• 한국토양비료학회지
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• 제47권1호
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• pp.41-47
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• 2014

Agricultural soils surrounding mine areas in South Korea are often contaminated with multiple metals such as Cd, Pb and Zn. It poses potential risks to plants, soil organisms, groundwater, and eventually human health. The aim of this study was to examine the changes in phytoavailability of Cd, Cu, Pb and Zn after application with calcined eggshell (CES; 0, 1, 3, and 5% W/W) in an agricultural soil contaminated by mine tailings. The contents of Cd, Cu, Pb and Zn in soils were 8.79, 65.4, 1602, and $692mgkg^{-1}$ (aqua regia dissolution), respectively. The experiments were conducted with lettuce (Lactuca sativa L. var. longifolia) grown under greenhouse conditions during a 30-d period. $NH_4NO_3$ solution was used to examine the mobile fraction of these metals in soil. The application of CES dramatically increased soil pH and inorganic carbon content in soil due to CaO and $CaCO_3$ of CES. The increased soil pH decreased the mobile fraction of Cd, Pb, Zn: from 3.49 to < $0.01mgkg^{-1}$ for Cd, from 79.4 to $1.75mgkg^{-1}$ for Pb, and from 29.6 to $1.13mgkg^{-1}$ for Zn with increasing treatment of CES from 0 to 5%. In contrast, the mobile fraction of Cu was increased from 0.05 to $3.08mgkg^{-1}$, probably due to the formation of soluble $CuCO_3{^0}$ and Cu-organic complex. This changes in the mobile fraction resulted in a diminished uptake of Cd, Pb and Zn by lettuce and an increased uptake of Cu: from 4.19 to < $0.001mgkg^{-1}$ dry weight (DW) for Cd, from 0.78 to < $0.001mgkg^{-1}$ DW for Pb, and from 133 to $50.0mgkg^{-1}$ DW for Zn and conversely, from 3.79 up to $8.21kg^{-1}$ DW for Cu. The increased contents of Cu in lettuce shoots did not exceed the toxic level of $>25mgkg^{-1}$ DW. The mobile contents of these metals in soils showed a strong relationship with their contents in plant roots and shoots. These results showed that CES effectively reduced the phytoavailability of Cd, Pb, and Zn to lettuce but elevated that of Cu in consequence of the changed binding forms of Cd, Cu, Pb, and Zn in soils. Based on these conclusions, CES can be used as an effective immobilization agent for Cd, Pb and Zn in contaminated soils. However, the CES should be applied in restricted doses due to too high increased pH in soils.

• 보존과학회지
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• 제26권1호
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• pp.85-94
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• 2010

석조 문화재 보존을 위해 황변현상이 크게 일어나지 않는 에폭시계 접착제를 개발하였다. 에폭시 주제로 bis phenol-A 계열의 에폭시 수지가 갖는 불포화 결합을 수소화시킨 hydrogenated-bisphenol-A (HBA)계 에폭시 수지로, 경화제로는 상온에서 경화가 가능한 isophorone-diamine (IPDA)를 선정하였다. HBA-IPDA 접착제는 불포화 결합이 없어 시간에 따른 황변현상이 심각하게 일어나지 않으나, 상대적으로 낮은 기계적 특성을 갖는 단점이 있어 나노소재인 polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS)을 첨가하여 향상시켰다. 첨가제로 선정한 POSS로는 HBA와 상용성이 있는 EP0408과 EP0409를 선택하였다. 다양한 혼합 비율(1:2 1:1 2:1)의 EP0408와 EP0409 혼합물을 HBA에 첨가하여 잘 섞어준 후, 경화제를 이용하여 접착제를 제조하였다. FT-IR 측정으로 경화 시간을 확인하였으며, 인장강도, 압축강도, 굽힘강도, 화강암에 적용한 압축전단강도를 측정하여 성능을 비교하였다. 색안정성이 있는 POSS를 함유한 HBA-IPDA 에폭시 접착제는 석재 내부로 침투가 용이한 낮은 점도와 향상된 기계적 특성을 나타내었다.

• 한국환경농학회지
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• 제19권5호
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• pp.401-418
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• 2000

1. Production of the artificial zeolite from coal ash Coal fly ash is mainly composed of several oxides including $SiO_2$ and $Al_2O_3$ derived from inorganic compounds remained after burning. As minor components, $Fe_2O_3$ and oxides of Mg, Ca, P, Ti (trace) are also contained in the ash. These components are presented as glass form resulting from fusion in the process of the combustion of coal. In other word, coal ash may refer to a kind of aluminosilicate glass that is known to easily change to zeolite-like materials by hydrothermal reaction. Lots of hot seawater is disposing near thermal power plants after cooling turbine generator periodically. Using seawater in the hydrothermal reaction caused to produce low price artificial zeolite by reduction of sodium hydroxide consumption, heating energy and water cost. As coal ash were reacted hydrothermally, peaks of quartz and mullite in the ash were weakened and disappeared, and new Na-Pl peaks were appeared strengthily. Si-O-Si bonding of the bituminous coal ash was changed to Si-O-Al (and $Fe^{3+}$) bonding by the reaction. Therefore the produced Na-Pl type zeolite had high CEC of 276.7 $cmol^+{\cdot}kg^{-1}$ and well developed molecular sieve structure with low concentration of heavy metals. 2. Utilization of the artificial zeolite in agro-environment The artificial zeolite(1g) could remove 123.5 mg of zinc, 164.7 mg copper, 184.4 mg cadmium and 350.6 mg lead in the synthetic wastewater. The removability is higher 2.8 times in zinc, 3.3 times in copper, 4.7 times in cadmium and 4.8 times in lead than natural zeolite and charcoal powder. When the heavy metals were treated at the ratio of 150 $kg{\cdot}ha^{-1}$ to the rice plant, various growth inhibition were observed; brownish discoloration and death of leaf sheath, growth inhibition in culm length, number of panicles and grains, grain ripening and rice yield. But these growth inhibition was greatly alleviated by the application of artificial zeolite, therefore, rice yield increased $1.1{\sim}3.2$ times according to the metal kind. In addition, the concentration of heavy metals in the brown rice also lowered by $27{\sim}75%$. Artificial Granular Zeolites (AGZ) was developed for the purification of wastewater. Canon exchange capacity was 126.8 $cmol^+{\cdot}kg^{-1}$. AGZ had Na-Pl peaks mainly with some minor $C_3S$ peaks in X-ray diffractogram. In addition, AGZs had various pore structure that may be adhere the suspended solid and offer microbiological niche to decompose organic pollutants. AGZ could remove ammonium, orthophosphate and heavy metals simultaneously. Mixing ratio of artificial zeolite in AGZs was related positively with removal efficiency of $NH_4\;^+$ and negatively with that of $PO_4\;^{3-}$. Root growth of rice seedling was inhibited severely in the mine wastewater because of strong acidity and high concentration of heavy metals. As AGZ(1 kg) stayed in the wastewater(100L) for 4days, water quality turned into safely for agricultural usage and rice seedlings grew normally.

• 대한환경공학회지
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• 제38권7호
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• pp.377-386
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• 2016

본 연구의 목적은 전국의 토양오염실태를 토지용도별로 조사하고, 공공주택개발지구의 토양오염 처리실태를 분석하고자 한다. 환경부가 매년 조사하고 발표하는 토양오염실태 자료를 근거로 지목별 토양오염 변화 추이를 살펴보았고, 공공주택기관이 발주하는 대규모 택지조성 및 주택 도시개발 사업지구에 근무하는 토양오염 관련 실무자를 대상으로 설문조사를 수행하였다. 분석결과, 21가지 유기 및 무기 토양오염물질(예, 카드뮴, 구리, 비소, 수은, 납), 크롬, 아연, 니켈 등)은 전반적으로 토양오염우려기준보다 낮은 반면 산업활동 지역에서 일부 오염물질에 국한되어 비교적 높은 수준의 유해물질이 측정되었다. 한편, 공공개발사업지구 실무자를 대상으로 한 설문조사에서 응답자 상당수는 오염토양에 관한 업무 처리기준이 명확하지 않아 외부 전문 업체에 의한 처리방식에 의존하고 있어 오염토양 발생 직후 신속한 대응, 합리적인 전략에 관한 명확한 가이드라인이 제공되어야 할 것이다. 또한 대부분의 실무자들은 오염토양 처리에 대한 경험이 많지 않아 그 처리기술에 대한 전문 지식을 습득하고 이해하기 위해 정기적인 교육이 요구되었다

• Applied Biological Chemistry
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• 제49권1호
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• pp.55-59
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• 2006

본 연구는 게르마늄 강화 효모의 제조 공정을 위한 최적의 조건을 확인하고 제조된 게르마늄 강화 호모 내의 게르마늄 결합 상태 확인을 목적으로 수행하였다. 그 결과 영양소별 최적조건은 글루코스 3.0%, 효모추출물 0.3%, 펩톤 0.5%이었으며, 이 때 생성된 균체량은 67.4 mg/ml이었다. 또한 균체와 게르마늄 용액 혼합 비율은 1 : 0.5(50%), pH는 6.5 및 온도는 $35^{\circ}C$로 배양하는 조건이 높은 함량의 게르마늄을 효모 균체 내로 흡수시켜 게르마늄 강화 효모를 생산하는 것을 가능하게 하였다. 배양 과정을 통해 생산된 게르마늄 강화 효모는 배양 과정동안의 구조적 변화에 의해 효모 내에 흡수된 무기 형태인 $GeO_2$ 게르마늄과는 다른 구조를 나타내었다. 게르마늄 강화 효모는 효모 배양 과정을 통해 인체에 안전한 형태인 천연 유기 게르마늄을 형성하였다. 이는 각종 암, 성인병의 예방과 치료, 인체 면역력의 증진 등 건강 증진을 위한 새로운 기능성 원료로의 활용이 기대되며, 이에 대한 안전성 등의 지속적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제29권3호
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• pp.402-411
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• 2012

천연 복분자는 나무딸기 또는 산딸기로부터 얻어진 한방재료로 사용되어 지고 있다. 천연 복분자 나무딸기 또는 산딸기는 천연의 향기와 맛, 천연의 색상, 그리고 약리, 화학적 특성을 가지고 있다. 천연 복분자 추출물을 사용하여, 특성실험으로 미생물에 대한 항균실험과 섬유에 대한 염색실험을 하였다. 본 특성실험에서 다음과 같은 결론들이 얻어졌다. 항균실험 결과 ATCC-001(staphylococcus aureus)의 경우는 배양시험 후 72hrs 부터 미생물이 거의 나타나지 않았으나 ATCC-002(aspergillus niger)의 경우 배양시험 후 시간경과에 따라 계속 증식이 나타났다. 역시, 염색실험 결과 복분자 추출물이 천연염료로 매염제($Al_2(SO_4)_3{\cdot}13-14H_2O$)를 사용하여 섬유인 면과 견에서 연한 베이지 색의 방향으로 염색이 나타났다. 기기분석 결과 1CP/OES로 측정한 복분자 성분에서는 K(221.100ppm), Mg(17.920ppm), Ca(5.129ppm), Na(2.940ppm), Si(0.638ppm)등의 무기성분들이 확인되었고, GC/MSD로 측정한 복분자 성분에서는 Boric acic(1.711), Silane(2.142), Propyl isothiocyanate(2.565), Pyrazole(3.481), Furfurole(11.521)등의 유기성분들이 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.2904-2912
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• 2011

본 연구에서는 소규모 수도시설에서 수질기준을 자주 초과하는 항목으로 지적되고 있는 불소와 질산성질소를 효과적으로 제거하기 위하여, 탄소나노튜브를 이용한 전극을 제작하여 전기흡착 공정에 적용함으로써 두 종류의 무기이온 제거 가능성을 평가하였다. 탄소나노튜브를 활용한 전극을 제작하기 위해 코팅 (coating)법과 소결(sintering)법을 이용하여 전극을 제작하였다. 코팅전극은 바인더의 종류, 소결전극은 소결온도를 변화시켜 각각의 전극을 제작하였다. 제작된 전극을 이용하여 전류밀도 및 반응시간 등을 변화시켜가며 전기흡착 실험을 진행한 결과 유기바인더를 이용해 제작된 전극의 이온제거율은 불소 46%, 질산성질소 99.9%로 무기바인더를 이용하여 제작된 전극보다 제거효율이 우수하였다. 또한 소결하여 제작된 탄소나노튜브 중 $1000^{\circ}C$ 고온에서 제작한 전극은 불소 77%, 질산성질소 87%의 제거율을 보여 $850^{\circ}C$ 저온에서 제작한 전극보다 더 높은 제거효율을 보임을 확인하였다. 적당한 전류밀도 및 반응시간 하에서 모두 먹는 물 수질 기준에 적합한 농도로 처리될 수 있음을 보임으로써, 탄소나노튜브를 활용하여 제작한 전극을 채택한 전기흡착 공정이 소규모 수도시설에 적합한 공정으로 평가받을 수 있을 것으로 판단된다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제31권2호
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• pp.252-262
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• 2018

Objective: An experiment was conducted to evaluate dietary supplemental trace mineral source and deletion on mineral content in tissues. Methods: Weanling crossbred pigs (n = 144; 72 barrows and 72 gilts; body weight [BW] = $7.4{\pm}1.05kg$) were used. A basal diet was prepared, and trace mineral premix containing either inorganic (ITM) or organic (OTM) trace minerals (Cu, Fe, Mn, and Zn) was added to the basal diet. Pigs were blocked by sex and BW and randomly allotted to 24 pens for a total of 6 pigs per pen, and fed a diet containing either ITM or OTM supplemented at the 1998 NRC requirement estimates for each of 5 BW phases (Phase I to V) from 7 to 120 kg. The trace mineral supplementation was deleted for 6, 4, 2, and 0 wk of Phase V; regarding nutrient adequacy during this phase, the indigenous dietary Fe and Mn was sufficient, Cu was marginal and Zn was deficient. Results: At the end of Phase IV, Mn content (mg/kg on the dry matter basis) was greater (p<0.05) in heart (0.77 vs 0.68), kidney (6.32 vs 5.87), liver (9.46 vs 8.30), and longissimus dorsi (LD; 0.30 vs 0.23) of pigs fed OTM. The pigs fed OTM were greater (p<0.05) in LD Cu (2.12 vs 1.89) and Fe (21.75 vs 19.40) and metacarpal bone Zn (141.86 vs 130.05). At the end of Phase V, increased length of deletion period (from 0 to 6 wk) resulted in a decrease (linear, p<0.01) in liver Zn (196.5 to 121.8), metacarpal bone Zn (146.6 to 86.2) and an increase (linear, p<0.01) in heart Mn (0.70 to 1.08), liver Mn (7.74 to 12.96), and kidney Mn (5.58 to 7.56). The only mineral source by deletion period interaction (p<0.05) was observed in LD Zn. Conclusion: The results demonstrated differential effects of mineral deletion on tissue mineral content depending on both mineral assessed and source of the mineral.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제11권1호
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• pp.59-66
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• 1983

유포자 유산균인 Lactobacillus sporogenes 가 특이하게 균체외 $\beta$-galactosidase를 다량 생산하는 것을 발견하여 효소생산을 위한 영양요구성과 배양조건을 조사하였다. 영양요구성으로는 탄소원으로서 lactose 1%, 유기질소원으로서 peptone 1.5%, 무기질소원으로서 ammonium sulfate 0.2%, phosphorus 원으로 ammonium phosphate, dibasic을 0.8%. mineral은 potassium chloride 0.05%, ferric chloride 0.001% 첨가했을 때 최대의 효소생산을 나타내었다. 배지의 최적 initial pH는 7.0, 최적배양온도는 37$^{\circ}C$, aeration효과는 500$m\ell$용 진탕 flask에 배지량을 50~200$m\ell$ 주입, 140 strokes/min (진폭 7cm)으로 진탕 배양하였을 때 최고의 효소생산을 나타냈다. 상기의 최적조건에서 균체증식은 24시간 배양에 최고에 달하는 반면 $\beta$-galactosidase 생산은 균체내 효소생산의 경우 균체증식 속도와 비례적으로 증가하여 배양 24시간 전후에서 30U/$m\ell$로 최고치를 나타내고 균체외 효소는 배양 40시간 전후 즉, 균증식의 후기 정지기에서 38U/$m\ell$로 가장 높은 효소생산량을 보였다. 또한 fermentor 실험 역시 flask배양과 거의 비슷한 배양 양상을 보였으며 균체외 효소역가는 45U/$m\ell$로 진탕 flask 배양 결과보다 다소 양호하였다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제6권3호
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• pp.234-243
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• 2012

The wintertime high loading for atmospheric pollutants is certainly expected in the Byunsan Peninsula of Korea because of a great-scale reclamation project having construction of 33 km tidal sea dike impounding an area of over 40,000 ha and long-range transport. The goal of this study is to trace the origin of this wintertime burden for ambient particulate matter (hereafter called "PM") in the Byunsan Peninsula of Korea. The size-segregated (i.e., cutoff size from 0.01 ${\mu}m$ to 4.7 ${\mu}m$) PM sampling was conducted at a ground-based site of Byunsan Peninsula located in the west coast of Korean Peninsula during the height of dike constructing. Data archived in this study are the mass concentrations of ionic, elemental, and carbonic components in size-fractioned PM. The elemental mass of individual submicrometer particles was also analyzed. The sum of 5-source (i.e., elemental carbon, organic materials, inorganic secondary pollutants, crustal matter, and sea-salts) concentrations shows the bimodal distribution (major and minor peaks formed around $D_p$, 0.65 ${\mu}m$ and $D_p$, 4.7 ${\mu}m$, respectively) by border with 0.19 ${\mu}m$ of cutoff size. The concentrations of EC in $PM_{1.1-0.01}$ in winter and spring times were 4.62 ${\mu}g\;m^{-3}$ and 3.74 ${\mu}g\;m^{-3}$, respectively. Elemental masses of submicron individual particles are classified into two groups, i.e., the major elements (Cl, Al, Si, S, and P) and the minor trace elements. Cluster analysis differentiated the elements in submicron individual particles into 4-cluster. Among them, three clusters are in agreement with the major (Al, Si, S, and P), minor (Fe, Ca, and K), and trace compositions of coal burning. Meanwhile, Cl classified as an independent cluster has different source profile which was mainly due to the Saemangeum seawall project. Some highly toxic elements (e.g., Cr, Mn, and As (and/or Pb)) were also detected in some part of submicron individual PM. As a consequence, the combination of the Saemangeum project and winter monsoon played a considerable part in the double aggravation of wintertime air pollution in the Byunsan Peninsular.