• 대한환경공학회지
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• 제39권3호
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• pp.112-117
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• 2017

PAN 기반 아크릴계 섬유와 DETA 및 $AlCl_3{\cdot}6H_2O$를 반응시켜 아민기($-NH_2$)를 가진 이온교환섬유 PADD를 합성하였다. 개발된 섬유상 소재는 FT-IR과 SEM을 이용하여 그 특성을 확인해 보았다. 회분식 실험으로 수행된 PADD를 이용한 크롬제거 실험 결과는 Langmuir 등온흡착모델에 잘 적용되었으며, 이때 계산된 이론적 최대흡착능 ($Q_{max}$)은 6.93 mmol/g으로 나타났다. 한편 동적흡착실험은 Lagergren 유사이차속도모델에 잘 부합되었다. PADD의 크롬 흡착능은 pH 2에서 가장 높은 값인 4.11 mmol/g을 나타내었고 pH 변화에 많은 영향을 받는 것으로 확인되었다. 또한, 인산과 비소(V)에 대한 공존이온 실험을 통해 PADD가 크롬에 대한 높은 선택성을 갖고 있음을 확인할 수 있었다. 산-염기 역적정으로 구한 PADD의 총이온교환능 (4.70 mmol/g)을 통해 소재의 선택적 제거 가능성을 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권10호
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• pp.61-68
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• 2010

반응벽제 기법을 이용해 지하수내 6가 크롬($CrO_4^{2-}$)과 카드뮴($Cd^{2+}$)을 동시 제거할 경우, 새로운 반응물질인 Fe-loaded zeolite의 적용성을 평가하기 위해 파일럿 규모의 모형 토조 실험을 수행하였다. 이를 위해, 폭 2.5m, 길이 3m, 높이 1.3m의 표가를 가지는 토조를 모래로 채우고, 양단에 수두차를 주어 지하수 흐름을 유도함으로써 대수층을 묘사하였다. 이후 6가 크롬과 카드뮴을 포함한 용액을 대수층에 주입하여 오염운을 발생시키고, 지속적인 모니터링을 통해 Fe-loaded zeolite로 구성된 모형 반응벽체의 오염운 정화거동을 관찰하였다. 실험결과, Fe-loaded zeolite로 구성된 반응벽체는 6가 크롬과 카드륨 오염운을 효과적으로 제거하며, 반응벽에 고정화된 오염물은 재탈착/유출되지 않음을 알 수 있었다. 이를 통해 Fe-loaded zeolite는, Cr(VI)과 Cd과 같이 서로 다른 이온 형태를 가진 무기 오염 물질로 동시에 오염된 지하수 정화에 반응벽체를 적용함에 있어 효과적인 충진물질이 될 수 있다는 결론을 도출하였다.

• 자원환경지질
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• 제40권4호
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• pp.403-418
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• 2007

본 연구의 목적은 대전 산업단지 폐수종말처리장 내 국가지하수관측망(대전, 문평)의 6가 크롬 오염지하수의 오염 현황을 파악하고 그 확산 여부를 평가하는 것이다. 대전(문평) 관측소에서 나타나는 6가 크롬($Cr^{+6}$) 수질장해의 원인을 규명하고 6가 크롬의 오염 범위를 파악하기 위해 금번 연구에서는 보조 관측정을 설치 활용하였다. 수질분석 결과, 6가 크롬이 $3.2{\sim}4.5mg/L$ 정도 검출됨으로써 6가 크롬에 의한 관측소 충적공의 수질오염은 지속되고 있음이 파악되었다. 그러나 관측소의 암반관정 및 0.05mg/L 수질기준 이하의 농도를 보이는 MPH-1과 3번 관측공을 제외한 주변 관측공에서는 검출되지 않았다. 따라서 6가 크롬 및 총 크롬 함량의 오염 범위는 관측소 충적층 관정 인근에 한정되어 나타나고 있는 것으로 파악되었다. 또한 신규 5개 보조 관측정에서 채취한 77개의 시추 코어 및 슬라임 시료 모두에서 수용성/교환성 6가 크롬이 검출 한계(0.01mg/L) 이하로 나타나, 오염이 관측된 관측소 관정 주변의 토양 및 풍화토에서는 직접적으로 6가 크롬의 오염원이 확인되지 않았다. 지하수 수질분석 및 코어시료 분석 결과, 그 오염원의 중심 및 오염 확산 범위는 관측소 주위 반경 100m 이내로 매우 한정되는 것으로 판단되며 그 확산의 범위가 매우 좁을 것으로 예상된다. 시추조사 결과, 폐수종말처리장 부지조성 당시의 불량 매립층이 확인되었으며, 이러한 불량 매립산업폐기물이 관측소 인근의 6가 크롬 수질장해 원인으로 추론된다. 지표매질의 6가 크롬 자연저감능 평가를 위해 초기 농도 5mg/L Cr(VI)을 이용한 6가 크롬 유효 환원능을 분석하였다. 그 결과, 암회색 점토층에서 각각 58%, 66%, 64% 정도의 높은 6가 크롬 저감율을 보였으며, 이는 유기물 함량과 상호 관련이 있을 것으로 판단되었다. 비포화대/충적층 매질에 대한 6가 크롬 함량 및 자연저감 능력의 정량적 평가 결과, 매질에 의한 6가 크롬의 자연 저감능이 확인되었으며 관정 주변으로의 오염 확산은 충분히 제어되고 있는 것으로 판단된다. 그러나 시추 관측정 및 기설 관정의 수가 부족했기 때문에 매우 제한적인 선택적 유동(preferential flow) 경로에 의한 확산 가능성을 완전히 배제할 수 없다. 정기적인 양수작업을 통하여 지하수에 부화된 6가 크롬의 농도를 지속적으로 제거하고 관측소 주변에 설치된 보조 관측정들을 지속적으로 활용하여 6가 크롬의 농도 변화 추이 및 시간의 흐름에 따른 오염 확산 여부를 지속적으로 관측하고 감시하는 방안이 필요할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권3호
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• pp.179-185
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• 2009

본 연구에서는 알루미늄 산화물을 함유한 재생 분말 폐기물에 의한 Cr(VI)의 제거특성을 조사하였다. 가공하지 않은 폐기물의 유기물을 제거하기 위해 $550^{\circ}C$에서 소성하여 재생 분말 폐기물(RPW)을 준비하였다. 수용액 상에서 Cr(VI)의 흡착 경향에 관한 연구를 위해 회분식 반응장치를 이용하여 pH 변화, 흡착 속도, 등온 흡착 실험을 4가지 다른 이온세기 화학종($NO_3\;^-,\;CO_3\;^{2-},\;SO_4\;^{2-},\;PO_4\;^{3-}$)의 존재 하에서 수행하였다. $SO_4\;^{2-}$와 $PO_4\;^{3-}$가 존재할 때는 전체 pH 범위에서 크롬의 흡착이 크게 감소하였다. 반면 $NO_3\;^-$와 $CO_3\;^{2-}$에 의한 흡착 방해의 영향은 $SO_4\;^{2-}$와 $PO_4\;^{3-}$에 의한 것보다 상대적으로 낮았다. $NO_3\;^-$와 $CO_3\;^{2-}$의 존재 하에 Cr(VI) 흡착은 pH 4.5에서 최대로 나타났다. 이온세기 화학종의 농도가 증가함에 따라 Cr(VI)의 흡착은 감소하였다. 이러한 결과를 토대로 할때 RPW와 Cr(VI) 사이의 흡착은 외부배위권 착물을 통하여 발생되는 것으로 사료된다. RPW에 의한 Cr(VI)의 흡착은 2차 반응으로 잘 표현되었다. Langmuir 등온흡착식을 이용하여 pH 3에서 RPW에 의한 Cr(VI)의 최대 흡착량을 구한결과 $NO_3\;^-,\;CO_3\;^{2-},\;SO_4\;^{2-},\;PO_4\;^{3-}$가 이온세기 화학종으로 있을 때 각각 11.1, 10, 3.33, 5 mg/g으로 얻어졌다.

• Environmental Engineering Research
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• 제9권6호
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• pp.249-255
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• 2004

• Carbon letters
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• 제2권1호
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• pp.15-21
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• 2001

In this work, activated carbon fibers (ACFs) were plated with copper metal using electroless plating method and the effects of surface properties and pore structures on chromium adsorption properties were investigated. Surface properties of ACFs have been characterized using pH and acid/base values. BET data with $N_2$ adsorption were used to obtain the structural parameters of ACFs. The electroless copper plating did significantly lead to a decrease in the surface acidity or to an increase in the surface basicity of ACFs. However, all of the samples possessed a well-developed micropore. The adsorption capacity of Cr(III) for the electroless Cu-plated ACFs was higher than that of the as-received, whereas the adsorption capacity of Cr(VI) for the former was lower than that of the latter. The adsorption rate constants ($K_1$, $K_2$, and $K_3$) were also evaluated from chromium adsorption isotherms. It was found that $K_1$ constant for Cr(III) adsorption depended largely on surface basicity. The increase of Cr(III) adsorption and the decrease of Cr(VI) adsorption were attributed to the formation of metal oxides on ACFs, resulting in increasing the surface basicity.

• Korean Journal of Chemical Engineering
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• 제35권11호
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• pp.2207-2219
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• 2018

Activated carbon (AC) was synthesized from Phoenix dactylifera stones and then modified by $CoFe_2O_4$ magnetic nanocomposite for use as a Cr(VI) adsorbent. Both $AC/CoFe_2O_4$ composite and AC were fully characterized by FTIR, SEM, XRD, TEM, TGA, and VSM techniques. Based on the surface analyses, the addition of $CoFe_2O_4$ nanoparticles had a significant effect on the thermal stability and crystalline structure of AC. Factors affecting chromium removal efficiency like pH, dosage, contact time, temperature, and initial Cr(VI) concentration were investigated. The best pH was found 2 and 3 for Cr adsorption by AC and $AC/CoFe_2O_4$ composite, respectively. The presence of ion sulfate had a greater effect on the chromium sorption efficiency than nitrate and chlorine ions. The results illustrated that both adsorbents can be used up to seven times to adsorb chromium. The adsorption process was examined by three isothermal models, and Freundlich was chosen as the best one. The experimental data were well fitted by pseudo-second-order kinetic model. The half-life ($t_{1/2}$) of hexavalent chromium using AC and $AC/CoFe_2O_4$ magnetic composite was obtained as 5.18 min and 1.52 min, respectively. Cr(VI) adsorption by AC and $AC/CoFe_2O_4$ magnetic composite was spontaneous and exothermic. In general, our study showed that the composition of $CoFe_2O_4$ magnetic nanoparticles with AC can increase the adsorption capacity of AC from 36 mg/L to 70 mg/L.

• 자원환경지질
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• 제43권3호
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• pp.223-233
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• 2010

세포외 중합체(EPS)의 존재 유무에 따라 Pseudomonas aeruginosa가 용존 비소, 크롬, 우라늄의 흡착 및 산화상태의 변화에 미치는 영향을 회분식 실험을 통해 조사하였다. 배양한 미생물의 표면을 세척한 것과 세척하지 않은 것으로 구분하여 무영양 상태에서 1.1 mg/L의 As(V)와 Cr(VI), 0.5 mg/L의 U(VI)와 반응시키며 시간에 따라 각각의 총 용존 함량과 산화상태 변화를 측정하였다. As(V)의 경우 EPS 존재 여부와 관계없이 흡착은 발생하지 않았으나 EPS가 보존된 박테리아는 As(V)의 약 60%를 As(III)로 환원하였다. 표면을 세척하지 않은 박테리아는 총 용존 크롬의 45%를 제거하였으며 잔류된 용존 크롬의 64%를 Cr(III)로 환원하였다. 우라늄의 경우, 박테리아 표면을 세척하지 않았을 때 U(VI)의 약 80% 이상이 용액으로부터 제거되었다. 이러한 원소 환원은 박테리아가 분비한 EPS 자체의 환원 능력 또는 EPS로부터 보호받아 생육성이 보존된 박테리아의 해독성 환원에 의한 것으로 여겨진다. 이 연구 결과는 자연 환경에서 대부분 바이오필름 상태로 존재하는 미생물이 비소, 크롬, 우라늄의 산화상태 및 이동도 조절에 지대한 영향을 미칠 수도 있음을 의미한다.

• 한국세라믹학회지
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• 제48권3호
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• pp.222-227
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• 2011

The hexavalent chromium ions in wastewater are highly toxic chemicals even at low concentrations. It causes serious diseases, such as cancer, skin disease, digestive trouble et. al. In this study, $Cr^{6+}$ ions were removed by using borosilicate glasses. Various glasses system with different compositions were prepared and then reacted in a solution contaning $Cr^{6+}$ ions. After the reaction, the concentration of the $Cr^{6+}$ ions remained in the solution was measured by ICP-OES. The reacted surface of the glasses was also analyzed by using a XRD, SEM, and EDS. When $Na_2O-RO-SiO_2-B_2O_3$ (RO=MgO, CaO, SrO, BaO) glasses were reacted with a solution containing $Cr^{6+}$ ions, the optimum removal efficiency of $Cr^{6+}$ ions was observed in the BaO glass. $Ba^{2+}$ ions leached out of these glasses combine with $Cr^{6+}$ ions in a solution to form $BaCrO_4$ crystals on the glass surface. In this manner, the $Cr^{6+}$ ions can be removed from the solution. It is conceivable that $Ba^{2+}$ ions are reacted with $Cr^{6+}$ ions in a solution immedeately after leaching out of the glasses. The pH of the solution for optimum removal of $Cr^{6+}$ ions were 3.0~5.0.

• 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.