• 한국환경농학회지
• /
• 제42권2호
• /
• pp.83-92
• /
• 2023

Excess N and P from the livestock manure applied to farmlands, have entered the water systems and poses a serious threat to the natural environment. Consequently, there has been recent awareness towards the management of livestock manure and its related fields. In this study, piggery wastewater was collected from a piggery in Pohang city, Korea. At 800℃, thermal decomposition of a natural stone, magnesite (MgCO₃), yielded powered MgO with particle sizes ranging between 10 to 100 ㎛. Furthermore, NH₄⁺-N and PO₄^3--P were recovered as struvite precipitates from the piggery wastewater, by adjusting the pH with MgO and H₃PO₄. At pH 10, the recovery efficiencies of NH₄⁺-N and PO₄^3--P were found to be 86.1% and 94.1%, respectively. Using an X-ray Diffractometer (XRD), the struvite in the precipitate was confirmed to be consistent with standard pure struvite. Further, the purity of the struvite precipitate was analyzed using an energy dispersive X-ray (EDX) and thermal gravimetry-differential thermal analysis (TG-DTA), and found to be between 79.2% and 93.0%. Additionally, struvite-containing piggery wastewater and sawdust were mixed in a weight ratio of 2.5:1 and processed into a mature compost. The newly manufactured compost passed all quality standards required for first-class graded livestock composts. Moreover, this compost was sprayed directly onto the soil at the test site, and various parameters of the soil's effluent, such as total organic carbon (TOC), total nitrogen (T-N), total phosphorus (T-P), and dissolved oxygen (DO), were analyzed and measured. Based on these results, it is determined that the newly manufactured compost can more significantly reduce water pollution than commercial compost.

• 대한지하수환경학회지
• /
• 제5권1호
• /
• pp.44-55
• /
• 1998

소위 강릉 탄전 지대의 중앙부에 위치한 강원도 강릉시 강동면 지역에는 많은 하천들이 폐탄광으로부터의 산성 광산 배수에 의해 심하게 오염되고 있으며, 그 중 임곡천은 그 오염 정도가 가장 심각하다. 임곡천 오염의 주범은 영동 탄광 배수인데, 이로부터 임곡천에 유입되는 오염 성분은 Mg, Fe, Al, Si, Ca, Mn 및 SO$_4$, 등의 용존 주성분들과 Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Rb, Sr, Cd, Pb 및 U 등의 용존 부성분들이다 이들은 임곡천에 유입된 후 부유 고형물 보다는 주로 용존 고형물의 형태로 이동한다. 부유 고형물은 Fe와 Al 성분이 우세하며, 주로 하천으로부터 침전되고 있는 또는 그 이전에 침전한 화합물들로 구성되어 있다. 용존 오염 성분은 유로를 따라 이동하면서 가장 하류에 도달하기까지 많은 양이 침전 및 희석에 의하여 하천수로부터 제거되어, 임곡천 수는 동해로 유입되기 직전에 오염되지 않은 일반 하천수의 수질과 크게 다르지 않은 수질을 갖게 된다. 이는 임곡천 자체는 탄광 배수에 의해 심하게 오염되고 있으나, 동해는 탄광 배수에 의한 오염이 거의 진행되고 있지 않음을 나타내는 것이다. 동해가 탄광 배수에 의해 거의 오염되지 않고 있음은 해수 및 해저 퇴적물의화학 분석을 통하여 확인할 수 있다. 임곡천 하구수 및 해수의 화학조성은 세계 평균 해수의 함량과 별다른 차이를 보이지 않으며, 해저 퇴적물 내의 오염 성분의 함량도 어떠한 분포 및 경향성도 나타내지 않는다. 따라서 현재 탄광 배수로부터 공급된 오염 물질들이 임곡천을 통해 동해로 유입되는 양은 미미하며 또한, 해수의 막대한 양에 쉽게 희석되어 동해에 심각한 오염을 야기 시키지는 못할 것으로 생각된다. 그러나, 시간이 흐르면서 임곡천으로 유입되는 지류들이 탄광 배수에 의해 오염되고, 그 결과 오염 물질이 좀 더 하류쪽으로 다량 이동된다면, 동해도 가까운 장래에 탄광 배수에 의한 심각한 오염 가능성이 있다. 그러므로, 현재 심각한 오염이 진행중인 임곡천의 수질 개선 및 환경 개선에 대한 구체적인 방안 마련은 물론이고, 아직 동해의 오염이 심각하지 않은 지금 탄광 배수에 의한 동해의 오염 발생에 대한 대책과 예방책을 마련하는 것이 필요할 것이다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제34권7호
• /
• pp.681-692
• /
• 2013

본 연구에서 인공 분기공을 이용해 Giggenbach bottle 법의 적정성을 평가하고, 관련된 전처리 및 분석기술을 확립했다. 인공 분기공은 $CO_2$, CO, $H_2S$, $SO_2$, $H_2$, $CH_4$, HCl, HF, $N_2$의 조합으로 이루어졌고, 각 성분의 유속을 조절해 다양한 조성을 지닌 분기공 가스를 만들었다. 분기공 가스는 NaOH 포집용액이 담긴 병을 사용해 채취했다. CO, $H_2$, $CH_4$의 비용존 가스는 채취병의 빈 공간에 축적되고, $CO_2$, $SO_2$, HCl, HF의 산성가스는 포집용액에 용해된다. $H_2S$ 는 다른 산성가스처럼 포집용액에 용해되나, 카드뮴 아세테이트를 첨가한 경우 $Cd^{2+}$와 반응해 CdS로 침전된다. 비용존 가스는 가스 크로마토그래피를 사용해 분석했다. 한편 포집용액에 생긴 CdS 침전물은 여과장치를 사용해 수용액과 분리시킨 후, $H_2O_2$ 수용액과 반응시켜 CdS 침전물에 결합되어 있는 황화염을 황산염으로 산화시켰다. 또한 침전물이 분리된 포집용액에 $H_2O_2$ 용액을 넣어 아황산염을 황산염으로 산화시켰다. 이런 전처리를 거친 시료는 이온 크로마토그래피를 사용해 분석했다. 포집용액에 용존된 $CO_2$는 전처리 없이 총유기-무기탄소분석기를 사용해 측정했다. 측정된 화산가스의 농도는 인공 분기공에서 설정된 유속과 비례했고, 이는 Giggenbach bottle 법이 화산가스 관측에 유용하게 적용될 수 있음을 나타낸다. 또한 본 연구에서 제시된 전처리 및 분석법은 화산가스 측정의 정확도 및 재현성을 향상시킬 것으로 기대된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제7권4호
• /
• pp.68-76
• /
• 2002

동래 납석광산 지역의 산성광석배수(ARD)에 의해 오염된 동래천의 공간적 화학조성 변화와 중금속의 제거 과정을 중화실험을 통하여 조사하였다. 광산에 인접한 동래천은 강산성(pH 3.0~4.2)이며 많은 양의 Al. Fe, $SO_4$및 중금속(Pb, Cu, Zn, Cd)을 포함하고 있다. 동래천의 화학조성은 산성배수의 침출지에서부터 수영강과의 합류지점까지 체계적으로 변화한다. 즉, 동래천으로 유입되는 침출수는 Al과 Fe가 풍부하나 하류로 갈수록 Al이 풍부한 조성으로 변한다. 침출수(pH 2.3)는 오염되지 않은 동래천(pH 6.5)과 소규모의 지류(pH 6.2)와 혼합되면서 pH가 최대 4.2까지 증가한다. 이러한 낮은 pH 범위(<4.2)에서는 거의 모든 Fe가 침전되나 Al은 대부분 용존상태로 남게 되어 하류로 갈수록 A띠 풍부한 조성으로 변화하게 된다. 한편, Al이 풍부한 하류의 지표수는 유량이 큰 수영강(pH 6.9)과 혼합되면서 pH가 증가(5.7)하여 흰색의 Al 침전물을 형성시킨다. 침출수를 대상으로 한 중화실험 결과. pH 3.5 이하에서 Fe침전물이, pH 4~6범위에서 Al 침전물이, 그리고 pH 6.0이상에서 Mn침전물이 형성되었다. pH의 증가에 따른 이러한 Fe, Al 및 Mn의 단계적인 침전은 실제 동래천에서 관찰되는 침전물의 형성과 잘 일치하고 있다. 또한 pH 증가에 따른 Fe및 Ai침전물에 의한 중금속의 흡착순서는 Pb>Cu>Cd$\geq$Zn이었으며, 50%의 흡착을 보이는 pH의 값($pH_{50}$은 Pb 3.2, Cu 4.5, Cd 5.2 및 Zn 5.8이었다. 이와 비교하기 위해서, Al이 풍부한 하류의 지표수를 대상으로 한 중화실험 결과, $pH_{50}$의 값은 Pb 4.5, Cu 5.8, Cd 7.4 및 Zn 7.0으로서 침출수에 비해 높은 값을 보였다. 이와 같은 결과로부터, 광산배수에서의 중금속의 제거는 pH의 변화뿐 만 아니라 하천수의 Fe 및 Al의 상대적인 양에 따라 결정됨을 알 수 있다.

• 한국광물학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.151-160
• /
• 2013

유기탄소와 Cr(VI)와의 반응을 연구하여 위하여 컬럼 실험을 실시하였다. 컬럼 실험은 거름토의 유기탄소와 수용액 속의 Cr(VI)와의 반응 후 시간별로 채취한 컬럼의 유출수와 반응 후 컬럼에 남은 고체물질에 대하여 화학분석과 SEM 관찰을 실시하였다. 컬럼에 공급된 Cr(VI)은 초기 유출수에서는 검출되지 않다가 약 8 PV (pore volume) 후 급격한 농도 증가를 보이며 공급수의 농도(20 mg/kg)까지 높아져 본 실험 조건에서 초기에 유기탄소와 Cr(VI)과의 반응에 의하여 일정 기간 동안 제거됨을 보인다. 전반적으로 유출수에서 측정된 양이온과 음이온의 농도는 $PO_4$를 제외하고 초기에 증가하였다가 시간이 지나면서 감소하는 경향을 보인다. 대부분의 이온들이 공급수에는 검출되진 않았거나 매우 낮은 농도임을 감안하면 이 이온들은 주로 유기탄소에서 유출된 것으로 판단된다. SEM 관찰결과 Cr은 유기탄소 표면에 Fe와 함께 공침되었음을 보이고 일부 침전물에 Mn, Ni, Co 등과 같은 금속들이 함께 함유되어있음을 보여준다. 이는 유기탄소 표면의 환원환경에서 Cr(VI)가 환원이 되어 $Cr(OH)_3$로 침전되면서 $Fe(OH)_3$와 같이 공침하였음을 보여주며 Fe의 존재가 Cr의 침전에 있어서 매우 중요함을 지시한다. 추후 용해성 Fe와 Mn과 같은 원소들이 더 이상 용출되지 않으면 Cr(VI)는 더 이상 침전 반응으로 제거되지 않는다. 다른 이온들과 달리 $PO_4$의 경우 초기 유출수에서 감소를 보이고 추후에 농도가 증가하는데 이는 유기탄소에 포함되어 있던 $PO_4$가 유출된 후에 Cr과 Fe의 침전물에 효과적으로 흡착이 되고 침전물이 더 이상 생성되지 않게 되면 원래 유기탄소로부터 용해되어 나온 $PO_4$의 농도로 회귀되어 일정한 값을 보이는 것으로 생각된다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제30권1호
• /
• pp.64-71
• /
• 2012

The characteristics of high heat input (342kJ/cm) EG (Electro Gas Arc) welded joint of EH36-TM steel has been investigated. The weld metal microstructure consisted of fine acicular ferrite (AF), a little volume of polygonal ferrite (PF) and grain boundary ferrite (GBF). Charpy impact test results of the weld metal and heat affected zone (HAZ) met the requirement of classification rule (Min. 34J at $-20^{\circ}C$). In order to evaluate the relationship between the impact toughness property and the grain size of HAZ, the austenite grain size of HAZ was measured. The prior austenite grain size in Fusion line (F.L+0.1 mm) was about $350{\mu}m$. The grain size in F.L+1.5 mm was measured to be less than $30{\mu}m$ and this region was identified as being included in FGHAZ(Fine Grain HAZ). It is seen that as the austenite grain size decreases, the size of GBF, FSP (Ferrite Side Plate) become smaller and the impact toughness of HAZ increases. Therefore, the CGHAZ was considered to be area up to 1.3mm away from the fusion line. Results of TEM replica analysis for a welded joint implied that very small size ($0.8\sim1.2{\mu}m$) oxygen inclusions played a role of forming fine acicular ferrite in the weld metal. A large amount of (Ti, Mn, Al)xOy oxygen inclusions dispersed, and oxides density was measured to be 4,600-5,300 (ea/mm2). During the welding thermal cycle, the area near a fusion line was reheated to temperature exceeding $1400^{\circ}C$. However, the nitrides and carbides were not completely dissolved near the fusion line because of rapid heating and cooling rate. Instead, they might grow during the cooling process. TiC precipitates of about 50 ~ 100nm size dispersed near the fusion line.

• 자원환경지질
• /
• 제33권6호
• /
• pp.505-517
• /
• 2000

This study was undertaken to provide a drinking water quality on the basis of physicochemical properties. In this study, the 25 samples of supply waters of the Taejon area were sampled twice (February and August in 1999). Hydrochemistry of the supply water belongs to the $Ca^{2＋}$-${HCO_3}^{-1}$ type, whereas the supply water was characterized by the relatively significant enrichment of ${Ca}^{2+}$, ${Na}^{2+}$, ${K}^{2+}$, ${Cl}^{2+}$ ions and heavy metals compared to the original water from the Daecheong lake. Generally, the supply water has a mean values for $10.7^{\circ}C$ of temperature, 6.86 of pH, -12 mV of Eh, 88 ${\mu}S$/cm of EC and 70.379 mg/l of TDS in February, whereas the waters of the same sites in August are a slightly high temperature ($26.1^{\circ}C$), TDS (78.069 mg/l) and extremely high EC (442 ${\mu}S$/cm) value. These values are similar with physicochemical properties of the original lake water depending on the seasonal differences. Results of speciation calculation indicate that potentially toxic ions might exist mainly in the forms of free metal (${Cu}^{2+}$ or ${Zn}^{2+}$) and a small amount of ${CO_3}^{2-}$and ${OH}^{-}$in the supply water. The water seemed to be in equilibrium with kaolinite field of the normal stability diagrams for the natural water. Based on enrichment parameter of the supply water normalized by original lake water composition, the average value of those parameter can be calculated with nearly 1.00, but the those values for Cu＋Zn possible source of decrepit pipe lines are 126.75 in February and 115.63 in August samples. The parameter values varied with sampling sites, however, do not exceed by chemistry of drinking water standard. Solid compounds remained on the membrane filter papers after filtration are adhered to pale yellow or yellowish brown colored dissolved solids and precipitates, which are coated by 0.02 to 0.35 mm thick per 500 ml with colloidal particles of about 1 to 2${\mu}m$ size. The particles are mainly Fe-Cu-Zn compounds and partly detected to Mn and Pb.

• Journal of Pharmaceutical Investigation
• /
• 제31권3호
• /
• pp.151-160
• /
• 2001

The purpose of this study is to investigate the interaction of progesterone with various cyclodextrins (CDs) in the aqueous solution and in solid state, and finally to formulate a parenteral aqueous formulation. CDs used were ${\alpha}-$, ${\beta}-$, and ${\gamma}-CD$, $2-hydroxypropyl-{\beta}-CD$ (HPCD), sulfobutyl $ether-{\beta}-CD$ (SBCD), $dimethyl-{\beta}-CD$ (DMCD) and $trimethyl-{\beta}-CD$ (TMCD). The solubility studies of progesterone were performed in the presence of various CDs as a function of concentration or temperature. The solubility of progesterone increased in the rank order of ${\alpha}-CD$ < ${\beta}-CD$ < ${\gamma}-CD$ < TMCD$ < HPCD < DMCD < SBCD. Addition of SBCD (200 mg/ml) in water increased the aqueous solubility $(9.36\;{\mu}g/ml)$ about 3,200 times, and lowering the temperature facilitated the solubilization of progesterone. However, the addition of HPCD and SBCD in 20:80 (v/v) polyethylene glycol 300-water and propylene glycol-water cosolvents markedly decreased the solubility of progesterone, compared with solubilizing effects in water. Physical mixtures and solid dispersions of progesterone with HPCD or SBCD were prepared, and evaluated by differential scanning calorimetry (DSC), Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), near IR spectroscopy and dissolution studies. By DSC and IR studies, it was found that progesterone was dispersed in HPCD in monotectic state and dissolved rapidly from both solid dispersions. Based on solubility studies, new aqueous progesterone fonnulations (5 mg/ml) containing SBCD (200 mg/ml) could be prepared and did not form precipitates even after 2 months at $4^{\circ}C$. The solution was transparent when mixed with normal saline and 5% dextrose injection at 1: 1, 1:10 and 1:20 (v/v) even after 7 days. Permeation rates of progesterone through a cellulose membrane from 20% PEG 300 solution $(50\;{\mu}g/ml)$ containing HPCD or SBCD were compared with oily formulation. Permeation of progesterone from oily formulation did not occur up to 8 hr, but aqueous formulations showed fast permeation rates from early stage of permeation study. The addition of HPCD or SBCD retarded the permeation rates of progesterone with the increase of CD concentrations, suggesting the possibility of a controlled absorption from the site administered intramuscularly. These results demonstrate that it is feasible to develop a new progesterone parenteral aqueous injection (5 mg/ml) using SBCD.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제4권4호
• /
• pp.321-328
• /
• 2006

한국원자력연구소 내 부지에 건설된 지하처분연구시설(KURT, KAERI Underground Research Tunnel)에 대한 기초적인 광물 풍화 및 지화학적 특성을 살펴보았다. 분석 대상 시료는 건설 과정중에 노출된 암석에 대해서 화학적 풍화에 따른 암석의 미시적인 변화를 현미경 및 화학성분 분석 등을 통해 관찰하였다. 풍화가 진행된 화강암의 경우 암석을 구성하고 있는 광물들 주변에 미세하고 작은 균열들이 발달하였다. 특히, 장석 광물의 풍화가 특징적으로 관찰되었고 광물 용해에 따른 Ca 성분의 선택적 용출 현상이 심하였다. 또한, $Fe^{2+}$를 함유한 흑운모의 용해에 의한 $Fe^{2+}$성분의 용출에 의해 주변 광물의 미세균열에 이차생성물로 철산화물 침전이 두드러졌다. 광물내부로 부터 발생된 미세균열은 풍화가 진행되면서 점차 그 규모가 커지고 grain boundary를 따라 매우 먼 거리까지 확장되는 특성을 보여 주었다. 신선한 암석 이 풍화됨에 따라 암석 내에 존재하거나 용출된 화학 성분들은 이러한 미세 균열들을 통해 새로운 이차광물 생성에 관여하거나 그들과 상호 반응하면서 이동하는 것으로 추정된다.

• 한국재료학회지
• /
• 제20권10호
• /
• pp.518-523
• /
• 2010

In this study, partially stabilized zirconia was synthesized using a chemical $Y_2O_3$ stabilizer and hydrothermal method. First, $YCl_3-6H_2O$ and $ZrCl_2O-8H_2O$ was dissolved in distilled water. Y-TZP (a $Y_2O_3$-doped toughened zirconia polycrystalline precursor) was also prepared by conventional co-precipitates in the presence of an excess amount of $NH_4OH$ solution under a fixed pH of 12. The Y-TZP precursors were filtered and repeatedly washed with distilled water to remove $Cl^-$ ions. $ZrO_2$-Xmol%$Y_2O_3$ powder was synthesized by a hydrothermal method using Teflon Vessels at $180^{\circ}C$ for 6 h of optimized condition. The powder added with the Xmol%- $Y_2O_3$ (X = 0,1,3,5 mol%) stabilizer of the $ZrO_2$ was synthesized. The crystal phase, particle size, and morphologies were analyzed. Rectangular specimens of $33mm{\times}8mm{\times}3$ mm for three-point bend tests were used in the mechanical properties evaluation. A teragonal phase was observed in the samples, which contains more than 3 mol% $Y_2O_3$. The $3Y-ZrO_2$ agglomerated particle size was measured at $7.01{\mu}m$. The agglomerated particle was clearly observed in the sample of 5 mol % $Y_2O_3-ZrO_2$, and and the agglomerated particle size was measured at 16.4 um. However, a 20 nm particle was specifically observed by FE-SEM in the sample of 3 mol% $Y_2O_3-ZrO_2$. The highest bending fracture strength was measured as 321.3 MPa in sample of 3 mol% $Y_2O_3-ZrO_2$.