• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.447-455
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• 2022

현재 해양 미세플라스틱에 의한 해양 환경 오염문제가 국제적으로 심각하게 대두되고 있다. 이와 관련하여 본 연구에서는 휴대용 미세플라스틱 수거 장비의 경량화 개발을 위해 대한민국 전국 21개소 해안가에서의 미세플라스틱종류와개수를조사하였고, 미세플라스틱수거장비진공장비의내구성, 내부식성, 경량화를위해 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic), GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer), aluminum과 같은 다양한 소재를 적용하여 설계 및 해석을 수행하였다. 해안가에서의 시료 채취 및 분류결과 함덕해수욕장에서 미세플라스틱이 가장 많이 분포되어 있는 것을 확인하였고, 주로 폴리스타이렌(Polystyrene)의 미세플라스틱이 분포되어 있는 것으로 나타났다. 해안가 현장 조사를 통한 입자정보 분석과 전산유체해석을 통해 모래 및 불순물 등의 입자 유동속도 및 분포를 분석하였고, 이를 진공 본체 내부의 중요 부품인 싸이클론 장치의 구조해석에 적용하였다. 싸이클론 장치의 모래 및 불순물 흡입 시 발생되는 입자 충격을 고려한 구조해석 결과 CFRP, GFRP, aluminum, ABS의 순으로 구조적 안전성이 우수한 것으로 평가되었다. 경량화 측면으로는 싸이클론 장치에 aluminum 소재를 적용했을 때와 비교하여 CFRP는 53%, GFRP는 47%, ABS는 61%의 경량화가 가능한 것으로 나타났다.

• 한국해양생명과학회지
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• 제8권1호
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• pp.87-92
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• 2023

미세플라스틱 입자는 환경 내 어디에나 존재하며 크기, 모양 또는 유형의 표준화된 입자가 아니다. 따라서 독성자료를 바탕으로 해수, 퇴적물 등 해양환경의 다차원을 정확하게 평가하고 관리하는 위험평가 프레임워크를 구축하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 해양환경 미세플라스틱의 특징과 영향을 조사하였고, 해양환경 미세플라스틱의 분포와 생물영향에 따른 위해도 평가 프레임워크(초안)를 제안하고 있다. 환경 미세플라스틱의 특성은 매우 다양하지만 대부분의 독성 데이터는 독특한 형태와 유형에 집중되어 있으며, 실험실 노출 생물과 관리해야 하는 생물 종도 다르다. 실제적으로, 지금까지의 수집된 연구결과는 위해성평가에 활용하기에 독성 데이터 품질에 있어 불확실성이 높기도 하며, 전통적인 위해성평가 프레임워크를 적용하는 데 있어 고려할 부분이 많이 존재한다. 그러나, 현재 미세플라스틱 관리에 대한 국제사회의 움직임이 점차 강화되고 있고, 해양환경의 미세플라스틱 오염도가 높아지고 있는 점을 고려하면, 해양환경의 미세 플라스틱 특성에 기초한 위해성평가 기법 구축에 대한 추가 연구가 제안되어야 할 것이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.210-217
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• 2023

Various performances of ultra-high performance concrete (UHPC) applied with microplastics and expanded polystyrene (EPS) beads were evaluated. CompressIve and flexural strength, performance after ignition, flow-down in fresh state, and effective bond strength were evaluated. Designed weight of the cement panel with these mixtures was calculated based on the flexural strength. As a result of the experiments, it was confirmed that the EPS could reduce the density of UHPC with largest range. By maximum addition of EPS beeds, the density of UHPC decreased to 1300 kg/m³, and the compressive and flexural strengths for this mixtures were in ranges of 20-30 MPa and 15-20 MPa, respectively. On the other hand, lightest cement panel could be designed with UHPC having a density ranges about 2.0 g/cm³.

• 자원리싸이클링
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• 제29권5호
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• pp.15-27
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• 2020

미세플라스틱은 매우 중요하고 심각한 환경 문제로 인식되어, 전세계적으로 관심이 증대하고 있다. 플라스틱은 저렴한 가격, 경량성, 우수한 가공성, 다양한 재질별 특성을 가지고 있어 산업이 발전함에 따라서 생산량과 폐기량 또한 급격하게 증가하고 있다. 특히, 최종적으로 해양 환경으로 유입되어 생태계에 큰 영향을 줄 것으로 예상하고 있어, 이에 대한 처리가 매우 시급한 문제이다. 그러나 작은 입자크기와 함께 존재하는 환경이 다양하기 때문에 일반적인 처리방법의 적용이 어려워 다양한 분야에서 많은 연구가 진행되고 있다. 특히, 기존에 광물을 처리하는 선광공정 중 비중, 자력, 정전선별 등의 방법을 미세플라스틱의 처리에 적용하는 연구가 다수 진행되고 있으나 아직 실험실 단계이기 때문에 효율적인 처리를 위한 선별기술의 개발이 시급한 실정이다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제8권4호
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• pp.281-289
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• 2021

상업에서 사용되는 일회용 컵은 환경으로 유입되어 파편화되어 미세플라스틱 (MP)이 될 수 있다. 또한 MP는 수생 생물에게 섭식 될 수 있으며, 다양한 부작용을 미칠 수 있다. 본 연구는 일회용 컵에서 유래된 MP 조각이 물벼룩에게 미치는 급성 및 만성 독성을 평가했다. MP 조각은 33.18 ±7.76 ㎛ 크기의 PET (Polyethylene terephthalate) MP 조각으로 확인되었으며, 3종류의 첨가제 (1- Propanone. 1-phenyl-3-[2-(phenylmethoxy)phenyl]-, p-Xylene and ethylbenzene)가 함유되어 있는 것을 확인하였다. 48시간 급성 독성은 최고 농도의 PET MP (200 mg L^-1)에 노출된 물벼룩에서 20%의 유영저해 및 사망을 발견하였다. 21일 만성 독성은 5 mg L-1의 PET MP 조각에 노출된 D. magna에서 대조군과 비교하여 줄어든 생존율 (31%)과 번식 (52%)을 보여주었다. 더욱이 PET MP는 태어난 개체의 발달 이상을 (3.5%) 대조군 (0.3%)과 비교하여 유의하게 (p < 0.05) 증가시켰다. 이러한 결과는 MP 조각의 섭취에 의한 장 막힘과 더 긴 체류 시간 때문일 수 있다. 본 연구의 결과는 일회용 컵 (PET 폴리머)이 작은 크기의 MP 조각으로 단편화되면 수생 생물에 심각한 생태학적 위험을 제기할 수 있음을 시사하고 있다. 또한 MP 독성 및 첨가제에 대한 근본적인 독성 메커니즘을 확인하기 위해 추가 연구가 수행되어야 한다.

• 한국환경농학회지
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• 제38권2호
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• pp.83-88
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• 2019

본 연구는 미세플라스틱 주요물질 중의 하나인 PP와 담수상태에서 중금속 사이의 상관관계를 평가하기 위해 등온흡착모델과 다양한 흡착조건하에서 microplastic인 PP에 의한 Cd의 흡착특성을 평가하였다. Microplastic인 PP에 의한 Cd의 흡착경향은 Freundlich 흡착식에 적합하였으며, 주요한 흡착메카니즘은 물리적인 흡착으로 판단된다. 특히, PP에 의한 Cd의 흡착량은 반응시간과 반응온도에 지배적인 영향을 받았으며, 반응시간과 반응온도가 증가할수록 흡착량은 증가하였다. 초기 pH에 따른 흡착결과 PP에 의한 Cd의 흡착은 표면전하와 큰 상관관계가 없었고, FTIR분석을 통한 Cd 흡착 전과 후의 PP작용기에 별 다른 차이가 없어 PP에 의한 Cd의 흡착은 대부분 물리적 흡착으로 판단되었다. 결론적으로 담수상태에서 미세플라스틱인 PP는 Cd과 같은 중금속을 흡착한 후 생물체내로 이동시킬 수 있는 가능성을 확인할 수 있었고, 향후 미세플라스틱에 의한 중금속과 같은 독성물질이동과 전이매개체의 역할과 메커니즘을 규명하기 위한 체계적인 후속연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

• 멤브레인
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• 제32권5호
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• pp.314-324
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• 2022

본 연구에서는 분리막을 이용하여 천일염내 미세플라스틱을 비롯한 불순물을 제거하는 분리막 공정 설계를 위한 연구이다. 천일염 염전에 적합한 분리막 재질, 공경 사이즈, 모듈을 선정하여 다양한 조건에서 실험을 진행하였다. 선정된 200 kDa, 4 kDa 한외여과막 그리고 3 kDa 나노여과막을 선정하였고, 실험은 실험실과 실제 염전에 파일롯 플랜트를 건설하여 각각 실험하였다. 천일염내 불순물은 대부분 0.1 ㎛ 이상의 크기를 가졌고 크기 분포는 0.1 ㎛에서 1 ㎛ 사이 입자가 가장 많은 부분을 차지하였다. 그리고 성분 분석결과 불순물 내에 7종류 이상의 다양한 미세플라스틱이 검출되었다. 분리막 공정 이후 여과된 염전수 분석한 결과 미세플라스틱을 포함한 불순물이 검출되지 않았고 기존의 천일염과 분리막 여과수로 제작한 천일염의 성분 비교해본 결과 천일염 성분의 변화 없이 불순물만 효과적으로 제거됨을 확인하였다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제44권1호
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• pp.45-53
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• 2020

Background: The black soldier fly (Hermetia illucens) is gaining attention as an efficient decomposer of food waste. However, recalcitrant compounds such as plastics mixed into food waste may have negative effects on its growth and survival. Moreover, its efficiency of food waste degradation may also be affected by plastics. In addition, salt (NaCl) can also be present in high concentrations, which also reduces the efficiency of H. illucens-mediated food waste treatment. In this study, we assessed the growth of black soldier fly larvae (BSFL) reared on food waste containing polyethylene (PE) and polystyrene (PS) and NaCl. The weight of BSFL was measured every 2-4 days. Survival and substrate reduction rates and pupation ratio were determined at the end of the experiment. Results: The total larval weight of Hermetia illucens reared on food waste containing PS was greater than that of the control on days 20 and 24. However, the survival rate was lower in the group treated with 5% PS, as was substrate reduction in all PS-treated groups. The weight of BSFL reared on food waste containing PE was lower than that of the control on day 6. PE in food waste did not affect the survival rate, but the pupation ratio increased and substrate consumption decreased with increasing PE concentrations. Regardless of the plastic type, the addition of NaCl resulted in decreased larval weight and pupation ratio. Conclusions: Larval growth of black soldier fly was inhibited not by plastics but by substrate salinity. Additional safety assessments of larvae reared on food waste containing impurities are needed to enable wider application of BSFL in vermicomposting.

• 한국물환경학회지
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• 제37권1호
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• pp.10-19
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• 2021

In the flotation process to remove microplastic (MP) particles, the attachment and separation efficiency is determined by the basic physicochemical characteristics of MP particles as well as bubbles. To evaluate the flotation characteristics of MP particles, we carried out a series of simulations using the population balance (PB) model. The initial attachment coefficient (αo) of MP particles was in the range of 0.2-0.275, and it was slightly lower than that of typical particles, such as clay, debris and algae particles, which exist in water bodies, αo, 0.3-0.4. The relative bubble number (RBN) attached to the surface of the typical number of bubbles was 0.30 and 0.32 for MP 30 ㎛ and MP 58 ㎛, respectively. In comparison, the RBN of larger MP particles (138 ㎛) was as high as 0.53. Furthermore, smaller microbubbles were required to separate properly or additional treatment needed to be applied to enhance collision and attachment efficiency since the flotation of MP particles was found to be difficult to treat as high-rate. As a result of comparing the removal rate (experimental value) of MP particles obtained from the batch-type flotation apparatus and the flotation removal rate (predicted value) of MP obtained through the PB model, the final particles by the particle size of MP overall except for the initial separation time area. With respect to the removal efficiency, the observed and predicted values were similar, and it was confirmed that the floating separation characteristics and evaluation of the MP particles through the PB model could be possible.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제48권1호
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• pp.74-84
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• 2024

Background: Despite many environmental problems, plastic waste emissions have been a significant surge during last few decades in the Republic of Korea. Furthermore, the emergence of the coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic has lead to an increased use and disposal of plastic waste worldwide. This paper tried to present summarized data related to the production and disposal of plastics especially before and after the COVID-19 pandemic with environmental impacts of plastics. Also, review of plastic waste reduction policies and feasible policies to promote an act for a safe, sustainable environment are presented. Results: Plastics cause many environmental problems due to their non-degrading properties and have a huge direct and indirect impact on Ecosystems and Public Health. Microplastics need a lot of attention because their environmental effects are not yet fully identified. Despite plastic's significant impact on climate change, the impact is not yet widely known to the public. Since the COVID-19 pandemic, the use of plastic has surged and recycling has decreased due to the increase in delivery food and online shopping. Korea is introducing very active plastic and waste management policies, but it is necessary to implement more active policies by referring to the cases of other countries. Conclusions: In this article, we have scrutinized the evolution of plastic waste generation in the aftermath of the COVID-19 pandemic and delved into policy frameworks adopted by other nations, which South Korea can draw valuable lessons from. The formidable challenges posed by plastic waste, the remarkable shifts witnessed during the COVID-19 era, and the multifaceted response strategies elucidated in this paper all play a pivotal role in steering South Korea toward a sustainable future.