• 생태와환경
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• 제36권3호통권104호
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• pp.235-241
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• 2003

자외선에 의한 조류기원 용존유기물의 특성변화를 조사하기 위하여 배양한 남조류 두종 (Microcystis aeruginosa, Oscillatoria agardhii)의 체외배출용존유기물에 자외선 처리전과 처리후의 생분해도와 유기물의 화학적조성을 비교하였다. 자외선처리는 pyrex용기에 시료를 넣고 인공자외선램프(UVA: 40 W/$m^2$, UVB: 2 W/$m^2$)로 24시간 조사하였다. 유기물의 화학적조성은 XAD-8, 양이온, 음이온수지를 이용하여 소수성 산 (hydrophobic acids; HoA), 소수성 중성 (hydrophobic neutrals;HoN), 친수성 산 (hydrophilic acids; HiA), 친수성 염기 (hydrophilic bases; HiB), 그리고 친수성 중성 (hydrophilic neutrals; HiN)의 5개 분획으로 분류하였다. 자외선처리동안 유기물의 농도변화는 거의 없었던 반면 생분해도는 자외선처리 전에 비해 현저히 감소하였다(M. aeruginosa: 17%, O. agardhii: 28% 감소). 또한 자외선 처리 전과 후의 유기물의 화학적조성도 상당한 차이를 보였다. 자외선처리 후 HiB분획(단백질, 아미노산류)은 감소한 반면 HiA분획 (카복실산류)은 증가하였다. 유기산분석에서도 3종류의 카복실산이 자외선처리 후 증가하는 것으로 나타났다. 일반적으로 수체의 유기물은 자외선에 의해 난분해성 유기물이 분해되거나 잘게 쪼개져 이분해성 유기물로 전환되는 것으로 알려졌다. 그러나 본 연구에서는 조류기원의 이분해성 유기물의 경우는 자외선에 의해 완전한 광분해는 보이지 않았지만 난분해성 유기물로 전환되었고 화학적조성도 바뀌었다. 이는 유기물의 기원과 종류에 따라 자외선에 대한 영향이 다르다는 것을 시사한다.0.73, P< 0.001). 본 연구기간동안 동물플랑크톤 섭식에 의한 청수기는 관찰되지 않았으며, 동 ${\cdot}$ 식물플랑크톤의 다양성은 식물플랑크톤의 생물량 증가 시 회복되는 것으로 나타났다. 본 연구결과에서는 부영양 호수에서 동물플랑크톤의 섭식이나 제한영양염의 결핍이 식물플랑크톤의 현존량에 영향을 출 수 있으나 군집의 변화를 야기하지는 못함이 제시되었다.X>$NH_4\;^+$, $NO_3\;^-$, $PO_4\;^{3-}$ 및 $SiO_2$의 용출량 범위는 각각 -9${\sim}$ 105 mgN $m^{-2}day^{-1}$, -156${\sim}$62 $m^{-2}day^{-1}$ -5${\sim}$5 $m^{-2}day^{-1}$, 및 12 ${\sim}$ 117 $m^{-2}day^{-1}$였다. 낙동강과 서낙동강에서 식물플랑크톤의 1차 생산성과 조체의 C:N:P의 Redfield 비율 106: 16: 1을 이용하여 추정한결과 저질에서 용출되는 $NH_4\;^+$는 식물플랑크톤의 요구량의 9 ${\sim}$23%이었고, $PO_4\;^{3-}$는 11 ${\sim}$ 22%를 차지하였다.도로 검출되어 이를 고려한정수공정의 관리가 필요하리라 생각된다.$yr^{-1}$)의 71%가 감소되어야 할 필요성이 제기되었다. 또한 여름철 심층 산소 고갈이 야기되었고, 이 시기에 퇴적물로 용출된 인이 식물플랑크톤 성장에 이용될 수 있기때문에 퇴적물에 대한 관리도 수행될 필요가 있다

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제12권1호
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• pp.82-91
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• 2021

This study was conducted to investigate the effect of initial pH, current density, and electrolysis time on process performance in terms of decolorization and chemical oxygen demand (COD) removal from disperse dyebath wastewater (DDW) by mono-polar parallel laboratory scale electrocoagulation (EC) process. COD reduction of 51.3% and decolorization of 92.8% were obtained with operating cost of 0.19 €/㎥ treated wastewater for Al-Al electrode pair, while 90.5% of decolorization and 49.2% of COD reduction were obtained with operating cost of 0.20 €/㎥ treated wastewater for an Fe-Fe electrode pair. The amount of sludge production were highly related to type of the electrode materials. At the optimum conditions, the amount of sludge produced were 0.18 kg/㎥ and 0.28 kg/㎥ for Al-Al and Fe-Fe electrode pairs, respectively. High decolorization can be explained by the hydrophobic nature of the disperse dye, while limited COD removal was observed due to the high dissolved organic matter of the DDW based on auxiliary chemicals. Energy, electrode, and chemical consumptions and sludge handling were considered as major cost items to find a cost-effective and sustainable solution for EC. The contribution of each cost items on operating cost were determined as 10.0%, 51.1%, 30.5% and 8.4% for Al-Al, and they were also determined as 9.0%, 38.0%, 40.5% and 12.5% for Fe-Fe, respectively. COD reduction and decolorization were fitted to first-order kinetic rule.

• 생태와환경
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• 제45권1호
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• pp.42-51
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• 2012

본 연구는 영산강 수계의 일반적인 수질 특성(pH, DO, 전기전도도, BOD, COD, TN, TP, Chl-$a$, DOC, $UV_{254}$, SUVA)과 3D fluorescence excitation-emission matrix (FEEM) 분석을 통한 자연유기물질(NOM)의 특성을 조사하였다. FEEM은 여기 파장과 방출 파장에서의 형광세기를 이용하여 단백질계 (protein-like), 펄빅계 (fulvic-like) 및 휴믹계(humic-like) 물질을 분류하는데 사용된다. 일반수질 항목(BOD, COD, TN, 전기전도도 및 DOC)는 영산강 수계의 중류에 위치한 광주하수처리장(GJS), 광주천(GJC), 광주2 (GJ2) 등 광주광역시 지역에서 상류 및 하류 지역보다 상대적으로 높게 나타났다. 대부분의 지점에서 SUVA값은 3 L $mg^{-1}\;m^{-1}$보다 낮게 나타나 친수성 경향을 보이나, 영산강 상류지역인 담양(DY)에서는 겨울과 가을에 3 L $mg^{-1}\;m^{-1}$ 이상으로 소수성 경향을 보이고 있다. FEEM 조사결과, 대부분의 지점은 펄빅계와 휴믹계 물질이 검출되었으며, 다만 겨울에 광주지역(GJS, GJC, GJ2), 여름에 GJC 지점에서는 단백질계 물질이 검출되었다. 영산강 상류부터 하류지역까지 대부분의 지점에서 형광세기는 일반 수질항목(BOD, COD, TN, DOC) 농도와 유사한 경향을 보이고 있으며, 광주시 지역(GJS, GJC, GJ2)에서 상대적으로 높게 나타났다. 이 결과는 대부분의 지점에서 형광지표(Flourescence index, FI)의 경향과도 일치하며, 광주시에서 FI가 높게 나타난 것은 규모가 큰 광주시 하수처리장에서 방류되는 자연유기물질(EfOM)로 인한 미생물 기원 물질이 많기 때문으로 보여진다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권9호
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• pp.590-596
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• 2012

고도응집 공정은 DBP 전구물질인 NOM을 제거하는 최적기법이다. 본 연구에서는 낙동강 원수를 대상으로 $FeCl_3$, alum, PSOM 및 PACl 응집제를 대상으로 고도응집 공정의 적용시 가장 효과적인 응집제와 응집조건을 DOC, THMFP, HAAFP 및 제타전위 변화를 중심으로 평가하였다. 탁도 제거율은 고도응집을 적용시 기존응집에 비해 제거율의 상승은 없었으며, 일정 응집제 주입량 이상에서는 제거율이 더욱 저하되었으나 DOC, THMFP 및 HAAFP 제거율은 응집제 종류별로 기존응집에 비해 각각 13~18%, 9~18% 및 9~18% 정도 증가하였다. 응집 pH 변화에 따른 탁도 제거특성은 $FeCl_3$와 PACl이 pH 4~10 범위에서 비교적 높은 탁도 제거율을 나타내었고 alum과 PSOM의 경우는 pH 5~8의 범위에서 안정적인 제거율을 나타내었다. DOC는 4종의 응집제 모두 pH 5~7 범위에서 안정적인 제거율을 나타내었다. 고도응집 공정을 적용시 1 kDa 이하 및 10 kDa 이상의 용존 유기물질의 제거율은 각각 11~21% 및 16% 정도 기존응집 공정에 비해 증가하였으며, 소수성 및 친수성 유기물질의 제거율은 각각 27~38% 및 11~15% 정도 증가하였다. 낙동강 원수의 고도응집에 가장 효과적인 응집제로는 $FeCl_3$로 나타났으며, 다음으로 PSOM, PACl 및 alum 순이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권4호
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• pp.419-424
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• 2007

깨끗하고 안전한 수돗물에 대한 소비자들의 욕구가 커짐에 따라 막, 오존, 활성탄 등 다양한 고도처리공정이 정수장에 도입되고 있다. 본 연구에서는 고도처리공정의 도입으로 인한 관로 내 잔류염소 감소 및 THM 생성특성에 대하여 살펴보았다. 오존, 활성탄, 오존/GAC 공정별 DOC 제거특성과 bottle test를 이용한 잔류염소 감소 및 THM 생성특성을 평가하였다. 모든 처리공정에서 DOC 제거율보다 $UV_{254}$ 유발물질의 제거율이 우수한 것으로 나타났다. 특히, 오존공정에 의한 DOC 제거율은 기존 모래여과수 대비 약 4%에 불과하였으나, $UV_{254}$는 약 17%로 DOC 제거율보다 훨씬 더 큰 차이를 보였는데, 이는 오존에 의해 소수성 유기물이 친수성 유기물로 변환되었기 때문이다. 오존/GAC 공정이 유기물 제거에 가장 효과적이었으며, 모래여과, 오존, GAC, 그리고 오존/GAC공정을 거친 처리수의 잔류염소 감소계수는 각각 0.0230, 0.0307, 0.0117 그리고 0.0098 $hr^{-1}$ 나타났으며, 190시간 반응 이후 모래여과수는 THM이 81.8 ${\mu}g/L$ 생성된 반면, 오존, GAC, 그리고 오존/GAC의 처리수는 모래여과수에 비해 각각 6.0, 26.2, 30.3% 적게 생성되었다. 결론적으로 고도처리공정에 의해 관로 내 잔류염소의 지속성이 증대되었으며, THM 생성 또한 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권2호
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• pp.204-208
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• 2012

소수성 토양이란 물방울이 떨어져도 자연스럽게 젖지 못하고 표면 위에 그대로 존재하는 토양을 말한다. 소수성 토양은 토양입자들 사이 혹은 토양입자와 그 중간물질의 사이에 소수성 유기물질이 침투하여 입자를 코팅하여 소수성을 띠게 되는 것이다. 토양이 소수성화가 되면 심한 침식과 침출, 농약의 급속한 침출, 식물이 이용할 수 있는 많은 양의 물과 영양분의 손실 그리고 농작물과 목초의 생산성 감소 등을 야기한다. 본 실험에서는 미량원소가 어떤 흡착과 이동 메커니즘을 갖는지를 배치 실험과 컬럼 실험을 통해 비교 평가하였다. 배치 실험에서는 $Cu^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Zn^{2+}$ 및 $Mo^{5+}$를 이용하여 일반 토양과 소수성 토양의 수착의 차이, 소수성 정도에 따른 차이, 각각의 미량원소 별 차이를 비교 하였고, 컬럼 실험에서는 피흡착물질인 미량원소 $Fe^{2+}$ 및 $Mo^{5+}$에 대한 탈착성능 비교와, 특정시간에 따른 공간적 농도 분포를 측정하였다. $Fe^{2+}$와 $Mo^{5+}$의 경우 비소수성 토양보다 소수성 토양에서 더 높은 흡착을 나타났다. $Fe^{2+}$의 흡착성능은 소수성 토양별 40% > 15% > 0% 순으로 나타났다. 특히 $Mo^{5+}$의 경우 0%, 15% 및 40%의 소수성 토양에서 초기에는 비슷한 경향을 보였으나 시간이 지나면서 소수성 토양에서 비소수성 토양보다 빠른 탈착속도를 보였다. $Fe^{2+}$와 $Mo^{5+}$의 파과곡선 분석결과 소수성 토양에서 더 빠른 이동속도를 나타내었다.

• 펄프종이기술
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• 제48권2호
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• pp.34-45
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• 2016

Global warming and climate change have been caused by combustion of fossil fuels. The greenhouse gases contributed to the rise of temperature between $0.6^{\circ}C$ and $0.9^{\circ}C$ over the past century. Presently, fossil fuels account for about 88% of the commercial energy sources used. In developing countries, fossil fuels are a very attractive energy source because they are available and relatively inexpensive. The environmental problems with fossil fuels have been aggravating stress from already existing factors including acid deposition, urban air pollution, and climate change. In order to control greenhouse gas emissions, particularly CO2, fossil fuels must be replaced by eco-friendly fuels such as biomass. The use of renewable energy sources is becoming increasingly necessary. The biomass resources are the most common form of renewable energy. The conversion of biomass into energy can be achieved in a number of ways. The most common form of converted biomass is pellet fuels as biofuels made from compressed organic matter or biomass. Pellets from lignocellulosic biomass has compared to conventional fuels with a relatively low bulk and energy density and a low degree of homogeneity. Thermal pretreatment technology like torrefaction is applied to improve fuel efficiency of lignocellulosic biomass, i.e., less moisture and oxygen in the product, preferrable grinding properties, storage properties, etc.. During torrefacton, lignocelluosic biomass such as palm kernell shell (PKS) and empty fruit bunch (EFB) was roasted under an oxygen-depleted enviroment at temperature between 200 and $300^{\circ}C$. Low degree of thermal treatment led to the removal of moisture and low molecular volatile matters with low O/C and H/C elemental ratios. The mechanical characteristics of torrefied biomass have also been altered to a brittle and partly hydrophobic materials. Unfortunately, it was much harder to form pellets from torrefied PKS and EFB due to thermal degradation of lignin as a natural binder during torrefaction compared to non-torrefied ones. For easy pelletization of biomass with torrefaction, pellets from PKS and EFB were manufactured before torrefaction, and thereafter they were torrefied at different temperature. Even after torrefaction of pellets from PKS and EFB, their appearance was well preserved with better fuel efficiency than non-torrefied ones. The physical properties of the torrefied pellets largely depended on the torrefaction condition such as reaction time and reaction temperature. Temperature over $250^{\circ}C$ during torrefaction gave a significant impact on the fuel properties of the pellets. In particular, torrefied EFB pellets displayed much faster development of the fuel properties than did torrefied PKS pellets. During torrefaction, extensive carbonization with the increase of fixed carbons, the behavior of thermal degradation of torrefied biomass became significantly different according to the increase of torrefaction temperature. In conclusion, pelletization of PKS and EFB before torrefaction made it much easier to proceed with torrefaction of pellets from PKS and EFB, leading to excellent eco-friendly fuels.