• 대한환경공학회지
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• 제22권11호
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• pp.2037-2046
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• 2000

산성 혹은 염기성 pH가 활성슬러지 공정에 미치는 저해 작용은 비경쟁적 저해 동력학(noncompetitive inhibition kinetics)을 따르는 것으로 알려져 있으나, pH를 저해 물질의 농도항으로 정량화하기 어렵기 때문에 실질적으로 비경쟁적 저해 동력학식(noncompetitive inhibition kinetic equation)으로 해석하기 어렵다. 따라서 pH에 의한 저해 작용을 기술하는 경험식들이 여러 연구자들에 의해 개발되어 왔는데, 이들은 주로 산성 조건에 대해서만 적용 가능한 것들이다. 본 연구에서는 의사독성농도(pseudo toxic concentration, $C_{PT}$) 개념을 이용하여 pH가 활성슬러지 공정에 미치는 저해 영향을 정량화하는 기법을 개발하였고, 기존에 알려진 모델들과 비교하였다. 그 결과 $C_{PT}$ 개념을 이용한 모델은 넓은 범위의 pH에 대해 최대비성장속도(${\mu}_{max}$)의 감소를 비교적 정확하게 예측할 수 있었고, 같은 동력학식을 이용하여 산성 조건뿐만 아니라 염기성 조건에 대해서도 적용 가능한 것으로 나타났다. 또한 저해계수(inhibition coefficient. $K_I$)의 추정이 간단하다는 장점이 있다.

• 한국식품과학회지
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• 제36권2호
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• pp.349-354
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• 2004

수산식품에서 문제가 되는 식중독 균인 V. parahaemolyticus를 대상으로 온도, pH 및 초기균수에 따른 균의 성장 실험 결과를 데이터베이스화하여 이를 바탕으로 균의 성장을 정량적으로 평가할 수 있는 수학적 모델을 개발하였다. $1.0{\times}10^{2},\;1.0{\times}10^{3},\;1.0{\times}10^{4}\;CFU/mL$의 각 초기균수 조건에서 실험치와 예측치의 상관계수는 각각 0.966, 0.979, 0.965으로 나타났다. 또한, 초기균수를 고려하지 않은 모델식은 상관계수가 0.966으로 다음과 같이 나타났다. Polynomial model: $$k=1.10{\cdot}\exp(-0.5(((T-34.14)/9.09)^{2}+((pH-6.59)/4.68)^{2}))$$ 균의 증식 지표치인 최대증식속도상수 k는 온도에 지배적인 영향을 받았으며, pH 및 초기균수에 따른 유의적인 차이는 없었으므로 (P>0.05), k와 온도와의 관계식인 square root model로 나타내었다. Square root model: $${\sqrt{k}\;0.06(T-9.55)[1-\exp(0.07(T-49.98))]$$ V. parahaemolyticus의 경우, square root model에 의한 실험치와 예측치의 상관계수는 0.977로 polynomial model보다 높은 적용성을 나타내었다.

• 생명과학회지
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• 제15권1호
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• pp.15-20
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• 2005

동충하초 Paecilomyces tenuipes C240의 균사체 배양과정에서 균사체 성장, 세포외 다당체 생산, 기질감소 속도를 표현할 수 있는 동력학적 모델을 제시하였다. 균사체 성장은 Logistic식을, 세포외 다당체 생산은 Luedeking-Piret 식을, 기질소모는 Luedeking-Piret 유사식을 각각 적용함으로써, 전체 균사체 배양과정을 예측할 수 있었다. 모델식에서 사용된 주요 kineti, constant들은 다음과 같다: 균사체의 최대 비성장속도${\mu}m,\;0.7281\;h^{-1};$; 다당체 생산에서의 growth-associated constant $(\alpha),\;0.1743g(g\;cells)^{-1}$; non-growth-associated constant $(\beta),\;0.0019g(g\;cells)^{-1}\;;$ maintenance coefficient ($(m_s),\;0.0572g\;(g\;cells)^{-1}$·5L 발효조에서 얻은 균사체 성장, 세포외 다당체 생산, 기질감소 속도자료들을 모델에서 예측한 결과와 비교한 결과 서로 잘 일치하는 것으로 보아, 본 연구에서 제안된 모델식은 이 동충하초 균사체 배양공정의 scale-up등의 프로세스 설계에 응용가능 할 것이며, 다른 종류의 동충하초 균사체 배양공정에도 적용가능 할 것으로 판단된다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
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• pp.676-680
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• 2003

제염 용액인 citric acid의 농도를 일정하게 유지(0.05M)한 상태에서 토양 내 존재하는 주요 철 성분인 마그네타이트에 대한 용해거동을 조사하였다. 수용액의 산도는 pH 2.0-5.0의 산성영역에서 이루어 졌고 온도는 $50^{\circ}C$에서 수행하였다. 수용액의 pH는 수산화나트륨과 질산용액을 사용하여 조절하였다. Citric acid의 이온화 상수를 사용하여 pH의 변화에 따른 해리 화학종 별 농도를 계산하였으며 마그네타이트의 표면전위를 측정하였다. 측정된 표면전위 값과 해리 화학종인 $H_2Y^-$ 및 $^HY^{2-}$ 를 비교함에 의해 citric acid에 의한 마그네타이트의 용해특성을 잘 설명할 수 있었다. 마그네타이트로부터 철 성분이 용해될 때까지 3 h 이상의 유도기간이 존재하는 것으로 나타났으며 시간 경과에 따른 철 성분의 농도 변화에 대한 용해거동을 반응식을 사용하여 전개함에 의해 마그네타이트의 용해반응을 설명하였다. 실험범위의 pH 영역에서 최적화된 변수들의 물리적 의미를 용해반응 모델 식으로부터 설명하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1996년도 경북지부 결성 및 추계학술발표회 논문집
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• pp.140-143
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• 1996

산성강하물이 산림토양에 미치는 영향을 조사하기 위하여 오염이 우려되는 공단지역(울산, 여천)과 대도시지역(서울, 부산), 그리고 비오염지역인 대조지역(평창, 삼천포)을 대상으로 이들 지역의 산림토양의 특성을 조사하였다. 또한, 이들지역 각각을 대표할 수 있는 산림토양에 인공산성비를 유출시켜 토양의 화학적 성질의 변화를 조사한 결과는 다음과 같다. - 조사지역별 토성분포는 일정한 경향을 보이지 않았으며, 전체 조사지역 토성은 양토(29.0%), 식양토(22.9%), 사양토(18.3%) 3종류가 분포율이 높았고, 이들이 전체의 70.2%를 차지하였다. - 조사지역 전체 산림토양 표토의 pH($H_2O$)는 4.41~5.14 범위로 평균 4.49이고, 심토의 pH($H_2O$)는 4.54 ~ 5.22 범위로 평균 4.69이었다. 지역별로 보면 공단지역(4.44) < 대도시지역(4.57) < 대조지역(5.08) 순서로 토양 pH가 낮은 경향을 나타냈다. - 염기포화도는 3.07 ~ 21.83% 범위이고, 평균값은 7.71%이었다. 지역별 비교에서는 대조지역(19.14%) > 공단지역(6.54%) > 대도시지역(5.60%) 순서로 높은 경향을 보였다. - 치환성 Al 함량은 2.13 ~ 5.59cmol(+)/kg 범위이고 평균 4.62cmol(+)/kg이었다. 지역별 비교에서는 대조지역(2.34) < 대도시지역(3.23) < 공단지역(5.20) 순서로 낮은 경향을 나타냈다. - 4종의 인공산성우(pH 2.0, 3.0, 4.0 및 5.6)를 산림토양에 유출시킨 결과 인공산성우의 유출량이 증가함에 따라 토양유출액의 pH 감소, 토양염기의 유실이 지속적으로 나타났고, AL과 Mn의 용탈량이 증가하는 경향을 나타내었는데, 이러한 현상은 pH 3.0 인공산성우 유출시에 시작되어 pH 2.0에서 뚜렸하였다. - 인공산성우 토양유출 실험결과 울산, 남산 및 평창토양은 H 부하량의 증가에 따른 치환성염기 및 Al과 Mn의 용탈양상은 Sigmoid curve인 y = a/{1+exp(-c+bx)} 모델식에 따랐다.

• 폴리머
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• 제37권2호
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• pp.135-140
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• 2013

Poly(methyl acrylate)-poly(acrylonitrile) 공중합체의 응력완화 실험은 용매기를 부착한 인장 시험기를 사용하여 여러 온도의 공기 중, 증류수, pH 3, 7, 11 용액에서 실행하였다. Ree-Eyring and Maxwell 모델로부터 얻은 완화스펙트럼 식에 실험적인 응력완화 곡선을 대입하여 poly(methyl acrylate)-poly(acrylonitrile) 공중합체의 완화스펙트럼을 얻었다. 완화스펙트럼의 계산은 Laplace 변환법을 사용한 컴퓨터 프로그램을 이용하였다. 이들 시료의 완화스펙트럼은 유동단위의 분자량과 자체확산 분포와 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제15권2호
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• pp.81-88
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• 2007

톱밥을 이용한 중금속 제거에 관한 연구가 수행되어졌다. 납, 구리, 카드뮴 이온들 중에서 납의 흡착능이 pH 4에서 0.22 mmol/g-dry mass로서 가장 높았다. 톱밥의 표면상태와 납이온의 존재 여부는 FT-IR, SEM(Scanning Electron Microscopy) 그리고, EDX(Energy Dispersive X-ray)에 의해서 확인되어졌다. 초기 납 농도가 100ppm일때 0.5g의 톱밥으로 약 90%의 납 이온을 제거할 수 있었다. Langmuir model 식을 이용하여 납 이온에 대한 등온흡착선을 묘사하였으며 실험결과는 모델식에서 얻어진 결과와 잘 부합되었다. 또한 대부분의 흡착은 60분 내에 이루어졌으며 납 이온 용액의 pH는 5.8에서 4.5로 시간에 따라 감소하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제28권3호
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• pp.15-20
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• 2019

폐수내 질소와 인을 이용한 struvite 회수는 수계 부영양화 방지 및 비료자원화에 효과적인 기술이나, 해결해야 할 이론 및 기술적 문제점이 있다. 본 연구에서는, 기존 문헌의 상세한 검토를 통하여, 이론적 측면에서 적절한 반응식 선정 및 이론적 고찰을 이용한 struvite 생성 반응예측 가능성을 논의하고, 기술적 측면에서는 struvite 생성의 대표적인 저해물질인 Ca의 배제를 통해 struvite 결정의 순도를 높일 수 있는 효과적인 방법을 소개하려 한다. 반응예측 측면에서는 중성~염기성 pH 영역에서 효과적인 struvite 반응식 및 반응계수를 이용, 정량적 모델을 구축할 수 있다. 이러한 모델은 실제 회분식 실험결과와 잘 일치하며 특히 이온들의 charge balance도 함께 고려하여 struvite 생성시 희석된 수용액에서 흔히 동반되는 pH 저하를 합리적으로 예측할 수 있다. 한편, Ca의 배제를 통한 struvite 순도 향상은 ${HPO_4}^{2-}-P$ 대비 고농도의 ${NH_4}^+-N$을 조성하여 해결할 수 있는데, 이는 고농도 암모늄 이온의 존재가 struvite 생성 관련 열역학적 구동력을 강화시켜 인산염이 Ca 대신 고농도 암모니아와 용이하게 반응하여 struvite 생성에 유리한 이온환경을 조성하기 때문이다. 즉 인산염이 $Ca^{2+}$과 빠르게 반응하여 이미 침전물이 형성하였을지라도, 고동도 암모늄으로 인한 열역학적 구동력으로 인산-칼슘 침전물이 재용해 되어 struvite를 생성시킬 수 있다.

• 유기물자원화
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• 제15권4호
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• pp.107-114
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• 2007

다당류의 일종인 알긴산을 이용한 중금속 제거에 관한 연구가 수행되어졌다. 알긴산은 pH 4에서 480mg/g의 납 이온을 흡착하였으며 이것은 다른 생물흡착제에 비해서 약 2배 정도의 높은 흡착능이다. 납 이온에 대한 등온흡착선을 묘사하기 위하여 Langmuir model 식을 이용하였으며 실험결괴는 모델식에서 얻어진 결과와 잘 부합되었다. 온도가 증가함에 따라서 흡착능은 증가하였으며 이는 알긴산과 납 이온의 흡착은 흡열반응임을 보여준다. 납 이온의 흡착에 대한 알칼리 금속(칼슘, 마그네슘 이온)의 영향은 거의 없었으며 대부분의 흡착은 30분 내에 이루어졌다. 구리, 수은, 스트론튬, 세슘 과 같은 다른 금속 이온에 대한 흡착능도 조사되었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1998년도 총회 및 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.3-7
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• 1998

본 연구에서는 광산 인근 토양에서 산성비를 비롯한 침출수에 의한 지하 환경 오염 메카니즘을 검토하고, 오염 방지 및 교정과 대안의 효과를 정량화 하기 위한 방안을 고찰하였다. 이를 위하여 중금속인 비소의 오염도가 높은 토양을 대상으로 인위적 산성용액에 의한 비소의 용출을 실험적으로 검토하였다. 한편, 산성 침출오염수에 의한 지하 환경의 오염을 방지하기 위하여 석회석을 활용한 토양의 안정화방법의 효과를 살펴보았다. 오염된 시료토양에 포함된 비소는 pH 1 이하의 강산성 용액일수록 격렬히 용출되었으며, pH 값이 낮아질 수록 최대 용출량은 증가되는 것으로 나타났다. 석회석에 의한 토양 안정화방안은 매우 효과적이었으며, 석회석에 의한 산성용액의 중화반응 특성식은 미반응 핵 모델중에서 화학반응이 속도지배인 특성식에 잘 부합되는 것으로 보여진다.