• 지질공학
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• 제16권4호
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• pp.373-379
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• 2006

우리나라에서 하천에 유입되는 유기물부하의 많은 부분을 차지하는 산업폐수를 대상으로 유기물 오염지표간의 상관성을 조사하였다. 기존 사용되고 있던 COD와 BOD를 현재 많은 국가에서 도입하고 있는 TOC와의 관계를 규명하였다. 업종별 업체별로 그 상관계수에는 큰 차이가 있었으며, 최고의 상관계수는 음식료품 생산업체의 방류수 중에 함유된 COD/BOD/TOC와의 관계에서 나타났다. 각각의 상관계수는 COD/BOD: 0.997, COD/TOC : 0.969, BOD/TOC: 0.990이었다. 상관계수가 낮은 경우도 많았으며, 동일업종이라 하더라도 상관도에는 일관성이 없었다. 그러므로 수질기준 책정 또는 하천수질 모니터링 등에 기존의 유기물질지표의 대체지표로써 TOC를 사용하는 것은 불가능할 것으로 사료된다. 그러나 이들의 상관도가 높은 방류수의 관리에 있어서는 유용하게 사용될 수 있으므로 이들 유기물질 인자간의 상관성을 검토하여 개별적으로 사용하여야 할 것이다.

• 식품과학과 산업
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• 제53권1호
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• pp.69-83
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• 2020

게나 새우 갑각류의 껍질로부터 추출되는 키토산은 천연고분자로서 다양한 응용분야로 폐수처리용 응집제와 중금속흡착제, 기능성 식품 및 식품첨가제, 토양개량 및 생육촉진제, 생체재료분야의 의약 및 의료용, 섬유, 화장품, 제지 등 수많은 분야에서 연구 및 상용화가 진행되고 있다. 키토산 제조의 원료인 붉은 대게 어획량이 급격히 감소하여 원료의 부족 현상을 겪고 있어, 키토산 제조에 대체 원료의 발굴이 시급히 요구되고 있는 시점에 이르고 있다. 새우와 곤충류의 껍질을 활용하기 위하여는 새우 껍질은 동남아시아 등에서 수입, 곤충류의 껍질은 국내 사육 농가의 증가로 충분한 양의 확보가 예상되어 키토산 제조의 원료로 대체하는 방법도 고려해 볼 수 있을 것이다. 키토산은 생산단계에서 강산과 강염기를 사용해서 화학반응을 시키므로 해서 많은 양의 폐수가 발생하여 환경오염은 물론 폐수처리 비용이 키토산의 원가에 큰 비중을 차지하고 있어, 키토산의 제조방법의 혁신적인 개선되지 않고서는 키토산 산업의 발전에 영향을 미칠 것으로 생각되며, 화학적 추출방법이 아닌 생물학적 추출방법(효소적 추출, 미생물 발효)에 대한 꾸준한 연구와 기술개발로 화학적 추출방법 못지 안는 생산효율을 높이고 단가를 낮출 수 있을 것으로 생각된다. 고순도 키토산의 생산과 분자량을 조절, 분리할 수 있는 기술, 고기능성 키토산 유도체의 연구개발을 위한 산·학·연의 공동연구가 절실히 요구되며 관련 기업들의 성장을 위한 제품의 혁신과 역량확대가 필연적인 과제라 할 수 있다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제26권3호
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• pp.192-197
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• 2011

생활하수의 주요 오염원으로 알려져 있는 쌀뜨물은 여러 가지 유익한 생리활성 성분을 함유하고 있어 여러 방면으로 재활용 될 수 있는 자원임에도 불구하고 실제로 활용도가 낮아 자원으로서 낭비가 되고 있다. 이러한 쌀뜨물의 활용도를 높이기 위하여 선행연구를 통하여 쌀뜨물 발효액이 이미 개발되었다. 그러므로 본 연구에서는 쌀뜨물의 발효 전, 후의 성분변화를 파악하기 위하여 쌀뜨물과 쌀뜨물 발효액의 일반성분 함량을 분석하고, 일반성분 내 탄수화물 및 단백질 유래 생리활성 성분 변화 정도를 파악하였다. 이와 같은 연구 결과는 향후에 쌀뜨물 발효액을 이용하여 쌀음료, 쌀비누, 쌀화장품 등과 같은 생활용품을 개발하는데 필요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 일반성분 함량 분석 결과에 의하면 쌀뜨물과 쌀뜨물 발효액은 99.3%이상의 수분을 함유하고 있었으며, 탄수화물, 지방, 단백질 등의 고형 성분을 0.7% 정도 함유하고 있었다. 이는 쌀을 씻는 과정에서 쌀의 영양성분중 일부가 쌀뜨물로 이동한다는 것을 의미한다. 또한 쌀뜨물 발효액의 경우 발효전의 쌀뜨물과 비교하여 탄수화물 함량은 44.8% 감소하고, 조회분, 조단백질, 조지방 함량은 각각 36.6%, 16.4%, 그리고 18.8% 증가하였다. 실제로 주사 전자 현미경을 이용하여 starch 미세구조를 관찰한 결과에 의하면 쌀가루와 쌀뜨물 검체 내에서는 손상되지 않은 starch granule의 형태를 확인 할 수 있었지만 발효과정을 거친 쌀뜨물 발효액 검체 내에서는 starch가 가수분해 되어 starch granule의 형태를 거의 관찰할 수 없었다. D-형 및 L-형 lactic acid는 쌀가루와 발효전의 쌀뜨물 검체 내에는 존재하지 않았지만 발효과정을 거친 쌀뜨물 발효액 검체 내에서는 D-lactic acid가 212.13 g/kg, 그리고 L-lactic acid가 181.25 g/kg이 각각 측정되었다. 이와 같은 결과는 쌀뜨물 내의 탄수화물 성분이 발효되면서 D-형 및 L-형 lactic acid로 전환된 것으로 사료된다. 암모니아태 및 아미노태 질소함량은 발효과정을 거친 쌀뜨물 발효액 검체가 발효전 쌀뜨물 겸체 보다 각각 7배, 12배 정도 높게 측정되었다. 이와 같은 현상은 쌀뜨물 내의 단백질 유래 성분이 발효과정 중 protease 등에 의하여 가수분해가 되었음을 의미한다.

• 유기물자원화
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• 제26권1호
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• pp.65-78
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• 2018

본 연구는 유기성폐자원(가축분뇨, 음식물류폐기물, 음식물류폐수 등)의 바이오가스 이용에 대한 적정 설계 및 운전 기술지침서 마련하고자 현장조사와 정밀모니터링 등을 실시하였다. 정부의 중장기 바이오가스화 정책에 따라 폐자원의 자원화 시설 확충이 활발히 추진되고 있다. 하지만 생산된 바이오가스를 이용하여 발전 및 스팀으로 활용하는 시설은 효율이 아직은 저조하고 잦은 고장이 발생되고 있다. 전국 11개소 유기성폐자원 바이오가스화 시설을 대상으로 정밀모니터링을 실시하였다. 사계절 평균으로 정밀모니터링 결과를 정리하였을 때, 유기성폐자원 별 효율성 분석에서 유기성분해율은 VS기준 음식물/음폐수는 68.2 %, 가축분뇨는 66.8 %, 하수슬러지의 경우 46.2 %로 전체 평균 58.8 %로 분석되었다. 전처리 전후 바이오가스 성상을 분석한 결과 철염 및 탈황(건식, 습식)을 이용하여 전체 시설의 $H_2S$ 평균은 560 ppm으로 측정되었으며, 저감효율이 90% 이상인 경우 약 40 ppm 까지 감소할 수 있는 것을 확인하였다. 특히 소화조 내에 철염을 투입하면 처리효율 약 93 %이며, 평균 150 ppm까지 감소하는 것을 확인하였다. 제습의 경우 노점온도를 적용한 절대습도와 가스온도에 따른 상대습도를 분석하였으며, 제습설비가 유지보수가 잘되어 가동 중인 시설의 노점온도는 $14^{\circ}C$, 절대습도는 $12.6g/m^3$이며, 상대습도는 35 %로 측정되었다. 따라서 유기성폐자원의 바이오가스화 시설의 단점을 보완하고 바이오가스 이용 최적화 방안을 마련하기 위하여 정밀모니터링을 실시하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제22권6호
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• pp.1101-1106
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• 2006

생물학적 영양소 제거공정의 하수처리장에서 운전온도가 낮은 겨울철 기간중 사상성 미생물에 의한 Bulking 문제가 발생하고 있다. 본 연구는 사상성 세균의 한 종류인 M. parvicella의 성장에 의한 Bulking 문제를 C시 하수처리장과 파일럿 시설을 이용하여 검토하였다. Full-scale 시설은 1일 처리용량이 $51,000m^3/d$이고 F/M비는 0.12 kgBOD/kgMLVSS/d이며 SRT는 25일 이상으로 운전되고 있었다. 본 시설은 2003년 생물학적 영양소 제거공정으로 전환된 이후 운전온도가 $15^{\circ}C$ 이하의 저온으로 운전될 때 Bulking과 그로 인해 반응조내 거품현상이 주기적으로 발생되어 왔다. 파일럿 플랜트는 Full-scale과 동일한 시스템 및 폐수를 이용하였으며 1일 처리용량은 3.8 톤이고 운전온도는 $10^{\circ}C$에서 $25^{\circ}C$이었으며 SRT는 10일에서 25일 사이로 운전되었다. Full-scale에서는 온도변화에 따른 M. parvicella 성장과 SVI 변화 양상이 검토되었다. 아울러 파일럿 시설에서는 DO와 SRT를 변화시키면서 그에 따른 Bulking 미생물의 성장과 SVI 변화 형태를 분석하였다. 3년간 Full-scale의 운전결과를 분석한 결과 여름철 기간은 SVI가 160 이하의 양호한 분포를 나타내는 가운데 M. parvicella에 의해 더 이상 침전효율이 저조한 결과를 나타내지 않고 있었다. 반면 낮은 운전온도에서는 SVI가 300 이상의 높은 값을 나타내었다. 본 연구결과 DO 농도를 2-4 mg/L로 운전하거나 SRT를 20일 이내로 유지하였을 경우 M. parvicella에 의한 Bulking 문제가 효과적으로 제어되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제22권11호
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• pp.1389-1402
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• 2013

This paper focuses on the impacts of waste dumping on inorganic nutrients in the dumping area of the Yellow Sea, and the effect of an governmental regulation of pollution in dumping areas. The environmental variables and parameters of the dumping and reference areas in the Yellow Sea were measured during July 2009 and analyzed. In addition, the analyzed data for inorganic nutrients over the last 10 years were obtained from the Korea Coast Guard (KCG) and the National Fisheries Research and Development Institute (NFRDI). The chemical environment of the study area revealed increases in concentrations of inorganic nutrients, Chemical Oxygen Demand (COD), and Volatile Suspended Solids (VSS) in the bottom layer. On the contrary, the pH level was decreased. Most notably, the time series data of inorganic nutrients showed gradual increase over time in the dumping area, and thus, the oligotrophic waters trend toward eutrophic waters. The increases appears to be due to the disposal of large amounts of organic waste. In recent times, the wastes disposed at the area were largely comprised of livestock wastewater, and food processing waste water. The liquefied waste, which contains an abundance of nutrients, causes a sharp increase in concentrations of inorganic nitrogen in the dumping area. On the one hand, the dumping sites have been deteriorated to such an extent that pollution has become a social problem. Consequentially, the government had a regulatory policy for improvement of marine environmental since 2007 in the dumping area. Hence, the quality of marine water in the dumping site has improved.

• 유기물자원화
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• 제9권2호
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• pp.77-86
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• 2001

As construction and expansion of wastewater treatment works is continuing, generation of sludge is increasing. Bur most sludge is not used appropriately but disposed by landfill dumping to sea. Furthermore direct landfilling of sludge cake containing moisture content over 75% has been legally prohibited since 2001 that's enforcement will be more strict in 2003. Such a situation means nowadays recycling of organic waste such as sludge and food waste is necessary. Composting is one of recycling methods commonly and used as an effective means of stabilizing organic waste and then compost can be used as fertilizer. However fertilizer law management which include standard of compost products and other fertilizers applied all sludge products indiscriminiately and was not flexible. So MOE has graded organic composts according to land applications to improve recycle of organic wastes. The classified organic compost which contains low contaminants has been possible to use as various purpose. This study enalyzed 30 samples which were raw materials for compost and compost products management well and to estimate the quality of compost products. Heavy metals were measured in Raw materials and OM/N, NaCl and VS were tested in compost products as well as heavy metals. As a result, approximate 10% of raw materials was not suitable to the grade A and 6.7% over the grade B of the regulation on raw materials for compost. In the case of 30 produced compost propducts approximate, 57% of composts was not compatible with the grade A and B of the regulation on composting product. The qualities of compost products were worse than raw materials, because the compost products have more regulation item raw materials have.

• 한국환경농학회지
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• 제28권1호
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• pp.69-74
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• 2009

본 연구는 탄닌 성분이 다량 함유된 율피를 사용하여 폐수 중 중금속 3종(Cd, Pb, Cu)에 대한 흡착특성을 알아보고 향후 폐수처리공정에서 생물흡착소재의 적응가능성을 평가하고자 수행하였다. 실험에 사용한 인공폐수에는 Cu, Pb, Cd을 첨가하여 10, 20, 40, 60, 100, 150, 200 mg $L^{-1}$ 오염시켰으며 pH 5.5에서 흡착실험을 진행하였다. 율피의 중금속 흡착량은 중금속 유형별로 차이를 나타내었으며 중금속 농도가 증가함에 따라 흡착량이 증가하다가 점차 증가율이 감소하여 일절한 평형에 도달하는 경향을 나타내었는데 이는 율피의 표면이 피흡착물질로 채워져 비어있는 흡착가능 영역이 감소하기 때문인 것으로 판단되었다. 상기 연구 결과를 Freundlich 및 Langmuir 모델에 적응한 결과 $r^2$값은 Langmuir 모델에서 Pb, Cu, Cd 3가지 중금속 모두 0.99 이상으로 높게 나타났으며 각 중금속에 대한 율피의 흡착친화도는 Pb>Cu>Cd 순으로 최대흡착량($q_m$)은 Pb 31.25 mg $g^{-1}$, Cu 7.87 mg $g^{-1}$, Cd 6.85 mg $g^{-1}$로 조사되었다. FT-IR 분석결과 율피는 1080 $cm^{-1}$에서 carbonyl group, hydroxyl group, carboxyl group과 1200 $cm^{-1}$에서 1700 $cm^{-1}$ 사이의 carboxylate group, carboxyl group, methylene group, ester group 등이 존재하는 것으로 조사되었다. SEM 분석 결과 중금속 이온 흡착 전에는 표면이 매끄럽게 안정된 모습이 관찰되었지만 중금속 흡착 반응 후 전자밀도가 높은 부분이 관찰되어 중금속 이온이 흡착되었을 것으로 판단되었고 EDS 분석을 수행한 결과 중금속 이온의 흡착 후 표면의 납 이온 피크가 관찰되었다. 이상의 결과로부터 율피에 의한 중금속 이온의 흡착은 물리적인 흡착보다는 관능기에 의한 화학적 흡착일 것으로 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권2호
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• pp.103-112
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• 2011

본 연구에서는 기존의 질소 수지에 관한 연구를 바탕으로, 우리나라의 2008년 질소의 총 유입과 유출을 수지분석 방법을 이용하여 추정하였다. 질소의 유 출입은 도시지역, 농 축산지역, 임야지역의 세부분으로 나누어 산출하였다. 질소의 주요 유입으로는 화학적, 생물학적 질소고정, 건식 및 습식 침착량, 해외로부터 수입된 양 등이 있으며, 유출된 양은 작물흡수, 휘발, 탈질, 침식, 표면유출, 산림소비 등으로 결정하고 그 양을 추정하였다. 연간 질소의 총 유입량은 1,294,155 ton/yr이며, 총 유출량은 632,228 ton/yr이었다. 질소수지를 기존의 2005년 질소 수지와 상호 비교 및 분석한 결과, 2008년도에 총 유입된 질소는 2005년 질소유입 보다 1.9% 저감된 것으로 조사되었다. 총 유입 질소의 감소는 질소비료 사용량 감소, 국토 개발, 경작지 감소 등으로 인한 결과이며 총 유출 질소는 6.3% 감소하였다. 질소 수지 분석에 의한 연간 발생한 비점오염의 양을 추정해본 결과, 2005년도에 연구되었던 질소 수지량에 비해서 22% 증가한 것으로 조사되었다. 탈질로부터 아산화질소 배출량을 산정하였는데, 농업지역과 하수처리장에서 약 8,289 ton/yr이 배출되었다.

• 분석과학
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• 제23권3호
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• pp.240-246
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• 2010

Salicylaldoxime (SA)이 내포되어 있는 미세결정 p-dichlorobenzene 흡착제(p-dichlorobenzene-SA)를 이용하여 시료에 흔적량으로 들어있는 Cu(II)를 예비농축시킨 후 불꽃 원자흡수분광법으로 정량하는 방법을 개발하였다. 시료 용액의 pH, 킬레이트제 salicylaldoxime의 양, 흡착제 p-dichlorobenzene-SA의 양 그리고 시료 용액의 흐름속도 등 여러 실험조건을 최적화하였다. 여러 공존이온에 대한 방해효과를 조사한 결과, $CN^1$가 다른 이온들보다 비교적 심하게 방해하였다. $1\;{\mu}g\;mL^{-1}\;CN^-$에 의한 방해효과는 Ni(II)를$20\;{\mu}g\;mL^{-1}$ 되도록 조절한 결과, 완전히 제거할 수 있었다. 본 방법으로 얻은 직선 감응범위, 상관계수($R^2$) 및 검출한계는 각각 $3.0\sim100\;ng\;mL^{-1}$, 0.9901, 및 $3.1\;ng\;mL^{-1}$ 이었다. 본 방법을 실제 시료에 적용가능 여부를 확인하기 위해 수용액 시료(폐수, 저수지물 및 시냇물)와 식품시료(오렌지 쥬스, 생계란 및 탈지분유)에 응용하였다. 회수율은 93~104% 범위이었으며, ICP-MS를 이용하여 직접 측정한 값과 본 방법으로 측정한 값을 비교한 결과, 95% 신뢰수준에서 잘 일치하였다. 본 방법을 쌀가루 인증표준물질(certified reference material, CRM) 시료에 응용해 보았으며 좋은 결과를 얻었다. 실험 결과들로부터 본 방법은 여러 실제 시료에 들어있는 Cu(II)를 농축 및 정량하는데 응용할 수 있음을 확인하였다.