• Advances in environmental research
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• 제6권1호
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• pp.67-81
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• 2017

Mining activities play a significant role in environmental pollution by producing large amounts of tailings which comprise heavy metals. The impressive increase in mining activities in recent decades, due to their high influence on the industry of developing countries, duplicates the need for a substantial effort to develop and apply efficient measures of pollution control, mitigation, and abatement. In this study, our objective was to investigate the effect of simulation of the leachate, pH and inflow intensity of transport of $Pb^{2+}$, $Zn^{2+}$, and $Cd^{2+}$ through Lakan lead and zinc plant tailings, in Iran, and to evaluate the modeling efficiency by comparing the modeling results and the results obtained from previous column studies. We used the HP1 model and the PHREEQC database to simulate metals transport through a saturated soil column during a 15 day time period. The simulations assumed local equilibrium. As expected, a lower pH and inflow intensity increased metal transport. The retardation of heavy metals followed the order $Zn^{2+}$ > $Pb^{2+}$ > $Cd^{2+}$ and the removal concentrations of Cd, Pb, and Zn at the inflow intensity critical scenario, and Cd and Pb at inflow acidity critical scenario exceeded the allowable EPA and Iranian's 1053 standard thresholds. However, although the simulation results generally agreed well with the results of the column study, improvements are expected by using multi-dimensional models and a kinetic modeling approach for the reactions involved. The results of such investigations will be highly useful for designing preventative strategies to control reactive transport of hazardous metals and minimize their environmental effects.

• 한국식품과학회지
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• 제16권3호
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• pp.297-302
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• 1984

일반계 아끼바레와 다수확계 밀양 23호 현미의 수화과정에서의 특성을 속도론적으로 분석하였다. 현미의 수화는 약18시간 후에 평형에 도달하였다. 현미의 초기수확속도식은 Fick의 단순화한 확산 방정식으로 해석할 수 있었으며 두 품종의 확산 계수는 다음식으로 나타낼 수 있었다. 아끼바레 : $D=2.738{\time}10^{-1}\;{\exp}\;(-9,300/RT)$, 밀양 23호 : $D=4.302{\time}10^{-1}\;{\exp}\;(-9,500/RT)$. 초기 수화과정중 수화에 따른 경도변화는 1차 반응식으로 나타낼 수 있었으며 밀양 23호가 아끼바레보다 약간 빨랐다. 또한 호화온도인 $60{\sim}65^{\circ}C$를 전후로 수화메카니즘에 차이를 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권1호
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• pp.64-70
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• 2015

본 연구는 활성탄에 의한 congo red의 흡착 거동에 대해 회분식 실험을 통해 알아보았다. 흡착변수로 흡착제의 양, pH, 초기농도와 접촉시간과 온도를 사용하였다. 흡착평형자료는 Langmuir, Freundlich, Temkin 및 Dubin-Radushkevich 식에 적용하여 보았다. 평가된 Freundlich 분리계수(1/n)로부터 활성탄에 의한 congo red의 흡착공정이 적절한 처리방법이 될 수 있음을 알았고, Temkin 상수(B)와 Dubinin-Radushkevich 상수(E)로부터 물리흡착공정임을 알았다. 동력학적 실험을 통해 흡착공정이 유사이차반응속도식에 잘 일치함을 알았다. 입상활성탄에 대한 congo red의 흡착공정은 발열반응(${\Delta}H$=42.036 kJ/mol)이었고, Gibbs 자유에너지값(${\Delta}G$=-2.414~-4.596 kJ/mol)은 온도가 증가할수록 감소하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권6호
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• pp.18-27
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• 2006

공기분사공정법은 포화대수층에 존재하는 유기화합오염물질들을 대기로부터 주입된 공기에 의해 불포화층으로 휘발시켜 제거하는 기술을 말한다. 이 연구의 목적은 TPH 10,000 mg/kg(액상 TPH 1,001 mg/L)으로 오염시킨 사질 포화대수층에 공기를 주입 하였을 때 불포화 토양층, 대기층에서 발생되는 이산화탄소, 휘발성유기화합물의 농도와 포화대수층(TPH) 농도 변화에 관한 특성 연구이다. 36일 동안 공기를 주입한 결과, 실험 반응조의 평형온도는 $24.9{\pm}1.5^{\circ}C$이었다. 포화대수층(공기 확산기 근처 C10 지점)에 녹아있는 TPH 농도는 초기주입 농도의 66.0%가 제거되었다. 대기중(C70 지점)에서 측정된 $CO_2$ 질량은 3,800 mg이였고 불포화 토양층(C50 지점)에서 측정된 $CO_2$의 질량은 3,200 mg이였다. 대기중(C70 지점) 및 불포화 토양층(C50 지점)에서 생성된 VOCs 속도상수는 각각 0.164/day, 0.187/day이였다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제3권1호
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• pp.21-27
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• 1995

The only compounds with antagonistic activity via AT$_1$receptor, one of two subtypes of angiotensin II (AII) receptor, have been demonstrated to block the vasoconstriction effects of AII and thereby provide therapeutic potential. This initiated the search for compounds with high specific affinity to AT$_1$receptor and their effective screening methods. The radioligand binding assay for the AII receptor is regarded as the primary method for the evaluation of AT$_1$receptor antagonists for their activity. In this paper, we characterized the liver AT$_1$receptor and describe the efficient method of the radioligand binding assay using rat liver as a source of AT$_1$receptor. Equilibrium binding studies with rat adrenal cortex, adrenal medulla, liver and bovine adrenal showed that the specific bindings of [$^3$H] AII were saturable in all tissues and the Scatchard plots of those data were linear, suggesting a single population of binding sites. Hill slopes were very near to the unity in all tissues. Kinetic studies of [$^3$H) AII binding in rat liver homogenates yielded two association rate constants, 4.10$\times$10$^{7}$ M$^{-1}$ min$^{-1}$ and 4.02$\times$10$^{9}$ M$^{-1}$ min$^{-1}$ , with a single dissociation rate constant, 7.07$\times$10$^{-3}$ min-$^{-1}$ , possibly due to the partial dissociation phenomenon. The rank order of inhibition potencies of [$^3$H] AII binding in rat liver was AII>Sarile>Losartan>PD 123177. Rat liver homogenates revealed to have very high density of homogeneous population of the AT$_1$receptor subtype, as the specifically bound [$^3$H] AII was not inhibited by PD 123177, the nonpeptide antagonist of AT$_2$. The results of this study demonstrated that the liver homogenates from rats could be the best receptor preparation for the AT$_1$receptor binding assay and provide an efficient system for the screening of newly synthesized candidate compounds of AT$_1$receptor antagonist.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제24권3호
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• pp.24-35
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• 2019

It is known that ${\delta}^{13}C_{DIC}$ (carbon-13 isotope of dissolved inorganic carbonate (DIC) ions) of water increases when dissolved $CO_2$ degases. However, ${\delta}^{13}C_{DIC}$ could decrease when the pH of water is lower than 5.5 at the early stage of degassing. Laboratory experiments were performed to observe the changes of ${\delta}^{13}C_{DIC}$ as $CO_2$ degassed from three different artificial $CO_2$-rich waters (ACWs) in which the initial pH was 4.9, 5.4, and 6.4, respectively. The pH, alkalinity and ${\delta}^{13}C_{DIC}$ were measured until 240 hours after degassing began and those data were compared with kinetic isotope fractionation calculations. Furthermore, same experiment was conducted with the natural $CO_2$-rich water (pH 4.9) from Daepyeong, Sejong City. As a result of experiments, we could observe the decrease of DIC and increase of pH as the degassing progressed. ACW with an initial pH of 6.4, ${\delta}^{13}C_{DIC}$ kept increasing but, in cases where the initial pH was lower than 5.5, ${\delta}^{13}C_{DIC}$ decreased until 6 hours. After 6 hours ${\delta}^{13}C_{DIC}$ increased within all cases because the $CO_2$ degassing caused pH increase and subsequently the ratio of $HCO_3{^-}$ in solution. In the early stage of $CO_2$ degassing, the laboratory measurements were well matched with the calculations, but after about 48 hours, the experiment results were deviated from the calculations, probably due to the equilibrium interaction with the atmosphere and precipitation of carbonates. The result of this study may be not applicable to all natural environments because the pressure and $CO_2$ concentration in headspace of reaction vessels was not maintained constant as well as the temperature. Nevertheless, this study provides fundamental knowledge on the ${\delta}^{13}C_{DIC}$ evolution during $CO_2$ degassing, and therefore it can be utilized in the studies about carbonated water with low pH and the monitoring of geologic carbon sequestration.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권4호
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• pp.450-459
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• 2014

파쇄한 소나무와 참나무를 수중에서 Pb(II) 제거를 위한 흡착제로서 적용성을 검토하였다. 접촉시간, 초기 Pb(II) 농도, pH, 경쟁이온, 그리고 흡착제 주입량이 Pb(II) 흡착에 미치는 영향을 파악하기 위하여 회분 흡착 실험을 수행하였다. 동역학적 실험 결과, 소나무와 참나무에 Pb(II) 흡착은 유사 1차 모델과 유사 2차 모델 모두 적합한 것으로 나타났다. 평형 흡착 실험 결과는 결정계수가 소나무의 경우 0.956, 참나무의 경우 0.950으로 Freundlich 모델이 적합한 것으로 나타났다. 소나무와 참나무의 Pb(II) 최대 흡착양은 각각 16.853과 27.989 mg/g으로 나타났다. pH가 3에서 9로 증가함에 따라서 소나무와 참나무에 Pb(II) 흡착은 증가하였다. $Na^+$, $Ca^{2+}$, 그리고 $Al^{3+}$와 같은 양이온의 존재는 Pb(II) 흡착을 감소시켰다. Pb(II) 흡착은 증류수 조건에서 보다 해수에서 흡착량이 컸으며, 이는 해수에 존재하는 $CO{_3}^{2-}$와 $OH^-$ 이온이 Pb(II)와 화합물을 형성하기 때문이다. 본 연구를 통해서 Pb(II)로 오염된 물 정화에 소나무와 참나무가 활용될 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권8호
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• pp.663-672
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• 2009

본 연구는 조류 Chlorella pyrenoidosa에 의한 Pb 흡착시 고정화 방법이 흡착특성에 미치는 영향에 관한 것으로, 고정화는 Ca-alginate, K-carrageenan, and polyacrylamide를 이용하여 실시하였다. 연구결과, 고정화에 따라 흡착평형 도달시간의 지연이 나타났으며, Pb의 최대 흡착능(mg/g)은 중금속 농도와 pH가 높을수록, 고정체 투입량이 적을수록 높게 나타났다. 고정화 방법별 흡착능은 Ca-alginate로 고정화한 경우 가장 높은 흡착능을 나타낸 반면, 흡착량이 pH에 가장 민감하게 영향을 받았다. Pb 흡착현상은 Freundlich 등온흡착식에 의해 잘 해석되었고, 흡착속도는 2차 모형식을 따르는 것으로 나타났다. FT-IR분석으로 Chlorella pyrenoidosa에 의한 Pb의 생물흡착 메커니즘이 주로 carbo-acid와 amide 그룹에 Pb가 결합되어 일어남을 알 수 있었다. 흡착된 Pb의 탈착은 탈착제 농도가 높을수록 탈착 효율도 높았다. 실험에 사용되어진 여러 탈착제(NTA, HCl, EDTA, $H_2SO_4,\;Na_2CO_3$)중 Ca-alginate과 K-carrageenan로 고정화한 경우 NTA가 가장 높게 나타났으며, polyacrylamide로 고정한 경우 EDTA를 사용한 경우 가장 효과적인 것으로 나타났다. 고정화 방법별 최대 탈착효율은 각각 90.0, 83.0, 80.0% 이었다.

• 자원환경지질
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• 제56권2호
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• pp.125-138
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• 2023

수계 내 세슘(cesium: Cs)을 제거하기 위하여 개발된 대부분의 기존 Cs 흡착제들은 원재료 값이 고가라는 단점과, 해수와 같이 높은 이온 강도와 낮은 Cs 농도를 가지는 대규모의 오염수를 실질적으로 정화하는데 한계를 가지고 있었다. 본 연구에서는 석탄광산배수를 처리하는 과정에서 생성되는 슬러지(CMDS)에 Na와 S를 첨가하여 친환경적이고 높은 Cs 제거 효율을 가지는 Cs 흡착제를 개발하였다. Fe 및 Ca 함량이 풍부한 CMDS를 1차 소재로 사용하였고, 열처리 과정으로 Na와 S를 첨가하여 새로운 Cs 흡착제를 제조하였다(이하 본 연구에서 개발한 흡착제는 Na-S-CMDS라 명명함). Na-S-CMDS의 Cs 흡착능 및 흡착 기작을 평가하기 위해 실험실 규모의 실험과 흡착 동역학 및 등온 모델링 연구를 수행하였으며, XRF, XRD, SEM/EDS, XPS 등의 분석을 통해 Na-S-CMDS의 물리화학적, 광물학적 특성을 조사함으로써 Cs 흡착 기작을 규명하였다. 흡착 배치 실험 결과, Cs은 빠르게 Na-S-CMDS에 흡착되어 1시간 내 평형에 도달하였으며, 낮은 Cs 농도(0.5 mg/L) 조건에서도 높은 Cs 제거 효율(> 90.0%)을 보였다. 흡착 등온 모델링 결과, 단일 흡착을 가정하는 Langmuir 흡착 등온 모델에 대응되는 경향을 보였으며, 흡착 동역학 모델링 결과 흡착 경향이 유사 2차 속도(pseudo second order kinetic) 모델과 일치하는 경향을 보였고, 이러한 결과는 단순한 물리적 흡착보다 이온 교환과 같은 화학적 흡착이 우세함을 의미한다. 고농도의 Cs 용액으로 반응시킨 Na-S-CMDS의 XRF/XRD 분석 결과, Na-S-CMDS 내 Na 함량은 감소하고 흡착 전 존재하던 erdite (NaFeS₂·2(H₂O))가 관찰되지 않는 것을 통해, Na⁺과 Cs⁺ 사이에서 활발한 이온 교환 반응이 진행되었음을 알 수 있었다. XPS 분석 결과, Na-S-CMDS에서 Cs와 S 사이의 강한 결합 작용이 관찰되었으며, 이러한 Cs와 S(또는 S-복합체)내 결합에너지 감소도 Na-S-CMDS의 Cs 흡착능을 증가시키는 요인으로 판단되었다. 본 연구를 통해 기존에 폐기물로 처리되었던 석탄광산배수슬러지를 개량하여 제조한 Na-S-CMDS는 기존의 Cs 흡착제보다 제조 비용이 저렴하고, 해수 및 지하수와 같이 이온 강도는 높지만 Cs 농도가 낮은 대규모 오염 수계에서도 Cs 흡착능이 높게 유지되어, 현장에서 효과적인 Cs 흡착제로 사용할 수 있을 것으로 기대한다.