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분광학을 이용한 흄산의 모델 리간드인 2,6-Dihydroxybenzoic acid와 우라늄(VI)의 착물형성 반응에 관한 연구 (Spectroscopic Studies on U(VI) Complex with 2,6-Dihydroxybenzoic acid as a Model Ligand of Humic Acid)

  • 차완식;조혜륜;정의창
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.207-217
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    • 2011
  • UV-Vis 분광광도법과 시간분해 레이저 유도 형광분광법(TRLFS)을 이용하여 흄산의 모사 리간드로 사용한 2,6-Dihydroxybenzoate(DHB)와 U(VI)의 착물형성반응을 조사하였다. U(VI)-DHB 착물 고유의 전하이동 흡수 스펙트럼을 분석한 결과, 착물형성반응은 우라늄-리간드 비가 1:1 또는 1:2 착물을 형성하는 이중 평형반응이며, 산도에 따라 착물종의 분포가 변한다는 것을 밝혔다. 계산된 착물형성상수 (log $K_1$ and log $K_2$)는 $12.4{\pm}0.1$$11.4{\pm}0.1$이다. 이에 더하여, TRLFS 방법으로 조사한 결과, DHB는 U(VI) 화학종들의 형광 소광제(quencher)로서 역할을 한다는 것을 확인하였다. 특히, 확인된 U(VI) 화학종 모두(${UO_2}^{2+}$, $(UO_2)_2{(OH)_2}^{2+}$$(UO_2)_3(OH)_5{^+})$에서 정적 (static) 및 동적 (dynamic) 소광작용이 공존하는 것으로 관찰되었다. 시간분해 형광 스펙트럼으로부터 리간드 농도에 따른 U(VI) 화학종의 형광세기와 형광수명을 측정하였으며, Stern-Volmer 식을 이용하여 분석하였다. 결정된 정적소광계수(KS)는 ${UO_2}^{2+}$, $(UO_2)_2{(OH)_2}^{2+}$$(UO_2)_3(OH)_5+$에 대하여 각각 $4.2{\pm}0.1$, $4.3{\pm}0.1$$4.34{\pm}0.08$이다. Stern-Volmer 식을 이용한 분석 결과, 단일 또는 이중 배위자 구조(mono- and bi-dentate)의 U(VI)-DHB 착물이 모두 정적소광효과에 관여하는 바닥상태 착물임을 확인하였다.

전통메주로부터 대두단백질 가수분해효소 생산성 미생물의 분리 및 동정 (Isolation and Identification of Microorganisms Producing the Soy Protein-Hydrolyzing Enzyme from Traditional Mejus)

  • 강민정;김성호;주현규;이갑상;임무현
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제43권2호
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    • pp.86-94
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    • 2000
  • 대두 단백질의 효소적 가수분해에 의한 분해물의 맛과 향을 개선시킬 수 있는 효소적 가수분해 system을 확립하기 위하여, 전통메주로부터 대두단백질 분해능이 우수한 균주를 분리하여, 분해 양상이 상이한 효소를 생산하는 곰팡이와 세균 3균주를 선별하여 동정을 실시하였다. 단백질 분해능이 우수한 균주 중 곰팡이 M4는 leucine 활성이, 곰팡이 M5는 azodye 활성이 높았으며, 세균은 leucine활성이 가장 낮은 B16을 선별하여 효소의 작용에 의한 대두 단백의 분해 양상이 상이한 균주로 분리하였다. 분리한 곰팡이 M4는 배양배지에서 균사는 백색이었으며 균핵은 흰색에서 검은 색으로 변화하였다. Slide배양 결과, 분생자두는 방사형이었고, 정낭은 곤봉형이었다. 분생자는 반구형으로 기경자와 단경자가 존재하였다. 분생자병은 무색으로 매끈한 표면이었다. 분류학상 Aspergillus oryzae(ahlburg)종의 특징과 유사하여 이 종으로 분류 동정하고 Aspergillus oryzae M4로 명명하였다. 곰팡이 M5는 MEA배지에서 흰색과 검은색의 균사가 혼재되어 있었다. Slide배양 결과, 회녹색의 균총과 긴(7 mm) 포자낭병이 존재하였다. 포자낭은 회갈색이었고, 큰 포자낭과 기저막에서 작은 포자낭들이 떨어져 나오는 형태를 보였다. 중축은 구형으로 절단된 유리질의 형태이었고, 포자낭 포자는 직경이 작은$(80\;{\mu}m)$ 타원형이었다. 따라서 분류학상 접합균의 Mucor circinelloides의 종과 유사하여 이 종으로 분류 동정하고 Mucor circinelloides M5라 명명하였다. 세균 B16은 백색의 불투명한 colony로서 circular, lobate한 형태였고, 간상형으로 내생포자를 함유하였다. 또한, gram염색, catalase, oxidase, ${\beta}-glucosidase$, V-P test 등에서 양성이었고, D-fructose, ${\alpha}-D-glucose$, maltose, D-mannose, D-raffinose, stachyose, sucrose등의 이용성이 있었다. B16의 형태학적, 생리학적인 특징의 결과, Bacillus megaterium의 특징과 일치하였다. 그러나, 균체 지방산은 Paenibacillus marcerans의 균종과 유사하여 B16은 더 자세한 동정방법과 분류체계를 통해 명확한 동정이 필요하리라 사료되었다. 따라서 B16은 잠정적으로 Bacillus megaterium B16이라 명명하였다.

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수질 중 질소와 인 모니터링을 위한 혼합이온교환수지 캡슐의 개발 (Development of Mixed-bed Ion Exchange Resin Capsule for Water Quality Monitoring)

  • 박창진;김동국;옥용식;유경렬;이주영;장용선;양재의
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제47권3호
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    • pp.344-350
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    • 2004
  • 본 연구는 혼합이온교환수지 캡슐이 수질 모니터링 도구로 활용가능한지를 평가하기 위해 수행되었다. 이를 위해 수지의 질소$(NH_4\;^+-N,\;NO_3\;^--N)$와 인산$(PO_4\;^{3-}-P)$에 대한 물리적, 화학적 반응 특성을 구명하고, 현장적용시험을 수행하였다. 실험결과 유속이 증가함에 따라 수지의 이온 흡착량은 감소하였으며, 이온 종류에 따른 흡착량은 $NO_3\;^--N\;>\;NH_4\;^+-N\;>\;PO_4\;^{3-}-P$ 순으로 나타나 수지의 흡착 선택성과 일치하였다. 온도와 시간에 따른 이온의 농도 변화를 일차반응속도모델에 적용하였을 때, 반응비상수$({\kappa})$는 반응온도가 증가함에 따라 증가하였고, 이온의 농도가 증가함에 따라 증가하였다. 온도가 증가함에 따라 ${\Delta}H^{o\ddag}$값과 ${\Delta}G^{o\ddag}$값은 증가하였으나, $E_a$값과 ${\Delta}S^{o\ddag}$값은 감소하여 열역학 이론과 일치하였다. $E_a$$155.38{\sim}682.89\;kJ{\cdot}mol^{-1},\;{\Delta}H^{o\ddag}$$153.03{\sim}680.54\;kJ{\cdot}mol^{-1},\;{\Delta}S^{o\ddag}$$525.02{\sim}610.99\;J{\cdot}mol^{-1},\;K^{-1}\;{\Delta}G^{o\ddag}$$525.02{\sim}610.99\;J{\cdot}mol^{-1}$의 범위를 나타냈다. 현장적용시험에서 삽입시간과 수지흡착량의 관계는 Langmuir 형태를 따랐으며, 질소는 24시간 경과 후, 인산은 8시간 후에 의사평형에 도달하였다. 따라서 현장에서의 최대 삽입시간은 인산의 평형 도달시간과 하천 내 인산 농도에 의해 결정될 것으로 판단된다. 이상의 결과를 통해 이온교환수지를 수질 중 질소와 인의 모니터링 도구로 활용할 수 있을 것으로 판단되며, 실제 현장에 활용하기 위해서는 온도, 유속, 삽입시간 등의 인자와 하천수 내 이온조성과의 상관관계에 대한 규명과 경험상수의 도출이 필요할 것으로 판단된다.

우유 과민성 장병증(cow's milk-sensitive enteropathy)의 장기 추적관찰 (A Follow-Up Study of Cow's Milk-Sensitive Enteropathy: Clinical Outcome)

  • 송애령;최은진;한창호;정혜리;권영대;황진복
    • Pediatric Gastroenterology, Hepatology & Nutrition
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    • 제4권1호
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    • pp.47-53
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    • 2001
  • 목 적: 우유 과민성 장병증(cow's milk-sensitive enteropathy, CMSE)은 글루텐 과민성 장병증과는 달리 일시적인 질환으로 알려져 있다. CMSE의 장기 추적관찰을 통하여 우유 및 타 음식에 대한 내성 시기, 발현 증상, 알레르기 질환 동반 유무, 가족력 등을 파악하여 환자에 대한 예후설명, 수유방법의 변화시기와 이유식의 이용 등 향후 식이 조절에 대한 지침을 마련하고자 본 연구를 시행하였다. 대상 및 방법: 1992년 3월부터 1997년 3월까지 대구가톨릭대학병원 소아과에서 성장장애와 설사를 주소로 내원하여, 우유 유발 및 제거시험, 소장 생검조직의 형태학적 계측을 통하여 CMSE로 진단받은 후 추적 관찰과 전화 설문이 가능하였던 21명을 대상으로 하였다. 입원당시 연령은 $30.7{\pm}8.8$ (18~47)일, 설문당시는 $43.4{\pm}23.7$ (16~84)개월이였다. 생후 6개월까지는 절대적으로 단백가수 분해물을 수유하게 하였으며, 추후 2개월 간격으로 유발시험을 시행하는 치료 계획서를 작성 이용하였다. 결 과: 1) 우유를 먹여도 내성을 보였던 최종 연령은 $12.6{\pm}3.7$ (6~24)개월이었다. 2) 나이에 적합한 식이 가능한 모든 식품에 내성을 보였던 연령은 $15.5{\pm}3.7$ (10~24)개월이었다. 3) 우유 유발시험에 따라 관찰된 유해반응 19회 중 구토(31%), 설사(31%), 보챔 혹은 기면(21%), 발진(10%), 복부팽만(5%)의 증세를 보였다. 4) 입원당시 혈중 IgE와 우유 RAST에 양성을 보인 5명과 음성을 보였던 16명을 비교하여 우유 및 타 식품에 대한 내성 시기(p>0.05), 타 알레르기 질환의 발현 유무, 알레르기 가족력에서 의미 있는 차이가 관찰되지 않았다. 결 론: CMSE는 2세 이내에 임상적으로 완전한 회복을 보인다. 우유에 대하여 61%에서 1세까지, 전례에서 2세 전까지 내성을 보여 영유아기의 일시적 질환으로 판단된다. 타 식품에 대한 알레르기 발현은 특정 음식보다는 개인에 따른 다양한 음식물에서 발생하며, 전례에서 2세까지 내성을 보인다. 진단 당시 우유 RAST, 혈중 IgE의 상승과 우유 및 타 식품에 대한 내성의 발현 시기와는 무관하다.

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BCG 접종 후 국소 림프절염의 임상양상 (The Clinical Aspects of Regional Lymphadenitis following BCG Vaccination)

  • 배선영;박양준;김종현;오진희;고대균;강진한
    • Pediatric Infection and Vaccine
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    • 제13권2호
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    • pp.137-146
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    • 2006
  • 목 적 : BCG 접종 후 가장 흔하게 발생하는 이상 반응인 국소 림프절염이 동반된 소아들을 대상으로 이들이 접종받은 BCG 균주의 비율, 림프절 크기에 따른 화농화 빈도, 약물치료 여부에 따른 임상 경과를 조사하여 이에 대한 발생 요인을 찾고, 치료방향을 설정하는데 도움이 되고자 본 연구를 시도하였다. 방 법 : 1997년부터 6년의 기간동안 가톨릭대학교 성빈센트병원 소아과 외래에 내원한 환아 중 BCG 접종 후에 발생한 국소 림프절염으로 진단된 생후 24개월 미만의 영유아 52명을 대상으로 하였다. BCG 균주의 종류, 접종 장소, 림프절염의 위치와 크기를 의무기록을 통하여 후향적으로 확인하였고, BCG 균주, 림프절염의 크기, 자연 치유율 및 화농화간의 상관관계를 조사하였다. 결 과 : BCG 접종 후 국소 림프절염의 첫 발견시기의 연령은 평균 5.5개월이었으며, 내원시의 림프절 크기가 클수록 첫 발견시기의 연령이 어렸고, 발생부위는 BCG를 접종한 같은 쪽의 겨드랑 부위가 가장 흔하였다. 대상군 52례 중 Pasteur 균주를 피내 접종한 군이 46례(88.5%)로 대부분을 차지하였고, Tokyo 균주를 경피 다천자법으로 접종한 군은 5례(9.6%)이었다. 이 중 28례(53.8%)는 자연 치유되었고 24례(46.2%)는 화농되었는데 림프절의 크기가 클수록 화농 빈도는 의미있게 높았으나, 균주에 따른 차이는 없었다. 약물치료는 화농 예방에 효과가 없었으며 치유기간을 단축시키지도 못했다. 결 론 : BCG 후의 림프절염의 발생은 균주와 접종방법에 따른 차이가 있는 것으로 예측된다. 약물치료는 효과가 없었으므로 권장되지 않으며 특히 비화농성인 경우는 자연히 소실될 수도 있기에 치료없이 관찰만이 요구된다. 이상적인 BCG는 접종 후 반흔을 남기고, 결핵 피부반응검사에 영향을 덜미치면서 이상반응이 적게 나타나며 저렴한 것이다. 이러한 조건을 가장 많이 충족시키는 BCG 균주를 선택하여 사용하는 노력이 필요하다 하겠다.

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시멘트와 Fe(II)을 이용한 환원성 탈염소화반응의 유효반응성분 규명 (Identification of Active Agents for Reductive Dechlorination in Cement/Fe(II) Systems)

  • 김홍석;이유정;김하얀;황인성
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제11권6호
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    • pp.35-42
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    • 2006
  • 본 연구는 시멘트/Fe(II) 시스템에서 TCE의 환원성 탈염소화에 관여하는 유효반응성분을 규명하기 위하여 수행되었다. 먼저 시멘트 자체에 존재하거나 혹은 그 수화물에 존재하는 성분을 다량 함유하고 있는 hematite(${\alpha}-Fe_2O_3$), lepidocrocite(${\gamma}$-FeOOH), akaganeite(${\beta}$-FeOOH), ettringite($Ca_6Al_2(SO_4)_3(OH)_{12}$)를 대상으로 TCE 분해실험을 수행하여 이러한 물질이 시멘트/Fe(II) 시스템에서 탈염소반응에 관여할 수 있는지 고찰한 결과, hematite가 잠재적 유효반응성분으로 선정되었다. 각 시스템의 반응속도상수를 비교해 본 결과 200 mM Fe(II)에 hematite와 CaO를 1 : 4(몰비)로 주입한 시스템($k\;=\;0.637\;day^{-1}$)이 기존의 cement와 Fe(II)을 이용한 경우($k\;=\;0.645\;day^{-1}$)와 가장 비슷한 동력학적 분해경향을 보인다는 것을 알 수 있었다. 처음에 pH 조절이 주목적으로 주입되었던 CaO 역시 분해반응에서 중요한 역할을 담당하는 것으로 나타났는데, CaO 첨가량이 증가할수록 hematite/CaO/Fe(II) 시스템의 분해능은 증가하다가 CaO 양이 일정 수준에 다다르면 증가세가 둔화되는 경향을 보여 주었다. SEM(Scanning Electron Microscopy) 분석을 통해서는 hematite/CaO/Fe(II) 시스템 내에서 분해능이 커질수록 육각형 판상의 결정이 새롭게 형성된다는 것을 확인 할 수 있었으며 이 결정은 portlandite, green rust($SO_4$), Friedel's salt 등일 가능성이 높은 것으로 판단되었다. 그리고 동일 시료의 XRD(X-Ray Diffraction) 분석을 통해서는 hematite, magnetite/maghemite, green rust($SO_4$)의 존재를 확인할 수 있었다. SEM 및 XRD 분석에서 공통적으로 나타나는 green rust($SO_4$)가 유효반응성분일 가능성이 높다고 판단되었다.

Destabilization of TNF-α mRNA by Rapamycin

  • Park, Jong-Woo;Jeon, Ye-Ji;Lee, Jae-Cheol;Ahn, So-Ra;Ha, Shin-Won;Bang, So-Young;Park, Eun-Kyung;Yi, Sang-Ah;Lee, Min-Gyu;Han, Jeung-Whan
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제20권1호
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    • pp.43-49
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    • 2012
  • Stimulation of mast cells through the high affinity IgE receptor (Fc${\varepsilon}$RI) induces degranulation, lipid mediator release, and cytokine secretion leading to allergic reactions. Although various signaling pathways have been characterized to be involved in the Fc${\varepsilon}$RI-mediated responses, little is known about the precious mechanism for the expression of tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$) in mast cells. Here, we report that rapamycin, a specific inhibitor of mammalian target of rapamycin (mTOR), reduces the expression of TNF-${\alpha}$ in rat basophilic leukemia (RBL-2H3) cells. IgE or specific antigen stimulation of RBL-2H3 cells increases the expression of TNF-${\alpha}$ and activates various signaling molecules including S6K1, Akt and p38 MAPK. Rapamycin specifically inhibits antigeninduced TNF-${\alpha}$ mRNA level, while other kinase inhibitors have no effect on TNF-${\alpha}$ mRNA level. These data indicate that mTOR signaling pathway is the main regulation mechanism for antigen-induced TNF-${\alpha}$ expression. TNF-${\alpha}$ mRNA stability analysis using reporter construct containing TNF-${\alpha}$ adenylate/uridylate-rich elements (AREs) shows that rapamycin destabilizes TNF-${\alpha}$ mRNA via regulating the AU-rich element of TNF-${\alpha}$ mRNA. The antigen-induced activation of S6K1 is inhibited by specific kinase inhibitors including mTOR, PI3K, PKC and $Ca^{2+}$chelator inhibitor, while TNF-${\alpha}$ mRNA level is reduced only by rapamycin treatment. These data suggest that the effects of rapamycin on the expression of TNF-${\alpha}$ mRNA are not mediated by S6K1 but regulated by mTOR. Taken together, our results reveal that mTOR signaling pathway is a novel regulation mechanism for antigen-induced TNF-${\alpha}$ expression in RBL-2H3 cells.

체내 안정형 HSV1-tk (Herpes Simplex Virus Type-1 Thymidine Kinase) 영상용 IVDU 유도체의 합성 (The Synthesis of the Stable IVDU Derivative for Imaging HSV-1 TK Expression)

  • 김은정;최태현;안순혁;김병수;박현;천기정;이학준;안광일
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제43권5호
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    • pp.478-486
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    • 2009
  • 목적: 화합물이 가지는 항바이러스 및 항암 작용으로 인하여 5-iododeoxyuridine 유도체들에 관한 연구는 매우 광범위하게 이루어져왔다. 방사 요오드가 치환된 이들 화합물에 대한 연구의 주요 목표는 체내 및 체외 평가 시 효과적 일뿐만 아니라, 보다 안정한 화합물을 개발하는 것이다. 본 연구를 통해, 다양한 방사성의약품의 중간체로도 이용되어질 수 있는 carbocyclic radioiododeoxyuridineanalogue (ddIVDU)를 합성하여 생물학적 평가를 수행하고자 하였다. 대상 및 방법: 목표 화합물의 합성은 Pd(0)-촉매 결합 반응, LAH 환원반응, hetero Diels-Alder 반응을 주요 반응으로 하여 수행하였다$(Sch\;3)^{10-12}$. 합성된 화합물의 생물학적 평가를 위해 MCA와 MCA-tk 세포에 다양한 농도의 GCV와 carbocyclic ddIVDV를 처리하여 MTS 법을 이용해 세포독성을 보았고, [$^{125}I$]carbocyclic ddIVDU를 이용해 MCA와 MCA-tk 세포에서 HSV1-tk에 의한 선택적 섭취를 비교 평가 하였다. 결과: Carbocyclic ddIVDU 및 요오드 도입을 위한 전구물질의 합성을 cyclopentadiene을 출발 물질로 하여 높은 수율에 의해 수행하였다. 방사요오드를 이용한 동위원소 도입 반응은 각각, 80% 이상의 방사표지 수율 및 95 % 이상의 방사 화학적 순도를 나타내었다. 세포독성 결과 MCA-tk 세포에서 carbodyclic ddIVDU는 GCV에 비해 세포독성이 작았고, MCA에서는 유사한 세포 독성을 보였다. [$^{125}I$]carbocyclic ddIVDU는 MCA-tk 세포에서 uptake는 8시간째까지 계속 증가하는 양상을 보였으며, MCA세포에서 uptake는 4시간째까지 일정하게 유지되다가 8시간째 급격히 증가하였다. [$^{125}I$]carbocyclic ddIVDU의 uptake는 MCA보다 MCA-tk에서 약 2-5배 정도 높은 결과를 보였다. 결론: 진행되어진 생물학적 결과로부터 이 유도체는 체내 평가 시 매우 안정할 뿐만 아니라, GCV에 비해 독성이 덜하고, HSV1-tk cell에 선택적임을 보여준다. 따라서 신규 화합물인 carbocyclic ddIVDU는 HSV1-tk를 영상화하는데 유용하게 이용되어질 수 있을 것이다.

영남지역(嶺南地域)에 분포(分布)된 단구지토양(段丘地土壤)의 특성(特性)과 생성연구(生成硏究) -제(第) 2 보(報): 물리화학적(物理化學的) 특성(特性) (Characteristics and Genesis of Terrace Soils in Yeongnam Area -II. Physico-Chemical Properties)

  • 정연태;김인하
    • 한국토양비료학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.289-296
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    • 1985
  • 단구지토양(段丘地土壤)의 특성(特性)과 생성(生成)을 체계적(體系的)으로 구명(究明)하기 위하여 대표적(代表的)인 단구군(段丘群)을 이룬 경북(慶北) 영천(永川)(내륙(內陸)) 및 영일(迎日)(해안(海岸))지역(地域)에서 1개(個)의 곡간충적(谷間沖積) 대조토양(對照土壤)을 구함(句含)한 9개(個)의 토양단면(土壤斷面)을 대상(對象)으로 조사연구(調査硏究)한 단구지토양(段丘地土壤)의 이화학적(理化學的) 특성(特性)은 다음과 같다. 1. 식질단구지토양(埴質段丘地土壤)의 유효수분함량(有效水分含量)은 12.0~203%로서 점토함량(粘土含量) 35%까지는 증가(增加)하였으나 점토(粘土) 35~55% 범위(範圍)에서는 유효수분(有效水分) 및 유효수분율(有效水分率)이 점토함량증가(粘土含量增加)와 더불어 감소(減少)하였고 점토함량(粘土含量) 55% 이상(以上)에서는 12~13%의 유효수분(有效水分)을 유지(維持)하였다. 2. 표상(表上)의 내수성입단량(耐水性粒團量) 55.0~81.1%로서 침식(侵蝕)을 받고 있는 전토양(田土壤)에서 낮은 반면(反面)에 답토양(畓土壤)에서 높았다. 입단지수(粒團指數)는 전토양(田土壤)은 표상(表上)에서 높은 반면(反面)에 답토양(畓土壤)은 심토(心土)에서 높았다. 3. $0.01-Na_2SO_4$ pH를 $H_2O$ pH와 비교한 교질반응(膠質反應)은 치환산성(置換酸性) 내지 치환중성(置換中性)으로서 일종(一種)의 적색토화작용(赤色土化作用)을 받은 것으로 추정(推定)되었다. 4. 토양별(土壤別) 세상(細上)의 평균(平均) CEC는 15.8~20.2 me/100g이었고 점토(粘土) 100g 당(當)의 CEC는 35.6~52.6meq 이었으며 염기포화도(鹽基飽和度)는 32.7~57.6%로서 표고(標高)가 높을수록 낮은 경향(傾向)이었다. 5. 유리산화철(遊離酸化鐵)의 활성도(活性度)는 0.061~0.739로서 표고(標高)가 높을수록 낮은 반면(反面)에 결정화지수(結晶化指數)는 0.067~0.537로서 고위단구(高位段丘)일수록 높았다.

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침철석(goethite)과 비소의 흡착반응 (Adsorption of Arsenic on Goethite)

  • 김순오;이우춘;정현수;조현구
    • 한국광물학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.177-189
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    • 2009
  • 철 (산수)산화물은 높은 반응성과 큰 비표면적 등의 특성을 갖는 이차광물로서 환경관련 산업이나 연구에서 무기 및 유기 오염물질들을 효과적으로 제거할 수 있는 수착제로 널리 활용되어 오고 있다. 이러한 철 (산수)산화물들 중에서 침철석(${\alpha}$-FeOOH)은 지중에서 가장 많이 분포하고 안정된 광물로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 침철석을 이용하여 비소를 제거하는데 있어서 주요한 기작인 흡착반응에 대하여 알아보았다. 순수한 침철석을 얻기 위하여 실험실에서 합성하였으며, 침철석의 다양한 광물학적, 물리화학적 특성들을 분석하여 비소와의 흡착반응을 해석하는데 이용하였다. 그리고 비소의 화학종별 침철석에 대한 흡착특성을 비교하기 위하여 흡착 등온식을 얻기 위한 평형흡착실험, pH에 따른 흡착실험, 흡착반응속도 실험 등을 수행하였다. 합성된 침철석의 영전하점(point of zero charge, PZC)은 7.6으로 다른 철 (산수)산화물들에 비해서 상대적으로 약간 높은 값으로 측정되었다. 침철석의 비표면적은 $29.2\;m^2/g$으로 다른 철 (산수)산화물들에 비해 비교적 낮게 나타나서 흡착력이 다소 떨어질 것으로 예상되었다. 침철석에 대한 친화도는 3가 비소(아비산 이온)가 5가 비소(비산 이온)보다 훨씬 더 커서 동일한 pH 조건에서 3가 비소가 5가 비소보다 침철석에 많이 흡착되는 것으로 조사되었다. pH에 따른 비소 화학종별 흡착특성을 살펴보면 3가 비소는 중성의 pH 범위(7.0~9.0)에서 가장 높은 흡착을 보였으며, 산성 또는 염기성 pH 조건에서는 흡착량이 크게 감소하는 것으로 나타났다. 5가 비소의 경우에는 낮은 pH 조건에서 가장 흡착이 잘 일어났으며 pH가 증가함에 따라서 흡착은 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 거시적인 현상은 pH에 따라서 각 비소종의 화학적 존재형태와 침철석의 표면 전하가 변하기 때문에 발생하는 정전기적인 작용에 의한 것으로 생각된다. 침철석과 비소와의 흡착반응속도를 가장 잘 모사하는 반응속도 모델은 parabolic diffusion 모델인 것으로 평가되었으며, 회귀 분석 결과 5가 비소가 3가 비소보다 반응속도상수가 크게 나타났다.