본 연구는 흡착제의 흡착특성을 이해하는데 이용되는 각종 흡착모델의 적용성을 평가하는데 목적이 있다. 이를 위해 상용의 음이온교환수지(PA-308)를 이용하여 $NO_3^-$에 대한 흡착특성을 회분식 실험을 통해 조사하였다. 흡착등온과 흡착속도 실험결과는 일반적으로 널리 이용되고 있는 다양한 흡착등온식과 반응속도식을 통해 모델화하였다. 흡착평형실험은 흡착등온식을 적용하는데 있어 실험조건이 미치는 영향을 확인하기 위해 흡착제의 투여량을 일정한 값으로 고정하고 흡착질의 농도변화에 따른 조건과 흡착질의 농도를 일정한 값으로 고정하고 흡착제의 투여량 변화에 따른 조건으로 나누어 수행하였다. 흡착질의 농도를 변화시키는 조건에서의 흡착평형은 Langmuir와 Freundlich 흡착등온식을 결합한 형태의 Sips 흡착등온식과 Redlich-Perterson 흡착등온식에 의해 수식화가 가능하였다. 한편, 흡착제의 무게를 변화시키는 조건에서의 흡착평형은 단층 흡착, 균일표면을 가정하는 Langmuir 흡착등온식과 잘 일치하는 경향을 보였다. 이상의 결과는 $NO_3^-$에 대한 음이온교환수지의 흡착 메커니즘이 흡착실험 조건에 의해 달라질 수 있음을 시사한다.
미생물에 의한 방향성 화합물의 생성을 목적으로 토양으로부터 꽃향, 또는 과일향의 생성능력이 강한 효모를 분리하여 이화학적 특성을 조사한 결과 Hansenula saturnus var. saturnus로 동정되었다. 방향 생성에 영향을 미치는 배지조성을 검토한 결과 탄소원으로는 포도당이 질소원으로는 질산 나트륨과 페닐알라닌이 가장 좋은 방향을 생산하는 것으로 나타났다. 배양액의 농축물로부터 GC 또는 GC-MS를 이용하여 17개의 화합물을 분리, 동정하였으며 이중 ethyl alcohol, isobutyl alcohol, isoamyl alcohol, phenethyl alcohol과 이들의 acetate 에스터 및 ethyl caprylate가 주된 성분으로 밝혀졌다. 또한 미생물에 의한 생성물로 보고된 바가 없는 것으로 조사된 dibutyl disulfide, 3-methyl pentanoic acid 및 methyl pentanoate가 분리, 동정되었다.
가축 사료첨가용 효소생산을 목적으로 xylanase 및 CMCase를 동시에 분비하는 미생물을 분리한 후 가장 생산성이 높은 균주를 선발하였다. 선발된 미생물을 동정한 결과 Bacillus sp.에 속하는 균주로 Bacillus sp. A-7로 명명하였으며, B. licheniformis로 동정되었다. 효소생산을 위한 최적 액상배양조건은 탄소원으로 glucose 2.0%(w/v), 질소원으로 yeast extract 0.3%(w/v), 미네랄은 CaCl$_2$ 0.1% (w/v)인 것으로 나타났다. 저렴한 효소생산을 위한 배지조성을 얻기 위해 가축사료로 이용되는 저가의 원료사료를 이용하여 효소생산성을 파악한 결과 대두박 1.0%(w/v)와 당밀 0.5%(w/v)가 특히 xylanase 생산성이 높은 것으로 나타났다. 특히, 대두박 1.0%(w/v)를 기본배지로 하여 ammonium nitrate 0.3%(w/v) 및$ CaCl_2$ 0.1% 첨가가 적합한 배지조성으로 나타났다.
본 연구에서는 양도 초등학교에 강우량과 집수면적, LPCD를 고려하여 빗물이용시설을 설치하였다. 빗물이용시설은 학교 내 외의 상수를 대체하고자 하는 목적으로 설계되었다. 용량은 2톤으로 학교 용수의 34.4%를 대체할 수 있었으며 1년의 2/3정도인 237일 동안 빗물을 사용할 수 있었다. 총 세 차례의 수질검사 결과 일반 세균을 제외한 나머지는 먹는 물 수질에 적합하였다. 또한 동시간에 조사한 주변 지하수는 일반세균을 비롯한 질산성질소, 증발잔류물이 기준치를 초과하였다. 빗물의 수질 및 수량을 고려한 결과, 양도초등학교의 경우 빗물을 대체용수로서 사용하기에 적합하였다. 빗물시설에 대한 경제성 분석 결과, 내구연수 10년인 빗물이용시설은 B/C (Benefit-Cost Ratio) 비율이 1.70으로 경제성 편익이 비용보다 큰 걸로 나타났다. 특히 본 연구에서 고려한 사회적인 요인 외에도 금액으로 환산하기 힘든 홍수방지, 가뭄대비, 교육 효과가 있어 사회적 편익이 더욱 증가할 것으로 예상된다.
This study explored the chronic effects of different doses of the triazole fungicide tebuconazole on the growth, and metabolic and enzymatic functions of the filamentous paddy field cyanobacterium, Westiellopsis prolifica Janet. The growth of the cyanobacterium was determined by an estimation of the change in pigment contents. Chlorophyll-a, carotenoids, and accessory pigments such as phycocyanin, allophycocyanin, and phycoerythrin were shown to decline over a 16-day period by a factor of 92%, 93%, 83%, 95%, and 100%, respectively, with increasing doses of the fungicide. Metabolic and enzymatic activities were also adversely affected. Over the 16 days, a gradual rise in total phenol content was recorded when Westiellopsis prolifica Janet was treated with 60 ppm of the fungicide, despite the reduction in carbohydrates, proteins, and amino acids by 96%, 92%, and 90%, respectively. Moreover, the enzymes nitrate reductase (NR), glutamine synthetase (GS), and succinate dehydrogenase (SDH) also registered reductions of 93%, 90%, and 98%, respectively. This study indicates that tebuconazole, although an important fungicide used extensively in rice fields, exhibits an inhibitory effect on the growth and metabolic activities of Westiellopsis prolifica Janet and hence possibly on other varieties as well.
적색색소의 생산을 위하여 태국산 tapioca chips와 곡자, 공기, 식물의 잎으로부터 우수한 균주를 선별하였고 이의 형태적 특성을 조사 동정하였다. 배양조건으로 온도, pH, 탄소원, 질소원, 통기효과, amino산, vitamin, 무기염류 등이 색소생산에 미치는 영향을 조사하여 최적조건을 구하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 선별된 균주는 형태적 특성을 근거로 균사에 격벽과 균사체끝에 피자기를 가지고 자낭포자와 분생포자를 만들며 특수구조인 후피포자가 있는 Monascus sp. 로 동정되었다. 2) 최적 배양조건은 온도 32~33$^{\circ}C$, pH 6.5, 탄소원으로 Tapioca chips 분말 3.5%, 질소원으로 NaNO$_3$ 0.2%, 금속이온은 MnO$_2$ 0.001% 첨가가 가장 좋았고 통기효과는 100/500mι(v/v) 진탕배양 (180rpm)에서 4일 배양이 가장 효과적이었다.
본 연구는 토양미생물을 활성화한 영양염류 제거 공정의 질소, 인 제거 특성을 Denitrifying Phosphorus removing Bacteria(DPB)의 영향에 의한 관점에서 파악하고자 행하였으며, 또한 DPB의 무산소 상태 하에서의 탈질 및 인 섭취 특성에 대해서도 연구가 진행되었다. Batch test 결과, 토양미생물을 이용한 영양염류 제거 공정에서의 질소, 인 제거는 무산소 상태에서 탈질과 동시에 인을 섭취하는 DPB(Denitrifying Phosphorus removing Bacteria)의 영향이 상당한 것으로 나타났으며 무산소 상태에서의 DPB에 의한 인 섭취 속도가 호기상태에서의 약 50%에 달하였고 초기 nitrate 농도가 DPB의 인 섭취 속도에 대한 영향인자임을 알 수 있었다. 그리고 영양염류 제거 공정에서의 DPB의 존재는 전체 공정의 효율을 증대시키는 것으로 판단되었다.
Haematococcus sp.를 대상으로 mixotroph 형태에서 배양을 위한 배지 최적화 연구를 수행하였다. 기본 배지로는 modified MS 배지가 적절했으며, 탄소원으로는 glucose가, 그리고 농도는 10 g/l가 적합하였다. 질소원으로는 KNO3를 선정하였으며, 농도는 1.9 g/l이 최적이었다. 최적의 배지조건에서 Haematococcus sp.를 초기 접종량(0.18 g/l)로 접종하여 14일 후에 5.58 ± 0.25 g/l로 성장하였으며, 이는 건조 세포중량 기준으로 약 31배의 성장한 것이다. 이때 생성된 클로로필은 172.16 ± 7.79 mg/l였으며, 카로티노이드는 42.33 ± 1.91 mg/l이었다. 본 연구의 결과는 추후 미세조류 대량 배양과 대사산물의 생산에 이용가능한 기초자료가 될 수 있을 것이라 판단된다.
PDA-calcium phosphate 평판배지를 이용하여 경상남북도 일대의 토양으로부터 인산가용화능이 우수한 사상균을 분리하고 배양특성을 조사하였다. 최종적으로 분리한 인산가용화능이 우수한 사상균 PS-104 균주를 선발하여 형태적 특성을 조사한 결과 이 균주의 분생자는 비가지형으로 끝이 돌출되어 있으며, 균사가 격막으로 형성되는 등의 특징을 갖는 Aspergillus sp. PS-104 균주로 동정되었다. 이 균주의 인광석 분해능이 최대가 되는 최적 배양온도와 pH는 각각 $30^{\circ}C$와 pH 7.0이었다. 이와 같은 배양조건에서 tricalcium phosphate, aluminium phosphate, hydroxyapatite, 인광석 등의 난용성 인산염에 대한 이 균주의 인산가용화능을 살펴보면 최대 인산가용화능은 tricalcium-phosphate 처리구(1,900 ppm)에서, 최소 인산가용화능은 hydroxyapatite 처리구(320 ppm)에서 확인되었다. 또한 이 균주의 인산가용화능은 질소원으로 첨가한 ammonium 염보다 nitrate 염에서 높게 나타났다.
PURPOSES : This research was a fundamental study on the application of an integral $TiO_2$ solution to asphalt concrete pavement. The integral $TiO_2$ solution was produced in pilot production equipment; application of the integral $TiO_2$ solution to asphalt pavement was conducted to examine the pollution-reducing capability of photocatalytic compounds such as $TiO_2$. The photocatalytic $TiO_2$ reacted with air pollutants, converting them into small amounts of relatively benign molecules. METHODS : In this study, laboratory experiments were conducted using five various testing methods. Tensile strength ratio (TSR) and British pendulum test (BPT) were conducted in order to evaluate the properties of asphalt pavement subsequent to the integral $TiO_2$ solution coating. In addition, methylene blue testing, a measurement of nitrate on the coated pavement, and nitrogen oxide (NOx) reduction testing were conducted in order to evaluate photocatalytic reaction. Lastly, a UV-A lamp was used as a light source for photocatalytic reactions. RESULTS : Test results indicated no change in the properties of asphalt pavement following the integral $TiO_2$ solution coating. In order to evaluate the performance of asphalt pavement as a function of $TiO_2$, the moisture susceptibility and skid resistance were investigated. The moisture susceptibility and skid resistance satisfied there quirements related to pavement quality and safety specification. Furthermore, the effects of reduction of air pollution were significantly improved as determined via the methylene blue test and NOx reduction test. The $TiO_2$-paved asphalt specimen exhibited approximately 43% reduction of NOx. CONCLUSIONS : This study has suggested that applying $TiO_2$ rarely impacts asphalt pavement performance measures such as moisture susceptibility and skid resistance, and that its application may be a better means of reducing air pollution. Further studies, such as proper $TiO_2$ dosage rates and compatibility with various pavement types, are required to broaden and generalize its application.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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