• 생태와환경
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• 제49권4호
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• pp.354-374
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• 2016

본 연구는 2012년 5월부터 2015년 12월까지 북한강과 남한강의 유입부를 포함하는 팔당호의 5개 지점에서 시공간적 수질 변동성을 강우 수문학과 비교 고찰하였다. 조사기간 동안 기초 수질요인들의 변동은 계절적 영향이 컸다. 특히, 수온성층은 수심이 깊은 댐 부근에서 형성되었고, 연도에 따라 빈산소 장기화도 관찰되었다. 질소(N) 계열 영양염의 증가는 유량이 빈약할 때 나타났고, 이때 $NH_4$는 하수 처리수의 영향을 크게 받아 $NO_3$와 상반되는 경향을 나타내었다. 인(P)의 증가는 유량이 크거나 극심한 가뭄이 지속될 때이었고, P 영양염 결핍도 빈번하게 관찰되었다. Chl-a의 증감은 유량 변동과 역상관 관계를 보였고, 그 값이 높을 때 AGP 값은 낮았다. 팔당호의 수질 변동성은 유역으로부터 하수 처리수(총량: $472{\times}10^3m^3d^{-1}$)의 오염원을 기반으로 한 유입, 방류 및 취수의 패턴에서 직간접적 관련성과 그 영향을 찾을 수 있었다. 또한 수질의 시공간적 변동 과정에서 기상(장마, 태풍, 이상강우 및 폭염더위) 수문(유량과 수위)학적 인자는 펄스, 희석, 역류, 흡수, 농축 및 침전 등 형태로서 작용하였다. 하천형 저수지인 팔당호의 수질 변동은 매우 역동적이며, 국내 최대 상수원의 오염 수준을 경감하기 위한 실효 대책으로 기상 수문에 기초한 육수학적 조사연구와 P-free 하수 처리 정책 실현의 필요성을 제안한다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권5호
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• pp.246-254
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• 2017

호소, 하천 등에 다량의 영양염류의 유입과 수문학적, 지리학적, 생물학적 요소 등으로 인해 남조류가 대량 발생하게 되며 대표적 독성물질인 마이크로시스틴-LR(MC-LR)이 증가한다. MC-LR이 포함된 지표수를 적절하게 처리하기 위하여 정수처리공정에서는 고도산화공정을 적용하고 있다. 다양한 고도산화공정 중 특히 UV, $UV/H_2O_2$, $UV/O_3$, $UV/TiO_2$ 등에 대한 연구는 꾸준히 되어왔다. 기존의 UV램프의 짧은 교체주기, 수은 폐기물 발생, 큰 열 손실 등의 단점을 보완한 UV-LED를 MC-LR제거에 적용하였다. MC-LR 초기농도 $100{\mu}g/L$을 280 nm의 파장인 LED-L ($0.024mW/cm^2$)와 LED-H ($2.18mW/cm^2$)를 이용하여 산화시켰을 때 각각 최대 약 30%, 95.9%의 MC-LR 제거율을 나타냈다. LED-H를 조사 시 자연유기물 변화는 휴믹물질, UVD, SUVA가 감소하는 경향을 보였고 방향족 유기물이 지방족 유기물로 분해되어 저분자 물질이 되었다. $LED-H/H_2O_2$($H_2O_2$: 1, 2, 5, 10 mg/L)산화반응에 의한 MC-LR제거율은 LED-H 단독에 의한 MC-LR 제거율과 유사하였다. 남조류가 발생한 낙동강 원수를 대상으로 LED-L산화를 적용하여 수질분석을 통하여 특성변화를 확인하였다. DOC 및 TOC의 변화는 거의 없었으나 SUVA와 $UV_{254}$의 감소로 인하여 유기물의 분해되었으며 조류유래물질인 용존 및 총 MC-LR, geosmin, 2-MIB농도가 시간이 지남에 따라 서서히 감소하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권11호
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• pp.1192-1197
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• 2006

입상 활성탄을 이용한 회분식 흡착실험과 연속식 흡착 컬럼 실험을 통해 이온성 및 비이온성 의약품의 제거특성을 평가하였다. 초기 혼합 의약품을 10 ${\mu}g/L$로 주입한 회분식 흡착실험의 경우 입상 활성탄을 500 mg/L로 하였을 때 대상 의약품은 $94{\sim}98%$ 이상의 높은 제거율을 보였다. 이온성 의약품은 pH가 감소할수록 흡착능이 증가하였으나 비이온성 의약품의 흡착능은 pH변화에 큰 영향을 받지 않았다. 이온성 의약품은 pH가 이온화 상수(pKa) 이하로 낮아짐에 따라 COOH형태로 비이온화되어 흡착이 용이하게 되지만 pH가 pKa 이상에서는 이온 상태의 $COO^-$로 존재하게 되어 흡착이 저하되기 때문이다. 또한 pH저하는 액상내 $H^+$ 증가 및 활성탄 표면에 양하전을 증가시켜 용액으로부터 이온성 의약품을 이온 결합에 의해 제거시킬 수 있기 때문이다. 40일간 흡착 컬럼을 연속 운전한 결과 15분의 공탑체류시간(EBCT)에서는 활성탄과 의약품의 충분한 접촉시간으로 대상 의약품에 대해 $93{\sim}99%$의 제거율을 얻었다. 짧은 EBCT의 운전조건에서는 이온성 의약품 가운데 CA, IBP 및 GFZ가 다른 이온성 및 비이온성 의약품에 비해 빠르게 파과에 도달했고 EBCT의 변화에 따른 흡착특성의 변화는 비이온성 의약품에서 더 크게 나타났다. 본 연구를 통해 기존 정수 처리공정을 통해 제거되기 어려운 의약품을 입상 활성탄 흡착공정을 통해 효과적으로 제어할 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권2B호
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• pp.187-192
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• 2011

질산성 질소는 대표적인 지하수 오염물질로써 우리나라를 비롯한 여러 국가들이 음용수 중의 질산성 질소 농도를 WHO 권고기준인 10 mg/L as N 이하로 규제하고 있다. 본 연구에서는 처리하고자 하는 물질과의 접촉면적을 극대화 시켜줄 수 있는 영가철 충진 복극전해조를 이용하여 지하수 중의 질산성 질소를 처리하기 위해 다양하게 실험조건을 변화시켜 최적의 효율을 얻고자 하였다. 실험결과로서 영가철을 환원제로 사용할 때, 질산성 질소는 산성조건에서 좋은 제거효율을 보여주었으며, 산성조건을 유지시켜주지 않았을 때 암모니아성 질소로 환원되는 과정에서 수산화기 발생으로 pH가 증가하여 환원반응에 필요한 수소이온이 감소함으로 효율이 점차 감소하는 문제가 발생하였다. 복극전해조에서, 영가철과 주문진규사의 충진비는 0.5~1:1에서 제거효율이 가장 좋았으며 이는 각각의 영가철 입자가 미세전극으로 작용했기 때문이라고 판단된다. 충진비 2:1 이상에서는 점진적인 침전물의 형성 및 clogging의 가속화로 제거효율이 감소하였다. 인가전압이 상승할수록 제거효율이 높아졌으나 반응기 내 bypass current가 증가하는 것으로 확인되었으며 소비되는 전력량이 비례 이상으로 증가하였다. 본 실험에서는 최적 인가전압을 50 V로 결정하였고 그 때 질산성 질소를 94.9% 제거할 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제15권4호
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• pp.297-309
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• 2005

다수의 잠재적인 내분비계장애물질이 환경에 방출됨으로써 새로운 환경문제로 세계적 관심이 모아지고 있다. 이러한 물질들을 측정하고 감시하기 위한 고감도이며 신뢰성 있는 분석방법의 개발이 필수적이다. 이 연구에서는 기체크 로마토그래피 질량분석법과 액체크로마토그래피 질량분석법이 내분비계장애물질들의 분석을 위해 이용되었으며 두 가지 분석방법들이 DEHP, BBP, PCP, BPA에 대해 비교 및 평가되었다 그 결과 액체크로마토그래피 질량분석법이 더 낮은 검출 한계를 나타내는 것으로 조사되었다. 또한 액체크로마토그래피 질량분석법은 대부분의 순수한 분자들로서 내분비계장애물질들을 측정 가능함이 판명되었다. 이 연구에서는 음용수에서 내분비계장애물질들을 제거하는 방법으로 유기막과 세라믹막을 제시하였으며 십자류 나노여과 방식이 내분비계장애물질들을 $100\%$ 제거하는 것으로 조사되었고 분획분자량 250 나노여과는 내분비계장애물질을 제거함에 있어 효과적인 것으로 판명되었다. 나노여과, 고속한외여과, 저속한외여과의 투과플럭스와 물질전달계수와의 비는 0.67, 3.4, 그리고 0.44였으며 나노여과와 저속한외여과는 확산이 주요한 조건에서 운전되며 고속한외여과는 대류가 주요한 조건에서 운전된다. 더욱이, 확산이 주요한 나노여과와 저속한외여과에서 내분비계장애물질의 제거율이 높은 것으로 측정되었다. 한외여과에 의한 제거는 내분비계장애물질들의 분자량에 의존하는 것으로 조사되었으며 내분비계장애물질들은 확산이 주요한 수리동역학적 조건에서 제거됨이 판명되었다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제16권4호
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• pp.295-300
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• 2012

Manganese ($Mn^{2+}$) is a trace element that is essential for normal physiology, and is predominantly obtained from food. Several lines of evidence, however, demonstrated that overexposure to $MnCl_2$ exerts serious neurotoxicity, immunotoxicity and developmental toxicity, particularly in male. The present study aimed to evaluate the effect of 0, 1.0, 3.3, and 10 mg/kg/day doses of $MnCl_2$ on the reproductive organs in the immature female rats. Rats (PND 22; S.D. strain) were exposed to $MnCl_2$ ($MnCl_2{\cdot}4H_2O$) dissolved in drinking water for 2 weeks. The animals were sacrificed on PND 35, then the tissues were immediately removed and weighed. Histological studies were performed using the uteri tissue samples. Serum LH and FSH levels were measured with the specific ELISA kits. Body weights of the experimental group animals were not significantly different from those of control group animals. However, ovarian tissue weights in 1 mg and 3.3 mg $MnCl_2$ dose groups were significantly lower than those of control animals (p<0.05 and p<0.01, respectively). Uterine tissue weights of 3.3 mg dose $MnCl_2$ groups were significantly lower than those of control animals (p<0.01), while the 1 mg $MnCl_2$ dose and 10 mg $MnCl_2$ dose failed to induce any change in uterine weight. Similarly, only 3.3 mg $MnCl_2$ dose could induce the significant decrease in the oviduct weight compared to the control group (p<0.05). Non-reproductive tissues such as adrenal and kidney failed to respond to all doses of $MnCl_2$ exposure. The uterine histology revealed that the $MnCl_2$ exposure could affect the myometrial cell proliferation particularly in 3.3 mg dose and 10mg dose group. Serum FSH levels were significantly decreased in 1mg $MnCl_2$ dose and 10 $MnCl_2$ mg groups (p<0.05 and p<0.01, respectively). In contrast, treatment with 1 mg $MnCl_2$ dose induced a significant increment of serum LH level (p<0.05). The present study demonstrated that $MnCl_2$ exposure is capable of inducing abnormal development of reproductive tissues, at least to some extent, and altered gonadotropin secretions in immature female rats. Combined with the well-defined actions of this metal on GnRH and prolactin secretion, one can suggest the $Mn^{2+}$ might be a potential environmental mediator which is involved in the female pubertal process.

• 대한지하수환경학회지
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• 제7권3호
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• pp.103-115
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• 2000

갈색 침전물의 생성은 우리나라 지하수의 개발 및 공급에 있어 흔히 발생하는 문제 중의 하나인데, 이에 따라 색도, 맛, 탁도 및 용존 철 함량 등의 항목에 있어 먹는 물 수질 기준을 초과하게 되고, 물 공급 시스템에 스케일링의 문제를 야기하게 된다. 경기도 파주 지역 지하수의 경우에도 양수 후 몇 시간 내에 갈색 침전물이 형성되어 수질을 악화시키고 있다. 본 연구에서는 지하수의 탁도를 유발하는 원인과 지화학적 반응 경로를 이해하고자, 평형열역학 및 반응속도론적 접근을 통하여 갈색 침전물의 형성과정을 파악하였다. 본 연구결과는 침전물의 형성을 최소화하기 위한 적정 양수 기법은 물론 수질 향상을 위한 최적 수처리 기법을 설계하는데 있어 중요한 자료로 활용될 것이다. 파주 지역의 암반 지하수는 물/암석(편마암)반응에 의해 Ca-$HCO_3$형의 수질 특성을 보인다. SEM-EDS 및 XRD 분석 결과, 갈색 침전물은 비정질의 함철 산화물 또는 수산화물로 해석된다. 다양한 공극 크기(6, 4, 1, 0.45, 0.2 $\mu\textrm{m}$)를 갖는 여과지를 이용한 다단계 여과 결과, 이들 침전물은 크기에 있어 대부분 1 내지 0.45$\mu\textrm{m}$의 입도를 갖는 콜로이드 형태이지만, 질량 분포로 볼 때는 1 내지 6$\mu\textrm{m}$범위가 우세함(총 질량의 약 81%)을 알 수 있다. 다량의 용존 철(II)은 지하수 유동 중에 철 함량이 높은(최대 3wt.%) 단층 파쇄암 내의 녹니석(clinochore)의 용해로부터 기원하는 것으로 판단된다. PHREEQC 프로그램을 이용한 포화지수 계산 및 pH-Eh 관계도에 대한 검토 결과, 침전물은 함철 수산화물임이 확인되며, 환원 조건에 있던 심부 지하수가 양수에 의해 산소에 노출되면서 화학성 변화(특히, 산화)에 의하여 침전함을 알 수 있다. 양수 이후의 시간 경과와 더불어 양수된 지하수의 pH, DO, 알칼리도는 점차 감소하며. 탁도는 증가하다가 일정 시간 경과 후 감소하는 경향을 보인다. 양수 이후의 경과 시간에 따른 용존 철(II)의 농도 감소율(즉, 반응 속도)은 Fe(II)=10.l exp(-0.0009t)로 표현된다. 따라서 갈색 침전물의 생성 반응은 양수 및 양수 후 저장 과정 중에 산소의 유입에 따른 산화 반응에 기인하며, 그 반응은 시간, 산소분압 및 pH에 의존함을 알 수 있다. 탁도를 제거하여 음용 가능한 수질을 확보하기 위해서는, 충분한 시간 동안 충분한 크기를 갖는 탱크 내에서의 다단계 저장 및 폭기를 거친 이후에 응집된 침전물에 대한 여과가 제안된다. 이때, 비용 절감 차원에서 상이한 입도 조건에서의 다단계 여과가 효과적일 것으로 생각된다. 한편, 개발 관정 내에서의 스케일링을 최소화하기 위해서는 심부 지하수로 산소가 풍부한 천층 지하수가 유입되는 과정을 최소화할 필요가 있다. 이를 위해서는 적정 채수량 범위 내에서의 지속적인 양수가 효과적일 것이다. 아울러, 산소가 풍부한 천층 지하수의 채수를 위한 별도의 관정 설치도 고려할 수 있을 것이다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제14권4호
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• pp.339-345
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• 1999

Dichlorvos 및 methidathion에 대한 광분해 실험을 수행하여 속도상수와 분해생성물을 측정하였다. 햇빛을 이용한 광분해 실험은 1998년 9월 2일부터 9월 18일 까지 수행하였으며 두가지 농약이 상당기간 동안 안정함을 확인할 수 있었다. 또한 햇빛 아래서는 humic acid의 광관여 효과가 없음을 알 수 있었다. 자외선을 이용한 광분해 실험에서 dichlorvos의 광분해속도상수와 반감기는 각각 0.0208 및 33.3분으로 조사되었고, methidathion의 경우는 각각 0.6189 및 1.0분으로 조사되어 methidathion의 광분해는 4분 이내에 99% 이상의 매우 빠른 분해양상을 보였다. 두가지 농약 모두 3시간 이내에 분해되었고, 따라서 먹는물 정수처리시 농약의 분해가 필요할 때는 자외선을 이용하는 것이 좋을 것으로 생각된다. 또한, dichlorvos 및 methidathion은 자외선을 단독조사 하였을 때 보다 TiO$_2$를 첨가하였을 경우 분해는 다소 빠르게 진행되었다. 광분해에 의한 분해생성물을 확인하고자 GC/MS분석을 한 결과 dichlorvos에서는 분해생성물로 m/z=153의 Ο, Ο-dimethyl phosphate(DMP)를 확인하였다. Methidathion의 경우 분해생성물로 m/z=198 과 m/z=214로 각각 Ο, Ο-dimethyl phosphorothioate(DMTP)와 Ο, Ο-dimethyl phosphorodithioate(DMDTP)를 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권6호
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• pp.639-648
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• 2010

본 연구는 극미량의 BPA 분석법을 정립하기 위하여 HPLC-MS/MS를 이용한 BPA 분석 조건을 개발하였고, 초음파를 이용한 BPA의 분해 특성을 조사하였다. HPLC-MS/MS에 의한 BPA의 MDL과 LOQ는 각각 0.13 nM과 1.3 nM로 조사되었는데, 이는 기존의 HPLC-UV (MDL: 81.1 nM, LOQ: 811 nM) 및 FLD (MDL: 4.6 nM, LOQ: 46 nM) 보다 약 620배 및 35배 우수하였으며, U.S. EPA의 음용수 권고기준(1.53 ${\mu}M$ 혹은 350 ${\mu}g/{\ell}$)의 약 1,180배 이하까지 정량분석이 가능하였다. 초음파 조사에 따른 BPA의 분해효율은 저주파(28 kHz)를 제외한 중?고주파 조건(580 and 1000 kHz)에서 반응 30분 이내에 95%이상 제거되었다. 특히 BPA의 분해효율 및 k1의 결과는 580 kHz에서 가장 우수하였는데, 이는 580 kHz 근처의 주파수 영역에서 최적의 초음파 공동현상 및 열분해/산화분해가 일어남을 알 수 있었다. 0.01 mM의 $CCl_4$를 첨가하여 분해효율을 측정한 결과 30분 이내에 BPA 초기농도(1 ${\mu}M$)의 98% 이상까지 제거되었으며, 반응 초기(5분)와 후기(30분)의 $k_1$값은 무첨가 반응에 비해 각각 1.4배 및 1.1배씩 증가하였다. 10 mM의 t-BuOH이 첨가된 결과 무첨가 반응에 비해 약 60% 이상 BPA 분해효율이 감소한 것을 감안할 때 BPA의 주된 초음파 기전은 OH 라디칼에 의한 산화분해임을 알 수 있었다. 그러나 t-BuOH이 첨가된 반응시간 동안(30분) 약 33%의 BPA가 분해가 일어난 것은 OH 라디칼 뿐 아니라 열분해 및 기타 라디칼 등에 의한 분해가 진행되었을 것으로 판단된다.

• Journal of Oral Medicine and Pain
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• 제30권3호
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• pp.301-317
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• 2005

전 세계적으로 구강암의 빈도는 점점 증가 추세이며, 특히 한국인의 있어 혀(tongue)는 구강암이 가장 호발하는 장소이다. 구강암은 발암 단계에서부터 과증식 병소(hyperplastic lesion), 이형성(dysplasia) 및 상피내암(carcinoma in situ) 을 거쳐 악성 암종으로 발전하는 다단계 발암과정을 보이며, 분자 생물학적 변이가 구강암을 진행시킴이 널리 알려져 있다. 또한, 구강암은 일반적으로 암세포의 증식 및 고사(apoptosis)의 억제가 중요한 역할을 하고 있다 알려져 있다. 그리고, Bcl-2 family 는 세포 고사에 주요한 역할을 하고 있음이 알려져 있다. 그러나, 이들과 관련한 구강암 발생과정의 변화에 대해서는 널리 연구된 바가 없다. 본 연구는 백서에서 발암 물질인 4-NQO로 구강암을 유도시키고, 구강암 발생 다단계별로 Bcl-2 family의 mRNA 변화를 RT-PCR을 이용해 살펴보았다. Bcl-2 family는 크게 3군, 즉 1) anti-apoptotic, 2) pro-apoptotic, 그리고 3) BH3 only protein으로 분류할 수 있으며, 본 연구에서 anti-apoptotic molecules인 Bcl-w는 모든 군에서 발현이 감소되었으며, Bcl-2는 발현이 증가 되었다. pro-apoptotic molecules에서는 Bad가 제 3군 (편평세포암종)에서 발현이 증가 되었고, 나머지는 감소하였다. BH-3 only protein에서는 Bmf가 제 2군에서, BBC3가 제 3군에서 발현이 증가하였고, 나머지는 모든 군에서 감소하였다. 결론적으로, 4-NQO로 유도된 백서의 발암단계에서, Bcl-2 family의 mRNA 양상은 다양하게 관찰되었으나, Bad 및 BBC3 mRNA가 제 3군에서, Bmf mRNA가 제 2군에서의 발현이 특별함을 알 수 있어, 다단계 발암과정에서의 구강암을 진단하는데 유용하리라 사료된다.