• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2029-2035
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• 2014

본 논문은 입상활성탄에 의해서 합성폐수에서의 용존유기탄소의 흡착평형과 회분식 실험을 통해 흡착성질을 파악하고자 하였다. 흡착평형의 새로운 모델식을 제안하였고 이 식을 바탕으로 회분식 실험데이터를 모사하였다. 합성폐수의 유기성분은 Beef extract, Peptone, Humic acid, Tannic acid, Sodium lignin sulfonate, Sodium lauryle sulfate, Arabic gum powder, Arabic acid (polysaccharide), $(NH_4)_2SO_4$, $K_2HPO_4$, $NH_4HCO_3$, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$ 등으로 구성되었다. 농도가 낮은 영역 (0~2.5 mg/L)에서는 선형적인 흡착평형을 보여주었고, 농도가 높은 영역 (2.5~6mgl/L)에서는 우호적인 흡착평형을 보여주었다. 사용되어진 생물학적 처리방법에서 나오는 유출수의 합성폐수는 알려진 양으로 준비되어졌다. 흡착평형 모델링은 Freundlich, Langmuir, Sips 및 하이브리드 식을 이용하여 모사하였다. 특히, 선형과 Sips를 이용한 하이브리드 흡착평형식은 낮은 농도와 높은 농도 역에서 매우 좋은 흡착평형식이었다. 용수 및 폐수처리에 활성탄 흡착에 있어서, 선형식과 Sips식을 합친 새로운 하이브리드 식은 새로운 흡착평형식이 될 수 있었다. 하이브리드 흡착평형식 (선형+Sips)을 이용하여 LDFA 운동학적식을 통하여 다양한 흡착제 양에 따른 회분식 반응조에서의 실험데이터를 잘 모사할 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 International Symposium
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• pp.111-124
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• 2003

기존의 오염물질을 제거하는 많은 화학적-물리적 정화 방법은 고비용과 오랜 시간을 요구하는 처리 과정 등의 단점을 갖고 있는 경우가 많았다. 따라서 흙과 수(水)환경내로 유입된 오염물질을 빠른 시간 내에 제거 할 수 있는 대안이 요구 되었다. 흙에 유출된 화합 물질 중 상당양은 흙에 의해 격리, 구속되고 이로 인해 일단 구속된 오염물질은 물과 유기 용매에 의해서도 잘 추출되지 않는 것으로 보고 되고 있다. 이러한 흙에 의한 오염물질의 비유동성(immobilization) 과정은 오염물질의 제거 기술의 대안으로 평가 될 수 있다. 기존 연구자들의 연구 결과, 화학적 혹은 물리적 반응 작용을 통해 오염물질을 흙을 구성하는 물질에 구속할 수 있음이 증명되었다. 이러한 과정 중 환경적 측면에서 볼 때, 화학적 반응이 더 우수하다 할 수 있다. 이는 강한 공유결합(covalent bonds)으로 연결될 경우 미생물의 활동이나 화학 처리로도 이를 분리하기 어렵기 때문이다. 리그닌(lignin) 분해에서 발생하는 휴믹(humic) 물질 등이 안정 된 화학적 연결을 통해 흙 매질 내에 오염물질과 결합하는 대표적 물질이다. 인위적으로 제조된 많은 화학물질은 자연적에서 발생하는 휴민산 발생원(humic acid precursors)과 닮았다. 따라서 화학물은 부식 과정(humifications process)동안 부식토(humus) 내로 병합(incorporate)되어 진다. 일단 이렇게 구성된 결합체는 생물체와 오염물질과의 반응을 방지하여 오염물질로 인한 생물체로의 독성을 감소시키는 역할을 하게 된다. 본 논문에서는 이러한 흙의 유기물(organic matter)와 오염물질과의 결합체에 대한 평가로서 다음의 항목에 대한 고찰이 이루어져야 함을 강조하였다. (a)결합체에서 생물체(biota)와의 반응에 의해 오염물질은 감소되는가\ulcorner (b) 모(parent) 화합물과 비교하여 복합체 생성물(complexed products)이 얼마나 덜 유독한가\ulcorner 그리고 (c)지하수 오염이 오염물질의 유동성 구속에 의해 얼마나 감소되는지\ulcorner

• 한국초지조사료학회지
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• 제27권2호
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• pp.101-108
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• 2007

본 연구는 초종과 파종비율을 달리한 혼파초지를 비교 검토하여 건물수량과 품질을 높일 수 있는 혼파방법을 찾고자 관행 혼파초지{conventional mixtures(CM), orchardgrass (Potomad) 50% + tall fescue (Fawn)20% + Kentucky bluegrass(Kenblue) 20% + white clover(Regal) 10%}, 레드 클로버 + 혼파초지{Red clover mixtures(RM), orchardgrass (Potomac) 40 + tall fescue 20%(Fawn) + Kentucky bluegrass (Kenblue) 10% + red clover(Kenland) 30%} 및 잔디형 초종 + 혼파초지{Turf type grass mixtures(TM), orchardgrass Potomac) 50% + turf type grass(tall fescue, Millenium 20% + Kentucky bluegrass, Midnight 10% + perennial ryegrass, Palmer III 10%) + white clover, Regal 10%)의 3처리를 두어 시험하였다. 시험은 난괴법 4반복으로 충남대학교 농과대학 초지시험포장에서 2003년 9월부터 2005년 12월까지 수행하였으며, 시험결과는 다음과 같다. 2년 평균 건물수량은 레드 클로버 + 혼파초지가 11,656kg/ha으로 관행 혼파초지(11,245kg/ha)나 잔디형 초종 + 혼파초지(9,897kg/ha)에 비하여 높은 결과를 가져왔다(p<0.05). CP 함량은 연도와 혼파초지의 유형에 관계없이 레드 클로버 + 혼파 초지가 관행 혼파초지나 잔디형 초종 + 혼파초지에 비하여 높은 결과를 보였다(p<0.05). NDF, ADF, cellulose 및 lignin과 같은 섬유소물질의 함량은 조사연도와 혼파초지의 유형에 따라 대체적으로 레드 클로버 + 혼파초지에 비하여 낮은 결과를 보였다(p<0.05). 2년 평균 CPDM 수량은 레드 클로버 + 혼파초지가 2,832kg으로 관행 혼파초지(2,372kg)나 잔디형 초종 + 혼파초지(2,266kg)에 비하여 높은 결과를 나타내었다(p<0.05). 2년 평균 DDM 수량은 레드 클로버 + 혼파초지가 8,881kg으로 관행 혼파초지(8,255kg)나 잔디형 초종 + 혼파초지(7,314kg)에 비하여 높은 결과를 얻었다(p<0.05). 2005년 5회 예취시의 식생비율은 관행 혼파초지는 orchardgrass는 45%, tall fescue 22%, Kentucky bluegrass 5% 및 white clover 24%이었으며, 레드 클로버 + 혼파초지는 orchardgrass 40%, tall fescue 22%, Kentucky bluegrass 4% 및 red clover 31%이었고, 잔디형 초종 + 혼파 초지는 orchardgrass 37%, 잔디형 초종 37%(tall fescue 23%, Kentucky bluegrass 6%, perennial ryegrass 8%) 및 white clover 23%를 유지하였다. 이상의 결과를 종합할 때, 초종과 파종비율에 따른 혼파초지의 건물수량과 사료가치의 차이를 확인할 수 있었으며, 레드 클로버 + 혼파 초지가 건물수량과 사료가치를 높이는데 효과적이었다.

• 한국환경농학회지
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• 제13권3호
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• pp.321-337
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• 1994

주택용 소형 퇴비화용기에 의한 부엌쓰레기의 퇴비화 가능성을 검토하기 위하여 두가지 용기(Type 1과 Type 2)를 제작하여 실험실 실험을 통하여 조사하였다. 두 용기의 구조는 같으나 차이점은 Type 1은 보온을 하였고 Type 2는 보온을 하지 않았다. 겨울철 실험을 통하여 Type 2는 우리나라의 기후 여건에 사용이 불가능한 것으로 판단되어 봄철 및 여름철 실험에서 제외하였다. 따라서 Type 1에 대한 계절 실험결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 퇴비화기간 중 상승한 최고온도는 봄철 $58^{\circ}C$, 여름철 $57^{\circ}C$, 겨울철 $41^{\circ}C$였다. 따라서 우리나라의 기후조건에서는 반드시 보온이 필요하다는 것이 확인되었다. 2) 퇴비화원료물질의 무게는 8주 후 평균 62.5% 그리고 부피는 평균 74% 감소하였다. 3) 퇴비충의 밀도는 봄철 0.7kg/l, 여름철 0.8kg/l, 겨울철 1.1kg/l였다. 4) 수분함량은 전 퇴비화기간동안 큰 변동이 없었으며 8주 후 봄철 75.6%, 여름철 76.6%, 겨울철 76.6%였다. 5) pH는 계절에 따라 큰 차이를 보였으며 여름철에 가장 높았고, 겨울철에 가장 낮았다. 8주 후 봄철 6.13, 여름철 8.62, 겨울철 4.75였다. 6) 퇴비화시간의 경과에 따른 회분 및 유기물 함량은 유기물 분해속도가 빠를수록 증감현상이 뚜렷하였고 cellulose 및 lignin은 증가, hemicellulose 함량은 감소하였다. 7) 질소함량은 3.1-5.6%로 높았으며, 특히 여름철에 가장 높았다. 암모늄태 질소는 전반기에 증가했다가 감소하는 경향이었으며 겨울철 2주째 3,243mg/kg, 봄철 3주째 6,052mg/kg, 여름철 6주째 30,828mg/kg으로 가장 높았다. C/N율은 퇴비화시간이 경과함에 따라 감소하였으나 차이는 크지 않았다. 그러나 질산화는 봄 및 여름철에만 일어나고 겨울철에는 거의 일어나지 않았다. 8) 휘발성 및 고급유기산함량은 초기에 증가했다가 계절적으로 시기적 차이는 있으나 감소하였다. 총 유기산의 최고농도는 겨울철 2주째 10.1%, 봄철 2주째 5.8%, 여름철 4주째 15.7%였다. 9) 퇴비의 부숙도와 무관하게 각 무기성분함량은 $P_2O_5$ 0.9-4.4%, $K_2O$ 1.6-2.9%, CaO 2.4-4.6%, MgO 0.30-0.80%였다. 10) CN 및 각종 중금속함량도 퇴비화시간에 따라 큰 변화가 없었으며 각 함량범위는 계절 구분없이 CN 0.11-28.89mg/kg, Zn 24-l30mg/kg, Cu 5-219mg/kg, Cd 0.8-14.3mg/kg, Pb 7-42mg/kg, Cr ND-30mg/kg, Hg $ND-132.16\;{\mu}g/kg$이었다.

• 한국환경농학회지
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• 제29권2호
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• pp.152-158
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• 2010

본 연구는 맥주제조공장에서 발생하는 주정오니의 영양염류 용출특성 및 폐수중 존재하는 카드뮴(Cd)이온에 대한 흡착특성을 알아보고 이를 통하여 생물흡착제의 적용가능성을 알아보기 위하여 수행하였다. 흡착실험에 사용된 흡착제는 회화를 하지 않은 원시료(M-Raw)와 $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$로 회화된 시료를 준비하여 증류수를 이용하여 용출실험을 하였으며 그 결과 원시료(M-Raw)의 경우 수중에 용출된 인 질소의 양은 $400^{\circ}C$로 회화시킨 시료(M-400)에 비해 각각 7배, 11배 이상의 용출량을 나타내었으며 이는 회화로 인하여 시료를 구성하고 있는 관능기가 대기중으로 방출되어 수중에 용출되는 양이 감소한 결과로 생각된다. TGA를 이용한 회화 실험결과 $260^{\circ}C\sim380^{\circ}C$범위에서는 급격한 무게감량이 일어 났으며, $380^{\circ}C$ 이후에는 완만한 무게감량이 일어나는 것을 볼 수 있는데 이는 생물흡착제를 구성하고 있는 성분들(cellulose, hemicellulose, lignin)의 서로 다른 분해온도로 인한 결과 로 생각된다. 또한, 회화 전 후의 표면변화를 관찰한 결과 회화를 거치지 않은 시료는 표면이 거칠고 불순물이 존재하는 반면, 회화를 끝낸 시료의 경우 표면의 불순물이 제거되고, 동시에 표면의 갈라짐을 관찰할 수 있었다. 회화 전 후의 생물흡착제 표면변화 및 특성을 알아보기 위하여 미세영상장비와 FT-IR을 사용한 결과, 회화온도가 올라갈수록 흡착제표면의 갈라짐이 관찰되었으며 관능기의 개수는 점차로 줄어드는 결과를 나타내었다. 회화 전 후 시료의 FT-IR 분석결과 회화전 시료의 경우 3300 $cm^{-1}$ 부근에서 hydroxyl group 이 나타났으며 1080~1730 $cm^{-1}$ 범위에서는 여려종류의 관능기를 관찰할 수 있었다. 회화 전 1600~1080 $cm^{-1}$ 부근에서 관찰된 primary amine, secondary amine, aliphatic nitro compounds, aromatic phosphate 등의 작용기는 회화 온도가 증가할수록 spectrum이 점차로 줄어드는 결과를 나타내었다. 중금속 흡착 실험결과 본 실험에서 사용된 생물흡착제의 카드뮴이온 제거율은 농도위 20 mg/L 이하에서 60~91%로 나타났으며, 흡착 평형을 이루는 시간은 3시간이 소요되었다. 실험결과를 Freundlich 및 Langmuir 모델에 적용시킨 결과 Langmuir 모델에 더 잘 부합되는 결과를 나타내었으며, 최대흡착량($Q_{max}$)은 회화를 시키지 않은 시료(M-Raw)의 경우 28.17 mg/g으로 매우 높은 수준을 나타내었다.

• 임산에너지
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• 24권2호
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• pp.1-9
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• 2005

친환경적으로 돈분뇨를 처리하기 위하여 목질칩을 이용한 정화조에서 장기 처리한 목질칩과 돈분뇨 성분의 변화 양상을 관찰하였다. 자체 제작한 정화조에 히터를 가동하면서 3일 후 발효 적정온도인 $55{\sim}60^{\circ}C$에 도달하였고, $180{\iota}$/일 돈분뇨 분해능을 보기는 정화조에서 사용하는 목질칩의 성분은 돈분뇨의 처리시기가 경과함에 따라 회분의 양이 증가하여 돈분뇨 자체에 포함되어 있는 여러 무기물 함량이 더해진 것으로 보였다. 알칼리와 유기용매추출물 및 Klason 리그닌함량은 거의 변화가 없었고, 무처리칩에 비해 흘로셀룰로오스의 양은 약 10% 감소하여 발효 중 목질칩이 부탄소원으로 이용되었을 가능성이 있다고 판단되었다. 장기 처리된 돈분뇨의 성분 중 무기물 함량($Ca^{2+},\;Mg^{2+},\;K^+,\;Na^+$ 등)은 무처리칩에 비해 처리기간에 파라 증가하는 경향을 보였고, 중금속(Cd, As, Cu 등)은 거의 검출되지 않았다. 돈분뇨 원액에 비해 전질소 함량은 감소하나 무처리칩보다는 높은 수치를 보여 나중에 돈분뇨를 발효, 분해한 목질칩을 산지의 퇴비화에 사용해도 환경적 문제가 없을 것이라고 판단되었다. 장기 처리에 따른 미생물 변이는 반응기 내의 온도가 급격히 상승하면서 생균수가 증가하였다.

• 생명과학회지
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• 제30권5호
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• pp.452-459
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• 2020

본 연구에서는 참기름 제조과정의 부산물인 참깨탈지박을 고초균으로 발효하여 이를 총 리그난 함량 및 항산화활성을 평가한 후 최종 균주를 선발하였고, 참깨탈지박 발효 추출물의 기능성을 확보하고자 하였다. 국내의 전통발효식품으로부터 분리 균주 중 β-glucosidase 활성을 보유한 고초균 15종을 이용하여 참깨탈지박에 37℃에서 24시간 발효하였다. 참깨탈지박 발효 전과 발효 후의 β-glucosidase 정량, 총 리그난 함량, 총폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량 그리고 DPPH 라디칼 소거능을 분석하였다. β-glucosidase 활성 측정 결과, SRCM103716 발효 추출물에서 16.88 unit/l의 높은 활성을 보였다. 총 리그난 함량은 BCH3678, BCH3572 발효 추출물에서 각각 약 1613.8 mg/l, 1599.5 mg/l으로 가장 높았다. BCH3623, BCH3558, SRCM103716 발효 추출물에서 각각 1534.9 mg/l, 1528.2 mg/l, 1521.8 mg/l로 두번째로 높게 나타났다. 총 폴리페놀 함량은 SRCM103716 발효 추출물이 2803.3 mg/l로 가장 높게 나타났고, 총 플라보노이드 함량은 SRCM103716, BCH3678의 2종이 각각 1553.1 mg/l, 1488.7 mg/l로 가장 높게 증가되었다. DPPH 라디칼 소거능을 확인 한 결과, SRCM103716 발효 추출물에서 약 66.5%로 가장 높게 증가하였다. 이에 최종적으로 B. subtilis SRCM103716를 참깨탈지박 발효균주로 선발하였다. 이들 결과를 바탕으로 리그난 및 각종 항산화 성분 등의 기능성 성분을 함유하는 발효 참깨탈지박을 확보하여 추후 장류 소재로 이용하고자 하였다.

• 생명과학회지
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• 제25권6호
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• pp.673-679
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• 2015

본 연구에서는 재비늘버섯(Pholiota highlandensis)의 리그닌 분해 활성을 확인하고, laccase 생산을 위한 최적 배양 조건을 조사하였다. 재비늘버섯 균사체로부터 laccase를 생산하기 위한 배지조건을 조사한 결과, 다양한 합성 배지 중에서 Coriolus versicolor 배지(2% dextrose, 0.4% peptone, 0.6% yeast extract, 0.046% KH₂PO₄, 0.1% K₂HPO₄, 0.05% MgSO₄·7H₂O)가 가장 높은 laccase 활성을 나타내었다. Laccase생산에 대한 배양 조건을 최적화하기 위하여 Coriolus versicolor 배지의 조성 중에서 탄소원, 질소원, 인산원, 무기염에 대한 영향을 조사하였다. 탄소원, 질소원, 인산원, 무기염은 각각 2% fructose, 0.4% peptone 및 0.6% yeast extract, 0.05% NaH₂PO₄, 0.05% MgSO₄·7H₂O의 경우에 가장 높은 효소활성을 나타내었다. 본 균주는 몇 가지 방향족 화합물에 의해 laccase 생산이 유도되었고, guaiacol을 첨가할 경우 25℃에서 11일 동안 배양하였을 때 효소의 활성이 최대치(114.1 U/ml)에 도달하였다. 또한 본 균주의 laccase 생산을 위한 최적 pH와 온도는 각각 8.0과 35℃를 나타내었다. 최적 조건에서 배양된 균사체 배양 상등액을 Native-PAGE로 전기영동한 후 ABTS를 기질로 사용하여 활성염색을 수행한 결과, 약 90 kDa 부근에서 laccase 활성을 가지는 1개의 밴드를 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제18권2호
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• pp.16-29
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• 2009

본고는 펄프 제지산업 폐수에 함유된 오염물질들의 특성과 생물학적 처리기술들에 대해 설명한다. 펄프 제지산업 폐수는 고농도의 생화학적 산소요구량 (BOD)과 화학적 산소요구량 (COD)을 포함하고 높은 독성을 보이며 강한 흑갈색을 띠는 것이 특징이다. 특히, 펄프의 표백공정에서 리그닌의 염소화에 의해 다이옥신, 퓨란과 같은 독성의 유기염소화합물이 형성된다는 것이 알려져있다. 이에 따라 최근 펄프 제지산업은 기존의 표백처리를 무염소공정(TCF)으로 대체하고 있다. 펄프 제지산업 폐수처리에 사용되는 모든 생물학적 기술들은 폐수와 박테리아의 접촉 메커니즘에 기반을 두고 있는데, 이것은 박테리아가 폐수 내 유기물질을 먹이로 이용하여 세포로 전환함으로써 폐수 내 BOD농도를 감소시키는 것이다. 펄프 제지산업 폐수의 생물학적 처리에서 호기성 처리와 혐기성 처리 모두 효과적인 것으로 밝혀졌다. 뿐만 아니라, 최근 곰팡이류를 이용한 생물학적 처리, 생물-응집-여과기법을 혼용한 처리 등도 폐수처리분야에 새롭게 적용되었다. 이러한 기술들로 처리된 폐수를 펄프 제지공정에 재활용함으로써 제조공정의 물소비량을 상당히 감소시킬 수 있다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제17권4호
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• pp.125-132
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• 2021

Fresh PM_2.5 smokes emitted from combustion of four biomass materials (pellet, palm fruit fiber (PFF), PKS, and sawdust) in a laboratory-controlled environment were characterized using an attenuated total reflectance-fourier transform infrared (ATR-FTIR) technique. In smoke samples emitted from combustion of pellets, PFF and PKS, which is being used as boiler fuels for greenhouses in rural areas, the organic carbon/elemental carbon (OC/EC) ratios in PM_2.5 were very high (14.0-35.5), whereas in sawdust smoke samples they were significantly low (<4.0) due to the combustion method close to flaming combustion. ATR-FTIR analysis showed that OH(3400-3250 cm^-1), CH₃(2958-2840 cm^-1), CH₂(2910 cm^-1 and 2850 cm^-1), ketone(1726-1697 cm^-1), C=C(1607-1606 cm^-1 and 1515-1514 cm^-1), lignin (1463-1462 cm^-1 and 1430-1428 cm^-1) and -NO₂(1360-1370 cm^-1) peaks were identified in all biomass burning (BB) smoke samples. However, additional peaks appeared depending on the type of biomass. Among the four types of biomass materials, an additional peak of the methylene group CH₃(2872-2870 cm^-1) appeared only in PFF and PKS smoke samples, and a peak of C=O(1685 cm^-1) was also confirmed. And in the case of PKS smoke samples, a peak of aromatic C=C(1593 cm^-1 and 1476 cm^-1) that did not appear in other BB samples was also observed. This indicates that the molecular structure of organic compounds emitted during BB differs depending on the type of biomass materials. The results of this study are expected to provide valuable information to more specifically reveal the effect of BB on PM_2.5 collected in the atmospheric environment.