• 자원리싸이클링
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• 제30권6호
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• pp.43-52
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• 2021

본 연구에서는 Taguchi method을 사용하여 폐 배터리 셀 분말(LiNi_xCo_yMn_zO₂, LiCoO₂)으로부터 선택적 리튬 침출을 위한 최적의 질산염화 공정에 대한 연구를 진행했다. 질산염화 공정은 질산 침출 및 배소를 통해 질산리튬을 제외한 질산 화합물을 산화물로 변환하여 선택적 리튬 침출을 하는 공정이다. 따라서 전처리 온도, 질산 농도, 질산 침적 양, 배소 온도에 대하여 Taguchi method를 적용하여 인자가 미치는 영향에 대한 분석을 실시하였다. L₁₆(4⁴)직교 배열표를 사용하여 실험하였으며, 신호 대 잡음비(S/N) 및 분산 분석(ANOVA)을 분석하였다. 그 결과 배소 온도가 가장 크게 영향을 미쳤으며 질산 농도, 전처리 온도, 질산 사용량 순으로 영향을 미쳤다. 각 인자에 대해 세부적인 실험을 진행한 결과 전처리 700℃에서 10시간, 10 M 질산 2 ml/g 침출, 275℃ 배소 10시간이 적절하였다. 그 결과 80% 이상의 리튬을 침출을 확인하였다. 400℃ 이상 배소 시 급격하게 리튬 침출율이 감소원인 분석을 위해 질산리튬과 질산 화합물을 배소 후 D.I water에서 침출하지 잔류물에 대해 XRD 분석을 진행하였다. 분석 결과 질산리튬과 질산망간과 400℃ 이상의 온도에서 리튬 망간 옥사이드의 형성하며 D.I water에서 침출하지 않음을 확인하였다. 질산염화 공정 시 침출된 용액을 고액분리 후 증발농축하여 XRD 분석한 결과 LiNO₃의 회수를 확인하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제42권1호
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• pp.35-43
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• 2023

본 연구는 저비용 고효율 중금속 흡착제를 개발하기 위해 바이오매스 전소발전소에서 배출된 바이오차를 이용하여 바이오차 비드를 다양한 혼합조건으로 제조하고, 등온흡착과 동적흡착 모델을 활용하여 Pb 처리 효율을 조사하였다. 바이오차 비드의 Pb 흡착 효과를 확인하기 위해 다양한 조건에서 흡착실험을 수행하였다. Freundlich 등온흡착 모델로 흡착특성을 분석해 본 결과 Pb에 대한 바이오차 비드의 흡착패턴은 L형이었다. Langmuir 등온흡착 모델을 통한 바이오차 비드의 최대 흡착량(a)은 2.5% 바이오차 비드(2.5-BB) 처리구에서 28.736 mg/g로 가장 많았다. Pb에 대한 바이오차 비드의 동적흡착 특성을 조사한 결과 반응 8시간에 포화에 도달하였고, 화학적 흡착이 우세하였다. Pb 흡착량은 Pb 용액의 pH가 3일 때 가장 낮았으며, pH 4-5.5에서는 유사한 Pb 흡착량을 보였다. 2.5% 바이오차 비드(2.5-BB) 처리구의 투입량이 26.6 g/L일 때 Pb 제거 효율이 97.9%로 가장 높았다. 이상의 결과를 미루어 볼때, 바이오차 비드는 바이오차의 장점을 살린 저비용 고효율 흡착제로서 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권3호
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• pp.147-153
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• 2011

본 연구에서는 생산 지역이 한정되어 있고, 맛이 뛰어나 소비자들이 선호하고 있는 영덕대게와 러시아산 대게의 효율적 이용과 식품위생학적 안전성 및 먹이사슬을 통한 미량금속의 순환 연구에 기초자료를 제공하기 위하여 영덕대게(수컷, 암컷)와 러시아산 대게의 부위별 니켈, 구리, 아연, 카드뮴, 납, 비소, 크롬의 농도를 ICP-MS로 분석하였다. 인증표준물질(certified reference material, CRM)을 사용한 각 금속에 대한 회수율은 평균 81~99%로 Codex에서 요구하고 있는 수준에 부합하였다. 영덕대게의 부위별 금속 농도는 수컷과 암컷의 껍질에서는 Ni > As > Zn > Cu > Cr > Cd, 다리살은 Zn > As > Cu > Cr > Ni > Cd, 몸통살은 Zn > As > Cu > Cr > Cd > Ni, 아가미는 Cu > Zn > As > Cd > Cr > Ni 순으로 같았으며, 내장에서 수컷은 Cu > As > Zn > Cd > Ni > Cr, 암컷은 Cu > Zn > As > Cd > Cr > Ni 으로 다소 차이가 있었다. 러시아산대게는 카드뮴을 제외한 모든 금속류(니켈, 구리, 아연, 비소, 크롬)의 농도가 영덕대게와 비슷하거나 다소 낮게 나타났지만, 카드뮴 농도는 모든 부위에서 높게 나타났다. 특히, 내장에서는 약 2배, 아가미에서는 약 4배 높게 나타났다. 영덕대게의 크기별 미량금속 농도변화에서 부위별로 가장 농도가 높은 금속류(껍질의 Ni, 다리살과 몸통살의 Zn, 내장과 아가미의 Cu)들은 전반적으로 성장할수록 감소하는 경향이 있는 반면, 내장에 가장 많이 축적되어 있는 카드뮴의 농도는 전반적으로 증가하는 경향이 있으며, 성장과 더불어 내장 내 생물축적현상이 가중될 가능성이 있다.

• 한국식품과학회지
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• 제43권2호
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• pp.230-234
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• 2011

국내에는 과일류 중 중금속의 기준규격은 없으나, Codex에서는 과일류 중 납 함량 규격을 0.1 mg/kg으로 설정하여 관리하고 있다. 이에 따라 우리나라에서 유통 중인 과일류의 중금속 함량 규격을 설정하고자 일일 섭취량이 많은 과일 8종(오렌지, 사과, 바나나, 배, 감귤, 감, 망고, 키위), 927건을 수거하여 납, 카드뮴, 비소 및 수은 함량을 수은분석기 및 ICP-MS를 이용하여 분석하였다. 표준용액첨가법에 의한 회수율은 납 86.0-110.4%, 카드뮴 81.0-104.0%, 비소 82.0-104.7%를 얻었으며, 수은분석기를 이용한 수은의 회수율은 106.5%이었다. 조사결과 국내유통 중인 과일류의 중금속 평균함량은 납 8.3, 카드뮴 0.7 비소 1.4, 수은 $0.3{\mu}g/kg$으로 조사되었다. 중금속의 주간섭취량을 FAO/WHO에서 안전성 평가를 위해 설정한 PTWI와 비교한 결과, 납, 카드뮴, 수은이 각각 0.17, 0.013 및 0.006%로 그 수준이 매우 낮아 우리나라에서 유통되는 이들 과일로부터 섭취하는 중금은 매우 미미하여 안전한 수준으로 판단된다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제35권1호
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• pp.23-30
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• 2020

국내에 유통되는 식품용 기구 및 용기·포장 중 4종류(유리제, 도자기제, 법랑 및 옹기류) 의 재질, 총 198건을 수거하여 식품으로 이행 가능성이 있는 중금속(납, 카드뮴, 비소 및 안티몬)에 대하여 이행량을 ICP-MS 로 조사하였다. 식품유사용매는 4% 초산을 사용하여 25℃를 유지하면서 24시간 방치한 액을 시험용액으로 하였으며, 시험법 검증을 위하여 검량선, 검출한계, 정량한계, 회수율, 정밀성 및 측정불확도를 산출하였다. 이행량 조사 결과 유리제의 경우 납과 카드뮴은 각각 N.D.-752.21 ㎍/L, N.D.-1.99 ㎍/L 이고, 도자기제는 납, 카드뮴 및 비소가 각각 N.D.-1,955.86 ㎍/L, N.D.-74.06 ㎍/L, N.D.-302.40 ㎍/L 이며, 법랑의 납, 카드뮴 및 안티몬은 각각 N.D.-4.48 ㎍/L, N.D.-7.00 ㎍/L, N.D.-52.00 ㎍/L 이였다. 그리고 옹기류의 납, 카드뮴 및 비소는 각각 N.D.-13.68 ㎍/L, N.D.-0.04 ㎍/L, N.D.-6.71 ㎍/L 수준으로 확인 되었다. 이와 같은 결과를 근거로 유리제 등으로부터 식품으로 이행 가능한 중금속의 위해도는 총 섭취량대비 4.83% 이하로 비교적 안전한 것으로 판단된다. 또한, 본 연구결과는 국내에서 유통중인 유리제 등의 식품용 기구 및 용기·포장은 모두 국내의 기준·규격에 적합함을 확인하였다.

• 미생물학회지
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• 제45권4호
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• pp.411-415
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• 2009

비황화광물인 망간단괴에서 일부 미생물은 비효소학적 과정을 통해 간접적으로 망간(II)을 용출시킬 수 있다. 이때 환원적 용해를 일으킬 수 있는 대사산물의 생성을 위해 제공되는 탄소 및 에너지원인 glucose, sucrose, galactose 등은 생물용출 기술의 장점인 경제성을 저하시키는 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 저렴한 탄소 및 에너지원으로 corn starch를 이용하면서 망간(II) 용출능력을 지닌 종속영양 미생물로서 Bacillus sp. MR2에 의한 망간(II)의 용출 특성을 알아보았다. 망간(II)의 용출은 MR2의 생장에 수반되어 일어났으며[25.6 g Mn(II) $kg^{-1}$ nodule $day^{-1}$], 24시간 이후에는 생성된 망간(II)의 일부가 망간단괴 입자에 다시 흡착되는 경향을 보였다. 분쇄물을 dialysis tube (MWCO 12,000)에 넣어 MR2와의 접촉을 막았을 때도 유사한 정도의 결과[24.6 g Mn(II) $kg^{-1}$ nodule $day^{-1}$]를 보여 세포와 망간단괴의 직접적 접촉이 필요 없이 세포외 분비물질에 의해 환원적 용해가 일어남을 알 수 있었다. 실험에 적용된 영향요인들의 범위에서 최적 용출조건을 분석한 결과, $25\sim35^{\circ}C$, pH 5~7, 접종밀도 1.5~2.5% (v/v), 분쇄물의 농도 2~3 g/L 및 입자크기 <75 ${\mu}m$일 때가 가장 효율이 높았다. 비록 입자의 크기가 작을수록 망간(II) 용출속도가 증가했지만 분쇄에 더 많은 에너지가 요구되므로 경제성을 고려한다면 <212 ${\mu}m$가적절한 수준으로 제시될 수 있었다. 이상의 효율적인 망간단괴의 용출 조건 규명은 기존의 물리화학적 금속 회수기술에 비해 적은 비용과 에너지가 요구되는 환경친화적 생물용출 기술의 진보에 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 한국포장학회지
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• 제28권3호
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• pp.175-182
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• 2022

중금속은 첨가제 성분이나 오염으로 인해 식품용 플라스틱 기구 및 용기, 포장 제품에 유입되어 식품을 통해 인체로 노출될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 독성을 가진 7종의 중금속(납, 카드뮴, 니켈, 크롬, 안티몬, 구리, 망간)을 선정하고 국내 유통되는 16재질 137개 제품들에서의 이행량을 파악하여 위해도 평가를 수행하였다. 대상 검체들은 4% 초산을 식품모사용매(70℃, 30분)로 적용하여 이행시험을 수행하였다. 동시분석을 위해 유도결합플라즈마 질량분석법(ICP-MS)을 적용했으며 선형성, 검출 한계(LOD), 정량 한계(LOQ), 회수율, 정밀도를 측정하고 확장불확도를 산출하여 정량결과의 신뢰성을 확보하였다. 모니터링 결과, 전체적으로 불검출 (ND) ~ 8.76 ± 11.87 ㎍/L의 수준으로 검출되었으며, 대부분이 평균 1 ㎍/L 미만의 미량으로 확인되었다. 또한 안티몬이 PET 재질에서 다른 재질들에 비해 통계적으로 유의하게 높게(p < 0.05) 측정되었다. 마지막으로 위해도를 평가한 결과, 국내 유통되는 제품들의 중금속들은 인체안전기준 대비 모두 안전한 수준으로 유지되고 있는 것을 확인하였다.