• 광물과 암석
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• 제35권2호
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• pp.111-123
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• 2022

본 연구는 자연계에서 가장 흔하게 관찰되는 두 그린 러스트(green rust) 광물인 carbonate green rust (CGR)과 sulfate green rust (SGR)을 공침법(co-precipitation)을 통해 각각 합성하고, 이들의 형성 메커니즘 및 이화학적 특성들을 체계적으로 규명하였다. X-선 회절(XRD) 분석 및 리트벨트 정련 수행 결과, 본 합성 조건에서 이차광물상 없이 이중층수산화물로서 CGR과 SGR이 합성됨을 확인하였다. 또한, 각각의 구조 파라미터는 CGR의 경우 a(=b)축 = 3.17 Å, c축 = 22.52 Å이고, SGR의 경우 a(=b)축 = 5.50 Å, c축 = 10.97 Å이며, 이들의 미결정 크기는 각각 (003)면 기준 57.8 nm와 (001)면 기준 40.1 nm로 밝혀졌다. 주사전자현미경/에너지 분산형 분광분석(SEM/EDS) 결과, CGR과 SGR은 모두 육각 판상의 전형적인 이중층수산화물 결정 형상을 보이지만 탄소(C)와 황(S)의 함량은 서로 다르게 나타났다. 퓨리에 변환 적외선(FT-IR) 분광 분석결과, 탄산염(CO₃^2-)와 황산염(SO₄^2-) 이온들이 각각 CGR과 SGR의 층간 음이온으로 밝혀졌고, 이는 XRD를 활용한 광물상 동정 결과와 잘 일치한다. 철 용액으로의 수산화이온(OH^-) 주입 시간에 따른 혼합 용액의 pH와 Eh, 그리고 잔류 철 농도의 비율(Fe(II):Fe(III)) 측정 결과, 시간에 따른 차이는 있지만 두 green rusts 모두 1단계 전구체 형성, 2단계 중간 생성물로의 상변환, 그리고 3단계 green rust로의 상변환과 에이징에 의한 결정성장으로 이어지는 결정 형성 메커니즘을 보이는 것으로 판단된다. 본 연구는 공침법을 통해 CGR과 SGR을 안정적으로 합성하고 이들의 형성 메커니즘과 이화학적 특성을 규명함으로써, green rust를 활용한 응용 연구 및 산업 활용에 원천 기초자료를 제공할 것으로 기대된다.

• 한국환경농학회지
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• 제27권1호
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• pp.60-65
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• 2008

현재 개발되어 사용되고 있는 중금속 오염의 복원기술들은 방법에 따라 상이하기는 하지만 일반적으로 비용이 많이 들고 처리시 이차적인 오염이 발생되거나 시간이 많이 소요되고, 외부 투입 에너지에 크게 의존하므로 실제 현장에 적용하기는 많은 문제점이 있다. 이러한 실정에서 오염물질을 완전히 분해시키거나 더 이상 독성을 야기하지 않고 원래의 물리화학적 특성을 상실한 다른 물질로 변환시킬 수 있는 처리 기술의 확보는 매우 중요한 과제라 할 수 있다. 본 연구에서는 Cr(VI)으로 오염된 토양에서 간단한 산화-환원 반응의 원리를 이용한 영가철 복원방법에 영향을 미치는 다양한 환경요인을 구명하여 향후 현장적용시 기본 자료로 활용하고자 하였다. Cr(VI)으로 오염된 토양에 영가철 만을 처리한 결과 반응 30일 후 Cr(VI)의 환원 정도는 영가철의 처리량이 증가할수록 증가하였다. 또한 유기물 함량이 증가할수록 Cr(VI)의 환원정도는 증가하였으며 반응속도 또한 유기물 함량에 따라 증가하였다. 또한 Cr(VI)농도가 반응5일 동안 90% 이상 감소하는 것으로부터 유기물에 의한 Cr(VI)의 환원 반응은 초기 반응이 우세함을 알 수 있었다. 수분함량의 경우 수분에 의한 직접적인 효과는 Cr(VI) 감소량 대비 4% 수준인 것으로 평가되었다. 유기물 함량이 영가철의 Cr(VI) 환원에 미치는 영향을 조사한 결과 Cr(VI) 농도는 50% 이상 감소하였으나 유기물 함량이 영가철의 이온화나 활동도에 직접적인 영향을 미치지는 않는 것으로 판단되었다. 특히 수분함량을 $15{\sim}30%$로 처리한 경우 영가철의 Cr(VI) 환원에 있어 반응 30일 후 초기 Cr(VI) 농도의 90% 정도가 제거되었다. 따라서 토양 수분 함량은 영가철의 이온화 및 활동도에 직접적으로 영향을 미치는 중요한 인자로 판단되었다. 특히 영가철, 유기물, 수분함량을 개별적으로 처리하였을 경우에는 MCL 이하로 Cr(VI)의 농도를 저감시킬 수는 없었으나 이들을 동시에 처리하는 경우에는 MCL 이하로 Cr(VI)의 농도를 저감시킬 수 있었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제42권2호
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• pp.184-205
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• 1995

연구배경: Bleomycin(BLM) 투여로 유발되는 폐손상 및 폐섬유화는 특발성 폐섬유증의 실험적 모델로써 BLM의 폐독성 기전은 산소유리기에 의한 직접 독성과 염증세포, 섬유모세포 및 세포외 기질에 의한 간접 독성으로 나누어 설명하고 있다. 이에 저자는 폐손상의 주요 원인이 되는 산소유리기의 생성과 이미 형성된 산소유리기를 보집할 수 있는 산화방지제들을 투여함으로써, BLM에 의한 폐손상 및 폐섬유화의 발생과 그 억제기전을 이해하고자 본 실험을 시행하였다. 방법: 웅성 백서에 폐손상 및 폐섬유화의 대표적인 실험적 방법인 bleomycin (BLM)을 투여함과 동시에 산화방지제로 구리의 킬레이트제인 penicillamine, 철의 킬레이트제인 deferoxamine과 산소유리기의 보집제인 vitamine E를 투여한 후 그 형태학적 변화를 보기 위해 기관지폐포 세척액 검사, 광학현미경 소견과 세포외 기질인 교원섬유 제 I, III, IV형과 비교원성 기질인 fibronectin과 laminin 그리고 근섬유모세포에 대한 NBD phallicidin에 대한 면역형광염색 및 면역조직화학염색소견을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 결과: 1) 기관지폐포세척액의 검사소견상 총 세포수는 BLM 단독투여군의 경우 제4일에 최고값에 도달한 후 감소하기 시작하여 제28일에 대조군과 비슷해졌지만, penicillamine과 deferoxamine 처치군은 제1일부터 제28일까지 계속 높았으며, vitamin E 처치군은 제3일부터 현저한 차이로 감소하여 제7일부터 대조군과 비슷해졌다. 기관지폐포 세척액의 각 염증세포구성비는 BLM 단독투여군은 초기 즉 제1, 3, 4일에 중성구가 현저히 증가하다가 제7일부터 감소하여 제28일에 대조군과 비슷해졌지만, vitamin E 처치군은 중성구가 제3일부터 BLM 단독투여군의 1/3이하로 현저히 감소하였다. 2) 광학현미경소견은 BLM 단독투여군의 경우 다른 실험군에 비해 섬유화가 가장 심하였고, penicillamine 처치군은 중성구의 침윤이 지속적으로 많았으며, deferoxamine 처치군은 폐포 중격의 림프구 침윤이 뚜렷하였고, vitamin E 처치군은 페포 중격 및 폐포강내 대식세포 증가가 많았다. 이러한 소견은 기관지폐포세척액 소견과 잘 일치하였다. 산화방지제 처치군의 섬유화 소견은 deferoxamine 처치군이 가장 뚜렷하였고, penicillamine 처치군은 적었지만 관찰되었으며, vitamin E 처치군은 거의 없었다. 3) 세포외 기질의 변화로 폐포 간질의 기저막에 양성반응을 나타내는 제 IV형 교원섬유와 laminin 및 Jones' methenamine silver 염색결과는 비슷한 양상이었는데, BLM 단독투여군, penicillamine 처치군과 deferoxamine 처치군은 모두 제28일군에서 음성반응을 나타냈으나, vitamin E 처치군은 제28일까지 대조군과 비슷하게 기저막이 유지되었다. 섬유화 부위에 증가된 세포외 기질은 제 I 형 교원섬유와 fibronectin 이었으며, 제 III 형 교원섬유는 각 국에서 초기에 일시적으로 양성반응을 나타내었다. NBD phallicidin은 BLM 단독투여군에서 특히 제 28일군 육아조직의 방추형세포에 양성반응을 보였다. 결론: Bleomycin 투여에 의한 폐손상 및 폐섬유화 기전은 bleomycin이 구리 또는 철 이온의 존재하에 생성한 산소유리기에 의해 유발될 수도 있으나, 주로 중성구의 활성화로 인한 산소유리기에 의해 유발되고, 폐의 섬유화 제 I 형 교원섬유와 fibronectin의 증가로 초래되었다. 폐손상의 억제는 킬레이트제 보다는 산소유리기의 보집제인 vitamin E 투여시 가장 효과가 있었는데 이것은 초기의 중성구 증가 및 중성구의 활성화 정도에 따라 간질내 폐포의 기저막 유지 및 재생이 가능하고 이것이 폐의 탄력성을 유지시켜 폐손상을 억제할 수 있기 때문으로 사료된다.

• 한국광물학회지
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• 제25권4호
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• pp.197-210
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• 2012

철 (산수)산화물들 중 지표환경에서 가장 안정된 형태로 알려진 적철석의 비소에 대한 흡착제로서의 다양한 특성을 조사하고 비소와의 흡착특성을 규명하였다. 본 연구에서 합성된 적철석은 $31.8g\;m^2/g$의 비표면적을 가졌으며, 전위차 적정법(potentiometric titration)에 의해 측정된 영전하점(point of zero salt effect, PZSE)은 8.5로 비소에 대한 높은 흡착능은 이러한 적철석의 특성들에 기인한 것으로 판단된다. 동일한 수용상 농도와 pH 2.0~12 범위에서 3가 비소와 5가 비소의 적철석에 대한 흡착량을 비교한 결과 3가 비소가 5가 비소보다 큰 흡착량을 보였다. 그리고 pH에 따른 흡착경향은 3가 비소의 경우에는 pH 9.2까지 지속적으로 흡착량이 증가하다가 그 이상의 pH에서는 흡착량이 급격하게 감소한 반면, 5가 비소는 pH 2.0에서 가장 높은 흡착량을 나타내다가 pH가 증가하면서 지속적으로 감소하는 것으로 조사되었다. 이러한 pH에 따른 흡착특성은 pH에 따라서 적철석의 표면전하 특성과 비소 화학종의 존재형태가 변화하기 때문인 것으로 판단된다. 흡착 반응속도에 대한 실험 결과에 의하면, 두 비소 종 모두 20시간 이내에 평형 흡착에 도달하는 것으로 나타났다. 그리고 비소의 화학종과 관계없이 적철석과의 흡착반응속도를 가장 잘 모사하는 반응속도 모델로는 유사이차(Pseudo-second-order) 모델로 평가되었으며, 5가 비소가 3가 비소보다 반응속도상수가 크게 나타났다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제18권4호
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• pp.194-202
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• 1975

이 연구(硏究)는 도시유기폐물(都市有機廢物)을 이용(利用)한 유기질비료(有機質肥料)로서 활성오니(活性汚泥) 및 진개퇴비(塵芥堆肥)를 킬레이트화 물질로서 利用(利用)하기 위(爲)해서 이들 물질(物質)의 특성(特性)을 조사(調査)하였다. 철(鐵)킬레이트화에 관여(關與)하는 수용성물질(水溶性物質)을 분자체 분획법(分劃法)으로 분리(分離)하여 자외선(紫外線)및 적외선분광(赤外線分光) 스펙트럼에 의해서 그 구조(構造)를 조사(調査)하였고 이들 킬레이트의 안정도상수(安定度常數)를 이온교환평형법(交換平衡法)으로 측정(測定)하여 이들을 킬레이트 물질로 사용(使用)하했을때 그 안정성(安定性)을 검사(檢討)하였다. 진개퇴비(塵芥堆肥)에서 추출(抽出)된 유기물질(有機物質)은 Sephadex G-25에 의(依)해 4개분획(個分劃)으로 분리(分離)되었고 이중 철(鐵)과 킬레이트를 이루고 있던 분획(分劃)은 분자량(分子量)이 $5000{\sim}10,000$ 사이에 있었고 Polyphenol구조(構造)의 산소군(酸素群)이 킬레이트화(化)에 관여(關與)하고 있었다. 활성오니중(活性汚泥中) 가용성(可溶性) 물질(物質)은 Sephadex G-25에 의(依)해 6개(個)의 분획(分劃)으로 분리(分離)되었고 이중 킬레이트를 이루고 있던 분획(分劃)은 $5000{\sim}10,000$ 또는 5000에 약간 미달(未達)하는 분자량(分子量)을 가지고 있고 Polypeptide의 amide기(基)가 킬레이트화에 관여(關與)하였다. 이들의 안정도상수(安定度常數)도 합성(合成)킬레이트 물질의 안정도상수(安定度常數)와 큰 차이(差異)가 없을 정도(程度)로 안정(安定)하였다.

• 한국광물학회지
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• 제26권4호
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• pp.229-244
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• 2013

비소의 오염은 다양한 자연적 또는 인위적 원인들로 인하여 발생할 수 있다. 비소의 자연상 다양한 화학종 중 3가와 5가 형태로 대부분 존재하고, 비소의 거동은 Al, Fe, Mn 산화물 등에 의해 영향을 받는다. 이에 본 연구는 Mn, Si, Ca 등의 성분이 많이 포함된 망간슬래그를 이용한 비소 수착특성을 규명하기 위해 수행되어졌다. 망간슬래그의 수착제로서의 주요한 특성을 조사하고 평형론과 반응 속도론 실험을 통해 비소 화학종별 수착양상을 고찰하였다. 망간슬래그의 비표면적은 $4.04m^2/g$, 전위차 적정법에 의해 측정된 영전하점(point of zero salt effect, PZSE)은 7.73으로 측정되었다. pH 4, 7, 10의 조건으로 두 비소 화학종의 수착반응에 대한 평형실험 결과 3가 비소보다 5가 비소가 수착량이 더 컸으며 망간슬래그와의 친화력이 더 높은 것으로 나타났다. 3가 비소는 pH 7에서, 5가 비소는 pH 4에서 수착량이 가장 높게 나타났는데 이는 pH에 따른 두 비소 화학종의 존재형태와 망간슬래그의 표면전하 간 상호작용에 기인한 것이다. 수착반응은 3가 비소와 5가 비소 모두 2시간 이내에 최대 수착량에 도달하였고, 반응속도 실험결과를 다양한 반응속도 모델들에 모사하였을 때, 유사이차(pseudo-second-order)와 포물선(parabolic) 모델이 가장 적합한 모델로 조사되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제29권4호
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• pp.336-342
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• 2010

환원상태가 발달된 담수상태의 토양이나 습지생태계에서 ${NO_3}^-$는 환원상태의 진전을 지연시키는 완충역할을 할 수 있다. 논토양에서 ${NO_3}^-$가 Fe(III) 환원과 그에 따른 P의 가용화에 미치는 영향과 함께 질산화작용억제가 벼의 N, P 흡수 및 생육에 미치는 영향을 조사하였다. 담수 후 10 cm 깊이 토양의 산화환원전위 변화는 N 비료처리별로 현저하게 달리 나타났으며, 질산화작용이 억제된 요소+N-serve 처리에서는 -100 mV 이하로 낮아졌으나 $KNO_3$처리의 경우에는 0 mV 이상으로 유지되었다. 이러한 현상은 질소비료 처리별로 ${NO_3}^-$에 의한 redox buffer 작용 유무에 따라서 결정되는 것이다. N-serve 처리를 통하여 질산화작용을 억제시키면 ${NO_3}^-$에 의한 redox buffer 작용이 없어지므로 토양의 환원현상이 크게 촉진될 수 있는 것이다. 따라서 요소+N-serve 처리에서는 다른 처리에 비하여 Fe(III)의 환원과 함께 토양 용액의 ${PO_4}^{3-}$ 함량이 현저히 증가하였다. 질산화저해제와 함께 요소를 처리한 경우 토양 용액중의 N 및 P 함량과 함께 벼 유묘 지상부의 N과 P 함량이 가장 높았음에도 불구하고 그 생장은 가장 불량하였다. 이와 같이 요소+N-serve 처리에서 나타난 벼 유묘 생장 저해 현상은 과도한 Fe(II)의 용출과 그에 따른 벼 유묘의 Fe 과잉흡수에 기인하는 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제26권2호
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• pp.95-103
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• 2018

바이오가스 이용 최적화를 위해 탈황 및 제습 전처리시설 가이드라인으로 $H_2S$ 농도는 철염으로 처리가능한 150 ppm으로 설정하고, 제습은 발전기 운전 적정수분 값이며 EU회원국에서 바이오가스 활용 시 적용하는 상대습도 60 %로 설정하였다. 국내 바이오가스 평균 온도인 $31^{\circ}C$에서 상대습도 60 %으로 적용한다면 노점온도 $22^{\circ}C$, 절대습도 $20.57g/m^3$으로 나타낼 수 있으며, 전처리 설비가 적절히 가동된다면 가이드라인에 만족하여 바이오가스의 이용이 최적화 될 것으로 사료된다. 바이오가스 이용 최적화를 위해 발전기 설비 가이드라인을 설정하고자 하였다. 바이오가스 적정 이용량으로는 전체 가스 발생량의 90 % 이상을 이용해야하며, 발전기 시설의 용량은 여유율을 10~30 %로 설정해야 한다. 발전기에 유입가스의 압력을 균등화하기 위해서는 가스 균등조(buffer tank)를 설치하며, 발전실 평균온도는 $45^{\circ}C$이하로 유지한다. 소화조에서 일정한 메탄농도로 가스가 생성되지 않아 효율이 저하되므로 메탄농도에 변화에 따른 공기연료비 제어시스템을 설치가 요구된다. 본 연구에서는 유기성폐자원의 바이오가스 생산 및 이용을 최적화를 위해 현장시설의 정밀모니터링과 시설별 에너지수지를 분석하고, 현장문제 해결방안에 대해서 조사하여 전처리시설 및 발전기 등의 설계 및 운전 가이드라인을 제시하고자 한다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제4권3호
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• pp.177-184
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• 1989

1989년 5월 중 영남지방에서 생산된 쌀 : 62점, 보리 : 39점, 대두 : 58점 그리고 겉보리 : 59점 등 총 218점을 수집하여 곡류별로 무기질 함량을 분석한 결과는 다음과 같다. 아연의 지역별 평균함량은 쌀 : 46.91-76.28 ppm, 보리 : 42.24-77.06 ppm, 대두 : 73.39-103.69 ppm 그리고 겉보리에 있어서 48.03-272.49 ppm을 나타내었고, 망간의 경우는 쌀 : 4.96-14.75 ppm, 보리 : 10.62-16.28 ppm 대두 : 23.32-42.48 ppm 그리고 겉보리에 있어서 각각 23.52-30.15 ppm으로 나타났다. 또한 철의 지역별 평균함량은 쌀 : 65.38-141.33 ppm, 보리 : 59.22-133.25 ppm , 대두 : 106.32-240.20 ppm, 겉보리 : 66.44-108.63 ppm이었으며 , 칼슘의 경우는 쌀 : 10.25-33.67 ppm, 보리 : 68.84-136.62 ppm , 대두 : 492.20-967.84 ppm 그리고 겉보리 : 75.30-165.85 ppm으로 대두>보리>겉보리>쌀 순으로 함유되어 있었다. 한편 나트륨의 지역별 평균함량은 쌀:291.60-453.60 ppm, 보리 : 462.25-773.60 ppm, 대두:463.83-792.67 ppm 그리고 겉보리 : 777.90-950.90 ppm으로 나타났고, 칼륨은 쌀 : 716.00-1180.60 ppm, 보리 : 1363.60-1686.00 ppm, 대두 : 2233.83-2792.67 ppm그리고 겉보리 : 2042.10-2141.46 ppm을 각각 함유하여 지역별로 큰 차이를 보였다.

• 대한화학회지
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• 제16권5호
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• pp.314-319
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• 1972

N-methyl-p-aminophenol은, 酸素存在下, 철-킬레이트(Fe(III)-EDTA) 水溶液中에서 酸化重合하여 黑色의 Oligo-(N-methyl-p-aminophenol)을 定量的으로 生成한다. 이 酸化重合過程에서 單量體中의 N에 結合된 $CH_3$ group이 일부 脫離되는데, 이것은 oligo-(N-methyl-p-aminophenol)을 아세톤처리하여 얻은 아세톤 可溶部와 不溶部의 赤外線스펙트럼에서 ${\delta}\;asym\;CH_3\;1460\;cm^{-1}$ 및 ${\delta}\;sym\;CH_3\;1380\;cm^{-1}$의 吸收가 候者의 경우 현저히 弱化된 것으로 明白하다. $N_2$氣流中에서 每分 $2^{\circ}C$의 上昇速度로 行한 TGA分析結果, $600^{\circ}C$에서 약 40%의 重量損傷을 나타내며, $CH_3$ 置換基가 없는 p-aminophenol보다 耐熱性이 떨어진다. 또한 이 生成올리고머의 He 氣流中에서 행한 熱分解反應에서의 生成物은 單量體인 N-methyl-p-aminophenol과 물이 確認되었고 分解가스로부터는 gas chromatography에서 $H_2,\;CO,\;CO_2$등이 確認되었다. 生成올리고머의 熱處理에서는 일부는 1次元的인 構造가 切斷되어 單量體로 分解되지만, 대부분은 melt polycondensation이 일어나 더 큰 重合體로 변함과 동시에 熱에 安定한 環式構造로 변하여 감이 確認되었다