• 분석과학
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• 제13권3호
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• pp.368-377
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• 2000

실리카고정괭생이모자반을 합성하여 중금속 흡착제로 이용하였다. 이 흡착제에 대한 중금속 Cd(II), Pb(II)이온의 최대흡착조건을 알아보고 흡착특성을 연구하였다. 그 결과 산성보다는 알카리성에서 흡착량이 더 크고 Si-고정괭생이모자반에 대한 중금속 Cd(II), Pb(II)이온의 흡착량이 더 큼을 알 수 있었다. 또한 Cd(II) 이온보다 Pb(II) 이온의 흡착량이 더 높음을 알 수 있었다. Cd(II) 및 Pb(II) 이온의 회수율은 괭생이모자반에서 58.0-62.6%, 61.2-64.4%로 나타났고, Si-고정괭생이모자반에서 56.8-92.7%, 37.8-47.9%로 나타났다. Cd(II)이온은 Si-고정괭생이모자반에서의 회수율이 더 높게 나타났으나, Pb(II) 이온은 Si-고정괭생이모자반에서의 회수율이 더 낮게 나타났음을 알 수 있었다.

• 환경위생공학
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• 제14권1호
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• pp.80-87
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• 1999

According to the fact that algae, which is usually used as a biosorbent, contains chlorophyll, we used the chlorophyll as an adsorbent. In this study, chlorophyll is immobilized by agar, which was made of platan, oak, ginkgo and pine. We investigated the removing capacity of biosorbents to toxic heavy metals (Pb, CU, Cd, Zn) in the single ion solution. Then the experimental parameters were pH, reaction time and concentration of heavy metal ions.The optimum conditions for the adsorption of heavy metals were as follows : pH range was 4~5, reaction time was 40mon, and the highest ratio of the removing rate was 50~70 ppm. The order of the amount of Pb, Cu and Cd removed was specified as oak > ginkgo > pine > platan in these conditions and as pine > ginkgo > oak > platan at Zn. Fro the results of the desorption experiments, we found that the heavy metal with the highest ratio of desorption in the single ion adsorbent was Cu.

• 한국환경과학회지
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• 제8권3호
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• pp.387-391
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• 1999

$Pb^{2+}$ and $Cr^{3+}$ uptake capacity by Sargassum horneri was 185.5 mg $Pb^{2+}$/g biomass and 102.6 mg $Cr^{3+}$/g biomass, respectively. An adsorption equilibria were reached within about 0.5 hr for $Pb^{2+}$ and 1 hr for $Cr^{3+}$. The adsorption parameters for $Pb^{2+}$ and $Cr^{3+}$ were determined according to Langmuir and Freundlich model. With an increase in pH values of 2 to 5, $Pb^{2+}$ uptake was increased, however $Cr^{3+}$ uptake jwas constant. The selectivity of mixture solution showed the uptake order of $Pb^{2+}$>$Cu^{2+}$>$Cr^{3+}$>$Cd^{2+}$. $Pb^{2+}$ and $Cr^{3+}$ adsorbed by S. horneri could be recovered from 0.1M HCl, 0.1M ${HNO}_3$ and 0.1M EDTA by desorption process, and the efficiency of $Pb^{2+}$ desorption was above 98%, whereas the efficiency of $Cr^{3+}$ desorption was below 34%.

• 한국환경농학회지
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• 제24권4호
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• pp.379-385
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• 2005

중금속으로 오염된 폐수를 처리하기 위하여 다양한 처리 방법들이 제시되고 있으나, 최근에는 미생물을 이용한 중금속 처리 방법에 대한 관심이 높아지고 있다. 따라서 중금속으로 오염된 토양에서 중금속에 대하여 강한 내성과 우수한 생물흡착능력을 동시에 가지고 있는 미생물 CPB를 분리하여 중금속에 대한 내성, 흡착 능력 및 흡착의 최적조건을 조사하였다. 중금속에 대한 내성은 전체적으로 $400mg{\ell}^{-1}$ 이상의 농도에서도 높은 내성을 보였으며, 생장 저해도는 단일 중금속 보다 중금속이 복합으로 존재 할 경우 더 크게 나타났다. 중금속 흡착 능력은 Pb>Cd>Cu>Zn의 순으로 흡착 능력이 나타났다. 외형적 흡착형태는 중금속의 종류에 따라 세포 표면 및 세포 막 부근에 electron dense particles들이 형성되었으며, 이는 EDS 분석을 통하여 중금속 화합물인 것으로 확인되었다. 중금속을 흡착하는데 있어 전반적인 최적 pH는 $5{\sim}7$범위였고, 최적 온도는 $25{\sim}35^{\circ}C$이다.

• 한국환경농학회지
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• 제29권2호
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• pp.152-158
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• 2010

본 연구는 맥주제조공장에서 발생하는 주정오니의 영양염류 용출특성 및 폐수중 존재하는 카드뮴(Cd)이온에 대한 흡착특성을 알아보고 이를 통하여 생물흡착제의 적용가능성을 알아보기 위하여 수행하였다. 흡착실험에 사용된 흡착제는 회화를 하지 않은 원시료(M-Raw)와 $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$로 회화된 시료를 준비하여 증류수를 이용하여 용출실험을 하였으며 그 결과 원시료(M-Raw)의 경우 수중에 용출된 인 질소의 양은 $400^{\circ}C$로 회화시킨 시료(M-400)에 비해 각각 7배, 11배 이상의 용출량을 나타내었으며 이는 회화로 인하여 시료를 구성하고 있는 관능기가 대기중으로 방출되어 수중에 용출되는 양이 감소한 결과로 생각된다. TGA를 이용한 회화 실험결과 $260^{\circ}C\sim380^{\circ}C$범위에서는 급격한 무게감량이 일어 났으며, $380^{\circ}C$ 이후에는 완만한 무게감량이 일어나는 것을 볼 수 있는데 이는 생물흡착제를 구성하고 있는 성분들(cellulose, hemicellulose, lignin)의 서로 다른 분해온도로 인한 결과 로 생각된다. 또한, 회화 전 후의 표면변화를 관찰한 결과 회화를 거치지 않은 시료는 표면이 거칠고 불순물이 존재하는 반면, 회화를 끝낸 시료의 경우 표면의 불순물이 제거되고, 동시에 표면의 갈라짐을 관찰할 수 있었다. 회화 전 후의 생물흡착제 표면변화 및 특성을 알아보기 위하여 미세영상장비와 FT-IR을 사용한 결과, 회화온도가 올라갈수록 흡착제표면의 갈라짐이 관찰되었으며 관능기의 개수는 점차로 줄어드는 결과를 나타내었다. 회화 전 후 시료의 FT-IR 분석결과 회화전 시료의 경우 3300 $cm^{-1}$ 부근에서 hydroxyl group 이 나타났으며 1080~1730 $cm^{-1}$ 범위에서는 여려종류의 관능기를 관찰할 수 있었다. 회화 전 1600~1080 $cm^{-1}$ 부근에서 관찰된 primary amine, secondary amine, aliphatic nitro compounds, aromatic phosphate 등의 작용기는 회화 온도가 증가할수록 spectrum이 점차로 줄어드는 결과를 나타내었다. 중금속 흡착 실험결과 본 실험에서 사용된 생물흡착제의 카드뮴이온 제거율은 농도위 20 mg/L 이하에서 60~91%로 나타났으며, 흡착 평형을 이루는 시간은 3시간이 소요되었다. 실험결과를 Freundlich 및 Langmuir 모델에 적용시킨 결과 Langmuir 모델에 더 잘 부합되는 결과를 나타내었으며, 최대흡착량($Q_{max}$)은 회화를 시키지 않은 시료(M-Raw)의 경우 28.17 mg/g으로 매우 높은 수준을 나타내었다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권9호
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• pp.641-647
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• 2014

연구에서는 폐기물 처리에 어려움을 겪고 있는 폐슬러지를 원료로 사용하여 섬유(fiber) 형태의 생체흡착제를 제조하였다. 유기성 오염물의 용출 문제 및 처리수의 고액분리 문제를 해결하기 위하여 Ca-alginate를 이용해 폐슬러지를 고정화하였으며, 제조의 용이성 및 흡착제로써의 성능을 향상시키기 위하여 섬유 형태로 생체흡착제를 제조하였다. Alginate 사용량을 최소화 하면서 제조한 생체흡착제의 성능을 최대화 하기 위한 고정화 조건은 alginate 농도 10 g/L, 폐슬러지 농도 40 g/L, 생체흡착제 직경 0.3~0.4 mm로 결정하였다. 제조한 섬유형 생체흡착제는 2가 양이온 중금속인 Cd(II)에 대해 60.73 mg/g의 최대흡착량을 보였으며, Cd(II) 흡착 거동은 Psuedo-second-order 속도모델과 Langmuir 등온흡착모델로 잘 설명되었다. 결론적으로, 하폐수 처리공정에서 발생하는 폐슬러지는 생체흡착제를 제조하는데 사용될 수 있는 저렴한 원료이며, 이렇게 제조한 생체흡착제는 산업폐수에 함유된 유독성 중금속을 효율적으로 제거하는데 사용될 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제42권5호
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• pp.435-444
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• 2009

토양 입자 표면에 형성한 토착 미생물 바이오필름에 의하여 중금속을 흡착하므로써 하부 생태계로 이동하지 않고 원위치에 고정화하는 실험을 수행하였다. 토양으로 충진한 컬럼에 초산염, 유산염, 포도당 등의 탄소원을 10일간 공급함으로써 토양에 바이오필름을 형성하였다. 바이오필름 형성 기간 중, 초산염, 유산염, 포도당을 공급한 컬럼의 유출 수량은 탈이온수를 공급한 컬럼의 유출수량에 비하여 각각 98.5%, 97.3%, 94.7%인 것으로 나타났다. 이러한 유출수량의 감소는 형성된 바이오필름에 의한 토양 공극 폐색에 의한 것으로 판단된다. 바이오필름이 형성된 토양 컬럼에 Cd, Cr(VI), Cu, Pb, Zn 용액을 주입하며 시간에 따라 유출수를 채집, 중금속을 정량하였다. 바이오필름 컬럼을 통과하여 나온 유출수 중 Cd, Cr(VI), Cu, Zn 농도는 탈이온수 컬럼에 비하여 낮았으며, 이는 토양 입자에 비하여 바이오필름에 의한 이들 중금속 흡착 효율이 높기 때문인 것으로 여겨진다. 바이오필름에 의한 중금속 제거 효율은 토착 미생물에 공급한 탄소원의 종류에 따라 다르게 나타났다. 이러한 연구 결과는 중금속으로 오염된 토양 내에 중금속을 원위치 고정화하는 기술 개발에 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기대한다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제25권7호
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• pp.969-976
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• 2004

Cassava peelings waste, which is both a waste and pollutant, was chemically modified using mercaptoacetic acid (MAA) and used to adsorb $Cu^{2+}\;and\;Cd^{2+}$ from aqueous solution over a wide range of reaction conditions at $30^{\circ}C$. Acid modification produced a larger surface area, which significantly enhanced the metal ion binding capacity of the biomass. An adsorption model based on the $Cu^{2+}/Cd^{2+}$ adsorption differences was developed to predict the competition of the two metal ions towards binding sites for a mixed metal ion system. The phytosorption process was examined in terms of Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich models. The models indicate that the cassava waste biomass had a greater phytosorption capacity, higher affinity and greater sorption intensity for $Cu^{2+}\;than\;Cd^{2+}$. According to the evaluation using Langmuir equation, the monolayer binding capacity obtained was 127.3 mg/g $Cu^{2+}$ and 119.6 mg/g $Cd^{2+}$. The kinetic studies showed that the phytosorption rates could be described better by a pseudo-second order process and the rate coefficients was determined to be $2.04{\times}10^{-3}\;min^{-1}\;and\;1.98{\times}10^{-3}\;min^{-1}\;for\;Cu^{2+}\;and\;Cd^{2+}$ respectively. The results from these studies indicated that acid treated cassava waste biomass could be an efficient sorbent for the removal of toxic and valuable metals from industrial effluents.

• 분석과학
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• 제12권3호
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• pp.196-202
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• 1999

갈조류인 Sargassum horneri를 중금속 흡착제로 사용하여 중금속 Cd(II) 및 Pb(II)이온을 제거하였다. Sargassum horneri는 동해안에서 채취하였고, 풍건 건조시켜 40~60 mesh의 입자 크기로 흡착제를 만들어 사용하였다. batch법은 진탕 시간에 따른 흡착량을 측정함으로써 흡착속도를 조사하였고, column법은 해조 분말을 충진 시킨후 일정농도의 중금속용액을 1 mL/min의 속도로 흘려보내면서 흡착시키고 흡착량을 알아 보았다. 중금석 흡착에 미치는 pH의 영향은 batch법과 column법 모두, pH 10.5>7.0>3.5순으로 나타났다. Pb(II)이온이 Cd(II)이온보다 높은 흡착량을 보였다. 특히 batch법에서는 모든 pH의 조건하에서 5분이내에 최대 흡착량에 도달하였다. 회수율은 batch법에 의해 흡착된 중금속의 회수율이 column법에 의해 흡착된 중금속의 회수율 보다 조금 높게 나타났다.

• 공업화학
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• 제34권6호
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• pp.640-648
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• 2023

The purpose of this study was to determine the inhibitory effect of heavy metals [Cd(II), Ni(II), and Zn(II)] on the growth of Rhodobacter species (Rhodobacter blasticus, Rhodobacter sphaeroides, and Rhodobacter capsulatus) and their potential use for Cd(II), Ni(II), and Zn(II) bioremoval from liquid media. The presence of toxic heavy metals prolonged the lag phase in growth and reduced biomass growth for all three Rhodobacter species at concentrations of Cd, Ni, and Zn above 10 mg/L. However, all three Rhodobacter species also had a relatively high specific growth rate against each toxic heavy metal stress test for concentrations below 20 mg/L and possessed a potential bioaccumulation ability. The removal efficiency by all strains was highest for Cd(II), followed by Ni(II), and lowest for Zn(II), with the removal efficiency of Cd(II) by Rhodobacter species being 66% or more. Among the three strains, R. blasticus showed a higher removal efficiency of Cd(II) and Ni(II) than R. capsulatus and R. sphaeroides. Results also suggest that the bio-removal processes of toxic heavy metal ions by Rhodobacter species involve both bioaccumulation (intracellular uptake) and biosorption (surface binding).