생물학적방법으로 이산화탄소를 에너지원인 메탄으로 전환하고자 hydrogenotrophic methanogen이 우점화된 실험실규모의 연속운전 반응기를 이용하여 수소의 주입비율과 EBCT에 따른 실험을 진행하였다. 수소와 이산화탄소의 주입비율을 4:1과 5:1(mol/mol)로 달리한 실험결과 두 조건 모두 주입된 수소가 대부분 소모되며 99% 이상의 전환율을 보였다. 이산화탄소의 경우 4:1에서는 $74.45{\pm}0.33$%, 5:1에서는 $95.8{\pm}10.7%$의 전환율로 이산화탄소를 모두 전환시키기 위해서는 양론식에 비해 더 많은 양의 수소가 필요한 것으로 확인되었다. 이는 hydrogenotrophic methanogen의 생장유지에 필요한 에너지원인 수소가 사용된 것에 기인한 것으로 사료된다. 체류시간별로 처리효율을 확인한 결과, 임계처리용량은 EBCT 3.3시간에서 수소(99.9%)와 이산화탄소(96.23%)의 안정적인 전환율을 보이며 $1.15{\pm}0.02m^3{\cdot}m^{-3}{\cdot}day^{-1}$의 메탄생산속도와 $2.01{\pm}0.04kg{\cdot}m^{-3}{\cdot}day^{-1}$의 이산화탄소 고정화속도를 나타내었다.
분리막을 침지한 혐기성소화조의 물질분해의 거동과 세균군의 분포 등을 검토하였다. HRT 1.0일과 0.5일의 조건에서 운전하였으며, 온도는 $30^{\circ}C$로 설정하였다. 1.0일 및 0.5일의 HRT에서 탄수화물의 제거율은 각각 99.8~99.9%, 98.0-99.6%를 나타냈다. 1.0일 및 0.5일의 HRT에서 운전개시 후 58일 경과후에는 약 6.050 mg/L, 7,750 mg/L 정도의 MLVSS농도를 나타냈다. 최확수법(MPN)에 의해 각 세균군을 계수한 결과로서 Acidogenic bacteria는 $10^9MPN/mL$ 정도 계수되었고 $H_2$-utilizing methanogenic bacteria 및 Acetalte-utilizing methanogenic bacteria는 각각 $10^7{\sim}10^8$, $10^6{\sim}10^8MPN/mL$ 정도 계수되었으며, $CH_4$의 조성은 46~50%를 나타냈다. Sulfate-reducing bacteria는 $10^7{\sim}10^8MPN/mL$ 정도 계수되었으며, 주로 Acetogenic bacteria의 일원으로 작용하는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 토양 이송 장치, 로터리킬른, RTO, 사이클론 및 백필터 등으로 구성되어 있고 이동이 가능한 저온열탈착 장치를 제작하여 현장유류오염토양의 처리시험을 수행하였다. 제작된 열탈착장치는 LPG를 연료로 사용하고 배출되는 가스를 RTO를 통하여 재순환하는 방식을 적용하여 경제적인 운전이 가능하도록 하였다. 장치의 현장시험을 위하여 경유와 $C_30$ 이상의 heavy oil로 혼합 오염된 현장토양(2,690 mg TPH/kg soil) 을 먼저 선별기를 통해 50 mm 이하의 입경을 가진 토양으로 채 분리한 후, LTTD 장치의 로터리킬른에 체류시간 15분 조건에서 시간당 7$m^3$의 양으로 투입하였다. 열탈착장치의 온도를 각각 평균 $567^{\circ}C$와$692^{\circ}C$로 조정한 후 오염토양의 정화 운전을 수행한 결과, 배출되는 정화토양의 TPH 농도는 각각 46 mg/kg과 32 mg/kg로서 각각 평균 98.3과 98.9%의 높은 정화 효율을 얻을 수 있었다.
복숭아굴나방의 암컷 성페로몬 성분을 GC-EAD 장치를 이용하여 분석한 결과, (14S)-14-Methyl-1-octadecene (14Sme-1-18Hy)이 유일한 성페로몬인 것으로 확인되었다. 야외에서 수컷은 합성 14Sme-1-18Hy를 미끼로 한 트랩에 잘 유인되었는데, 0.1mg 침적농도에서 유인수가 가장 낮았으며, 침적농도가 0.5와 1.0mg인 트랩의 유인효과는 큰 차이가 없었다. 야외조건에서 14Sme-1-18Hy 0.5mg를 침적한 미끼의 유인효과는 적어도 8주 동안 유지되었으며, 미끼에 첨가된 항산화제(BHT)는 노출 기간에 상관없이 유인효과에 별다른 영향을 주지 못하였다. 수원지역의 복숭아원에서 페로몬 트랩을 이용하여 발생소장을 2년에 걸쳐 조사한 결과, 성충은 4월부터 10월까지 트랩에 유인되었으며 연간 6세대 발생하는 것으로 추정되었다.
이 연구는 ISO/TC54 전문위원회(Shanghai, Sep. 14-15, 2010)의 결정에 따라 국제규격 초안으로 제안된 ISO/DIS (Draft International Standard) 25157-resolution 385 중국산 쿠스이(苦水)형 장미(Rosa sertata ${\times}$ Rosa rugosa) 정유의 기체 크로마토그래피 분석표에 대한 국제 6개국 전문가 실험실간 재현정밀도 시험 (round-robin test: RRT)의 하나로 수행되었다. GC-FID로 분석할 때 비극성인 SPB-1 컬럼에서는 총 179개 성분, 중간 극성의 DB-624 컬럼에서는 165개 성분, 극성 Supelcowax-10 컬럼에서는 총 162개 성분을 분리하였다. ${\beta}$-Citronellol (41.6~46.7%)과 geraniol (9.7~11.0%) 및 nerol (3.4~4.5%)이 쿠스이형 장미 정유의 주성분이었다. SPB-1 컬럼과 DB-624 컬럼에서는 ${\beta}$-citronellol과 nerol성분 피크가 서로 분리되지 않고 중첩하였으나, Supelcowax-10 컬럼에서는 두 성분을 분리할 수 있었다. Phenethyl alcohol의 경우 정지상 극성이 커질수록 머무름 시간이 길어짐을 확인하였다. 그런데 거의 대부분의 특성 성분들의 머무름 시간은 중국측이 ISO/DIS 25157에서 제시한 것과 일치하였으나 극성 컬럼으로 분리한 phenethyl alcohol의 머무름 시간의 경우 중국측이 제시한 것 보다 큰 차이를 보였다. 동시에 불가리아산 장미(Rosa damascena Miller) 정유와 향수에 대한 기체크로마토그래피 분석표도 비교 분석하였다. 불가리아 장미 정유의 특성 아로마 성분 함량이 중국산 쿠스이형의 함량보다 더 많았다.
미세조류와 광반응기를 이용한 생물학적 이산화탄소 고정화 방법은 이산화탄소를 경제적으로 제거할 수 있는 방법으로 널리 알려져 있다. 그러나, 미세조류의 종류에 따라서 원활한 성장을 위한 환경 조건 및 성장특성이 상이하기 때문에, 배양하고자하는 미세조류의 성장에 영향을주는 운전 조건을 평가하는 것이 중요하다. 본 실험에 사용된 Euglena gracilis Z는 산성 조건에서도 잘 성장하여 오염의 가능성이 적고, 고농도 이산화탄소(10-20%)에 대한 내성이 강한 것으로 알려져 있다. 또한, 단백질 함량이 풍부하고 세포벽이 얇아 대량 배양시 사료로서의 이용 가치가 높다. 연속식 광반응 배양기를 이용하여 운전을 실시한 결과 $CO_2$ 농도 10%, HRT 4일에서 최종 세포수 $3.57{\times}10^6/m{\ell}$의 높은 성장률을 얻었다 또한 광도에 따라 성장이 증가하는 것을 알 수 있었으며, 이러한 결과를 통해 연속식 및 반연속식 배양에서의 성장 특성을 비교 평가하였다.
Trans 지방산의 생성은 탈취온도 $240^{\circ}C$에서 2시간 탈취시부터, $250^{\circ}C$에서 1시간 탈취시부터 생성되었으며, 검출된 함량은 각각 0.70%, 2.15%이었다 한편 이들 trans 지방산을 GC-MS 의하여 동진한 결과 $C_{18:2}\;{\Delta}9-cis,\;{\Delta}12-trans,\;C_{18:2}\;{\Delta}9-trans,\;{\Delta}12-cis,\;C_{18:2}\;{\Delta}9-cis,\;{\Delta}12-cis,\;{\Delta}15-trans,{\;},C_{18:3}\;{\Delta}9-trans,\;{\Delta}12-cis,\;{\Delta}15-cis,\;C_{18:3}\;{\Delta}9-cis,\;{\Delta}12-trans,\;{\Delta}15-cis$로 추정하였다. Trans 지방산의 생성 억제 여부를 조사하기 위하여 첨가된 citric acid및 catechin의 효과를 관찰한 결과 trans 지방산의 생성 억제에는 효과가 없었다. 탈취된 대두유의 품질을 평가하기 위하여 산값, 과산화물값 등을 측정한 결과 $240^{\circ}C$에서 2시간 이하 또는 $250^{\circ}C$에서 1시간 이하의 탈취조건에서 가장 좋은 대두유의 성상을 나타냈다. 이상의 모든 결과를 종합하면 $240^{\circ}C$에서 2시간 또는 $250^{\circ}C$에서 1시간의 탈취조건에서 trans 지방산의 생성을 억제할 수 있으며 이 조건에서 탈취된 대두유의 품질은 양호한 것으로 판단되었다.
206종의 농약성분을 신속하게 분석하기 위한 가스크로마토그래피-질량분석기 이용방법을 최적화 하였다. Wide-bore 컬럼을 채택함으로써 기존의 캐필러리 컬럼을 이용할 때에 비해 분리능을 비슷하게 유지하면서도 분석시간이 1/2이상 단축되고, 감도는 더욱 개선되었다. 시료의 성분이 복잡하고 분석대상 농약이 많은 경우에도, EI와 CI 스크리닝 결과를 비교함으로써 방해물질에 의한 허위정보(False Positive)를 상쇄할 수 있었다. 허위정보에 대한 위험이 적어지면서 시험용액의 정제를 간소화 할 수 있어 전체적인 분석과정을 간소화 할 수 있었다. 또한 검출이 예상되는 성분에 대해서만 확인실험을 함으로써 검사시간을 절약하고 검사의 정확도를 향상시킬 수 있었다.
본 연구에서는 고농도 유류오염토양 처리를 위해 ${H_2}{O_2}$/$Fe^0 시스템을 이용한 Fenton-like oxidation을 제시하였다. 주요 반응조건인 초기 PH, $Fe^0 및 ${H_2}{O_2}$ 주입량과 초기 오염농도를 변화시켜가며 본 산화처리 시스템의 반응특성을 회분식 실험을 통하여 알아보았다. 유류 오염물은 디젤을 사용하였으며 오염농도는 가스 크로마토그래피를 사용하여 TPH (Total Petroleum Hydrocarbon)로 나타내었다. 제거효율을 보면 적정 ${H_2}{O_2}$/$Fe^0 주입조건인 10% ${H_2}{O_2}$+ 20% Fe$^{0}$ 에서 반응시간 24이내에 약 65% 이상의 제거율(초기 TPH 농도 : 10,000mg/kg)을 나타내었으며, 초기 pH조건은 높은 제거효과를 얻기 위해서 3~4범위이내가 적정함을 알 수 있었다. 기존의 과산화수소의 분해촉매로 사용하는 철 염($FeSO_4)과의 비교실험에서는 $Fe^0를 촉매로 사용하였을 때 유류오염토양의 화학적 산화 처리가 처리효율과 경제성에서 더 효과적임을 알 수 있었고, 특히 고농도 오염토양 처리에서 더 유리한 것으로 나타났다.
본 연구에서는 곰팡이과 세균에서 유래된 ${\alpha}-amylase$와 유화제인 monogrlyceride(MG), sodium stearoyl-2-lactylate(SSL) 및 diacetyltartaric acid ester of mono- and diglycerides(DATEM)을 첨가하여 냉동반죽을 제조하고, 12주간 저장하면서 반죽의 rheofermentometer 특성 및 pH와 제빵시 비용적을 살펴보았다. 저장 기간이 증가할수록 효모의 불활성과 냉해동의 문제로 발효가 적게 일어났으나, 곰팡이와 세균에서 유래된 ${\alpha}-amylase$와 유화제를 첨가한 경우 감소율을 줄여 냉동반죽으로 안정성을 부여하였다. 저장기간 중 반죽의 pH변화에서는 저장기간이 길어질수록 냉동 반죽의 pH가 증가하였다. 저장기간에 따라 냉동반죽으로 제빵시 비용적에서는 곰팡이에서 유래된 효소와 유화제 SSL+MG를 혼합하였을 때와 세균에서 유래된 효소와 유화제 MG을 혼합하였을 때가 가장 큰 비용적을 보여주었고, 전체적으로 효소와 유화제 첨가구가 대조구에 비해서 빵의 비용적 감소를 줄이는 양상을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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