• 한국토양비료학회지
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• 제24권2호
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• pp.109-115
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• 1991

담수처리(湛水處理)에 의한 토양(土壤)의 환원(還元)이 토양(土壤)의 인산(燐酸) 흡착특성(吸着特性)에 어떠한 영향(影響)을 미치는지를 검토(檢討)하기 위하여 논으로 이용(利用)되어온 강서통(江西統), 밭으로 이용(利用)되어온 중동통(中東統), 및 미경작지(未耕作地)인 예산통(禮山統)을 공시토양(供試土壤)으로 하여 담수처리(湛水處理)후 인산(燐酸) 흡착(吸着) 실험(實驗)을 실시(實施) 하였다. 흡착(吸着) 실험(實驗)의 온도(溫度)는 $5{\sim}45^{\circ}C$이었으며, Langmuir 등온흡착식(等溫吸着式)과 van't Hoff식(式)을 이용(利用)하여 인산(燐酸) 최대(最大) 흡착량(吸着量)과 흡착평형상수(吸着平衡常數) 및 흡착열(吸着熱)을 구하였다. 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 흡착온도(吸着溫度)의 증가(增加)는 인산(燐酸)의 흡착량(吸着量)을 증가(增加) 시켰으나, 흡착(吸着) 평형(平衡)에 도달(到達)하는 속도(速度)에는 거의 영향(影響)을 미치지 못하였다. 3시간(時間)의 진탕으로 24시간후(時間後) 흡착량(吸着量)의 80~90%가 흡착(吸着)되었으며, 12시간후(時間後)에는 흡착량(吸着量)의 변화가 없었다. 2. 인산(燐酸) 최대(最大) 흡착량(吸着量)은 담수처리(湛水處理)에 의하여 강서통(江西統)은 500mgP/kg에서 850mgP/kg으로, 예산통(禮山統)은 1,850mgP/kg에서 3,300mgP/kg으로, 중동통(中東統)은 310mgP/kg에서 670mgP/kg으로 증가(增加)하였으며, 최대(最大) 흡착량(吸着量)에 대한 온도(溫度)의 효과(效果)는 거의 없었다. 3. 흡착(吸着) 평형상수(平衡常數)는 담수처리(湛水處理)에 의하여 강서통(江西統)과 예산통(禮山統)에서는 감소(減少)하였으나, 중동통(中東統)에서는 증가(增加)하였으며, 흡착온도(吸着溫度)에 따라서는 세 토양(土壤)의 값이 모두 증가(增加)하였다. 특히 점토(粘土)의 함량(含量)이 높고 토양중(土壤中) Bray 1-P의 함량(含量)이 낮은 예산통(禮山統)이 큰 값을 나타내었다. 4. Langmuir식(式)의 평형상수(平衡常數)값을 사용(使用)하여 계산(計算)한 흡착열(吸着熱)은 담수처리(湛水處理)에 의하여 강서통(江西統)은, 2.2kcal/mole에서 3.5kcal/mole로 증가(增加)하였으며, 예산통(禮山統)은 5.7kcal/mole에서 5.5kcal/mole로 거의 일정(一定)하였다. 담수(湛水)시킨 중동통(中東統)의 흡착열(吸着熱)은 4.4kcal/mole이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권3호
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• pp.112-117
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• 2017

PAN 기반 아크릴계 섬유와 DETA 및 $AlCl_3{\cdot}6H_2O$를 반응시켜 아민기($-NH_2$)를 가진 이온교환섬유 PADD를 합성하였다. 개발된 섬유상 소재는 FT-IR과 SEM을 이용하여 그 특성을 확인해 보았다. 회분식 실험으로 수행된 PADD를 이용한 크롬제거 실험 결과는 Langmuir 등온흡착모델에 잘 적용되었으며, 이때 계산된 이론적 최대흡착능 ($Q_{max}$)은 6.93 mmol/g으로 나타났다. 한편 동적흡착실험은 Lagergren 유사이차속도모델에 잘 부합되었다. PADD의 크롬 흡착능은 pH 2에서 가장 높은 값인 4.11 mmol/g을 나타내었고 pH 변화에 많은 영향을 받는 것으로 확인되었다. 또한, 인산과 비소(V)에 대한 공존이온 실험을 통해 PADD가 크롬에 대한 높은 선택성을 갖고 있음을 확인할 수 있었다. 산-염기 역적정으로 구한 PADD의 총이온교환능 (4.70 mmol/g)을 통해 소재의 선택적 제거 가능성을 검증하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권2호
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• pp.249-258
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• 2005

활성탄을 흡착제로 하여 2탑 6단계의 PSA(압력 순환식 흡착) 공정을 통하여 수소/메탄(부피비로 60%/40%)의 이성분 혼합기체에서 수소를 분리하는 연구를 수행하였다. PSA 공정에서 순도 및 회수율에 영향을 미치는 흡착압력, 공급 가스 유량, P/F 비를 변수로 하여 실험과 전산모사를 수행하였다. 본 공정에서 정상 상태는 15 cycle 이후에 도달하는 것을 알 수 있었다. P/F 비와 압력이 증가하고 공급 유량이 감소할 때 수소의 순도가 증가하였고, 반면에 회수율이 감소하는 것을 알 수 있었다. PSA 공정 전산 모사와 실험을 토대로 순도와 회수율이 최대일 때 최적의 PSA 운전 조건을 정하였다. 최적의 운전 조건은 공급가스의 유량이 22 LPM이고, 흡착 압력이 11 atm이며, P/F 비는 0.10으로 나타났고, 그 결과 수소의 회수율은 75% 이상 얻어졌으며, 순도는 99% 이상의 수소를 얻을 수 있었다. 본 연구에서는 비등온 비단열 상태를 고려하였으며, LDF(linear driving force) 모델과 LRC(loading ratio correlation) 등온식을 고려하여 실험과 예상치를 비교하였다.

• 한국습지학회지
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• 제17권3호
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• pp.228-236
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• 2015

도시화는 불투수면의 증가를 초래하여 자연적인 물순환 시스템의 왜곡, 비점오염물질 유출 증가, 하천의 수질악화 및 수생태계 훼손 등의 문제를 발생시킨다. 불투수면 증가로 인한 수리수문학적, 생태학적 및 환경적 영향을 저감하기 위하여 선진국에서는 저영향개발(Low Impact Development, LID)기법을 주요한 대안으로 적용하고 있다. 국내에서도 2012년에 비점오염원관리종합대책을 통하여 LID 기법을 비점오염 관리의 주요 방안으로 추진하고 있다. LID 시설은 물순환 구축을 통한 강우유출수의 유출저감과 함께 식물, 미생물, 여재에서의 다양한 물리화학적 및 생물학적 기작을 이용하여 오염물질을 제거하는 기술이다. 이러한 LID 시설에는 다양한 여재가 사용되고 있으나 여재의 오염물질 저감능력 평가를 위한 흡착과 탈착 특성 등에 대한 종합적인 비교평가가 수행되지 못하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 LID 시설에 사용되는 다양한 여재 중에서 모래, 자갈, 바이오세라믹, 우드칩 및 바텀애쉬에 대하여 중금속(Pb, Cu)에 대한 흡착 및 탈착 특성 분석을 통해 여재의 환경성 평가를 수행하였다. 분석결과, 연구에 사용된 모든 여재에서 Pb에 대한 흡착 선호도가 Cu에 비하여 높게 나타났으며 흡착 kinetic 모델에서는 Pseudo second order equation의 적용성이 높게 평가되었고, 흡착등온식 모델에서는 Langmuir-3 isotherm이 높은 적용성을 보였다. 특히 여재 중에서 바이오 세라믹과 우드칩의 경우 Pb에 대한 뛰어난 흡착능을 보이는 것으로 평가되었다. 여재의 탈착 실험 결과 모든 여재에서 환경부 유해물질 기준에 초과하지 않아 LID시설에 다양하게 적용 가능한 것으로 나타났다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권1호
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• pp.15-26
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• 2017

오염수로부터 자성분리가 가능하며, 방사성 세슘을 효율적으로 제거하기 위한 코발트 페로시아나이드(cobalt ferrocyanide, CoFC) 혹은 니켈 페로시아나이드(nickel ferrocyanide, NiFC)가 도입된 자성입자 흡착제를 제조하였다. $Fe_3O_4$ 나노입자는 공침법을 이용해 제조하였고, $Co^{2+}$와 $Ni^{2+}$ 이온을 입자 표면에 도입시키기 위해 금속이온과 금속 배위결합(metalcoordination)을 하는 카르복실기를 포함한 숙신산(succinic acid, SA)을 자성나노입자(magnetic nanoparticles, MNPs) 표면에 코팅하였다. CoFC와 NiFC는 자성나노입자 표면에 도입된 $Co^{2+}$ 혹은 $Ni^{2+}$ 이온이 hexacynoferrate와 결합하여 형성된다. 제조된 CoFC-MNPs 그리고 NiFC-MNPs는 각각 $43.2emu{\cdot}g^{-1}$, $47.7emu{\cdot}g^{-1}$의 우수한 포화자화 값을 보여주었다. X-선 회절분석(XRD), 퓨리에 변환 적외선 분광분석(FT-IR), 나노입자 입도 분석기(DLS), 투과전자현미경(TEM) 등의 분석을 통해 흡착제의 물성을 파악하고, 세슘에 대한 흡착 성능을 알아보았다. 흡착실험을 평가하기 위해 Langmuir/Freundlich 등온흡착식을 이용해 실험 결과 값을 곡선맞춤 하였고, CoFC-MNPs와 NiFC-MNPs의 최대흡착량($q_m$)은 각각 $15.63mg{\cdot}g^{-1}$, $12.11mg{\cdot}g^{-1}$이다. CoFC-MNPs와 NiFC-MNPs는 방사성 세슘에 대해서도 최저 99.09%의 제거율을 가지며, 경쟁이온의 존재에도 방사성 세슘만을 선택적으로 흡착한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제10권1호
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• pp.55-60
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• 1977

토양(土壤)에 존재(存在)하는 인산(燐酸)과 비료(肥料)로 시용(施用)한 인산(燐酸)이 담수조건하(湛水條件下)에서 유효화(有効化)하는 양상(樣相)과 이들 인산(燐酸)이 수도수량(水稻收量)에 미치는 영향을 밝히고져 유효인산함량(有効燐酸含量)이(Langcaster법) 24~231ppm 까지의 서로다른 5개(個) 토양(土壤)에 인산시용량(燐酸施用量)을 0, 3, 6, 9kg/10a의 4개 수준(水準)으로 하고 수도(水稻)(진흥(振興))를 공시작물(供試作物)로 하여 pot 시험(試驗)을 실시(實試)하였으며 인산(燐酸)의 흡착(吸着)과 방출(放出) 및 환원조건하(還元條件下)에 인산(燐酸)이 유효화(有効化)하는 정도(程度)를 조사(調査)하고져 실내시험(室內試驗)을 실시(實試)한 바 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 토양유효인산(土壤有効燐酸) 100ppm 까지는 시용(施用)된 인산(燐酸)이 초기분얼(初期分蘖)을 증가(增加)시켰고 무인산구(無燐酸區)의 경우(境遇)는 144ppm까지 초기분얼(初期分蘖)이 증가(增加)되었으나 수량(收量)은 증가(增加)되지 않았다. 2. 시용(施用)된 인산(燐酸)은 논토양(土壤)에서 주(主)로 Al-P 및 Fe-P로 고정(固定)되었는데 초기(初期)에는 Al-P가 많고 후기(後期)에는 Fe-P 많았다. 3. 유효인산함량(有効燐酸含量)이 24~231ppm인 논토양(土壤)의 인산최대흡착량(燐酸最大吸着量)(Langmuir 등온(等溫) 흡착식(吸着式))은 약(約) 70~100mg/100g이었으며 이값과 토양(土壤)중 유효인산(有効燐酸) 함량(含量)과는 상관(相關)이 없었다. 4. 토양(土壤)의 인산방출(燐酸放出) 양상(樣相)은 토양별(土壤別)로 상이(相異)해서 유효인산함량(有効燐酸含量)이 많은 토양(土壤)일수록 방출량(方出量)이 많은 경향(傾向)이었으나 인산최대(燐酸最大) 흡착량(吸着量)과는 상관(相關)이 없었다. 5. 건조(乾燥)된 논토양(土壤)과 환원(還元)된 논토양(土壤)의 유효인산함량(有効燐酸含量)에는 고도(高度)의 정(正)의 상관(相關)이 인정(認定)되었으며 환원조건하(還元條件下)에서는 건조토양(乾燥土壤)에 비(比)하여 약(約) 1.8배(倍) 정도(程度)의 유효인산(有効燐酸)이 증가(增加)되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제23권1호
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• pp.8-14
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• 1990

토양수분함량(土壤水分含量)이 다른 조건(條件)에서 물이 이동(移動)할 때 동반(同伴)되는 용질(溶質)의 이동특성(移動特性)을 결정(決定)하는 지연계수(遲延係數)와 수리동적(水理動的) 분산계수(分散係數)를 수학적(數學的)으로 해석(解析)하고 일차원수평계(一次元水平系)의 사양토(砂壤土)에서 실험적(實驗的)으로 측정(測定)하였다. 용적밀도(容積密度)를 $1,350{\pm}50kg/m^3$인 사양토(砂壤土) 토양(土壤)에 수평(水平)으로 침투(浸透)되는 0.05% $CaSO_4$ 용액(溶液)의 수분전진(水分前進)을 Boltzman transform으로 나타내고 이를 표준(標準)으로 하였을 때 0.5% KCl, $CaCl_2$ 및 $KH_2PO_4$ 용액(溶液)의 용질전진(溶質前進)을 비농도(比濃度)로 표시(表示)하여 비교(比較)하였다. 용질농도(溶質濃度)의 분포(分布)와 수분분포(水分分布)로 부터 Laryea법(法)에 의하여 수리동적(水理動的) 분산계수(分散係數)를 계산(計算)하였다. 토양(土壤)-용액계(溶液系)에서 비반응성(比反應性) 용질(溶質)인 $Cl^-$의 전진(前進)은 물의 전진(前進)보다 늦었으며, 음(陰)ion 배제효과(排除效果)는 무시(無視)되었고 지연(遲延)은 초기수분함량(初期水分含量) ${\theta}_n$의 함수(函數)로 ${\theta}/({\theta}-{\theta}_n)$로 해석(解析)되었다. 토양입자(土壤粒子)에 의하여 흡착(吸着)이 일어나는 $K^+$, $Ca^{{+}{+}}$, $H_2PO^-_4$의 전진(前進)은 초기수분함량(初期水分含量)과 지연계수(遲延係數) R의 함수(函數)로 $\frac{1}{1+R}{\cdot}\frac{{\theta}}{{\theta}-{\theta}_n}$으로 해석(解析)되며 R치(値)는 $Cl^-$를 1.0으로 보았을 때 $K^+$는 0.64, 0.80 및 2.6이었다. Langmuir 등온흡착식(等溫吸着式)을 이용(利用)한 지연계수(遲延係數) 계산(計算)은 다소의 차이(差異)가 있었으나 적용가능성(適用可能性)이 있었다. 수분분포곡선(水分分布曲線)으로부터 산출(算出)된 물의 확산계수(擴散係數) $D({\theta})$는 초기수분함량(初期水分含量)에 관계(關係)없이 토양수분함량(土壤水分含量)과 단일지수함수관계(單一指數函數關係)로 표시(表示)되었다. $$log\;D({\theta})=13.448{\theta}-9.288$$ $Cl^-$의 수리동적분포계수(水理動的分布係數)는 수분함량(水分含量) 0.36 이상(以上)에서는 물의 확산계수(擴散係數)와 비슷하였고 그 이하(以下)에서는 급격히(急激)히 감소(減少)하여 수분함량(水分含量) 0.2부근에서 자기확산계수(自己擴散係數)와 비슷한 값을 보였다. $K^+$, $Ca^{{+}{+}}$ 및 $H_2PO^-_4$의 수리동적분산계수(水理動的分散係數)는 수분함량(水分含量) 0.38에서 각각(各各) $5.5{\times}10^{-6}$, $2.4{\times}10^{-6}$ 및 $7.1{\times}10^{-7}m^2/sec$의 값을 보였고 0.36% 이하(以下)의 수분함량(水分含量)에서 급격(急激)히 감소(減少)하였으며 감소(減少) 경향(傾向)은 $H_2PO^-_4$가 가장 심(甚)하였다.