• 한국습지학회지
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• 제24권2호
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• pp.83-92
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• 2022

전세계적으로 플라스틱에 대한 수요가 늘어감에 따라 플라스틱 폐기물의 양이 증가하고 있다. 수계 내에서의 미세플라스틱의 위해성에 대한 평가 기준에 대해서는 아직 많은 연구가 필요하지만 대체적으로 미세플라스틱을 성질 개선을 위해 첨가하는 화학물이 유독하다는 사실은 여러 문헌을 통해 증명되어있다. 하수처리장(MWTP)은 오수를 처리하는 시설로서 가정에서 발생하는 미세플라스틱이 모이는 미세플라스틱이 모이는 장소이다. 따라서 MWTP 에서의 미세플라스틱 분석이 필요한 상황이지만 이를 진행하기 위해 표준화된 방법이 아직은 없다. 따라서 본 연구에서는 MWTP에서 미세플라스틱 검출을 위한 하수 시료에 적용할 수 있는 최적의 방법론을 조사해보고자 한다. 본 연구에서는 J 하수 처리장에서 수집한 유입수 샘플로부터 미세플라스틱을 분석하는 다양한 전처리 방법 중에서 하수처리장 샘플에 가장 널리 사용되는 펜톤산화와 H₂O₂ 산화법을 선정하였다. 각 전처리 방법별로 측정에 오차를 발생시킬 요소들이 있었으며, 이를 극복하기 위해 펜톤산화 전처리의 경우 밀도분리법 대신 여과를 진행하여 분석을 진행하는 것이 추천되며, H₂O₂ 산화법의 경우 반응 이후 증류수로 세척하는 과정이 필요해 보인다. 분석 결과 미세플라스틱의 농도는 H₂O₂ 산화법을 이용한 샘플의 경우 2.75 ea/L, 펜톤산화법을 이용한 샘플의 경우 3.2 ea/L 로 측정되었으며 대부분 섬유형태로 존재하였다. 또한 정량분석을 현미경을 이용해 육안으로 진행하기 때문에 측정 결과에 대한 신뢰성을 보장하기가 어렵다고 판단해 검정곡선을 만들었다. 총 3개의 검정곡선이 그려졌으며 해당 검정곡선들을 분석한 결과 R² 값이 전부 0.9 이상이였으며 이는 정량분석에 대해 높은 신뢰성을 보장한다. 정성분석으로 MWTP에 유입되는 미세플라스틱의 계열에 대해선 판단할 수 있었지만 각 미세플라스틱의 화학적인 조성에 대해선 확인할 수 없었다. 향후 MWTP에 유입되는 미세플라스틱의 화학적 조성에 대해서 확인하기 위해서 이번 연구를 활용할 수 있을 것이다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권1호
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• pp.1-12
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• 2016

이 연구는 슈크로오스디스테아레이트(Sucro-DS)를 사용하여 친수형 O/W 에멀젼을 만들고, 이 에멀젼의 드로플렛(droplet)은 다중층의 구조를 가지는 액정생성에 관한 것이다. Sucro-DS의 물리화학적 특성을 알아보았고, 이를 이용한 유화성능에 대하여 연구하였다. 액정을 형성하기 위하여 3wt%의 Sucro-DS, 5wt%의 글리세린, 5wt%의 수쿠알란, 5wt%의 카프릭/카프릴릭트리글리세라이드, 3wt%의 세토스테아릴알코올, 1wt%의 글리세릴모노스테아레이트, 78wt%의 정제수의 혼합계에서 안정한 다중층의 라멜라구조가 형성됨을 알 수 있었다. 이를 응용하여 불안정한 활성물질을 봉입한 크림을 만드는 방법에 대하여 기술하였다. 또한, 이 기술을 이용한 크림의 보습효과에 대하여 연구하였다. 인체 임상시험을 통한 피부개선효과에 대하여 연구한 결과를 보고한다. Sucro-DS 를 사용하여 안정한 액정상을 생성하는 pH 범위는 5.2~7.5 에서 안정한 액정구조를 유지하고 있었다. 액정의 안정성이 우수한 농도는 3wt%의 베헤닐알코올을 함유할 경우의 경도는 13kg/mm,min 이었다. 동일 함량의 점도는 25,000mPas/min 이었다. 유화제의 영향에 대하여 실험한 결과, Sucro-DS 의 농도는 5wt%가 적합하였고, 안정한 액정의 입경분포는 4~6mm 이었다. 이를 현미경분석을 통하여 관찰하였고, 3 개월동안 액정변화의 안정성은 $4^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $45^{\circ}C$에서 안정함을 알 수 있었다. 임상시험으로, 바르기 전의 보습력은 $13.4{\pm}7%$ 이었다. 액정이 형성되지 않은 크림의 보습력은 $14.5{\pm}5%$로 바르기 전보다는 약 8.2% 보습력이 상승하였다. 반면, 액정크림의 경우 $19.2{\pm}7%$로, 도포 전보다는 43.3%보습력이 상승하였다. 응용분야로 Sucro-DS 유화제를 사용한 액정크림, 로션, 아이크림 등 다양한 제형개발이 가능하고, 화장품산업은 물론 의약품산업 및 제약산업에서 피부외용제의 유화기술로 폭넓게 응용이 가능할 것으로 기대한다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권12호
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• pp.1347-1352
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• 2005

합성가스내의 $H_2S$을 제거하기 위하여 pure 및 modified $Li_2ZrO_3$를 이용하여 고정층 반응기내에서 $H_2S$ 제거실험을 수행하였다. $Li_2ZrO_3$는 $ZrO_2$와 $Li_2ZrO_3$ 순 분말상을 1:1 몰비로 혼합, 에탄올을 첨가하여 교반한 후 $850{\sim}1000^{\circ}C$에서 14시간 소성시켜 제조하였다. 최적 반응조건은 반응온도 $700^{\circ}C$, $Li_2ZrO_3$ 담지량 20 wt%, 유량 300 mL/min으로 확인되었으며, 이 때 $H_2S$ 제거량은 0.337 $g^{H_2S}/g^{sorbent}$으로 나타났다. 또한 첨가제($K_2CO_3$, $Na_2CO_3$, NaCl, LiCl)를 이용, $H_2S$ 제거실험을 실시한 결과 $H_2S$ 흡착능은 최대 23%까지 향상되었다. 또한 honeycomb에 담지된 $Li_2ZrO_3$ 반응물에 대한 SEM 및 XRD 분석결과,40 wt%까지 $Li_2ZrO_3$가 고르게 담지되고, $1000^{\circ}C$의 고온 열처리에도 그 성상이 크게 변하지 않음을 확인하였다.

• 육가공
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• 통권36호여름호
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• pp.72-86
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• 2009

본 연구에서는 단체급식이나 외식용으로 주로 사용하고 있으나 미생물 오염에 쉽게 노출될 수 있는 패티용 분쇄 우육에 방사선조사기술을 적용하였을 때 나타나는 미생물 감균효과, 품질특성 및 관능품위에 미치는 영향을 살펴보았다. 방사선조사 직후의 냉장육 초기 미생물은 식품 첨가물에 관계없이 $10^{5}CFU/g$ 수준이었으나 3 kGy 선량의 방사선조사에 의하여 $10^{2}-10^{3}CFU/g$ 수준으로 감균되었으며, 7 kGy에서는 미생물이 검출되지 않았다. 반면에 $-20^{\circ}C$에서 90일 저장한 냉동육의 미생물은 $10^{3}-10^{4}CFU/g$ 수준으로 낮아졌고 3 kGy 이상의 조사선량에서 미생물이 검출되지 않았다. 분쇄우육 제조시 가공적성 또는 맛을 개선하기 위하여 사용되는 아질산염, 소금, 인산염 및 아스콜빈산과 같은 식품첨가물은 미생물의 방사선 감수성에 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 분쇄우육의 보수력에 미치는 방사선조사의 영향은 크지 않았으며, 방사선조사와 관계없이 냉장 육에 비하여 냉동육의 보수력이 높았는데 pH 변화와 관계가 있는 것으로 생각되었다. 해동감량에 미치는 방사선조사의 영향은 보수력과 마찬가지로 방사선조사선량에 따라 유의적 차이를 나타내지 않았으나 소금과 인산염이 첨가된 시료구에서는 해동감량이 적게 나타났다. 냉장육의 경우 방사선조사선량이 증가할수록 TBARS 값이 증가하는 경향을 보였으나 첨가물이 함유된 시료구는 대조구보다 낮은 TBARS 값을 보였고, 냉동육은 냉동변성에 의한 육질의 물리적 특성 변화가 TBARS값에 일부 영향을 미치는 것으로 예상되었다. 적색도는 냉장육 대조구의 경우 방사선조사에 의하여 약간 증가하는 경향을 보였으나 식품첨가물이 첨가된 시료구에서는 3kGy에서 가장 높은 적색도를 보인 이후 7 kGy 이상에서 감소하는 경향을 보였다. 그러나 냉동육은 방사선조사 및 식품첨가물의 영향에 따른 뚜렷한 경향을 찾을 수 없었다. 한편, 냄새 및 색깔에 대한 관능특성을 보면 방사선조사에 의하여 불쾌취가 높았으나 이러한 불쾌취는 아스콜빈산 첨가에 의하여 일정부분 상쇄되는 것으로 나타났다. 색깔의 경우 전반적으로 시료구에 관계없이 3 kGy 방사선조사에서 관능적으로 양호하였으며 이는 적색도와 유사한 결과를 보였다. 특히, 아스콜빈산이 함유된 시료구에서 색깔 및 냄새에 대하여 양호한 점수가 나온 결과에서 방사선조사된 고기의 냄새와 색깔에 미치는 아스콜빈산의 영향에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 생각되었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제14권4호
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• pp.414-418
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• 2007

더덕 함량을 10, 15 및 20% (w/v)로 달리하여 50% (v/v) 주정에 담아 밀봉한 후 상온에서 180일간 침출시킨 다음 더덕 침출주의 이화학적 및 관능적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 더덕 함량을 달리하여 상온에서 180일간 침출시킨 결과 총당은 더덕 함량이 많을수록 많은 양의 총당이 용출되는 경향을 보이고 있었으며 맛을 결정하는 환원당도 총당과 유사한 경향을 보이고 있었다. 한편 더덕의 유효성분인 total polyphenol의 경우 더덕 함량이 많을수록 차이는 뚜렷하였으나 원료 더덕 중에 함유된 total polyphenol에 비해 적은 양이 용출되고 있었다. 관능적인 기호도의 측도인 노란색의 경우 더덕 함량이 20% (w/v)인 침출주에서 가장 높은 값을 보이고 있었고 crude saponin은 비교적 완만히 용출되는 경향을 보이고 있었으나 침출 100일경이 지나면서 급격히 용출되는 경향을 보이고 있었다. 더덕 침출주의 주세법 기준 항목인 불휘발성분의 경우 더덕 20% (w/v) 함유 침출주만이 침출 160일이 지나야 법적 기준치인 2.0% (w/v) 이상을 만족하는 것으로 나타나 더덕 침출주를 제조하기 위해서는 더덕 2.0% (w/v) 이상 필요하고 침출시간도 상온에서 160일 이상 요구되는 것으로 나타났다. 관능적인 기호도에서는 더덕 20% (w/v)이상 함유된 침출주에서 맛, 향, 색 및 전체적인 기호도에서 우수한 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 더덕 침출주를 제조하기 위해 더덕 함량을 20% (w/v) 이상 함유하여야 불휘발성분의 법적 기준인 2.0% (w/v)를 만족하는 것으로 나타나 앞으로 품질이 우수한 더덕 침출주를 제조하기 위해 더덕 함량, 침출시간 및 온도 등의 침출방법을 결정하는 연구가 필요한 것으로 나타났다.a}$,24S)-stigmast-5-en-3-ol (${\gamma}-sitosterol$)은 감귤이나 버섯 균사체에서 보고되지 않은 성분들이 검출되었다.M 영상 역시 oxide island 들이 형성에 기인된 어떤 "Strawberry" 구조를 보여주었으나 정확하게 $Al_2O_3$ overlayer가 형성되었는지는 규명할 수 없었다. 결론적으로, 800 K와 1000 K에서 $Ni_3Al(111)$ 합금표면위의 산소 상호작용결과 어떤 aluminum oxide overlayer의 island들이 성장됨을 확인할 수 있었다.q/g$이 검출되었다. 고방사능 폐수지의 평균 $^{14}C/^3H$비는 28로 저방사능 폐수지의 0.70에 비해 높게 나타났으며, $^{14}C$ 및 $^3H$의 농도는 서로 비례하는 경향을 보였다.보완대책이 필요하다는 사실을 이 성적을 통하여 비로소 확인할 수 있었다.가정교과교육학 문항내용의 포괄성을 살펴보면 다음과 같다. 가정과교육과정 문항내용은 제7차 교육과정 문서상에 표면적으로 제시된 내용에 한정되어 있어 구체적인 개선방안으로 교육과정의 철학적 이론적 배경, 다양한 교육과정 원리를 활용하는 문항내용 등과 같이 좀 더 이론적이고 원론적인 내용으로의 확대를 제안하였다. 가정과교수학습법 문항내용은 특정 교수학습모형에 관련된 지식을 묻는 내용으로 주로 출제되었다. 이에 구체적인 개선방안으로 특정 교수학습모형의 이론적 토대가 되고 전체적인 교수설계를 하기 위한 기본 바탕이 될 수 있는 교수학습이론에 관한 내용, 또한 현재가정과교육에 있어서 유용한 교수학습법이라고 입증되고 있는 실천적 추론 가정과 수업에 관한

• 한국축산식품학회지
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• 제28권4호
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• pp.437-444
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• 2008

본 연구에서는 단체급식이나 외식용으로 주로 사용하고 있으나 미생물 오염에 쉽게 노출될 수 있는 패티용 분쇄우육에 방사선조사기술을 적용하였을 때 나타나는 미생물 감균효과, 품질특성 및 관능품위에 미치는 영향을 살펴보았다. 방사선조사 직후의 냉장육 초기 미생물은 식품첨가물에 관계없이 $10^5$ CFU/g수준이었으나 3 kGy 선량의 방사선조사에 의하여 $10^2-10^3$ CFU/g 수준으로 감균되었으며, 7 kGy에서는 미생물이 검출되지 않았다. 반면에 $-20^{\circ}C$에서 90일 저장한 냉동육의 미생물은 $10^3-10^4$ CFU/g 수준으로 낮아졌고 3 kGy이상의 조사선량에서 미생물이 검출되지 않았다. 분쇄우육 제조시 가공적성 또는 맛을 개선하기 위하여 사용되는 아질산염, 소금, 인산염 및 아스콜빈산과 같은 식품첨가물은 미생물의 방사선 감수성에 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 분쇄우육의 보수력에 미치는 방사선조사의 영향은 크지 않았으며, 방사선조사와 관계없이 냉장육에 비하여 냉동육의 보수력이 높았는데 pH 변화와 관계가 있는 것으로 생각되었다. 해동감량에 미치는 방사선조사의 영향은 보수력과 마찬가지로 방사선조사선량에 따라 유의적 차이를 나타내지 않았으나 소금과 인산염이 첨가된 시료구에서는 해동감량이 적게 나타났다. 냉장육의 경우 방사선조사선량이 증가할수록 TBARS값이 증가하는 경향을 보였으나 첨가물이 함유된 시료구는 대조구보다 낮은 TBARS 값을 보였고, 냉동육은 냉동변성에 의한 육질의 물리적 특성 변화가 TBARS 간에 일부 영향을 미치는 것으로 예상되었다. 적색도는 냉장육 대조구의 경우 방사선조사에 의하여 약간 증가하는 경향을 보였으나 식품첨가물이 첨가된 시료구에서는 3 kGy에서 가장 높은 적색도를 보인 이후 7 kGy 이상에서 감소하는 경향을 보였다. 그러나 냉동육은 방사선조사 및 식품첨가물의 영향에 따른 뚜렷한 경향을 찾을 수 없었다. 한편, 냄새 및 색깔에 대한 관능특성을 보면 방사선조사에 의하여 불쾌취가 높았으나 이러한 불쾌취는 아스콜빈산 첨가에 의하여 일정부분 상쇄되는 것으로 나타났다. 색깔의 경우 전반적으로 시료구에 관계없이 3 kGy 방사선조사에서 관능적으로 양호하였으며 이는 적색도와 유사한 결과를 보였다. 특히, 아스콜빈산이 함유된 시료구에서 색깔 및 냄새에 대하여 양호한 점수가 나온 결과에서 방사선조사된 고기의 냄새와 색깔에 미치는 아스콜빈산의 영향에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 생각되었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제16권5호
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• pp.686-698
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• 2009

생전복과 3가지 건조방법, 음건법, 냉풍건조법 및 진공동결건조법으로 건조한 전복의 육과 내장에 대하여 이화학적 성분을 분석 비교하였다. 생전복 육은 수분이 $78.88{\pm}1.01%$, 조단백질 $9.24{\pm}0.27%$ 및 탄수화물 $10.05{\pm}0.81%$ 이었다. 건조 전복 육의 경우 수분은 냉풍건조가 $18.38{\pm}0.91%$로 가장 많았으며, 진공동결건조 한 것이 $1.05{\pm}0.05%$로 가장 적은 함량을 보였다. 생전복 내장은 육과 비교하여 조단백질은 적었지만 다른 성분은 많았다. 생전복은 구성아미노산 총함량이 $17,124.05{\pm}493.18\;mg%$이고, glutamic acid가 $2,233.93{\pm}64.34\;mg%$로 가장 많았으며, 주요 구성아미노산으로는 aspartic acid, glycine, valine leucine, lysine, arginine 및 proline 등 이었다. 음건 전복 육의 총 함량은 $12,969.92{\pm}583.65\;mg%$, 냉풍건조는 $13,328.78{\pm}653.11\;mg%$ 이었다. 전복 내장은 육과 비교하여 총 구성아미노산 함량은 적었다. 생전복 육의 유리아미노산 총 함량은 $4,261.99{\pm}106.55\;mg%$ 이며, arginine, taurine, glutamic acid, proline 및 glycine 등이 주요 유리아미노산 이었다. 이와 비교하여 건조한 전복 육은 음건법 $6,336.50{\pm}285.15\;mg%$, 냉풍건조법 $5,072.04{\pm}248.53\;mg%$ 및 진공동결건조법 $4,638.85{\pm}218.03\;mg%$ 등으로 생전복 육보다 적은 함량이었다. 생전복 내장은 $2,920.74{\pm}73.02\;mg%$ 이고, 건조한 경우는 냉풍건조법이 $9,189.95{\pm}450.31\;mg%$로 가장 많았으며, 다음으로 음건법이 $5,037.18{\pm}272.01\;mg%$ 이었다. 생전복 육의 경우 포화지방산이 $47.00{\pm}0.99%$, 단일불포화지방산이 $22.18{\pm}1.05%$ 및 다가불포화지방산이 $30.82{\pm}1.45%$ 이었고, 내장은 각각 $36.72{\pm}0.74%$, $25.44{\pm}1.12%$ 및 $37.84{\pm}1.67%$ 이었다. 콘드로이친황산 함량은 생전복의 경우 육에서 $11.95{\pm}0.35%$, 내장에서 $7.71{\pm}0.19%$의 함량을 보였다. 음건법의 경우 각각 $16.57{\pm}0.90%$와 $9.24{\pm}0.50%$이고, 냉풍건조법은 $16.17{\pm}0.79%$와 $12.44{\pm}0.61%$이며, 진공동결건조는 $25.17{\pm}1.16%$와 $15.22{\pm}0.70%$로 가장 많은 함량이었다. 콜라겐 함량은 생전복 육이 $69.80{\pm}3.07\;mg/g$이고, 내장이 $40.62{\pm}1.79\;mg/g$ 이었다. 음건법으로 건조한 전복의 육과 내장은 각각 $144.05{\pm}7.78\;mg/g$와 $44.16{\pm}2.39\;mg/g$ 이었으며, 냉풍건조 전복은 $133.29{\pm}6.53\;mg/g$와 $69.20{\pm}3.39\;mg/g$ 이고, 진공동결건조 전복의 경우는 각각 $137.51{\pm}6.33\;mg/g$와 $60.61{\pm}2.79\;mg/g$ 이었다. 휘발성염기질소는 생전복 육이 $10.10{\pm}0.44\;mg%$, 내장이 $19.01{\pm}0.84\;mg%$ 로서 내장이 육보다 높은 값이었다. 이러한 경향은 건조한 전복에서도 일치하였다. 음건법육에서 $136.77{\pm}7.37\;mg%$ 이고, 내장에서 $197.97{\pm}10.69\;mg%$로 나타내었으며, 냉풍건조 육이 $27.32{\pm}1.34\;mg%$, 내장이 $71.37{\pm}3.50\;mg%$이였다. 진공동결건조 육과 내장은 각각 $16.23{\pm}0.75\;mg%$와 $21.53{\pm}0.99\;mg%$로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제56권2호
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• pp.125-138
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• 2023

수계 내 세슘(cesium: Cs)을 제거하기 위하여 개발된 대부분의 기존 Cs 흡착제들은 원재료 값이 고가라는 단점과, 해수와 같이 높은 이온 강도와 낮은 Cs 농도를 가지는 대규모의 오염수를 실질적으로 정화하는데 한계를 가지고 있었다. 본 연구에서는 석탄광산배수를 처리하는 과정에서 생성되는 슬러지(CMDS)에 Na와 S를 첨가하여 친환경적이고 높은 Cs 제거 효율을 가지는 Cs 흡착제를 개발하였다. Fe 및 Ca 함량이 풍부한 CMDS를 1차 소재로 사용하였고, 열처리 과정으로 Na와 S를 첨가하여 새로운 Cs 흡착제를 제조하였다(이하 본 연구에서 개발한 흡착제는 Na-S-CMDS라 명명함). Na-S-CMDS의 Cs 흡착능 및 흡착 기작을 평가하기 위해 실험실 규모의 실험과 흡착 동역학 및 등온 모델링 연구를 수행하였으며, XRF, XRD, SEM/EDS, XPS 등의 분석을 통해 Na-S-CMDS의 물리화학적, 광물학적 특성을 조사함으로써 Cs 흡착 기작을 규명하였다. 흡착 배치 실험 결과, Cs은 빠르게 Na-S-CMDS에 흡착되어 1시간 내 평형에 도달하였으며, 낮은 Cs 농도(0.5 mg/L) 조건에서도 높은 Cs 제거 효율(> 90.0%)을 보였다. 흡착 등온 모델링 결과, 단일 흡착을 가정하는 Langmuir 흡착 등온 모델에 대응되는 경향을 보였으며, 흡착 동역학 모델링 결과 흡착 경향이 유사 2차 속도(pseudo second order kinetic) 모델과 일치하는 경향을 보였고, 이러한 결과는 단순한 물리적 흡착보다 이온 교환과 같은 화학적 흡착이 우세함을 의미한다. 고농도의 Cs 용액으로 반응시킨 Na-S-CMDS의 XRF/XRD 분석 결과, Na-S-CMDS 내 Na 함량은 감소하고 흡착 전 존재하던 erdite (NaFeS₂·2(H₂O))가 관찰되지 않는 것을 통해, Na⁺과 Cs⁺ 사이에서 활발한 이온 교환 반응이 진행되었음을 알 수 있었다. XPS 분석 결과, Na-S-CMDS에서 Cs와 S 사이의 강한 결합 작용이 관찰되었으며, 이러한 Cs와 S(또는 S-복합체)내 결합에너지 감소도 Na-S-CMDS의 Cs 흡착능을 증가시키는 요인으로 판단되었다. 본 연구를 통해 기존에 폐기물로 처리되었던 석탄광산배수슬러지를 개량하여 제조한 Na-S-CMDS는 기존의 Cs 흡착제보다 제조 비용이 저렴하고, 해수 및 지하수와 같이 이온 강도는 높지만 Cs 농도가 낮은 대규모 오염 수계에서도 Cs 흡착능이 높게 유지되어, 현장에서 효과적인 Cs 흡착제로 사용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 자원환경지질
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• 제55권4호
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• pp.377-388
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• 2022

제강슬래그를 이용한 광물탄산화 공정 이후 발생하는 잔사슬래그의 비소(As) 제거 기작 규명을 위해, 전로제강슬래그(blast oxygen furnace slag: BOF)에 직접 및 간접탄산화 공정이 각각 적용된 두 종류의 잔사슬래그를 대상으로 실험실 규모의 실험을 실시하였다. 광물탄산화 공정은 잔사슬래그의 화학적-광물학적 조성변화, 용출수의 pH 저감, 표면 미세공극 형성 등 기존 제강슬래그의 특성을 변화시키는 것으로 밝혀졌다. 다양한 pH 범위의 As 인공오염수(초기농도: 203.6 mg/L)에 잔사슬래그를 반응시킨 배치실험에서, RDBOF (직접탄산화 후 BOF)는 초기 pH가 감소할수록 As 제거효율이 증가하는 경향을 보이며 초기 pH가 1인 환경에서 99.3%의 As 제거효율을 나타냈다. 이는 RDBOF 표면을 피복하던 CaCO₃가 낮은 초기 pH 환경에서 용해되어 RDBOF 표면에서 철산화물의 노출 면적을 증가시킴으로 인해, 철산화물의 As 음이온 표면 흡착을 촉진한 것에서 기인한 것으로 판단되었다. 반면 RIBOF (간접탄산화 후 BOF)는 초기 pH가 높은 환경일수록 As 제거효율이 증가하며 초기 pH 10의 As 오염수에서 70.0%의 가장 높은 As 제거효율을 보였다. RIBOF의 영전하점(pH 4.5)을 고려할 때, 초기 pH 4-10 조건에서 음전하를 띠는 RIBOF의 표면에 As 음이온의 전기적 인력에 의한 표면 흡착은 발생하기 어려울 것으로 예상되었다. 다만 수용액 내 용존하는 Ca²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺와 같은 2가 양이온들에 의해 As 음이온이 RIBOF 내 철산화물에 간접적으로 고정되는 양이온 가교효과(cation bridge effect)가 발생하였고, 초기 pH가 높은 환경일수록 슬래그 표면이 더 강한 음전하를 띠며 양이온 가교효과가 가속화되어, 결과적으로 많은 As가 흡착된 것으로 판단되었다. 하지만 강알칼리 (pH 10-11 이상) 조건에서는 RIBOF 표면에 생성된 칼슘침전물이 철산화물을 피복함으로써 철산화물에 의한 As 음이온 표면 흡착을 저해하는 현상이 발생하였다. 또한 배치실험 이후 회수된 잔사슬래그에 TCLP 시험을 수행한 결과, RDBOF와 RIBOF 모두 2% 미만의 As 탈착률을 보여 안정적인 형태로 As가 고정되어 있음이 확인되었다. 본 연구 결과를 통해, 잔사슬래그가 기존에 As 제거제로 활용되던 제강슬래그의 단점인 수계의 급격한 pH 상승을 억제하는 동시에, 높은 As 제거효율 및 안정성을 나타내는 저비용-친환경의 As 제거제로서의 활용 가능성을 입증하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제48권2호
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• pp.133-141
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• 2016

토란은 풍부한 영양 성분과 다양한 효능을 가지고 있으나 활용도가 높지 않고, 옥살산 등의 독성 성분과 높은 수분 함량을 가지며 갈변 현상이 쉽게 일어나기 때문에 상품화를 위해서는 새로운 가공 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 토란을 증자, 숙성, 건조하는 과정을 통해 차로 음용할 뿐만 아니라 다양한 식품 재료로 활용할 수 있는 새로운 가공 방법을 개발하고자 하였으며, 이를 흑토란이라 명명하였다. 흑토란을 제조하기 위하여 증자($95{\pm}3^{\circ}C-1\;h$) 후 다양한 조건(85, 90, $95^{\circ}C-20$, 40, 60 h)에서 숙성시켰으며, 이를 건조($60^{\circ}C-24h$)하여 분말화하였다. 그 후, 이화학적 특성, 산화방지 활성을 분석하였으며, 반응표면분석을 이용하여 관능적 최적점을 탐색하였다. 토란의 일반성분 분석 결과, 생토란은 87.69%의 수분 함량을 보였고 증자 시 90.70%으로 증가하였다가 흑토란에서 4.87-8.56%로 감소하였다. 흑토란은 생토란과 증자 토란에 비해 탄수화물, 조단백, 조지방, 조회분 함량이 모두 증가하였으며, 조섬유는 생토란에서 0.45%, 흑토란에서 5.23-7.86%의 함량을 나타내었다. 무기질 성분 분석 결과, 모든 시료에서 포타슘 함량이 가장 높았다. 토란의 총당과 함량 결과, 생토란은 112.53 mg/g, 증자 토란은 70.51 mg/g을 나타냈으며, 흑토란은 숙성 시간에 따라 유의적으로 증가하였고 54.94-120.03 mg/g의 함량을 보였다. 환원당은 42.48 mg/g에서 증자 후 12.29 mg/g로 감소하였으며, 흑토란에서 12.73-24.14 mg/g의 함량을 나타내었다. 분말색도는 생토란을 열처리함에 따라 L값이 84.57에서 증자 토란의 71.05, 그리고 흑토란에서 47.91-55.28으로 감소하였으며, a값은 증가하고 b값은 감소하는 경향을 나타내었다. 갈색도는 생토란에서 0.08의 값을 나타냈고, 증자 후 0.02로 감소하였다가 흑토란에서 급격하게 증가하였으며 $90^{\circ}C$에서 40시간 숙성한 토란에서 0.88의 가장 높은 값을 보였다. 옥살산칼슘 함량 측정 결과, 생토란에서 59.07 mg/100 g의 함량을 보였으며, 증자 후 37.20 mg/100 g으로 감소하였고, 숙성 과정을 거치며 시간에 따라 유의적으로 감소하여 $90^{\circ}C$에서 60시간 숙성시킨 토란에서 11.46mg/100 g의 가장 낮은 값을 보였다. 흑토란의 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과, 20.61-28.30 mg GAE/g의 값을 나타냈으며, 숙성 온도에 따라서 폴리페놀 함량이 유의적으로 증가함을 확인하였다. 흑토란의 산화방지 활성을 DPPH, ABTS 자유라디칼 소거능 및 FRAP 활성으로 측정하였다. DPPH와 ABTS 라디칼 소거능 모두 숙성 온도가 높아짐에 따라 증가하는 경향을 보였다. DPPH 라디칼 소거능은 3.67-7.52 mg VCE/g의 값을, ABTS 라디칼 소거능은 9.63-20.32 VCE/g의 값을 나타냈으며, 두 소거능 모두 $95^{\circ}C$에서 60시간 숙성시킨 시료에서 가장 높았다. FRAP 활성 또한 유사한 경향을 보였고, 3.43-6.79 mg VCE/g의 값을 나타내었다. 흑토란의 관능 최적 숙성 조건을 탐색하기 위하여 색, 맛, 향, 전체적인 기호도에 대하여 반응표면분석을 실시하였다. 색($R^2=0.8471$), 맛($R^2=0.8244$), 전반적인 기호도($R^2=0.7480$)에 대하여 유의한 반응 표면을 이끌어낼 수 있었으며, 맛과 전반적인 기호도 항목에서 실험 범위 내의 최적점을 이끌어낼 수 있었다(맛: $88.73^{\circ}C$, 39.50시간, 전반적인 기호도: $88.82^{\circ}C$, 42.60시간). 관능 특성간의 상관 분석 결과, 전반적인 기호도에는 색, 맛, 향 모두 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 맛(r=0.884)의 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 토란의 숙성 조건에 따른 이화학적 특성 및 산화방지 활성의 차이를 확인하였으며, 관능적으로 최적이 되는 토란의 숙성 조건을 확인하였다. 실험 결과를 종합해 보았을 때, 생토란에 비해 흑토란에서 섬유소 함량의 증가, 옥살산칼슘의 유의적인 감소, 그리고 갈변 반응으로 인한 생리활성 성분의 증가 효과를 기대할 수 있다. 높은 산화방지 효과를 위해서는 높은 온도에서 오랜 시간 숙성이 필요하며, $88.73-88.82^{\circ}C$의 온도에서 39.50-42.60시간 동안 숙성시켰을 시 관능적으로 우수한 흑토란을 생산할 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구는 토란의 이용성을 증대시키며 흑토란 분말의 다양한 식품재료로서의 활용 가능성을 탐색하기 위한 기초 자료가 될 것으로 기대된다.