• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권1호
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• pp.26-34
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• 2005

토양과 유기화합물의 접촉시간은 흡착과 탈착의 특성에 영향을 미치는 중요한 요소 중의 하나이다. 본 연구에서는 atrazine의 토양 흡착과 탈착에 미치는 접촉시간의 영향을 연구하였다. 등온 흡착실험을 수행하여 토양과 수용액 사이의 분배계수를 구하였고, 탈착에 대한 동력학 실험을 수행하고 three-site desorption모델을 이용, 회기분석 하여 탈착속도 계수들을 추산하였다. atrazine과 토양의 접촉시간은 2일에서부터 8개월까지 변화시켰다. 2일 흡착에 대한 atrazine의 흡착등온 곡선은 거의 선형이었고$(r^2>0.97)$, 흡착분배계수는 토양의 유기탄소 함량과 강한 양의 상관관계를 가졌으며 사용한 모든 토양에서 접촉시간이 길어질수록 증가하였다. 흡착곡선에서의 비선형성은 Houghton muck토양을 제외하고는 접촉시간에 따라 증가하지 않았다. 탈착실험 분석으로부터 접촉시간이 증가함에 따라 equilibrium site분율은 감소하고 non-desorbable site 분율은 증가함을 알 수 있었다. 사용한 모든 토양에서 토양유기탄소 함량으로 표준화한 경우 desorbable sites 에서의 atrazine농도는 접촉시간에 따라 비교적 일정한 것에 비해 non-desorbable site에서의 atrazine농도는 접촉시간이 증가함에 따라 증가하였다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제5권1호
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• pp.37-43
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• 1998

회분식 실험을 통해 가솔린의 용해거동을 살펴보았다. 먼저 가솔린 중 상평형에 이르기까지 개별성분들의 용해 kinetics를 살펴보았으며 평형에 도달한 후 각각의 용해도를 Raoult의 법칙을 이용하여 설명하고자 하였다. 또한 서로 다른 정도로 휘발시켜 가솔린의 조성을 변화시킨 후 개별성분들과 TPH의 용해도를 측정하여 비교하였다. 정적인 상태에서 가솔린의 개별성분들의 용해 kinetics는 일정한 양상을 보였으나 다만 첨가제로 사용된 MTBE의 경우 다른 성분들에 비해 평형도달시간이 길었다. 가솔린과 물의 상평형 상태에서 가솔린 개별성분들의 분배계수는 각각의 단일물질 용해도와 log-log선형관계를 보였으나 가솔린을 이상용액으로 간주해서 Raoult의 법칙을 적용했을 경우보다는 약간 낮은 경향을 보였다. 가솔린에있는 개별물질들의 농도는 휘발정도가 증가함에 따라 증가하다가 감소하는 경향을 보였는데 물로의 용해도 변화도 이와 거의 일치하는 양상을 보였다. 휘발정도가 증가할수록 용출농도는 초기에 급격히 감소하다가 이후 점근적으로 감소하는 경향을 보였으며 BTEX등 독성이 높은 지하수오염 규제물질들의 용출농도는 더욱더 빠르게 감소하였다. 이러한 결과를 가솔린 누출로 인한 지하수 오염의 시나리오에 적용해 볼 때 휘발에 의한 가솔린 제거는 지하수 오염의 잠재성과 오염된 지하수의 독성을 효과적으로 저감시키며 그 정도는 가솔린 절대량의 제거효율보다도 훨씬 크다는 것을 알 수 있다.

• 공업화학
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• 제10권3호
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• pp.349-353
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• 1999

페놀성 산업폐수중 2,4-dichlorophenol과 2,4-dinitrophenol를 함유한 폐수에 대해서 phenol이 활성슬러지공법에서 이 두 물질의 미생물 분해와 활성슬러지공정에 대한 Eckenfelder 수정모델의 미생물분해계수 (biodegradation kinetic coefficient)에 미치는 영향을 연구실험하였다. 미생물 성장에 필요한 에너지원과 필수영양물질 (base mix. BM)을 함유한 폐수를 분해하고 있는 활성슬러지 시스템에 2,4-dichlorophenol과 2,4-dinitrophenol를 함유한 폐수를 유입시켰을 때 이 활성슬러지 시스템은 서서히 죽어갔고 미생물들이 다 씻겨 나갔다. 반면에 페놀에 먼저 순화되어 있는 활성슬러지 시스템에 2,4-dichlorophenol과 2,4-dichlrophenol을 함유한 폐수를 phenol과 함께 유입하였을 때는 분해가 잘 되었고, 분해효율은 $BOD_5$ 기준으로 91.9%에 달했다. 그리고 phenol, 2,4-dichlorophenol 및 2,4-dinitrophenol의 처리효율은 각각 99.8%, 43.3% 및 62.5%였다. 같은 반응조에 연이어서 유입한 에너지원과 필수 영양물질의 추가공급은 처리효율을 상당히 증가시켜 처리수 중의 phenol, 2,4-dichlorophenol 및 2,4-dinitrophenol 농도를 현저히 감소시켰다. 이러한 효과는 페놀에 의해 순화되어 있는 미생물이 BM의 추가공급으로 활성도가 증가되어 분해효율이 증가되었다고 본다. 페놀에 대한 미생물의 순화과정 없이 실험하였을 때는 정상상태를 유지할 수 없었기 때문에 그 결과로부터는 Eckenfelder 수정모델의 미생물분해계수의 값을 구할 수가 없없다. 순화과정을 거친 경우의 미생물분해계수는 12.44/day이었고, 추가적인 $BM\;47mg/l(BOD_5)$의 첨가에 의해서는 46.91/day로 증가되었다. 이러한 값들은 공정설계시에 설계값으로 사용될 수 있고 다른 벤젠유도체의 미생물분해연구에 기초자료로도 활용 될 수 있을 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권10호
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• pp.1090-1097
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• 2006

판지공장 인쇄폐수에 무산소 활성오니공정을 적용한 결과 $TCOD_{Mn}=90{\sim}94%$, $Color=58{\sim}81%$의 높은 제거효율을 얻었다. 산업현장 판지공장 폐수에 대한 무산소 활성오니공정의 설계분석을 위하여 Monod식에 의한 동력학적계수를 추정한 결과 $K_{max}$(최대 기질제거속도)=0.52 $day^{-1}$, $K_s$(반포화 기질농도)=314 mg/L, $K_d$(내생호흡계수)=0.274 $day^{-1}$, y(미생물의 합성계수)=0.908 mg/mg, ${\mu}_{max}$(최대 비생장속도)=0.472 $day^{-1}$로 산출되었다. 설계분석을 위한 부하인자의 값은 F/M비=$0.043{\sim}0.07$ kg-$TCOD_{Mn}$/kg-SS-day, BOD 용적부하=$0.18{\sim}0.3$ kg-$TCOD_{Mn}/m^3-day$, ${\theta}_x$(미생물 체류시간)=$=6.8{\sim}26.4$ day로 현장 검증되었다. 이러한 부하인자의 값을 미생물의 성장 동력학과 연계시켜 볼 때 F/M비는 ${\theta}_x$에 반비례하고, 단위측면에서 F/M비는 ${\mu}_{max}$와 같아야 하나 F/M비와 ${\mu}_{max}$는 상당한 차이가 있음을 알 수 있었다. 따라서 미생물의 성장 동력학을 이용한 무산소 활성오니공정을 설계하고자 할 때에는 충분한 안전율이 요구되는 것으로 사료되었다.

• 공업화학
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• 제31권2호
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• pp.164-171
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• 2020

석탄계 활성탄을 사용한 Reactive Red 120 (RR 120) 염료의 흡착특성을 활성탄의 양, pH, 초기농도, 접촉시간 및 온도를 흡착변수로 사용하여 조사하였다. 등온흡착평형관계는 Langmuir 식이 Freundlich 식보다 더 잘 맞았다. 흡착 메카니즘은 균일한 에너지 분포를 가진 단분자층 흡착이 우세하다고 판단되었다. 평가된 Langmuir 분리계수(R_L = 0.181~0.644)로부터 이 흡착공정이 효과적인 처리영역(R_L = 0~1)에 속하는 것을 알았다. Temkin 식과 Dubinin-Radushkevich 식에 의해 구한 흡착에너지는 각각 E = 15.31~7.12 J/mol과 B = 0.223~0.365 kJ/mol로 흡착공정은 모두 물리흡착(E < 20 J/mol, B < 8 kJ/mol)으로 나타났다. 흡착속도실험결과는 유사 1차 반응속도식에 잘 맞았다. CGAC에 대한 RR 120 염료의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자유에너지 변화값이 감소하였기 때문에 온도 증가와 함께 자발성이 높아지는 것으로 나타났다. 엔탈피 변화(12.747 kJ/mol)는 흡열반응임을 알려주었다. CGAC에 의한 RR 120의 흡착반응의 등량흡착열은 9.78~24.21 kJ/mol로 물리흡착(< 80 kJ/mol)임을 밝혔다.

• 공업화학
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• 제32권3호
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• pp.283-289
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• 2021

석탄계 활성탄(CAC)에 의한 carbol fuchsin (CF) 염료의 흡착 특성을 pH, 초기농도, 온도 및 접촉시간을 흡착변수로 사용하여 조사하였다. CF는 수중에서 해리하여 양이온인 NH₂⁺를 가지게 되는데, 염기성 영역에서 음전하를 가진 활성탄의 표면과 정전기적 인력으로 결합하였으며 최적조건인 pH 11에서 96.6%를 흡착하였다. 등온흡착은 Langmuir, Freundlich, Temkin 및 Dubinin-Radushkevich 모델을 사용하여 해석하였다. 실험결과는 Langmuir 식이 더 잘 맞았다. 따라서 흡착 메카니즘은 균일한 에너지 분포를 가진 활성탄 표면에서 단분자층으로 흡착된다고 예상되었다. 평가된 Langmuir의 무차원 분리계수 값들(R_L = 0.503~0.672)로부터 활성탄에 의해 CF를 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알았다. Temkin 식과 Dubinin-Radushkevich 식에 의해 구한 흡착에너지는 각각 B_T = 4.397~6.281 kJ/mol과 E = 1.456~2.319 J/mol이었다. 따라서 흡착공정은 물리흡착(B_T < 20 J/mol, E < 8 kJ/mol)으로 나타났다. 흡착속도실험결과는 유사 2차 속도식에 더 잘 맞았다. CAC에 대한 CF 염료의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자유에너지 변화의 음수값이 증가하였기 때문에 온도 증가와 함께 자발성도 높아지는 것으로 나타났다. 양수 값의 엔탈피 변화(12.747 kJ/mol)는 흡열반응임을 알려주었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제25권7호
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• pp.969-976
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• 2004

Cassava peelings waste, which is both a waste and pollutant, was chemically modified using mercaptoacetic acid (MAA) and used to adsorb $Cu^{2+}\;and\;Cd^{2+}$ from aqueous solution over a wide range of reaction conditions at $30^{\circ}C$. Acid modification produced a larger surface area, which significantly enhanced the metal ion binding capacity of the biomass. An adsorption model based on the $Cu^{2+}/Cd^{2+}$ adsorption differences was developed to predict the competition of the two metal ions towards binding sites for a mixed metal ion system. The phytosorption process was examined in terms of Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich models. The models indicate that the cassava waste biomass had a greater phytosorption capacity, higher affinity and greater sorption intensity for $Cu^{2+}\;than\;Cd^{2+}$. According to the evaluation using Langmuir equation, the monolayer binding capacity obtained was 127.3 mg/g $Cu^{2+}$ and 119.6 mg/g $Cd^{2+}$. The kinetic studies showed that the phytosorption rates could be described better by a pseudo-second order process and the rate coefficients was determined to be $2.04{\times}10^{-3}\;min^{-1}\;and\;1.98{\times}10^{-3}\;min^{-1}\;for\;Cu^{2+}\;and\;Cd^{2+}$ respectively. The results from these studies indicated that acid treated cassava waste biomass could be an efficient sorbent for the removal of toxic and valuable metals from industrial effluents.

• 공업화학
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• 제29권3호
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• pp.270-277
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• 2018

반응 표면법(RSM)과 Box-Behnken 설계(BBD) 통계 방법을 사용하여 폐감귤박으로 만든 활성탄(WCAC)에 의한 염료 Eosin Y의 흡착을 검토하였다. 실험은 Eosin Y의 농도(Conc. : 30~50 mg/L), 용액 온도(Temp. : 293~313 K) 및 흡착제 투여량(Dose : 0.05~0.150 g/L)의 3가지 입력 변수를 가진 BBD에 따라 수행하였다. 염료 Eosin Y 제거에 대해 얻어진 2차 다항식 모델의 회귀분석 결정계수($R^2$) 값이 0.9851이고 적합성 결여(Lack of fit)의 p 값은 0.342로 실험 데이터는 2차 다항식 모델에 잘 부합하였다. 염료 농도 50 mg/L, 온도 333 K 및 흡착제 투여량 0.1056 g에서 최적 염료 흡착량 59.3 mg/g이 얻어졌다. WCAC에 의한 Eosin Y의 흡착공정은 유사 2차 속도식에 의해 잘 기술되었으며, 등온 실험결과는 Langmuir 모델식을 따랐다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권1호
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• pp.43-50
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• 2012

Two typical animal waste management practices, composting and stockpiling, were evaluated for their effect on the degradation of three veterinary antibiotics (VAs), chlortetracycline (CTC), tylosin (TYL), and monensin (MNS). The VAs were applied to horse manure plots subject to composting or stockpiling, and core samples were collected over a period of time. Selected buffer solutions were used to extract the VAs and analysis for concentration was conducted with solid phase extraction (SPE) followed by high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry (HPLC/MS/MS) technique. The VAs demonstrated rapid dissipation within ten days followed by a gradual decrease in concentration until the end of the experimental period (141 days). All three VAs degraded more rapidly in the composting samples than in the stockpiling samples, particularly between 20 and 60 days of the observation period. Degradation of the three VAs generally followed a first-order kinetic model, and a fitted model with a calculated rate constant was determined for each treatment. TYL in composting showed the fastest degradation, with a calculated rate constant of $0.91day^{-1}$; the slowest degradation was exhibited by MNS in stockpiling, with rate constant of $0.17day^{-1}$. Calculated correlation coefficients ranged from 0.89 to 0.96, indicating a strong correlation between measured concentrations and fitted values in this study. Although concentration of TYL in composting treatment showed below detection limit during the test period, this study suggests that composting can reduce animal waste contaminants prior to field application as fertilizer.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권4호
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• pp.1153-1157
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• 2011

A kinetic study is reported for aminolysis of S-4-nitrophenyl X-substituted thiobenzoates 3a-g in 80 mol % $H_2O$/20 mol % DMSO at $25.0{\pm}0.1^{\circ}C$. Thiol esters 3a-g are 7.8-47.6 fold more reactive than the corresponding oxygen esters (i.e., 4-nitrophenyl X-substituted benzoates 1a-g). Such reactivity order appears to be in accordance with the expectation that 4-nitrothiophenoxide in 3a-g is a better nucleofuge than 4-nitrophenoxide in 1a-g since the former is 2.64 pKa units less basic than the latter. Hammett plot for the reactions of 3a-g exhibit poor correlation coefficients ($R^2$ = 0.977-0.986) with negative deviation by substrates possessing an electrondonating group (EDG), while the Yukawa-Tsuno plots result in excellent linear correlation ($R^2$ = 0.995-0.997) with ${\rho}$ = 0.93-1.23 and r = 0.57-0.67, indicating that the negative deviation shown by substrates possessing an EDG is caused by ground-state stabilization through resonance interactions but not due to a change in ratedetermining step upon changing the nonleaving-group substituent X. The ${\rho}$ value increases as the incoming amine becomes more basic and more reactive, indicating that the RSP is not operative in the current reactions.