으로부터 구리 제거를 위한 회분식 흡착 실험을 수행하였다. 구리 흡착에 수피의 화학적 처리가 미치는 효과를 알아보기 위해 1 N 수산화나트륨(NaOH)과 1 N 염산(HCl)을 이용하여 전처리하였다. 구리 농도가 100 mg/L이고 pH가 $3\sim6$인 수용액에서 수산화나트륨(NaOH)을 이용한 수피의 화학적 전처리는 구리의 흡착량을 $139\sim184%$ 정도 증가시키는 효과를 나타냈으나, 염산(HCl)을 이용한 수피의 전처리는 구리의 흡착량을 $37\sim42%$ 정도 감소시키는 효과를 나타냈다. 대체적으로 수피에 의한 구리 흡착은 pH $5\sim6$에서 최대 흡착량을 나타내기는 하였으나, 주어진 pH 범위내에서 수용액의 pH가 구리 흡착에 미치는 효과는 크지 않았다. 수피의 구리 흡착은 유사 2차 동역학 모델로 설명이 가능하였으며, 수산화나트륨(NaOH)으로 전처리한 수피의 경우 초기 농도가 100 mg/L에서 2배로 증가함에 따라 유사 2차 동역학 모델식으로부터 계산된 흡착량$(q_e)$은 6.58 mg/g에서 12.77 mg/g로 증가한 반면에 속도 상수$(k_2)$는 0.284 g/mg/min에서 0.014 g/mg/min으로 감소하였다. 수피의 구리 흡착특성은 Langmuir와 Freundlich 등온식에 의해 모두 잘 표현되는 것으로 나타났다. 수피에 존재하는 카르복실산(carboxylic acid, RCOOH)이 구리 이온의 흡착에 관여하는 것이 확인되었으며, 특히 수산화나트륨을 이용하여 전처리한 수피에서 나타나는 구리의 높은 흡착효율은 수피에 존재한 에스테르(ester) 화합물과 카르복실산(carboxylic acid) 화합물이 가수분해되어 생성된 카르복실산 염(sodium carboxylate) 때문인 것으로 판단되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권4호
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• pp.450-459
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• 2014

파쇄한 소나무와 참나무를 수중에서 Pb(II) 제거를 위한 흡착제로서 적용성을 검토하였다. 접촉시간, 초기 Pb(II) 농도, pH, 경쟁이온, 그리고 흡착제 주입량이 Pb(II) 흡착에 미치는 영향을 파악하기 위하여 회분 흡착 실험을 수행하였다. 동역학적 실험 결과, 소나무와 참나무에 Pb(II) 흡착은 유사 1차 모델과 유사 2차 모델 모두 적합한 것으로 나타났다. 평형 흡착 실험 결과는 결정계수가 소나무의 경우 0.956, 참나무의 경우 0.950으로 Freundlich 모델이 적합한 것으로 나타났다. 소나무와 참나무의 Pb(II) 최대 흡착양은 각각 16.853과 27.989 mg/g으로 나타났다. pH가 3에서 9로 증가함에 따라서 소나무와 참나무에 Pb(II) 흡착은 증가하였다. $Na^+$, $Ca^{2+}$, 그리고 $Al^{3+}$와 같은 양이온의 존재는 Pb(II) 흡착을 감소시켰다. Pb(II) 흡착은 증류수 조건에서 보다 해수에서 흡착량이 컸으며, 이는 해수에 존재하는 $CO{_3}^{2-}$와 $OH^-$ 이온이 Pb(II)와 화합물을 형성하기 때문이다. 본 연구를 통해서 Pb(II)로 오염된 물 정화에 소나무와 참나무가 활용될 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권7호
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• pp.778-782
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• 2007

본 연구는 시멘트/Fe(II) 시스템의 TCE 분해 기작에 관한 것이다. 회분식 슬러리 실험을 통해 시멘트/Fe(II) 시스템 내에서 선별된 이온들의 거동을 조사하였다. 시멘트/Fe(II) 시스템에서 주입된 Fe(II)은 반응시간 12시간 이내에 대부분 고체상으로 흡착되었으며 Fe(II)와 함께 주입된 sulfate 역시 12시간 이내에 90% 정도 고체상으로 이동하였다. 시멘트/Fe(II) 시스템의 Fe(II)-Fe(III) (수)산화물 형성을 모사한 적철석/CaO/Fe(II) 시스템의 TCE 분해능 실험결과 시멘트/Fe(II)에 상응하는 분해속도를 보였다. 칼슘산화물은 시멘트 수화물의 주요 구성성분의 하나로서 시멘트 내에 60% 정도 함유되어 있으며 제한된 조건에서 반응성을 갖는 것으로 알려져 있다. 적철석은 시멘트에 포함되어 있는 철산화물을 모의한 것으로 선별실험을 통해 결정하였다. 적철석/CaO/Fe(II) 시스템 내에서의 Fe(II)과 sulfate의 초기 거동은 시멘트/Fe(II) 시스템과 거의 유사하게 나타났다. 적철석/CaO/Fe(II) 시스템을 이용한 TCE 분해 kinetic 실험결과와 선별된 이온들인 Fe(II)과 $SO_4^{2-}$의 초기 거동으로 볼 때 시스템 내에서 green rust와 같은 Fe(II)-Fe(III) 혼합 광물이 형성되는 것으로 판단된다. 따라서 시멘트/Fe(II) 시스템의 TCE 분해는 시멘트에 흡착된 Fe(II)이 반응성을 갖는 Fe(II)-Fe(III) (수)산화물로의 변환을 통한 기작을 갖는 것으로 판단된다.