• 제목/요약/키워드: Bio-hydrogen

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부산수영하수처리장 하수와 음식물쓰레기 병합처리 시 공정별 악취특성 및 후처리시설 효율평가 (Removal Efficiency of the Deodorization Equipment and Characteristics of Malodor during the Process in Co-treatment of Sewage and Food Waste of Su-young Wastewater Treatment Plant in Busan)

  • 이형돈;강대종;이민호;강동효;오광중
    • 청정기술
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    • 제18권4호
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    • pp.379-389
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    • 2012
  • 우리나라는 소득증가, 도시집중화, 인구증가로 인해 환경적인 문제에 대해 점점 관심이 증대되고 있으며, 이러한 다양한 환경문제 중 악취로 인한 피해는 심각한 환경문제 중 하나이다. 부산시 수영하수처리장 내 음식물처리장은 음식물과 하수를 병합처리하는 시설로 주거지역 인근에 위치해 있어 많은 민원이 제기되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 악취물질분석과 기여도를 악취지수(odor quotient, OQ)와 총악취지수(sum of odor quotient, SOQ)를 평가하여 분석하였으며, 또한 후처리시설인 바이오필터의 효율을 평가하였다. 공기희석관능법에 의한 복합악취 측정결과, 7월과 8월에 분쇄기, 투입호퍼, 침출수 순으로 복합악취가 높은 것으로 나타났다. 기기분석법을 이용해 분석한 결과, 황화수소, 암모니아, 메틸메르캅탄, 아세트알데히드에 의한 영향이 가장 큰 것으로 나타났고, 메틸메르캅탄의 경우, 최소감지농도를 3,571배 이상 초과한 것으로 나타났다. 또한 악취기여도평가에서 메틸메르캅탄(49.95~59.08%), 황화수소(20.43~29.27%), 트리메틸아민(8.82~13.42%), 아세트알데히드(9.17~11.35%)순으로 기여도가 높은 것으로 나타났다. 다른 시설과의 기여도를 비교분석한 결과, 황화합물(메틸메르캅탄, 황화수소)의 OQ가 가장 높았으며, 분쇄기에서 SOQ가 7,067로 가장 높은 것으로 분석되었다. 또한 황화합물과 아세트알데히드, 트리메틸아민의 악취기여도가 분쇄공정에서 가장 높은 것으로 나타났다. 본 연구시설의 후처리시설에 대한 처리효율을 평가한 결과, 암모니아, 아민류는 90.00% 이상의 처리효율을 보였으나, 황화합물류의 처리효율은 평균 53.51%로 나타났다. 종합적으로 본 시설은 기타 처리시설에 비해 아세트알데히드와 트리메틸아민의 기여도가 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 또한 음식물처리장의 후처리시설은 복합적인 악취성분 처리 시 분해효율이 감소할 수 있어 적절한 용량 및 운전조건에 대한 검토가 필요하다.

Growth Characteristics, Bio-chemical Composition and Antioxidant Activities of Benthic Diatom Grammatophora marina from Jeju Coast, Korea

  • ;;전유진;김보영;이준백
    • ALGAE
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    • 제21권1호
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    • pp.141-148
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    • 2006
  • Benthic diatoms are known as a good food for shellfish in nature and in commercial hatchery of Jeju Island, Korea. Grammatophora marina is commonly found as dominant benthic micro-algae in Jeju coastal waters throughout the year. To know the best growth conditions of this species, culture was done in terms of three parameters; water temperature, salinity and nutrients. Each parameter was controlled by temperature of 15, 20 and 25°C; salinity of 25, 30 and 35 psu; and nutrient concentrations of 50, 100 and 200%. F/2 media was used with artificial seawater for the culture, which was continued for two weeks with L:D cycle 12:12 by using fluorescent light. Maximum specific growth rate was recorded 1.68 d–1 at temperature of 25°C with salinity of 35 psu and nutrient concentration of 200% on 6th day during the culture period. Maximum biomass was also observed 4.9 × 105 cells mL–1 in the same condition. This species may belong to the euryhaline and eutrophic habitat with warm condition. For nutritional aspects of this species, protein, lipid and carbohydrate were measured. The value of protein, lipid and carbohydrate was 4.96%, 15.82% and 5.65%, respectively. The antioxidant activities of 80% methanolic extract were 46.7%, 23.7% and 23.8% on DPPH (1,1-Diphenyl-2-picrylydrazy) radical, superoxide anion radical and hydrogen peroxide scavenging, respectively. Percentage metal chelating activity was 81.2%. Enzymatic extracts of Alcalase and Ultraflow showed remarkable scavenging activities on DPPH radical (86.5% and 57.2%, respectively), and superoxide anion scavenging activities were 45.3% and 41.4% from Kojizyme and Viscozyme extracts, respectively. Extract of Protomex revealed 24.8% activity on hydrogen peroxide and Neutase showed 30.8% on hydroxyl radical scavenging effects. Celluclast and Viscozyme extracts showed 33.2% and 32.1% activities on nitric oxide scavenging, respectively, while Alcalase showed 61.5% on metal chelating. This species contains higher lipids among the biochemical compounds and higher metal chelating activities from both 80% methanolic and enzymatic extracts.

미세조류로부터 바이오 수소 생산을 위한 산(acid) 전처리의 최적화 (Optimization of bio-$H_{2}$ production from acid pretreated microalgal biomass)

  • 윤여명;정경원;김동훈;오유관;신항식
    • 유기물자원화
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    • 제20권1호
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    • pp.78-86
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    • 2012
  • 본 연구에서는 제 3세대 바이오매스 미세조류를 이용한 혐기성 암발효 수소 생산 과정에서 산 전처리의 최적화를 통계학적 실험방법인 반응표면법을 적용하여 도출 하였다. 1~3% (v/w)의 산 농도와 10~60 min 전처리 시간을 최적화 실험 범위로 설정하였으며 기질농도 76 g dcw/L와 초기 pH는 7.4로 고정하였고 수소발효 운전 중에 pH는 조절하지 않았다. 최적화 결과 HCl 1.2%와 반응시간 48 min에서 가장 높은 수소전환율인 36.8 mL $H_{2}/g$ dcw을 얻었으며 이때 가용화율은 18.9%로 나타났다. 정확도는 $R^{2}$=0.95로 매우 정확한 상관계수를 보였고 ANOVA test를 통해 예측된 수소전환율에 관련한 경험식은 a quadratic polynomial equation 으로 나타났으며 반응시간보다 산주입농도가 수소 생산에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

매실 순차분획물의 용매별 항산화 활성 및 α-glucosidase 억제 효과 (Antioxidant and α-Glucosidase Inhibition Activity of Solvent Fractions from Prunus mume Ethanol Extract)

  • 김정호;조현동;원영선;박울림;민혜지;한심희;문광덕;서권일
    • 생명과학회지
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    • 제29권10호
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    • pp.1111-1119
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    • 2019
  • 매실은 주로 동아시아에서 재배되는 매실나무의 과실로서 예로부터 한약재나 장아찌 및 청 등으로 가공하여 섭취해왔다. 그러나 매실을 이용한 기존 연구는 대부분 추출물 상태에서 진행하였기에 보다 광범위한 식품학적 이용을 위하여 세부적인 추가 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 이러한 매실을 이용하여 hexane, methanol, ethyl acetate, butanol 및 aqueous 분획물을 제조하고 각각의 생리활성을 평가하였다. 매실 분획물의 항산화 활성은 DPPH 라디칼 소거활성, ABTS 라디칼 소거활성, 환원력 및 $H_2O_2$ 소거활성을 통하여 확인하였고, 그 중 ethyl acetate 분획물(PMEF)은 양성 대조구와 유사하거나 다소 낮게 나타나 가장 뛰어난 항산화 활성을 보였다. 당 분해효소인 ${\alpha}-glucosidase$ 활성 억제 활성은 PMEF 및 methanol 분획물의 활성이 양성 대조구인 acarbose와 근접한 활성을 나타냈다. 매실 분획물의 총 폴리페놀 함량은 ethyl acetate 및 methanol 분획물이 각각 88.28 mg/g 및 70.38 mg/g으로 나타났으며, 총 플라보노이드 함량은 31.37 mg/g 및 31.51 mg/g으로 나타났다. 결과적으로 매실 분획물은 항산화 및 당 분해효소 활성 억제 효과가 있는 것으로 나타나 본 연구를 통해 얻은 결과는 매실의 기능성 식품 소재화 및 천연 항산화제 개발에 대한 기초 자료로서 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

Heilianthus annuus에 의한 오염된 하천에서의 Phytoremediation에 관한 연구 (A Case Study on Phytoremediation in Polluted Stream by Heilianthus annuus)

  • 최문술
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제11권4호
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    • pp.165-171
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    • 2006
  • 본 연구는 비교적 저농도로 오염된 하천수를 대상으로 phytoremediation 기법으로 정화방안을 제시하고자 수행되었다. 온실에 식물 반응조를 설치하여 해바라기 일종인 Heilianthus annuus의 성장에 따라 영양염의 처리량을 산정하였다. 또한 현장 적용성을 검토하기 위하여 H. annuus을 식재한 인공부도(artificial floating island)를 관개수로에 설치하여 식물의 질소, 탄소 및 수소 함유량 증가를 확인하였다. 실험결과 7월부터 9월에 이르기까지 유입수 용존 무기질소(DIN)의 농도를 $28.5\sim199.2mg/l$, 유입수 용존무기인(DIP)의 농도를 $13.3\sim25.4mg/l$ 까지 변동 시켰을 때, 농업용수 기준보다 매우 높은 고농도임에도, 식물체의 성장장해는 나타나지 않았다. 이때 DIN 제거율은 평균 3일의 체류시간에서 $81.7\sim98.6%$였으며, DIP 제거율은 $81.9\sim98.4%$로 나타났다. 또한 효율적인 처리기간은 48시간으로 확인되었다. 인공부도에 식재한 H. annuus의 질소, 탄소 및 수소의 함유량을 보면 질소의 경우 줄기에서 $3.2\sim7.8%$, 뿌리에서 $3.0\sim6.3%$를 보였다. 탄소는 줄기에서 $40.1\sim57.7%$, 뿌리에서 $43.4\sim53.8%$의 함유량을 보였다.

바이오매스 고형연료의 반탄화 특성 및 반탄화물의 연소특성에 관한 연구 (Study on Torrefaction Characteristics of Solid Biomass Fuel and Its Combustion Behavior)

  • 이원준
    • 유기물자원화
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    • 제23권4호
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    • pp.86-94
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    • 2015
  • 반탄화 공정은 약 $250^{\circ}C$정도의 온도에서 진행되는 열화하적 반응으로, 본 반응에 의하여 바이오매스 중에 포함된 헤미세루로스가 분해되고, 휘발성 가스를 생성하여 분리되는 과정이 진행된다. 바이오매스를 반탄화하는 중요한 이유로는 반탄화에 의하여 에너지 집적도(바이오매스 단위 중량에 포함된 열량)가 증가하게 되어 수송 등에 필요한 열량이 감소하는 장점이 있는 반면, 반탄화의 결과로 생산된 반탄화물은 화재 및 분진 폭발의 위험이 높아지는 단점이 있다. 본 연구에서는 바이오매스 연료 중 목질류로서 자연 건조된 폐목재와 초본류로서는 볏짚을 대상으로 약 $200^{\circ}C{\sim}300^{\circ}C$범위의 온도에서 반탄화 실험을 실시하여 반탄화 후 결과물의 연료적 특성을 평가하였다. 특히 C/H(탄소와 수소 비) 및 C/O(탄소와 산소비)는 연료적 특성 중 생물학적 안정성 및 연소시 오염물질(특히 수트, Soot)과 관계되는 요소로서 중요하다. 실험 결과 반탄화에 의하여 C/H는 약 2배 증가하였으며, C/O는 약 3배 증가하였다. 이는 생물학적 안정성은 감소하여 자연적으로 분해(생분해)가 진행되는 어려운 상태로 변화되었으나, 연료 중 수소의 감소에 의하여 휘발성 가스의 생성은 감소할 수 있는 것을 나타낸다. 한편 탄화된 바이오매스의 TGA(Thermogravimetric Analysis)를 실시한 결과, 저온에서의 진행되는 열분해 부분이 상대적으로 감소하였으며, 이는 단순 바이오매스 연료에 비하여 석탄과 연소 특성이 유사할 수 있는 것으로 나타내었다.

Bis(ethylenediamine) cuprate(II)$\cdot$Dichromate의 합성 및 결정구조 연구 (Synthesis and Structure of Bis(ethylenediamine) cuprate(II)$\cdot$Dichromate)

  • 김승빈;남궁해
    • 한국결정학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.38-42
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    • 2005
  • Bis(ethylenediamine) cuprate(II)$\cdot$dichromate $Cu(C_2H_8N_2)_2{\cdot}Cr_2O_7$의 결정구조는 a=5.682(1), b=8.567(2), c=14.839(3) ${\AA},\;{\alpha}=97.50(2),\;{\beta}=101.06(1),\;{\gamma}=109.38(2)^{\circ}$, 삼사정계(Triclinic), 공간군 P-1, 공간군 번호 2이며, Z=2, V=653.9(2) ${\AA}^3,\;D_c=2.030gcm^{-3},\;{\mu}=3.273mm^{-1}$이었다. 구조분석은 중금속법으로 풀었으며, 최소 자승법으로 정밀화하였고, 최종 신뢰도 값들은 2291개의 회절반점에 대하여 $R_1=0.0256,\;R_w=0.0708,\;R_{all}=0.0316,\;S=1.151$이었다. 구리 착이온의 Cu-N의 평균 거리가 2.010(3) $\AA$이고, 면에 거의 수직으로 Cu-O 평균거리가 2.525(2) $\AA$로써 찌그러진 팔면체 구조를 하고 있다. 두 가지 이온들은 [111]-방향을 따라서 사슬구조를 형성하고, 이 축을 포함한 이차원 (0-11)면상에 놓인 인접한 축들 사이에는 N1-O5와 N3-O1 수소결합으로 연결되어 있다.

Anti-skin Aging Potential of Alcoholic Extract of Phragmites communis Rhizome

  • Ha, Chang Woo;Kim, Sung Hyeok;Lee, Sung Ryul;Jang, Sohee;Namkoong, Seung;Hong, Sungsil;Lim, Hyosun;Kim, Youn Kyu;Sohn, Eun-Hwa
    • 한국자원식물학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.604-614
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    • 2020
  • Chronological aging and photoaging affect appearance, causing wrinkles, pigmentation, texture changes, and loss of elasticity in the skin. Phragmites communis is a tall perennial herb used for its high nutritional value and for medicinal purposes, such as relief from fever and vomiting and facilitation of diuresis. In this study, we investigated the effects of ethanol extract of P. communis rhizome (PCE) on skin aging. The total flavonoid and total phenolic content in PCE were 2.92 ± 0.007 ㎍ of quercetin equivalents (QE) and 231.8 ± 0.001 ㎍ of gallic acid equivalents (GAE) per 100 mg of dried extract (n = 3). The half-maximal inhibitory concentration (IC50) values of PCE for 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical (DPPH) and hydrogen peroxide scavenging activities were 0.96 and 0.97 mg/mL, respectively. PCE showed inhibitory effects on tyrosinase when L-tyrosine (IC50 = 1.25 mg/mL) and L-3,4-dihydroxyphenylalanine (IC50 = 0.92 mg/mL) were used as substrates. PCE treatment up to 200 ㎍/mL for 24 h did not cause any significant cytotoxicity in B16F10 melanocytes, human dermal fibroblasts (HDFs), and HaCaT keratinocytes. In B16F10 melanocytes, PCE (25 and 50 ㎍ /mL) inhibited melanin production and cellular tyrosinase activity after challenge with α-melanocyte-stimulating hormone (α-MSH; p < 0.05). In HDFs, PCE suppressed the mRNA expression of matrix metalloproteinase-1 (MMP-1) and reduced the activity of elastase (p < 0.05). In addition, ultraviolet B (UVB)-mediated downregulation of hyaluronic acid synthase-2 gene expression in HaCaT keratinocytes was also effectively suppressed by PCE treatment. Overall, our results showed that PCE has potential anti-skin aging activity associated with the suppression of hyperpigmentation, wrinkle formation, and reduction in dryness. PCE is a promising candidate for the development of an anti-skin aging cosmetic ingredient.

Removal Efficiency of the Heavy Metals Zn(II), Pb(II) and Cd(II) by Saprolegnia delica and Trichoderma viride at Different pH Values and Temperature Degrees

  • Ali, Esam H.;Hashem, Mohamed
    • Mycobiology
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    • 제35권3호
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    • pp.135-144
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    • 2007
  • The removal efficiency of the heavy metals Zn, Pb and Cd by the zoosporic fungal species Saprolegnia delica and the terrestrial fungus Trichoderma viride, isolated from polluted water drainages in the Delta of Nile in Egypt, as affected by various ranges of pH values and different temperature degrees, was extensively investigated. The maximum removal efficiency of S. delica for Zn(II) and Cd(II) was obtained at pH 8 and for Pb(II) was at pH 6 whilst the removal efficiency of T. viride was found to be optimum at pH 6 for the three applied heavy metals. Regardless the median lethal doses of the three heavy metals, Zn recorded the highest bioaccumulation potency by S. delica at all pH values except at pH 4, followed by Pb whereas Cd showed the lowest removal potency by the fungal species and vice versa in case of T. viride. The optimum bio-mass dry weight production by S. delica was found when the fungus was grown in the medium treated with the heavy metal Pb at pH 6, followed by Zn at pH 8 and Cd at pH 8. The optimum biomass dry weight yield by T. viride amended with Zn, Pb and Cd was obtained at pH 6 for the three heavy metals with the maximum value at Zn. The highest yield of biomass dry weight was found when T. viride treated with Cd at all different pH values followed by Pb whilst Zn output was the lowest and this result was reversed in case of S. delica. The maximum removal efficiency and the biomass dry weight production for the three tested heavy metals was obtained at the incubation temperature $20^{\circ}C$ in case of S. delica while it was $25^{\circ}C$ for T. viride. Incubation of T. viride at higher temperatures ($30^{\circ}C\;and\;35^{\circ}C$) enhanced the removal efficiency of Pb and Cd than low temperatures ($15^{\circ}C\;and\;20^{\circ}C$) and vice versa in case of Zn removal. At all tested incubation temperatures, the maximum yield of biomass dry weight was attained at Zn treatment by the two tested fungal species. The bioaccumulation potency of S. delica for Zn was higher than that for Pb at all temperature degrees of incubation and Cd bioaccumulation was the lowest whereas T. viride showed the highest removal efficiency for Pb followed by Cd and Zn was the minor of the heavy metals.

Phthalate계 환경호르몬 제거를 위한 Lactococcus lactis를 함유한 Chitosan Nanoparticles의 제조 (Fabrication of Chitosan Nanoparticles with Lactococcus lactis for the Removal of Phthalate Endocrine Hormone)

  • 윤희수;강익중
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제59권1호
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    • pp.21-34
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    • 2021
  • 본 연구에서는 Chitosan nanoparticles (CNPs) 와 Lactococcus lactis (L. lac.) 를 흡착제로 사용하여 phthalates의 흡착 실험을 진행하였다. CNPs는 Tripolyphospate (TPP)와의 가교 결합을 통하여 제조되었으며, 제조과정 중에 L. lac.의 도입을 통하여 L. lac.-CNPs를 제조하였다. 모든 흡착제는 Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR)을 사용하여 특성을 측정하여 다양한 작용기의 존재를 확인하였다. Adsorption isotherm 과 adsorption kinetic 을 통하여 CNPs, L. lac. 및 L. lac.-CNPs 의 흡착 거동 및 메커니즘을 확인하였다. 모든 입자에 대하여 DBP 및 DEP 의 흡착 거동은 Langmuir adsorption isotherm model 보다는 Freundlich adsorption isotherm model 에 적합하였으며, 이는 입자의 표면이 이질적 (heterogeneous) 라는 것을 의미한다. 흡착 메커니즘은 Pseudo-1st-order model 보다는 Pseudo-2nd-order model 에 적합하였으며, 이는 DBP 및 DEP 의 흡착이 입자 표면의 다양한 작용기들에 의하여 물리적 흡착보다는 정전기적 인력과 수소 결합 등에 의한 화학적 흡착이 지배적임을 나타낸다. 최종적으로, 쉽고 빠른 방법으로 CNPs 및 L. lac-CNPs 의 제조가 가능하며, 유기성 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있는 저비용의 흡착제로서 사용할 수 있음을 확인하였다.