2004년 2월부터 8월까지 메조코즘을 이용하여 겟벌에 담수가 유입된 이후 갯벌 조간대에 조성된 인공방조제 내부 갯벌에서 일어나는 생지화학적 변화를 모의하였다. 이를 위해 먼저 세 개의 환경 조건을 조성하였으며, 이 중 두 환경은 담수를 유입하는 환경으로써, 교반 담수화 실험군(FW-M-T/C)과 미교반 담수 실험군(FW-NM-T/C)로_ 세분하였고, 나머지 하나는 해수 환경(SW-M-T/C)을 유지하였다. 초 봄에 교반 담수화 실험군과 미교반 담수 실험군(FW-NM-T)의 수주에 대하여 28일 만에 완전 담수화에 도달하였으며, 담수화 과정과 담수화 이후에 염분, 영양염 농도, 그리고 저서 생물의 종과 개체수 변화에 대해 지속적인 조사가 이루어졌다. 염분의 경우, 수층의 담수화속도에 비해 퇴적층의 공극수 내 염분 감소는 매우 느리게 진행되어 공극수 내 염분이 10 psu이하로 감소한 이후 5월 1일(담수 유입 63일 경과)과 5월 27일(91일 경과)사이에 저서 동물 생체량의 현저한 감소가 관찰되었는데, 주요 저서 동물인 이매패류는 $\frac{7}{8}$이 감소하였고, 다모류는 $\frac{2}{3}$가 감소하였다. 담수화로 인한 수질변화는 동절기에서 하절기로 계절이 바뀜에 따라 온도 상승에 의한 DO의 현저한 감소 현상이 관찰되었다. 이러한 현상은 교반 담수화 실험군 보다는, 특히 미교반 담수 실험군에서 더욱 뚜렷하게 나타났다. 또한 DIP의 경우도 여름철에 미교반 담수 실험군에서 훨씬 더 많은 양이 용출되었다. ${NO_3}^-$은 실험 전반에 걸쳐 수층에서 제거되는 것으로 나타났으며, 계절적으로는 늦은 봄부터 감소하기 시작하여 여름철에는 매우 낮은 농도 분포를 보였다. ${NH_4}^+$은 ${NO_3}^-$에 비해 실험 기간내내 매우 낮은 농도($\frac{1}{2}{\sim}\frac{1}{8}$이상)를 보였으며, 계절 변화에 따른 영향은 받지 않았다. 특히 완전 담수화 이후 해양 저서생물이 대량 폐사하면서 잠재적인 유기물 증가량이 많았던 늦봄과 그 이후의 여름철 동안에도 ${NH_4}^+$의 농도 증가 경향은 전혀 보이지 않았다. 실험 기간 동안 갯벌 퇴적물이 ${NO_3}^-$에 대해서는 제거지(sink)로써, 그리고 DIP에 대해서 잠재적인 공급원(source) 역할을 하고 있는 것으로 나타났다.
Gas adsorption on adsorbents depends on temperatures and pressures. When these parameters are fixed, the adsorption capability and selectivity can not be changed. If the gas adsorption is controlled by another factor like electromagnetic field, the adsorption and desorption can be managed by much intentional way. The microwave has characteristics to excite particular components such as water without destroying it. In this study, microwave was irradiated to the adsorbent of an NaY zeolite which is almost transparent to microwave. As vapor of 1, 1, 2- trichloro-1, 2, 2-trifluoroethane (CFC-113) and water flowed simultaneously on the zeolite packed in a column at room temperature, only water was adsorbed. The . adsorbed water was removed from the zeolite and then replaced by CFC-113, since the microwave was irradiated. Greater the power of microwave was, more CFC-113 was adsorbed. The water adsorption took place again after a latent period by stopping the microwave irradiation.
While sludge settles down in a batch column, sludge concentration becomes high. Sludge concentration change is one of the most critical causes of the sludge settling velocity variation. Therefore, sludge concentration change causes sludge index to change. SVI is more sensitive than other sludge indexes to the change of sludge concentration. And if sludge-water interface has reached final height within 30minutes, SVI is not suitable for prediction of sludge settling characteristic, Therefore, SVIs of each sludge are, in some cases, different although each sludge has the same settling velocity. But SVI has been widely used to interpret sludge settling characteristic by a simple testing method. This work has two purposes. The first purpose is to predict sludge settling velocity by using sludge-water interface settling velocity. And the second purpose is to develop new sludge settling characteristic index to exactly interpret sludge settling characteristic by overcoming the limit of SVI.
In this research, effects of water circulation on phosphorus release from sediment into water body were studied. Sediments sampled at the Daechung Lake were used for the column experiments with circulation and non-circulation conditions. Deaeration coefficient, $K_1$ and reaeration coefficient, $K_2$ of non-circulation condition were 0.133 and 0, respectively, while $K_1$ and $K_2$ for circulation condition were 0.46 and 0.018, respectively. Oxidation Reduction Potential (ORP) showed a linear relationship with dissolved oxygen (DO) when DO is over 2 mg/L. Phosphorus concentration induced by phosphorus release from sediment was highly dependent upon DO, ORP, and pH. Under anaerobic condition, phosphorus release rate was higher for $Fe^{2+}$-bounded phosphorus compared to that of $Ca^{2+}$-bounded phosphorus.
According to our secondary school curriculum for natural science and technical circles, there be used 353 of chemical reagents including 24 kinds of harmful and toxicant components. At present, most school are discharging their school laboratory waste water without any chemical and physical treatments. So as to solve the environmental problem for water pollution, this study tried to research a kind of adsorbant utilizing saw dust, wasted wood sources and designed the simple processing system using the adsorbent. This adsorbent was made by extracting lignin substances from raw saw dust under the solution of 0.5N-NaOH at the temperature of $100^{\circ}C$. Their metal removed rates was measured not only by processing of column and vessel. but also by comparing the standard solution and real waste water. The results were proved as more than 90(%) of the adsorptive efficiency on the average from Pb, Cd, Cu except Cr(VI)in case of the school experimental waste water soaked in vessels a long with 4g of the adsorbent for 24 hours. The new processing system enables to remove most harmful and toxicant metals by filtering, sedimenting and adsorbing at the low cost.
저급탄을 충전한 칼럼실험에서 미생물과 영양물질을 공급한 상태에서 미생물에 의한 메탄가스 발생을 유도하기 위하여 볏짚을 추가로 공급하여 장기간 바이오 가스 발생 특성을 관찰하였다. 충전한 석탄 대비 볏짚의 무게비가 0.04 이하에서는 유의미한 가스의 발생이 없었으며, 0.08에서는 약 90일간 바이오 가스가 발생되었으나, 최적 조건에서의 vial 실험 결과와 비교하면 투입한 볏짚 무게당 바이오 가스의 발생량이 5 % 수준에 불과하였다. 따라서 원위치에서 석탄을 채굴하지 않은 상태에서 바이오 가스를 생산하기 위해서는 볏짚 : 석탄의 비율이 1:3 이상의 조건에서 분해액의 COD 농도가 2000 mg/L 이상이 되도록 운전하는 반응조를 지상 혹은 지중에 설치할 필요가 있다. 또한 석탄과 볏짚을 충전한 칼럼실험 후의 지중수는 볏짚만을 투입한 vial 내 용액과 함께 파이로시퀀싱 방법으로 미생물 군집 분석을 실시하여 두 시료 간의 우점하는 미생물 종을 비교하였다. Bacteria의 균일도와 다양성 측면에서 석탄 충전탑이 보다 다양한 종분포를 이루고 있으며, 이는 결과적으로 메탄 생성에는 불리한 미생물 분포임을 나타낸다.
물리화학적 성질이 상이한 두 종류의 토양으로 충전된 유리 column (5 cm I.D. ${\times}$ 30 cm H.)을 이용하여 bipyridylium계 제초제 paraquat의 용탈을 조사하였다. 토양 A (양토)의 벼 재배구와 무재배구에서 117 일 동안 토양 column으로부터 용탈된 $^{14}C$은 각각 총 처리량의 0.42%와 0.54%이었고, 토양 B (사양토)의 경우에는 각각 0.21%와 0.31%이었다. 벼에 흡수된 $^{14}C$은 토양 A와 B에서 각각 3.87%와 2.79%이었고 대부분이 뿌리에 분포하였다. 두 토양 모두에서 총 처리량의 96% 이상이 토양중에 남아 있었고, 특히 $0{\sim}5$ cm 부위에 대부분 존재하였다. Paraquat 토양잔류물의 물에 의한 추출율은 $6.10{\sim}9.10%$이었고 추출불가 토양잔류물의 분포비율은 humin>humic acid>fulvic acid 순이었다. 벼 무재배구의 토양 pH는 담수의 혐기적 조건때문에 용탈실험 후 증가하였으나 벼 재배구에서의 토양 pH는 벼 뿌리로부터 분비되는 삼출물에 의한 상쇄효과로 증가되지 않았다. 토양중 paraquat의 낮은 이동성은 논에 잔류되어 있는 paraquat에 의한 지하수의 오염가능성이 매우 희박함을 시사해 준다.
건조잎담배로부터 단백질로 간주되는 고분자 물질의 gel filtration column chromatography(Sephadex G-75), 투석 그리고 흡착 chromatography의 일종인 brushite column chromatography분리를 시도한 결과, 짙은 갈색의 고분자 물질을 얻었다. Sephadex column에 의한 분리 profile를 보면 분자량이 상이한 두종류의 갈색고분자 물질이 존재함을 확인하였고 brushite column의 분리 profile에 의하면 분자의 전자구조가 다른 두 종류의 고분자가 있음이 나타났다. Burley와 Hicks의 경우 단백질 분해효소에 의한 분해효과를 측정해본 결과, 가장 큰 분해효과를 보인 효소는 chymotrypsin으로 Burley에서 16-30%수준까지 분해현상을 나타내 주었으며 Hicks인 경우 38-57%까지 감소현상을 보여 주었다. Pepsin처리효과는 chymotrypsin처리구와 비슷한 수준을 보였으나 trypsin경우는 매우 낮은 분해현상을 나타냈다. 단백질 분해효소로 처리된 시료의 sephadex column분리 profile을 살펴보면, 분자량이 보다 큰 fraction의 경우 peak가 거의 완전하게 사라짐을 관찰할 수 있으나, 작은 분자량Peak는 약간의 감소현상만을 보여 주었다. 투석후의 갈색 고분자물질을 $300^{\circ}C$에서 연소시킨 경우, 연소전에 관찰할 수 없었던 강한 형광성 물질이 생성되었는데 TLC에 의한 분리후, 이 형광성 물질끈 흡수 스펙트라를 측정해 본 결과, 최대흡수 파장이 265. 275nm(benzene용매)로 나타났으며 스펙트럼 끈 모양이 polynuclear aromatic hydrocarbon(PAH) 계열 화합물의 것과 유사함을 보여 주었다.
동력학적 기체유출방법(dynamic gas disengagement method)과 이중전기저항 탐침방법(dual electrical resistivity probe method)을 동시에 사용하여 기포탑에서 큰 기포와 작은 기포의 크기를 구별하였다. 기포탑의 일정한 운전조건에서 기포탑 내부에 체류하는 큰 기포와 작은 기포의 체류량은, 기포탑에 유입되는 기체의 유입을 차단한 후 시간의 흐름에 따른 기포탑 내부의 압력강하 변화를 측정하여 동력학적 기체유출방법에 의해 측정하였다. 기포의 크기와 빈도수는 동력학적 기체유출방법에 의해 큰 기포와 작은 기포의 체류량을 측정하는 동일한 운전조건에서 측정하였으며 이들 자료들로부터 기포의 크기에 따른 기포의 체류량을 결정하였다. 기포탑에서 큰 기포와 작은 기포의 크기결정은 동력학적 기체유출방법에 의해 얻은 큰 기포와 작은 기포의 체류량과 이중전기저항 탐침법에 의해 구한 크기의 범위를 아는 기포들의 체류량을 비교하여 결정하였다. 여과된 압축 공기와 물을 기체상과 연속액상을 사용하였으며, 기포탑의 직경은 0.102 m이고 높이는 1.5 m이었다. 기포탑에서 큰 기포와 작은 기포의 경계 크기는 4.0~5.0 mm 이었는데, 기체의 유속이 낮은 범위에서는 큰 기포와 작은 기포의 경계 크기가 5.0 mm 정도이었으나 기체의 유속이 상대적으로 큰 범위에서는 큰 기포와 작은 기포의 경계 크기가 4.0 mm 정도가 되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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