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고라이신(QPM) 주요 계통과 교잡계의 생육특성 및 아미노산 조성 변이 (Growth Characteristics and Variation in Amino Acids Composition of Quality Protein Maize Lines)

  • 배환희;손범영;고영삼;박혜영;이기범;하준영;김미정;김선림;백성범
    • 한국작물학회지
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    • 제65권3호
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    • pp.222-230
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    • 2020
  • 본 연구는 non-QPM인 KS140, QPM인 CML 계통 및 교잡계의 생육 특성과 단백질, 지방산 등 일반성분, 아미노산 조성을 분석하여 국내 적응 QPM 신품종 육성을 위한 기초연구 자료로 활용하고자 수행하였다. 1. 출사일수는 CML 계통이 78~90일, CML 교잡계가 81~87일 이었고 평균 출사일 수는 KS140, CML 계통 및 교잡계 모두 85일 이었다. CML계통 중 CML191이 간장과 착수고 모두 155 cm, 72 cm로 가장 낮았고, CML529의 간장이 242 cm, CML164의 착수고가 139 cm로 가장 높았다. 과피색은 KS140이 노란색, CML 계통은 흰색과 노란색이었고, 교잡계는 CML 계통이 흰색인 경우에는 노란과 흰색의 중간색을 나타내었다. 2. CML 계통의 단백질 함량은 9.1~12.1% 범위로 CML153이 가장 적었고 CML191이 가장 많았다. CML 교잡계의 단백질 함량은 9.1~11.1% 범위로 KS140/CML170이 가장 적었고, KS140/CML188이 가장 많았다. 3. 지방산의 조성비는 KS140, CML 계통과 교잡계 모두 C18:2 (linoleic acid)가 가장 높았고 C18:1 (oleic acid), C16:0 (palmitic acid), C18:0 (stearic acid), C18:3 (linolenic acid) 순이었다. CML 계통의 평균 포화지방산 비율은 21.4%였으며 불포화지방산 조성비는 78.6%로 KS140 보다 포화지방산 조성비가 다소 높았다. 4. 아미노산 조성비 중 KS140, CML 계통 및 교잡계에서 Glutamic acid 함량이 가장 높았으며 lysine의 조성비는 non-QPM인 KS140이 2.51%, QPM인 CML 계통 평균이 4.83%였으며 CML155가 6.92%로 가장 높았다. CML 교잡계 평균은 3.46%였고 KS140/CML164와 KS140/CML170의 lysine 조성비는 각각 4.18%과 4.99%로 교배하기 전의 QPM계통인 CML164, CML170보다 높았다. 5. 아미노산 조성에 따라 시험 계통들은 크게 두 개 그룹으로 나눌 수 있었으며 CML 계통도 두 개의 그룹으로 나누어졌다. CML155, 180, 181, 191을 포함하는 Group은 lysine을 비롯하여 histidine, glycine, threonine, serine의 조성비가 높았고, CML153, 157, 164, 170, 177을 포함하는 Group은 아미노산 조성비는 상대적으로 낮았다.

파월국군장병의 고엽제 위해에 관한 예비적 역학조사 (A Preliminary Epidemiologic Study on Korean Veterans Exposed to Herbicides in Vietnam War)

  • 김정순;임현술;이홍복;이원영;박영주;김성수
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제27권4호
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    • pp.711-734
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    • 1994
  • Among chemical agents in herbicides, dioxin (2, 3, 7, 8-tetrachloro dibenzo-$\rho$-dioxin : TCDD), a chemical contaminant in herbicides sprayed during the Vietnam War has been known to be the major agent causing toxic effects. Approximately 320,000 korean soldiers participated the Vietnam War from 1964 to 1974. Although the potential hazards of the herbicides among Korean veterans exposed were implicated, the problem had not been a public issue until 1991 when Korean veterans were informed U.S. companies, the herbicides manufacturer payed fund, from which a trust fund for New Zealand and Australian Class members were established in 1985. After a series of appeals and demonstration by the Korean Veterans demanding medical care and compensation for their serious health damages, a bill of medical care and compensation for herbicides victims was promulgated in March 1993 and become effective from May 1993, This study was carried out with two major objectives : the first to understand the health problems caused from the herbicides by reviewing literatures published, and the second to examine the nature and extent of health impacts among Korean veterans exposed and to develop valid study methods for the major study by interviewing and reviewing records on a part of veterans (638 persons) registered and completed medical examination in Seoul Veterans Administration Hospital from June to October 1993. The results obtained are as followings: 1. The literature review of 107 papers revealed that 1) Dioxin is teratogenic, carcinogenic and affects almost all organs including nervous, endocrine, and reproductive systems in animal experiments. 2) The diseases showing evidence of causal association were Hodgkin's disease, non-Hodgkin's disease, lung cancer, lymphoma, soft tissue sarcoma, chloroacne and polyneuropathy when judged on the basis of consistency in study results and biological plausibility. 2. Interview and medical record review study on 638 veterans, though limited validity owing to lack of control group, crude estimates of dioxin exposure levels (no biomarkers measurable), and uncertainty of diagnosis, showed that: 1) Most of the study subject's were in their 40's of age and had been dispatched to Vietnam during the period from $1965{\sim}1970$ around one year. 2) Most frequently complained symptoms in medical examination were motor weakness (32%), sensory abnormalities in extremities (23%), skin diseases (22%), and pain in extremities (20%) whereas in Interview they were more frequent in order of skin problem (44%), motor weakness (38%), sensory abnormalities and pain in extremities(17% and 19% each). Kappa indices on the same category of complaints between two sources of information were variable and relatively low. 3) On medical examination, only a part of the 638 subjects had initial impression (442 pts) and final diagnosis (218 pts) suggesting decision making on diagnosis appeared to be difficult even with all available modern medical technologies: in initial impression disorders from peripheral and central neuropathy were predominant whereas in final diagnosis various types of skin disorder were most frequent 4) When dose-response relationship between several conditions (from questionnaire) and arbitrary exposure scores were examined by CMH linear trend test, spontaneous abortion, sexual problems and health problem of offsprings showed statistically significant linear trends. However, pregnancy, accident and suicidal attempts did not show any relationship in this study capacity. 5) Among complaints, psychosis and neurosis (anxiety, phobia) in interview study, and memory disorder and psychosis in medical record study revealed linear trend. 6) Skin disorder was the only condition showing linear trend in initial impression and none in final diagnosis on medical examination. Even though objective to select out dioxin-related disease or group of diseases from this study was not achieved the research experiences provided firm basis for developing various methodological approaches. 3. From this preliminary study we concluded that a larger scale major epidemiologic study on health impacts of herbicides among Korean veterans exposed is not only Indispensible but also well designed study with more valid exposure information and diagnosis may be able to establish causal relationship between certain groups of diseases and exposure to the herbicides among Korean veterans.

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단종애사(端宗哀史)의 후광효과를 적용한 영월팔경의 스토리탤링 전략 (A Study on Storytelling of Yeongweal-palkyung Applied by Halo Effect of King Danjong' Sorrowful Story)

  • 노재현
    • 한국조경학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.63-74
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    • 2008
  • 본 연구는 단지 지명도 부족과 관광 여건의 변화에 따른 홍보 전략용으로 급조, 지정된 신영월십경 지정에 따른 문제의식에서 출발하여 영월의 관광 문화자원의 대부분이 단종과 관련되어 었다는 사실에 착안하였다. 이에 따라 익히 알려진 '단종에 대한 슬픈 역사'와 유배지 영월의 문화자원이 갖는 지명도 등의 후광효과를 통해 미개발 관광콘텐츠 영월팔경의 형식과 내용을 검토하여 "문화경관 영월팔경"이라는 경관콘텐츠의 스토리텔링 방안을 제시하고자 하였다. 본 연구에서는 영월팔경이라는 문화경관 텍스트와 <단종애사> 라는 역사콘텐츠의 조응적 관계성 모색을 통한 장소와 역사적 현장 경관의 동일성을 통한 의미와 이야기 전달과정에 주목하였다. 이를 위해 영월의 자연문화경관을 공간적 텍스트화하기 위한 틀 짜기(framing)와 켜 짜기(layering)를 시도하였다. 그리고 스토리뿐만 아니라 텔링이 텍스트 향유의 지배적 요소가 되도록 하기 위한 에피소드 등의 이야깃거리를 탐색하고 경관 주제의 모티브로 발굴하고자 하였으며, 한편으로는 스토리텔링 방식을 다양화시키기 위한 방안으로 텍스트의 구조 안에서 재맥락화가 이루어질 수 있도록 몰입 경관요소를 장소, 대상 그리고 시점으로 구분하여 현장화 하였다. 또한, 경관 몰입요소를 인포테인먼트(Infortainment)와 에듀테인먼트(Edutainment) 요소 등의 미시 콘텐츠를 제시함으로써 '영월팔경-단종애사'의 이야기성, 현장 장소성 그리고 다양한 문화콘텐츠를 공유하기 위한 상호관계성을 고려한 영월팔경 스토리텔링 전략을 제시하였다. 제안된 스토리텔링 방안이 실제 영월 관광의 대안이자 전략으로 실용화되기 위해서는 경관 연출의 리얼리티를 역동적으로 재구성하기 위한 시점의 설정과 경관 루트 연계방안 그리고 내레이션 시나리오가 갖추어져야 하며, 영월의 자연 및 풍수적 관점에서의 형국 인식과 단종 관련 역사에 대한 충분한 이해를 기반으로 한 경관해설가의 양성이 필요하며 인터넷과 디지털상용화 전략이 병행되어야 할 것으로 본다.

CT와 $^{68}Ge$ 감쇠보정 $^{18}F-FDG$ PET 영상의 정량적 비교: 측정감쇠보정대 분할감쇠보정 (Quantitative Comparisons between CT and $^{68}Ge$ Transmission Attenuation Corrected $^{18}F-FDG$ PET Images: Measured Attenuation Correction vs. Segmented Attenuation Correction)

  • 최준영;우상근;최용;최연성;이경한;김병태
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제41권1호
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    • pp.49-53
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    • 2007
  • 목적: CT를 사용한 측정감쇠보정(measured attenuation correction; CT-MAC) PET 영상은 $^{68}Ge$을 사용한 분할감쇠보정(segmented attenuation correction; Ge-SAC) PET 영상보다 섭취값이 높은 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 정상인과 암으로 진단된 또는 암이 의심되는 환자를 대상으로 $^{18}F-FDG$ PET을 시행하고, 감쇠보정방법을 달리하여 각각 4가지 PET 영상을 얻고 이를 서로 정량적으로 비교하였다. 대상 및 방법: 5명의 정상인(남:여=4:1; 평균나이, $29.4{\pm}2.5$세)과 35명의 환자(남17, 여18; 평균나이 $52.7{\pm}15.2$세)를 대상으로 $^{18}F-FDG$ PET을 시행하였다. 먼저, CT 영상(140 KeV, 80 mAs)을 얻은 뒤 방출영상(5 min/bed)과 $^{68}Ge$ 투과영상(3 min/bed)을 차례로 얻었다. Ordered subsets expectation maximization (28 subsets, 2 iterations) 영상재구성법과 CT-MAC, CT-SAC, Ge-MAC, Ge-SAC의 4가지 감쇠보정방법을 사용하여 4가지 PET 영상을 얻었다. 정상인군에서는 대표적인 정상조직의, 환자군에서는 비정상적인 섭취를 보이는 병소의 SUV를 구하고, 이를 서로 비교 하였다. 결과: 정상인 군에서 CT-MAC 사용하여 감쇠보정한 PET 영상의 18개 정상조직의 SUV는 나머지 3가지 종류의 PET 영상에 비하여 모두 유의하게 높았다($3.1%{\sim}4.1%$; p<0.001). 환자군에서는 총 145개 병소의 국소 FDG 섭취증가 병변이 발견되었다. CT-MAC 사용한 PET 영상의 SUV 값은 나머지 3가지 PET 영상에 비하여 모두 유의하게 높았다($2.4%{\sim}5.1%$; p<0.001). Ge-MAC 사용한 PET 영상의 SUV 값은 CT-SAC와 Ge-SAC 사용한 PET 영상에 비하여 유의하게 높았다(p<0.001). 그러나, CT-SAC와 Ge-SAC PET 영상사이의 SUV에는 유의한 차이가 없었다. 폐병변에서는 감쇠보정방법사이에 섭취값이 유의한 차이가 없는 반면, 뼈병변에서는 이러한 차이가 가장 컸다($3.8%{\sim}9.6%$; p<0.01). 결론: $^{18}F-FDG$ PET 영상에서 섭취값은 CT-MAC로 감쇠보정을 했을 때에 가장 높다. CT 감쇠보정 및 MAC 사용, 2가지 모두가 이 차이에 기여했을 것이며, 이 중 MAC 사용이 더 크게 작용한 것으로 보인다. 감쇠보정방법이 다른 PET 영상들사이의 섭취값을 비교할 때는 이러한 차이를 고려해야 할 것이다.

고농도 도시하수 처리를 위한 입상황 탈질 반응조의 설계 및 운영인자 평가 (Evaluation of Design and Operation Parameters for a Spherical Sulfur Denitrification Reactor Treating High Strength Municipal Wastewater)

  • 김용학;채규정;임성균;이영만;배우근
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권12호
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    • pp.1087-1093
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    • 2010
  • 독립영양탈질은 추가적인 질소 제거를 위해 메탄올과 같은 고가의 외부탄소원을 필요로 하지 않는다는 면에서 효과적이고 경제적인 방법이다. 본 연구에서는 고농도 질소 농도를 함유한 하수에 대한 황탈질 평가를 통해 설계 및 운영인자의 도출에 필요한 기초자료를 확보하고자 하였다. 입상황으로 충진된 황탈질조는 유동형 스폰지 담체를 이용하여 영양염류를 제거하는 고도처리 공정 후단에 파일럿 규모로 설치되었다($Q=18\;m^3/day$). 외부 알칼리 주입 없이 황탈질조 유입수 내 알칼리(평균 $169.4{\pm}20.8\;mg$ $CaCO_3/L$)만을 활용하였고, 2.45시간의 체류시간으로 운영된 황탈질조 내 추가적인 질산성 질소의 제거를 통해 최종 처리수의 총질소가 7.0 mg T-N/L 이하로 도출되었다. 파일럿 설비 평가를 통해 동절기 저수온($15^{\circ}C$ 이하)에서도 60~80%의 안정적인 황탈질 제거효율을 나타내었으며, 2.78 ppm 이내의 Alum 주입 시 황탈질 성능에 거의 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 황탈질조에서 제거된 질산성 질소 대비 소모된 알칼리도는 $4.09{\pm}1.29\;g$ $CaCO_3/g$ ${NO_3}^-$-N로 도출되었고(이론값 4.57 g $CaCO_3/g$ ${NO_3}^-$-N), 황탈질조 유입수 내 질산성 질소의 전환에 필요한 알칼리도 이상을 포함하였다. 입상황의 소모량은 943.8 g S/day로서, 구형입상황의 마모 및 역세 시의 유실 등에 의해 이론적 소모량인 400.1 g S/day 대비 2.4배 정도 높게 나타났다.

남해중앙니질대 세립질 퇴적물의 기원지 및 이동과정 변화 (Changes in Provenance and Transport Process of Fine Sediments in Central South Sea Mud)

  • 이홍금;박원영;구효진;최재영;장정규;조현구
    • 한국광물학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.235-247
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    • 2019
  • 남해 섬진강 하구유역에 발달되어 있는 남해중앙니질대는 흑산머드벨트의 퇴적물들과 섬진강의 퇴적물들을 공급받는 것으로 알려져 있다. 그러나 니질 퇴적체를 형성하기 위해서는 위 지역에서 공급되는 퇴적물보다 더 많은 양의 퇴적물이 공급되어야하기 때문에, 추가적인 퇴적물 공급원에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 남해중앙니질대 퇴적물의 기원지 및 퇴적물 유입경로의 변화를 알아보기 위해, 16PCT-GC01 및 16PCT-GC03 코어에 대해 점토광물 및 주성분원소 분석을 수행하였다. 황하 퇴적물은 스멕타이트의 함량이 높고, 양쯔강 퇴적물은 일라이트의 함량이 높으며, 한국 강 퇴적물들은 카올리나이트와 녹니석의 함량이 높다. 또한 한국 강 퇴적물은 Al, Fe, K가 풍부하고, 중국 강 퇴적물은 Ca, Mg, Na 등이 풍부하다. 따라서 점토광물과 주성분원소를 이용해 퇴적물의 기원지를 추적할 수 있다. 연구 결과, 남해중앙니질대의 코어 퇴적층은 총 3개의 퇴적 단위(sediment unit)로 구분할 수 있다. 해수면이 가장 낮은 저수위기(lowstand stage)에 해당되는 퇴적 단위 3은 황하로부터 공급된 퇴적물이 연안류 혹은 조석 작용에 의해 연구지역으로 공급된 것으로 해석되고, 해수면이 빠르게 상승하는 해침기(transgressive stage)에 해당되는 퇴적 단위 2는 황하의 영향이 약해지고 양쯔강과 한국 강들의 영향이 강해지는 것으로 해석된다. 현재와 같은 해수면과 해류의 순환이 형성된 고수위기(highstand stage)에 해당되는 퇴적 단위 1은 양쯔강과 한국 강으로부터 퇴적물이 해류를 통해 연구지역으로 공급된 것으로 해석된다.

필름을 사용한 세기변조치료법에 대한 선량측정 (Film Dosimetry for Intensity Modulated Radiation Therapy : Dosimetric Evaluation)

  • 주상규;여인환;허승재;최병기;박영환;안용찬;김대용;공영건
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제20권2호
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    • pp.172-178
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    • 2002
  • 목적 : 원자 번호가 높은 물질로 구성된 필름은 저 에너지 광자선에 과반응하여 선량 측정 시 인체조직에서와 다른 흡수양상을 보인다. 이러한 현상은 조사면의 경계인 반음영 및 그 외곽 부위에서 두드러지게 관찰된다. 따라서 반음영이 조사면내에 위치하게되는 세기변조치료법에서 필름을 이용한 선량 측정 시 이러한 현상이 미치는 영향을 분석하고 개선 방법을 강구하고자 한다. 대상 및 방법 : 6 MV X-선의 5~7개의 크기가 다른 고정형 조사면을 이용해 두가지 유형의 세기변조 조사면을 만들었으며 전리함 및 저감도 측정용 필름을 사용하여 각 조사면의 빔 프로파일을 측정했다. 측정 깊이와 최대 조사면적을 변화시켰으며 필름에 대해 수직 및 수평 조사하여 이에 따른 선량 분포 변화를 관찰했다. 또한 필름 선량 측정시 저 에너지 광자선에 의한 선량 과평가 현상을 막기 위해 납 필터(0.01 inch)를 필름 양측에 부착하여 이로 인한 영향을 관찰했다. 결과 : 필름만을 사용한 빔 프로파일에서는, 전리함 측정치에 비해 저 선량 영역 및 조사면 경계에서의 선량 과평가 현상이 수직 및 수평 조사 모두에서 관찰되었다. 이러한 현상은 측정 깊이가 증가함에 따라 크게 나타났으며 10cm 깊이의 역 피라미드형 세기변조 조사면 중심에서 최고 약 15%의 상대오차를 보였다. 필터를 사용한 경우에서는, 수직 조사 시 필터에 의한 선량 저 평가 현상이 관찰되었으나 수평 조사에서는 전리함 측정치와 3% 이내의 오차를 보여 매우 잘 일치하였다. 결론 : 필름을 이용한 세기변조 조사면의 선량 측정 시 선량 과반응에 의한 오차는 조사면의 조합 형태 및 반음영 위치와 밀접한 관계를 가지며, 선량 평가 시 이에 대한 고려가 필요하다. 납 필터를 사용한 수평조사 방법은 이러한 오차를 줄이는데 도움을 주며 입사 방사선의 물리적 특성을 고려한 적정 두께의 필터 선택이 요구된다.

사질토에 설치된 강성현장타설말뚝의 극한수평지지력 예측에 관한 재고 (A Review on Ultimate Lateral Capacity Prediction of Rigid Drilled Shafts Installed in Sand)

  • 조남준
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제21권2호
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    • pp.113-120
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    • 2005
  • 수평하중을 받는 현장타설말뚝을 합리적이고 경제적으로 설계하기 위해서 가장 중요한 것은 지구조 사이의 상호작용을 이해하는 것이다. 그러나 지난 수십년 동안 수평하중을 받는 깊은 기초의 거동에 대한 많은 연구가 있었음에도 불구하고, 문제의 성격상 삼차원적이며 비대칭성으로 인하여 더해지는 지반고유의 비선형성, 불균일성, 복잡성 때문에 극한수평지지력을 공식화하기란 매우 어렵다 본 연구에서는 특정한 현장조건, 기초의 기하학적 특성(D/B비),하중조건 등에 따른 많은 설계 방법들 중에서 가장 널리 알려진 네 가지의 방법(즉, Reese, Broms, Hansen, 그리고 Davidson)에 대해서 재검토하였다. 그리고 본 연구의 밀환으로 행한 모형실험으로 얻어진 하중-변위곡선을 쌍곡선으로 변환하여 해석된 방곡선수평지지력(H$_h$)과 위의 네 가지 방법들에 의하여 예측되는 극한수평지지력(H$_u$)을 비교하였다. Reese와 Hansen의 방법에 의해 구한 H$_u$ / H$_h$비는 각각 0.966와 1.015로서 실험결과와 매우 근사한 극한수평지지력을 제시하고 있다. 반면에 Davidson의 방법에 의해 구한 H$_u$는 에 비하여 $30\%$ 가량 큰 것으로 예측하고 있으나 네 가지 방법중에서 예측 수평지지력값에 대한 C.O.V.가 가장 작다. 네 가지 방법 중 가장 단순한 Broms의 방법은 H$_u$/ H$_h$: 0.896으로서 네 방법 중에서 극한 수평지지력을 가장 작게 평가하는 것으로 나타나지만 극한수평지지력값을 예측함에 있어서 가장 작은 S.D.를 보인다. 결론적으로, 네 가지의 방법 중 그 어 것도 극한수평지지력을 정확하게 예측한다는 면에서 다른 방법보다 더 우수하다고 할 수는 없다. 또한, 계산과정이 얼마나 정교하거나 복잡한 것과는 상관없이 극한수평지지력을 예측하는데 있어서 신뢰도는 또 다론 문제인 것 같다.

포천 관인취수장 수원에 대한 수리지질 및 수리지구화학적 평가 (Hydrogeologic and Hydrogeochemical Assessment of Water Sources in Gwanin Water Intake Plant, Pocheon)

  • 신복수;고동찬;장윤영
    • 환경영향평가
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    • 제25권3호
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    • pp.209-221
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    • 2016
  • 관인취수장의 취수원은 하천기준으로 관련규정에 따라 취수지점으로부터 한탄강 상류 2.6km를 상수원보호구역으로 설정하여 각종 행위를 제한하고 있다. 그러나 관인취수장의 취수원이 하천수가 아닌 지하수를 취수하고 있으므로 현재 설정된 상수원보호구역과 상류의 각종 행위제한구역을 변경하여야 한다는 주장이 지속적으로 제기되었다. 이 연구에서는 이러한 주장을 검증하기 위해 수리지질 및 수리지구 화학조사를 실시하여 관인취수장의 취수원과 오염물질 유입특성을 평가했다. 관인취수장의 주변 지역은 화강암을 기반암으로 하여 상부에 총 4매의 제4기 현무암이 약 50m 두께로 충진 되어 있음을 확인하였다. 현무암 하부층은 낮은 비저항이고 화강암은 높은 비저항을 보여 현무암 하부층에 투수성 대수층이 존재하고 있는 것으로 보인다. 관인 취수장 유출량을 고려할 때 함양지역 면적은 최소 $5.7km^2$로 산정되었으며, 철원평야 일원에서 함양된 지하수가 대수층을 따라 흐르다 취수장 인근의 현무암과 화강암 부정합면을 따라 용출되는 것으로 추정되었다. 수리지구화학 조사 결과 관인취수장 용천수는 현무암대수층 지하수와 유사하고, $SiO_2$, Mg, $NO_3$, $SO_4$를 포함하는 주요 용존 화학성분의 시기적 농도 변동도 취수장 용천수는 현무암대수층에서 유래되었음이 밝혀졌다. 결론적으로 수리지질학적 및 수리지구화학적 특성으로 볼 때 관인취수장 용천수는 하천수나 저수지수는 아니고 현무암대수층 지하수와 동일한 것으로 추정되었다.

자철석의 비소에 대한 흡착특성 연구 (Study on Adsorption Characteristics of Arsenic on Magnetite)

  • 정현수;이우춘;조현구;김순오
    • 한국광물학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.425-434
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    • 2008
  • 토양과 지하수의 비소 오염은 최근 심각한 환경문제들 중 하나로 대두되고 있으며, 이러한 비소 오염은 다양한 자연적 또는 인위적 원인들로 인하여 발생할 수 있다. 지중에서 비소의 거동은 철, 망간, 알루미늄 등과 같은 여러 종류의 산화물 또는 수산화물들과 점토광물에 의하여 영향을 받고, 특히 이중에서 철 (산)수산화물이 가장 효과적으로 비소를 제어하는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 철 산화물의 일종인 자철석의 비소 흡착 특성을 연구하였다. 자철석이 비소의 화학종(5가와 3가 비소)에 따라서 어떠한 흡착 특성을 나타내는가 알아보기 위하여 비소 흡착에 주요하게 영향을 줄 수 있는 자철석의 물리화학적 특성들을 측정하고, 평형론적 실험과 반응속도론적 실험을 병행하여 수행하였다. 비소 흡착제로 사용하기 위하여 실험실에서 합성한 자철석의 영전하점(point of zero charge, PZC)과 비표면적은 각각 6.56과 $16.6\;g/m^2$로 다른 철 (산)수산화물들에 비해 상대적으로 낮은 간들을 나타냈다. 두 비소 화학종과 자철석의 평형실험 결과, 3가 비소가 5가 비소보다 더 많이 흡착되는 것으로 조사되어, 3가 비소가 흡착제로 사용된 자철석과 더 높은 친화력을 가지는 것으로 나타났다. 3가 비소는 pH 7에서, 5가 비소는 pH 2에서 흡착량이 가장 높았으며, 5가 비소의 경우 pH가 증가함에 따라 자철석의 표면과 전기적 반발력으로 인해 그 흡착량이 감소하는 것으로 나타났다. 이는 pH에 따른 자철석의 표면전하의 변화와 비소의 화학적 형태 등이 비소를 제어하는데 있어서 중요한 인자로 고려되어야 한다는 것을 지시한다. 시간에 따른 흡착 반응연구에서는 5가 비소가 3가 비소보다 더 빠르게 흡착됨을 알 수 있었으나, 비소의 화학적 존재형태에 관계없이 모두 4시간 이내에 평형 흡착에 도달하였다. 또한, 반응속도 실험결과를 지금까지 제안된 다양한 반응속도 모델들과 비교하였을 때, power function과 elovich 모델이 본 연구에서 사용된 자철석과 비소의 흡착을 가장 잘 모사하는 것으로 나타났다.