• 원예과학기술지
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• 제29권1호
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• pp.29-35
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• 2011

EC 기준의 순환식 수경재배시스템에서 재사용 양액 내의 이온 농도의 변화와 각 이온의 EC 기여 비율의 변화는 안정적인 양액 관리를 위해서 고려되어야 할 중요한 요인이다. 본 연구는 초기 생육단계 파프리카의 EC 기준 순환식 수경재배에서 교체 주기에 따른 재사용 양액 내 이온 농도, 이온균형 및 이온의 EC 기여도의 변화를 조사하여 재사용 양액의 적정 분석 주기를 규명하고자 수행하였다. 실험은 파프리카의 평균 마디수가 13마디일 때 시작하였고, 처리 종료시점에서는 평균 마디수가 18마디였다. 1개의 암면 슬라브당 3주의 파프리카가 재배되었다. 처리는 재사용 양액의 교체 주기에 따라 각각 1주, 2주, 3주, 4주 교체 처리구로 구성되었다. 양액은 일사비례제어방식으로 급액되었다. 배액은 배액 탱크에 수집된 후에 당일 관수가 종료된 후 혼합 탱크에서 EC $2.69dS{\cdot}m^{-1}$가 될 때까지 희석되었다. 혼합된 양액은 익일의 양액으로 사용되었다. 재사용 양액은 주기적으로 수집하여 분석되었다. 교체 주기에 따른 이온 농도의 변화는 처리별 차이가 나타나지 않았다. 모든 처리구에서 이온 농도의 변화 범위는 각각 $K^+$ 5-8, $Ca^{2+}$ 11-14, $Mg^{2+}$ 2.0-2.7, $Na^+$ 0.5-0.6, $NO_3{^-}$ 14-19, ${SO_4}^{2-}$ 4-5, ${PO_4}^{3-}$ 1-4, $Cl^-$ $0.3-0.5meq{\cdot}L^{-1}$와 같았다. 교체 주기에 따른 이온 균형 변화는 크지 않았다. 그러나 전체 처리구에서 이온 비율의 변화는 일정한 경향을 나타냈다. 양이온 비율 변화는 $K^+$ : $Ca^{2+}$을 중심으로 나타났으며, 음이온은 ${SO_4}^{2-}$ : ${PO_4}^{3-}$를 중심으로 나타났다. 양액 중의 $K^+$, $NO_3{^-}$, $H_2PO_4{^-}$의 1가 이온과 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, ${SO_4}^{2-}$의 2가 이온의 활동도 계수는 각각 0.8-0.9, 0.5-0.6 사이에서 변하였고, 시간 경과와 함께 각 이온의 활동도 계수는 일정한 경향을 나타냈다. 각 이온이 양액의 EC에 기여한 비율은 $K^+$와 $NO_3{^-}$가 가장 컸고, 다음으로 $Ca^{2+}$, ${SO_4}^{2-}$, $Mg^{2+}$ 순으로 나타났다. 본 실험에 적용한 교체 주기 4주는 초기 생육단계의 파프리카를 EC 기준 순환식으로 수경재배 할 경우, 이온 농도 변화와 이에 따른 EC 기여도의 변화는 안정적인 범위 이내라고 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.381-390
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• 2023

본 연구에서는 염해를 받은 콘크리트의 역학적 성능 평가를 수행하고, 실험 결과를 바탕으로 염소이온 농도에 따른 압축응력변형률 모델을 제시하였다. 염해를 모사하기 위해 콘크리트 배합 시 CaCl₂ 용액을 첨가하였으며, 염소이온의 농도는 결합재의 중량 대비 0, 1, 2, 4 %가 되도록 하였다. 콘크리트의 최대 압축응력 이후의 응력-변형률 곡선을 조사하기 위해 변위 제어를 통해 압축강도를 측정하였다. 염소이온 농도가 1 %인 경우에는 최대 압축응력이 증가하였으나, 염소이온 농도가 2 % 이상인 경우에는 최대 압축응력이 감소하였다. 최대 압축응력에서의 변형률의 경우 재령 7일의 시편에서는 염소이온 농도에 따른 경향이 나타나지 않았다. 재령 28일의 시편에서는 염소이온 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 재령 28일의 최대 압축응력와 변형률의 변화를 이용하여 Popovics model에 기반한 응력-변형률 곡선 모델을 제시하였다. 염소이온의 농도 증가에 따른 역학적 성능 저하의 원인을 조사하기 위해 수화생성물 분석을 수행하였다. 염소이온의 농도가 증가함에 따라 Friedel's salt가 증가하고, portlandite가 감소하는 것을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제41권1호
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• pp.47-56
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• 2008

본 연구에서는 달천 폐광산 지역 내 25개 지점에서 현장수질(pH, Eh)을 측정되었고, 41개 지점에서 지하수를 채수하여 주이온 성분을 분석되었다. pH와 Eh성분은 모두 사문암 지역에서 가장 높았으며, pH는 약알칼리성에서 중성의 범위로 나타났다. 연구지역 내 지하수는 탄산염암과의 반응에 의한 산화 환원 환경이 지배적이었으며, 다른 암종에 의한 영향은 매우 적은 것으로 나타났다. 연구지역의 지하수 중 양이온은 $Ca^{2+},\;Mg^{2+}$, 음이온은 $SO_4^{2-}$ 성분이 높게 나타났다. 이는 탄산염암과 사문암, 유비철석과 황철석에 함유된 황 성분이 지하수에 다량 용해되었기 때문이다. 지하수내 이온성분 사이의 상관계수는 광미적재지에서 $Ca^{2+}$와 $SO_4^{2-}$ 성분이 0.95, $Ca^{2+}$와 $Mg^{2+}$ 성분이 0.86, $Mg^{2+}$와 $SO_4^{2-}$ 성분이 0.85로서 높게 나타났다. 또한 기반암 지하수에서는 $Mg^{2+}$와 $SO_4^{2-}$ 성분이 0.86, $Ca^{2+}$와 $SO_4^{2-}$ 성분이 0.68 정도로 나타났다. 양이온 중 $Ca^{2+}$ 성분이 광미적재지에서 $46.85\sim323.58mg/L$, 기반암에서 $3.18{\sim}207.20mg/L$로서 가장 넓은 농도 범위를 나타내었으며, 음이온 중 $SO_4^{2-}$ 성분이 광미적재지에서 $21.54{\sim}1673.17mg/L$, 기반암은 $2.04{\sim}1024.64mg/L$로 가장 넓은 농도 범위를 나타내었다. 대수층 매질 종류에 따른 파이퍼 다이아그램 분석 결과, 광미적재지는 Ca-$SO_4$형, 사문암 지역은 Mg-$SO_4$형과 Mg-$HCO_3$형, 탄산염암 지역은 Ca-$HCO_3$형, 혼펠스 지역은 Na-K형과 $CO_3+HCO_3$형이 우세한 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 달천 폐광산 지역의 광미적재지에서 $Ca^{2+},\;Mg^{2+}$ 및 $SO_4^{2-}$ 성분이 지하수에 다량 용해되어 지하수의 주 흐름 방향에 위치한 기반암 지하수에 유입되었음을 알 수 있었다.

• 전기학회논문지
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• 제66권7호
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• pp.1066-1071
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• 2017

Recently high voltage impulse (HVI) technique has been extensively studied for desalting processes to control the $CaCO_3$ scale formation in industrial water practices such as power plant, boiler, and heat exchange operations. Investigation of the operational parameters for the HVI is important, however, those had not been reported yet. In this study, the effect of initial feed volume and contact time on reduction of calcium ion concentration by the HVI technique was investigated. Initial feed volumes of artificial hard water which contained 100 mg/L of $Ca^{2+}$, were set to 1, 2, and 3 L respectively. After 24hr of HVI contact with 12kV, $Ca^{2+}$ ion was reduced to 50, 29 and 19 % of their initial concentration, indicating that calcium removal increased as initial feed volume decreased. This implies the applied HVI pulse energy per unit mass of calcium is important parameter determining overall desalting efficiency. A series of extended operations of HVI up to 30 days verified the long term stability of the HVI system. The calcium ion declined to 40 mg/L after 2~3 days, and further reduction of calcium was not achieved, indicating that optimum operation time could be 2~3 days under these experimental conditions. Consequently, it was confirmed that the important operational parameter of HVI technique is initial feed volume and contact time as well as the applied voltage that was already proven in the previous study.

• 대한수의학회지
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• 제38권2호
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• pp.280-289
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• 1998

Voltage-sensitive ion channels contribute to establishment of the cell excitablity and the generation of the cellular function. At hamster oocytes in the primitive stage during developing process, an inward current elicited by voltage pulses was found to be carried mainly by $Ca^{2+}$. Even at present, $Ca^{2+}$ channels serve as the most probable route to pass this inward current but there is no evidence of the presence of this channels in eggs. To date, both the characteristic properties and the physiological role in the early stage of development remain unclear. Here we examined the characteristic properties of the inward current and changes in this currents at unfertilized oocytes, fertilized zygotes and two-cell embryos using whole-cell voltage clamp technique. The inward current carried reportedly by $Ca^{2+}$ was remained following removing external $Ca^{2+}$ but completely abolished by further replacement of impermeants such as tetramethylammonium ion ($TMA^+$) or $choline^+$ instead of $[Na^+]_0$. Tetrodotoxin did not affect on this inward current remained at $[Ca^{2+}]_0$-free condition. Removal of $Na^+$ ion out of the experimental solution clearly decreased the current. After adding 2mM $Ca^{2+}$ to the $Na^+$-free media, the inward current was restored. Interestingly, this current carried by either $Ca^{2+}$ or $Na^+$ was decreased by the reduction of intracellular $Cl^-$ concentration, or by $Cl^-$ channel blockers such as niflumic acid, DIDS and SITS. When $Cl^-$ concentration was lowered without changes in other ionic components, this inward current was reduced. At fertilized oocytes and two-cell embryos, the inward current carried by $Ca^{2+}$ and $Na^+$ was severely reduced. Also $Cl^-$ component could not be observed. From these results, the inward current is composed of $Ca^{2+}$, $Na^+$ and $Cl^-$ component, suggesting that the channel carrying this inward current is not selective specifically to $Ca^{2+}$. During early stage of development, the voltage-sensitive ion current seems not to contribute essentially to the cell cleavage and differentiation. The loss of $Cl^-$ component after fertilization suggests that $Cl^-$ may play a role in maintaining the viability of unfertilized ova.

• Environmental Engineering Research
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• 제11권3호
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• pp.127-133
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• 2006

Aerobic floc-like sludge was formed in a batch reactor and the effect of cations on the formation of aerobic floc-like sludge was studied. In order to enhance the formation (rate) of aerobic floc-like sludge, cations such as $K^+$, $Na^+$, $Ca^{2+}$, and $Mg^{2+}$ were added to the seed sludge. It was found that $Ca^{2+}$ had positive effect on the formation of floc-like sludge, as measured by sludge volume index (SVI) for settle ability. The formation of floc-like sludge was confirmed by the microscopic observation after DAPI staining. The scattered forms of sludge samples at the initial stage became aggregated to form floes after $Ca^{2+}$ addition. To ensure the functions of sludge floes in a treatment plant, the gradient of ionic species around the surfaces of floc-like sludge was monitored by ion selective microelectrodes for ${NH_4}^+,\;{NO_3}^-$, and pH. The effective concentration of $Ca^{2+}$ ion to form floc-like sludge was determined to be 750 mg/L (0.15 mg $Ca^{2+}/mg$ MLSS). Under the effective $Ca^{2+}$ condition, the SVI value was the lowest and large distribution of nitrifying bacteria at the outer surface was observed in the aerobic floc-like sludge. From the results, it was found that the calcium ion functioned as an agent for the formation of aerobic floc-like sludge, resulting in the enhanced nitrification.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제21권4호
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• pp.373-380
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• 1993

When the cells of yeast K35 were immobilized in Ca-alginate gel, cell concentration and viability decreased as alginate concentration increased. Considering the results, 2% (w/v) Ca-alginate concentration would be suitable. Among various concentrations of additives and cross-lin-king agent, the addition of 1.67% (w/v) of bentonite together with 0.33% (v/v) of glutaraldehyde (ABG bead) resulted in the highest ethanol production of 1.8%(w/v), using YPD medium containing 2% glucose. ABG bead seemed to be more resistant to phosphate ion than Ca-alginate bead. 0.33%(w/v) of phosphate was a proper concentration for the ethanol production by ABG bead. Scanning electron microscopic observation depicted that the immobilized cells on the bead surface were coated by alginate gel and that the cells in the internal bead were cross-linked with alginate matrix. When repeated-batch culture was performed with ABG bead for 40 days in a packed-bed reactor, ethanol concentration of about 90~110 g/l-gel was maintained. Cell viability was maintained around 70%, and outgrowing cell concentration was below 6.3% of total cell concentration. Consequently, the results showed that ABG head was a potential carrier for continuous production of ethanol compared to conventional Ca-alginate bead.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.156-159
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• 2002

이온교환은 이온성 물질을 제거하는 가장 신뢰성 있는 단위공정일 뿐만 아니라 재사용의 측면에서 매우 경제적이다. 특히 이온교환은 토양화학 분야에서 지난 한 세기 동한 수많은 연구가 진행되어 왔으며, 여러 가지 수처리 공정에 널리 이용되고 있다. 이온의 선택도는 이온의 수화반경과 용액의 농도, 이온의 원자가에 따라 좌우된다. 본 연구는 양이온 평형실험과 칼럼실험을 통해 이온들의 선택도 순서와 바탕음이온에 따른 특성을 조사하였다. 양이온의 선택성은 농도가 낮을수록, 이온의 원자가가 높을수록 증가하였다. 평형실험의 양이온 선택도 순서는 $H^+$ < $K^+$ << $Cu^{2+}$ < $Co^{2+}$ < TEX>$Ca^{2+}$ << $Ce^{3+}$ 이며, 칼럼흡착에서도 선택도 순서는 동일하였다.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제20권2호
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• pp.199-208
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• 1986

The effects of $Mg^{++}$ upon the spontaneous contraction activated by 1 IU/l oxytocin were studied in the isolated rat uterine muscle. Longitudinal muscle strips u·ere prepared from the rat uteri at the estrous stage. All experiments were performed in tris-buffered Tyrode solution which was aerated with 100% $O_2$ and kept at $35^{\circ}C$. The results obtained were as follows: 1) In the uterine strips contracting spontaneously, as $Mg^{++}$ concentration increased in the Tyrode solution the amplitude of peak tension decreased in all the experimental solutions containing the various concentrations of $Ca^{++}\;(0.5{\sim}4 mM)$. And the amplitude of peak tension increased in inverse proportion to the $[Mg^{++}]/[Ca^{++}]\; ratio$. It is suggested that the tension-lowering effect of $Mg^{++}$ would be developed through decreasing intracellular ionized free calcium ion concentration by uncertain mechanism. 2) The frequency of the uterine contraction activated by oxytocin increased as the $[Mg^{++}]/[Ca^{++}]\;ratio$ ratio increased up to 1/2, but the frequency decreased above this ratio. It is speculated that $Mg^{++}$ would influence the excitability control action of $Ca^{++}$.

• 한국광물학회지
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• 제31권4호
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• pp.235-248
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• 2018

본 연구는 제올라이트 Y (Si/Al = 1.56)에서 $Cs^+$ 이온 교환에 $Ca^{2+}$ 이온의 경쟁 양이온 효과를 연구하기 위해 수행되었다. 완전히 탈수되고 부분적으로 $Cs^+$ 이온으로 교환된 3개의 제올라이트 Y(Si/Al = 1.56)의 단결정은 혼합이온교환 용액을 사용하여 흐름법으로 제조되었으며, 전체 농도가 0.05 M인 이온교환용액의 $CsNO_3:Ca(NO_3)_2$ 몰비는 1 : 1 (Crystal 1), 1 : 100 (Crystal 2) 및 1 : 250 (Crystal 3)이다. 이온교환된 단결정을 723 K에서 2일 동안 $1{\times}10^{-4}Pa$로 진공 탈수시켰으며, 결정구조는 100(1) K에서 입방공간군 $Fd{\bar{3}}m$을 사용하여 단결정 싱크트론 X선 회절법으로 해석하고 구조를 정밀화하였다. Crystal 1, 2 및 3의 단위세포당 화학식은 ${\mid}Cs_{21}Ca_{27}{\mid}[Si_{117}Al_{75}O_{384}]-FAU$, ${\mid}Cs_2Ca_{36.5}{\mid}[Si_{117}Al_{75}O_{384}]-FAU$ 및 ${\mid}Cs_1Ca_{37}{\mid}[Si_{117}Al_{75}O_{384}]-FAU$이다. 3개의 결정 모두에서, $Ca^{2+}$ 이온은 D6Rs 내의 site I을 우선적으로 점유하고 있으며 나머지는 site I', II' 및 II를 점유하고 있다. 한편 주어진 이온교환용액의 초기 $Cs^+$ 이온의 농도에 따라 $Cs^+$ 이온의 분포에 중요한 차이가 관찰되었다. Crystal 1에서는 $Cs^+$ 이온이 site II', II, III와 III'에 위치하고 있으며, Crystal 2에서는 site II, IIIa, IIIb에 위치하고 있다. Crystal 3에서는 $Cs^+$ 이온은 site IIIa 및 IIIb에만 위치하고 있다. 초기 $Ca^{2+}$ 이온의 농도가 증가하고 $Cs^+$ 이온의 농도가 감소에 따라 $Cs^+$ 이온의 교환정도는 28.0에서 2.7과 1.3 %로 급격히 감소하였다.