• 한국토양비료학회지
• /
• 제44권5호
• /
• pp.734-744
• /
• 2011

본 연구에서는 안정화공법을 이용하여 폐금속 광산 주변 비소 및 중금속 성분이 복합적으로 오염된 농경지를 효과적으로 복원하기 위해 안정화제로써 석회석과 제강슬래그의 처리효과와 적용성을 실내컬럼실험을 통해서 검토하였다. 대상토양 내 중금속의 존재형태 중 이동성이 높은 형태인 교환성 및 탄산염 형태의 분포비율은 여러 문헌들의 결과들과 유사하게 카드뮴 > 아연 > 납 순으로 높게 분포하는 것으로 나타나 광해로 인한 농경지의 오염성분들 중 카드뮴은 주변 환경에 미치는 영향이 가장 크며 상당한 주위가 필요한 성분인 것으로 판단되었다. 본 대상토양과 같이 pH가 매우 높은 토양도 갑작스럽게 변화하는 산성환경에 의해 일시적으로 토양의 pH 완충력이 감소하여 다량의 중금속 성분들이 용출될 가능성이 높은 것으로 나타났다. 반면 석회석과 제강슬래그로 처리한 처리구는 수질기준을 초과한 침출수 가 관찰되었던 대조구에 비해 모두 수질기준 이하로 중금속의 농도가 매우 낮게 나타났다. 비소의 경우는 비소 저감의 목적으로 적용한 제강슬래그의 혼합비가 증가할수록 오히려 농도가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 제강슬래그가 함유하고 있는 인 성분과 관계가 있는 것으로 판단되었으며, 비소와인의 경쟁적인 흡착 관계에서 그 우세함이 토양의 특성에 따라 상이할 수 있을 것으로 예상되었다. 석회석은 카드뮴, 납 그리고 아연 등의 중금속 성분에 대해서 모두 좋은 처리효과를 나타내어 토양의 중금속 처리에 있어서 효과적인 안정화제로 판단되었다. 제강슬래그의 경우는 비소를 효과적으로 저감하는 물질인 철 산화물을 많이 함유하고 있기 때문에 비소 처리에 있어서 활용 가능성이 높은 재료로 판단되나 복원 대상토양 내에서 철 산화물과 서로 강하게 흡착하려고 하는 비소와 인의 흡착선호도를 먼저 평가한 후에 적용여부를 검토해야 하며, 이와 관련된 연구가 필요할 것으로 판단되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제61권2호
• /
• pp.302-311
• /
• 2023

본 연구는 천연 목재방부제로서 피마자유(castor oil, CSO)의 적용 가능성을 평가하기 위하여 수행하였다. 이를 위하여 CSO를 감가압법으로 국내외 목재수종에 주입한 후, 주입능, 용탈성, 내후성 등을 조사하였다. CSO 주입능은 수종별 해부학적 구조의 차이로 인하여 솔송, 잎갈, 단풍, 신갈나무 순으로 측정되었으나, 모든 수종에서 목재 내로 효과적으로 주입되었다. 용탈성의 경우, 잎갈나무를 제외하고 주입능이 높은 수종에서 용탈되는 양이 많았다. CSO의 점도 저하를 위한 에탄올의 첨가는 주입능 및 용탈성에 부정적인 영향을 미쳤다. 중량감소율을 이용하여 조사한 CSO-주입/용탈 시편의 목재부후균에 대한 내후성은 대조구와 비교하여 대부분의 처리목에서 매우 우수하였다. 특히 갈색부후균인 Fomitopsis palustris에 대하여 CSO만으로 구성된 약액(CSO-2)을 처리한 대부분의 처리목에서 부후가 발생하지 않거나, 매우 낮은 중량감소율를 보였다. 이는 주입된 CSO가 용탈과정에서 목재 내에 잔류하여 발생한 결과로서 X-ray microscope 관찰을 통하여 CSO의 잔류를 확인할 수 있었다. 한편 CSO-2를 주입한 후, 2주간 염수에 용탈시킨 스트립 형태의 시편은 모든 절삭방향에서 길이 변화가 거의 일어나지 않았다. 또한 CSO-2 주입/용탈 시편을 야외에 2주간 노출시킨 후, 측정한 중량증가율과 길이팽윤율도 대조구 시편과 비교하여 매우 낮아 내수성이 크게 향상된 것을 확인하였다. 따라서 CSO는 목재부후균의 생장 억제뿐만 아니라 치수안정 효과까지 제공함으로서 다양한 실내외 환경에서 천연 목재방부제로서 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제21권3호
• /
• pp.245-253
• /
• 2009

콘크리트 내 철근부식상에 있어 염화물이온의 중요성은 임계염화물농도 (CTL)로서 나타내어진다. CTL은 철근을 둘러싼 부동태피막의 파괴를 유지하게끔 하는데 필요한 염화물량으로 정의되며 염화물량이 CTL에 도달할 경우 철근의 부식은 시작된다. CTL의 중요성에도 불구하고 기존의 콘크리트 구조물의 내구수명 예측을 위한 염화물량은 1 $m^3$의 단위체적당 1.2 kg 혹은 시멘트 중량당 0.4%로서 제시되고 있으며 이는 염해부식환경하의 다양한 환경 인자에 따른 한계치 설정에 대한 불확실성을 고려하지 않은 값이라 할 수 있다. 본 논문에서는 부식개시의 지표로서 결합재의 특성에 따른 부식저항성 및 부식진전에 따른 비율에 대하여 실험연구를 수행하였다. 실험시편으로는 직경 10 mm의 원형 철근을 모르타르 내 몰드에 삽입하여 OPC와 40%OPC+60%GGBS, 70%OPC+30%PFA 및 90%OPC+10%의 SF을 치환한 시편에 대하여 W/C=0.4의 조건으로서 실험을 수행하였다. 각 시편에는 다시 10단계 (0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 and 3.0% by weight of binder)의 내재염분 농도조건을 부여하여 부식전류를 측정하였다. 시편은 28일 양생을 하였으며 수분손실 및 염분손실을 방지하고자 폴리에틸렌 필름을 이용한 도포양생을 수행하였다. 선형분극저항 측정법에 의한 실험결과로서 각 결합재 치환률에 따른 부식임계치가 결정되었다. 또한 OPC, 60%GGBS, 30%PFA 및 10%SF의 혼입치환률을 적용한 시멘트 모르타르의 CTL 값은 시멘트 중량당 1.6%, 0.45%, 0.8% 및 2.15%의 총염화물 농도로 나타나고 있음을 확인하였다.

• 전기화학회지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.111-118
• /
• 2014

본 연구에서는 폐 리튬이차전지의 스크랩으로부터 순도 높은 황산코발트($CoSO_4$) 용액을 회수하고, 회수된 용액을 이용하여 리튬이차전지의 양극활물질인 $LiCoO_2$를 제조하여 전기화학적 특성을 평가하였다. 황산코발트의 제조는 황산과 과산화수소수를 이용하여 원료물질로부터 금속물질을 녹여내기 위한 침출단계, 가성소다를 이용한 pH 조절로 1차 불순물을 제거하기 위한 중화공정 및 D2EHPA와 $CYANEX^{(R)}272$를 이용하여 2차 불순물을 제거하기 위한 용매추출공정을 거쳐 고순도의 용액을 회수한다. 회수된 황산코발트는 증류수와 희석하여 6 wt.% 황산코발트 용액으로 만들고, 다시 옥살산과 혼합 및 교반 후 건조, 하소 및 리튬의 원료가 되는 $Li_2CO_3$ 분말과 혼합 후 합성 공정을 거쳐 이차전지의 양극활물질인 $LiCoO_2$를 제조하였다. 이를 이용하여 전극을 조립하고, 전기화학적 특성을 평가하였다. 전기화학적 특성은 본 실험에서 합성된 $LiCoO_2$와 상업용 $LiCoO_2$(Aldrich사)를 비교하였으며, 결과는 유사하거나 혹은 합성된 $LiCoO_2$가 더 우수한 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 실험을 통해 양극활물질의 재활용 가능성을 확인하였다.

• 환경영향평가
• /
• 제29권5호
• /
• pp.350-362
• /
• 2020

본 연구에서는 전정가지 부산물과 one-pot 합성방법을 이용하여 철 나노입자가 담지된 바이오차인 INPBC(Iron Nano-Particles Impregnated BioChar)를 제조하고 비소 오염토양의 안정화제로써의 적용 가능성을 평가하였다. INPBC는 전정가지 부산물과 Fe(III) 용액을 220℃에서 3시간 동안 수열반응하고 이후 N₂ 분위기에서 1시간 동안 소성하여 제조하였으며 FT-IR, XRD, BET, SEM을 이용하여 INPBC의 특성을 분석하였다. INPBC의 안정화 성능평가는 국내 E폐광산과 S폐광산의 인근 농경지에서 채취한 비소로 오염된 토양 Soil-E와 Soil-S를 채취하여 4주 동안의 배양실험을 실시하였다. 배양실험 후 토양중 비소의 안정화 정도를 알아보기 위해 TCLP와 SPLP 용출시험을 실시하였다. TCLP와 SPLP의 용출시험결과, INPBC의 적용 농도의 증가에 따라 토양 중 비소의 용출농도는 감소하여 안정화 효율이 높아지는 것을 확인할 수 있었으며, 특히 Soil-E의 경우 SPLP 용출액 중 비소의 농도는 먹는물 수질기준치 이하의 낮은 값을 나타내었다. 안정화 토양의 연속추출시험에서는 쉽게 용출되는 1단계 및 2단계의 분획비율이 감소되고 그 보다 용출이 어려운 3단계 및 4단계의 분획비율이 증가되는 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 결과는 오염토양에 주입한 INPBC의 표면에 존재하는 철 나노입자로 인해 토양에서 용출된 비소가 sorption에 의해 안정화된 것으로 판단된다. 본 연구에서 나타난 INPBC의 비소 오염토양의 안정화 효과는 대규모 비소 오염토양의 위해성 저감을 위한 안정화제로서 높은 적용 가능성을 보여 준다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제32권2호
• /
• pp.155-163
• /
• 1999

상수원 보호지역내 하성충적토의 사력질 벼 재배 논에서 표준시비 농가관행시비, 우분, 우분퇴비, 볏짚퇴비+화학비료감비, 볏짚환원+표준시비 그리고 무비구의 7처리를 하여 벼 재배 과정동안 시비관리방법에 따른 수량과 양분수지 특성을 조사하여 환경친화적 영농방법 설정을 시도하였다. 시비방법에 따른 정조수량은 추천시비구(100)와 우분구(100)에서 가장 우수하였으며, 화학비료 감비구(98) 볏짚환원구(98), 우분퇴비(94), 농가관행구(94) 순으로 감소하는 경향을 보였으나 처리간 통계적 유의성은 없었다. 질소수지는 농가관행구에서 $+39kg\;ha^{-1}$였으며. 유기물 처리구는 $+44{\sim}76kg\;ha^{-1}$로서 동일 포장조건에서 유기물 처리량이 증가할수록 양분수지의 +값이 커, 질소의 지하용탈량이 감소함을 알 수 있었다. 무기태 질소의 지하용탈량은 화학비료만 시용한 추천시비구($58kg\;ha^{-1}$)와 농가관행구($63kg\;ha^{-1}$)에서 가장 높았으며, 퇴비+화학비료 감비처리나 우분이나 우분퇴비로서 화학비료를 대체한 처리는($23{\sim}27kg\;ha^{-1}$) 화학비료 전용구(R. CF)의 절반 이하 수준($25kg\;ha^{-1}$)까지 줄일 수 있었다. 벼 재배기간중 인산의 지하용탈은 거의 없었다. 우분퇴비구(CMC)의 인산의 수지는 $+30kg\;ha^{-1}$으로 장기 연용에 따라 토양내 인산 축적이 가능성이 있을것으로 예측되며, 다른 처리의 인산 수지는 거의 0에 가까워 벼농사에서의 인산의 시비균형은 비교적 잘 이루어졌다. 칼리의 양분수지는 모든 처리에서 음(-)의 값을 보여 토양내 칼리가 용출되어 작물에 의해 흡수, 이용되고 있음을 알 수 있었다. 결과적으로 기존의 화학비료 위주의 추천시비 방식과 양평군 지역에서 주로 이용되고 있는 관행적 시비방법을 우분과 같은 유기질 비료로 적절히 대체 시용하거나, 볏짚퇴비의 환원 등을 통해 화학비료 사용량을 줄임으로써 벼의 수량을 높이면서 오염물질의 지하 유출을 크게 줄일 수 있었다.

• 유기물자원화
• /
• 제12권3호
• /
• pp.63-75
• /
• 2004

본 연구는 자원화시설 중에서 공공자원화시설을 대상으로하여 시설의 설치에 있어서 일반항목으로 분류되는 설치현황, 운영현황을 파악하여 문제점을 제시하고, 개선방안을 도출하기 위하여 수행되었다. 현재 설치되어 있는 시설은 퇴비화>사료화>혐기성>하수병합>퇴비사료병합으로서 사료화보다 퇴비화가 많은 것은 초기에 사료화방법으로 설계했으나, 수요처의 미확보로 퇴비화의 시설로 전환한 것 때문으로 추측되었다. 아직까지 사료관리법 및 비료관리법에 의하여 생산업등록을 하지 않은 곳이 다수 있었으며, 음식물쓰레기 자원화시설이 각종 기초시설과 같은 입지를 사용하면서도 침출수 및 악취, 에너지 측면에서 연계처리를 하는 곳이 적었다. 현재 설치되어 있는 일부의 자원화시설은 7년이 경과, 노후되어 있는 것으로 조사되었으며, 시설을 운전하는 전문인력 부족 등으로 인하여 년간 300일 이상의 정상운전 이루지지 않고 있는 시설이 많은 것으로부터 주기적인 소수선, 대수선 필요한 것으로 조사되었다. 음식물쓰레기 처리는 전체 처리시설에서 계획량 대비 약 87%의 반입율을 보여주고 있어 계획처리용량의 처리를 위한 대책마련이 필요한 것으로 판단되었다. 자원화시설의 설치비용을 조사한 결과, 50톤 미만에서 1억을 상회하는 곳이 다수 관찰되었으며, 50톤 이상에서 낮은 설치비용을 보였다. 전체적으로 적게는 1-2천만원, 높게는 2억원/톤까지 조사되어 시설기준의 정비와 함께 자원화시설의 설치비용에 대한 산출기준의 마련이 시급한 것으로 판단된다. 운영비가 시설의 규모 및 처리방법에 따라서 많은 차이가 있는 것으로 운영비의 합리화를 위한 노력이 필요하며, 시설의 설치와 운영에서 경제성을 확보할 수 있는 적정 처리 규모의 계획이 중요한 것으로 확인되었다.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제41권11호
• /
• pp.1546-1553
• /
• 2012

항산화성 높은 수수의 식품으로서의 이용기술을 개발하여 새로운 소비수요를 창출하고자 도정도가 다른 수수를 이용하여 볶음차를 제조하고 이러한 수수차 제조과정이 수수의 항산화성분 및 항산화활성에 미치는 변화를 살펴보았다. 미도정(0%), 최소 도정(5%), 도정(20%)으로 도정 정도가 다른 수수를 1~10분간 볶음처리하여 항산화성분 및 활성 변화를 살펴본 결과 수수 볶음차의 총 폴리페놀, 플라보노이드 및 탄닌 함량과 DPPH 및 ABTS radical 소거활성은 볶음시간이 길어질수록 증가하다가 7~9분 사이 가장 높은 값을 나타내고 이후 약간 감소하는 경향이었다. 수수의 도정도별로는 미도정 수수를 볶음처리한 수수차에서 페놀성 화합물 및 항산화활성이 총 폴리페놀 12.95 mg GAE/g, 플라보노이드 7.43 mg CE/g 및 DPPH 및 ABTS radical 소거활성 19.97 및 33.11 mg TE/g으로 가장 높았으며, 다음으로 최소 도정 수수 볶음차, 도정 수수 볶음차의 순이었다. 이와는 다르게 도정도별 수수 볶음차의 열수 침출물의 항산화활성은 도정 수수 볶음차에서 가장 높았고, 다음으로 최소 도정 수수 볶음차, 미도정 수수 볶음차의 순이었으며, 이는 수수 볶음차열수 침출액의 색도 및 탁도와 같은 경향으로 도정 수수 볶음차의 경우 종피의 손상에 의해 오히려 열수에 의한 색소 및 항산화성 물질의 용출이 증가한 것으로 생각되었다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.172-180
• /
• 1993

시설재배(施設栽培) 지역(地域)의 염류집적 실태(實態)를 조사하고 합리적인 시비법과 토양관리(土壤管理)의 기초자료로 활용(活用)하고자 충북지방(忠北地方)의 하우스 시설재배지중(施設栽培地中)에서 청주 분평동, 신촌동, 충주 칠금동 및 중원군 가금면 지역에 대하여 토양 화학성(化學性)을 조사(調査)하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 시설재배지(施設栽培地) 토양의 화학성분들은 인근 노지(露地)에 비하여 훨씬 높은 함량을 보였으며 전기전도도 4.0 mmhos/cm 이상 및 유효인산 1,000ppm 이상인 포장이 조사된 포장중의 절반이상 이었다. 2. 토양중 유효인산과 치환성칼륨 함량은 경작년수(耕作年數)와 관련되며 축적량(蓄積量)이 증가되어 지역별로는 청주 분평동>신촌동${\geq}$증원 가금면>충주 칠금동의 순(順)이었고 시설제거후(施設除去後) 강우에 따른 감소정도가 $NO_3$-N보다 적어서 토양중 낯은 이동성(移動性)을 보였다. 3. 토양중 $NO_3$-N 함량은 시설재배지에서 현저히 높았으며 지역별 함량분포는 유효인산에서와 동일한 경향(傾向)으로 경작년수(耕作年數)가 오래된 지역에서 높은 수준을 나타냈으나 작물 수확후 시설(施設)을 제거(除去)했을때 뚜렷한 감소를 보여 토양 하층으로의 용탈량이 많을 것으로 예상(豫想)되었다. 4. 1992년의 화학성분들은 1988~1990년 보다 모두 현저히 증가되는 경향을 보였고 특히 시설재배 경작년수(耕作年數)가 오래된 청주 분평동과 신촌동에서 증가정도가 뚜렷하였다. 5. 시설재배지역(施設栽培地域)의 토양중 염류의 집적(集積)은 해가 갈수록 심화(深化)되는 경향이었으며 작물 생육과정에서의 염류장해(鹽類障害)와 품질저하(品質低下) 그리고 지하수의 염류오염(鹽類汚染)을 방지(防止)하기 위하여 토양검정(土壤檢定)에 의한 비료물질(肥料物質)의 투입량이 조절(調節)되어야 할것으로 생각되었다.

• 자원환경지질
• /
• 제43권1호
• /
• pp.13-20
• /
• 2010

휴 폐 광산으로부터 유출되는 산성광산배수는 낮은 pH와 다량의 중금속 이온을 포함하고 있어 지하수·하천 오염 및 주변 환경 파괴의 원인이 되고 있다. 본 연구는 자연정화시설에서 기질물질의 흡착 특성 평가에 중점을 두었다. 이를 위해 버섯퇴비에 의해 광미로부터 용출된 중금속이 흡착 처리 되는 과정에서 황산염환원균의 영향을 파악하였고, $Cd^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Pb^{2+}$, $Zn^{2+}$을 포함한 인공 광산배수와 버섯퇴비를 반응시켜 중금속 흡착 처리 효율 평가 및 등온흡착곡선에 관해 고찰하였다. 연구 결과 광미에서 용출된 Mn은 미생물 혹은 흡착에 의한 안정화가 이루어지지 않은 것으로 나타났으며. Zn의 경우 황산염환원균에 의한 제거 기작이 중요한 역할을 하고 있음을 보여주었다. Fe는 미생물을 제거한 경우보다 미생물이 존재할 경우 다량의 Fe가 용출되었으며 이는 철환원박테리아가 $Fe^{3+}$를 소모함에 따라 Fe를 포함한 광물이 용해되어 용출되었기 때문이라고 추측된다. 버섯퇴비 투여 시 산화환원전위 (Oxidation Reduction Potential) 와 pH 측정을 통해 환원 환경 및 중성 환경이 조성됨을 확인 할 수 있었다. 인공 광산배수를 사용한 흡착실험결과 pH 6 조건에서 버섯퇴비의 중금속 흡착 효율이 90% 이상으로 매우 높게 나타났으며, pH 3 조건에서는 보다 낮은 흡착 효율을 보였다.