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18F-FDG 자동분주기 사용에 따른 유용성 평가 (Effectiveness Evalution of 18F-FDG Auto Dispenser (RIID: Radiopharmaceutical Intelligent Dispenser))

  • 유문곤;문재승;김수근;신민용;안성철;이태훈;안승현
    • 핵의학기술
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    • 제22권2호
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    • pp.79-83
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    • 2018
  • $^{18}F-FDG$가 비방사능이 높을 때는 원하는 만큼의 방사능량을 분주하기 어려워 작업시간이 증가하여 분배하는 실내의 공간선량율 및 방사성 오염이 증가하고 있다. 따라서 수동분주 과정에서 환자에게 투여되는 실제 용량을 평가함과 동시에 자동분주기를 이용하여 환자에게 투여되는 실제 용량과의 차이를 비교 분석하여 자동분주기의 유용성에 대하여 알아보고자 한다. 2016년 7월부터 2016년 12월까지 $^{18}F-FDG$를 이용하여 작업종사자가 수동 분주하여 투여한 환자 846명과 2017년 7월 부터 2017년 12월까지 자동분주장치에서 분주된 $^{18}F-FDG$를 투여한 환자 906명을 대상으로 하였으며 환자 체중의 10%에 해당하는 권고용량을 기준으로 실제 투여량과 권고용량 대비 상대오차를 산출하여 두 그룹 간의 평균값을 비교 분석하였다. 수동분주과정에서 환자에게 투여된 용량은 권고용량 대비 평균 $35.41{\pm}27.79%$로 나타났고 자동분주과정에서는 권고 용량 대비 평균 $-2.15{\pm}3.99%$로 나타나 자동분주과정에서의 권고용량에 대한 상대오차가 월등히 작은 것으로 나타났다(p<0.05). 자동분주기에서 분주되는 동안 작업종사자가 직접 방사성 의약품을 만질 필요가 없으며 멀리 떨어져 다른 업무가 가능하므로 피폭을 받는 시간과 거리를 함께 감소시킬 수장점이 있었다. 향후 많은 의료기관에서 도입하여 사용할 경우 환자에게 투여되는 용량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 작업 종사자들의 피폭선량 저감에 도움이 될 것으로 판단된다.

NRC 보-기둥 접합부의 구조적 거동 평가 (Structural Behavior Evaluation of NRC Beam-Column Connections)

  • 전지환;이상윤;김승훈
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.73-80
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    • 2022
  • 본 연구에서는 공장에서 L형강을 이용하여 선조립한 NRC 보와 NRC 기둥을 현장에서 볼트 조립하는 NRC 보-기둥접합부 상세를 개발하였다. 개발된 접합부 상세는 NRC-J형과 NRC-JD형이다. NRC-J형은 NRC 기둥 측면의 강재 플레이트와 NRC 보의 엔드플레이트의 측면과 하부면에 TS볼트로 인장접합하는 방식이다. NRC-JD형은 전단에 대해서 NRC 보와 NRC 기둥의 측면을 고력볼트접합하고, 휨에 대해서 접합부를 관통하는 철근연결재와 보의 보강재를 겹침이음하도록하는 강접합 방식이다. 접합부 내진성능평가를 위하여, 두 가지 NRC 보-기둥 접합부 상세를 가지는 NRC-J 실험체, NRC-JD 실험체와 RC 보-기둥 접합부 상세를 가지는 RC-J 실험체 등 3개의 실험체를 제작하였다. 반복횡하중가력 실험결과, 모든 실험체의 최종 파괴형상은 보-기둥 접합면에서 보의 휨파괴로 나타났다. 정가력에 의한 실험체 최대내력은 RC-J 실험체에 비하여 NRC-J 실험체와 NRC-JD 실험체가 각각 10.1%, 29.6% 크게 나타났다. 두가지 NRC 접합부 상세 모두 KDS 기준(KDS 41 3100)의 합성중간모멘트골조 모멘트접합부에서 요구되는 최소 총층간변위각 0.03 rad 이상의 연성능력을 확보는 것으로 평가되었다. 부재각 5.7%에서 NRC-J실험체, NRC-JD 실험체가 RC실험체에 비해 약 34.8%, 61.1% 큰 누적 에너지 소산능력을 보유하고 있었다. NRC 보-기둥 접합부의 실험내력이 KDS 기준식에 의한 이론내력에 비하여 30%~53% 큰 것으로 평가되어, 기준식이 보유성능을 안전측으로 평가하였다.

뇌신경과학 연구 및 기술에 대한 민사법적 대응 (Neurotechnologies and civil law issues)

  • 김수정
    • 의료법학
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    • 제24권2호
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    • pp.147-196
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    • 2023
  • 오늘날에는 기술의 발전으로 인간의 뇌에 직접 자극을 가하여 질병을 치료하거나 뇌파를 통해 직접 기계를 조정하는 것이 가능해졌다. 이러한 뇌신경과학기술은 비침습적으로 이루어질 수도 있으나 적어도 현재까지는 뇌에 직접 전극이나 마이크로칩을 이식하는 침습적 방법이 필요한 자극을 더 정확하게 가하거나 뇌파를 더 정밀하게 측정할 수 있다. 뇌심부자극술(DBS)의 경우 파킨슨병, 본태성진전증에 대해 안정적인 치료방법으로 인정받고 있으며, 그 외 알츠하이머나 우울증 등에도 활용할 수 있는지 연구가 진행중이다. 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)의 경우 임상단계이지만 신경이 손상되어 신체를 움직이지 못하는 사람들의 신체기능을 대체하거나 재활치료를 지원하는 역할을 할 것으로 기대되고 있다. 문제는 이러한 침습적 뇌신경과학기술을 필요로 하는 사람들의 상당수는 질병 또는 신경 손상으로 인해 판단능력이 손상되어 있거나 의사표시를 제대로 할 수 없는 사람들인데 반해, 이 기술들을 이용한 시술은 고도의 침습적인 시술이어서 반드시 환자 본인의 동의를 필요로 한다는 것이다. 특히 뇌신경과학기술이 아직 임상시험단계에 머물러 있는 영역에서는 위험은 그만큼 커지고 이익은 불확실하기 때문에 이를 고려하여 수술을 받을지 여부를 판단할 수 있도록 더 충분한 설명이 이루어져야 한다. 환자에게 성년후견이 개시되어 있다면 성년후견인이 - 경우에 따라서는 법원의 허가를 받아 - 이 시술에 대한 동의를 대신할 수 있을 것이다. 성년후견이 개시되어 있지 않은 경우 환자의 판단능력이 손상되어 있거나 의사표시를 할 수 없는 경우가 문제이다. 우리 의료 실무에서는 환자가 동의할 수 없는 경우 환자의 보호자에게 동의를 받는 경향이 있지만, 환자의 보호자라는 개념은 우리법상 근거를 찾기 어려운 개념이어서 문제가 있다. 장기적으로는 환자의 배우자나 근친이 보충적으로 환자의 의료행위 동의대행권을 갖도록 법률상 규정하는 편이 타당할 것이다. 뇌신경과학시술을 받은 환자에게 부작용 등 손해가 발생한 경우도 검토를 요한다. 만일 환자에게 수술에 수반되는 위험에 대해 제대로 설명이 되지 않았다면 위자료 청구가 가능하다. 의료과실과 부작용 사이에 인과관계가 있다면 그 부작용에 대해서도 손해배상청구를 할 수 있다. 또한 BCI나 DBS 모두 뇌에 전극이나 마이크로칩등을 이식하고 이를 외부의 컴퓨터를 통해 제어하기 때문에 인체의식형 의료기기가 사용된다. 인체이식형 의료기기에는 제조물책임법이 적용되므로 그 결함으로 인해 부작용이 발생했다고 인정된다면 제조자에 대해서 손해배상을 청구할 수 있다. 최근 우리 의료기기법에는 인체이식형 의료기기 책임보험제도가 시행되어 피해자가 구제를 받을 가능성이 더 강하게 보장된다.

경북지역에서 액상우분뇨 시용과 콩과작물의 혼파가 동계사료작물의 생산성, 사료가치 및 단위면적당 유기가축 사육능력에 미치는 영향 (Effects of Applying Cattle Slurry and Mixed Sowing with Legumes on Productivity, Feed Values and Organic Stock Carrying Capacity of Winter Forage Crops in Gyeongbuk Regions)

  • 황보순;조익환
    • 한국유기농업학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.451-465
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    • 2013
  • 본 실험에서는 2011년부터 2012년까지 월동작물로 재배되는 보리, 호밀, 밀과 트리트레일에 화학비료, 유기질비료 및 가축분뇨의 시용 그리고 콩과작물의 혼파재배가 작물의 생산성과 사료가치를 평가함으로써 토양의 지력향상과 함께 양질의 유기 조사료 확보하여 단위면적당 유기가축사육 능력을 추정하고자 무비구, 화학비료 PK시비구, 화학비료 NPK시비구, 유기질비료 시용구, 우분뇨 시용구, 우분뇨 시용에 헤어리베치 혼파구 및 우분뇨 시용에 forage pea 혼파구 등 7처리 3반복 난괴법으로 배치하여 실험이 실시되었다. 청보리의 연간 건물과 가소화양분총량(TDN) 수량은 화학비료 NPK 시비구가 가장 높았으나(p<0.05), 유기질 비료구, 우분뇨 및 콩과작물 혼파구와 유의적 차이는 나지 않았다. 청보리의 TDN은 우분뇨 시용에 forage pea 혼파구가 가장 높게 나타났다(p<0.05). 청보리를 급여시 한우 암소는 유기질비료, 우분뇨 혹은 우분뇨 시용에 forage pea 혼파구가 연간 ha당 평균 2.8~3.1두를 사육할 수 있다. 호밀의 연간 건물수량은 화학비료 NPK구가 가장 높았으나, 우분뇨구와 유의적 차이가 나지 않았으며, TDN과 RFV는 유기질비료구가 화학비료 NPK구 보다 유의하게 높았다(p<0.05). 유기질비료, 우분뇨 혹은 우분뇨 시용에 콩과를 혼파한 호밀을 급여할 경우 한우 암소는 연간 ha 당 사육두수는 평균 2.8~3.2두 규모의 가축 사육능력이 추정된다. 밀의 연간 건물, 조단백질 및 TDN 수량은 유기질비료, 우분뇨 혹은 우분뇨 시용에 두과작물을 혼파한 구가 ha 당 각각 6.9~7.44, 0.53~0.60 및 4.35~5.04 톤으로 나타나, 밀을 급여할 경우 암소는 연간 ha 당 평균 3.1~3.7두 규모의 사육능력이 추정된다. 트리트케일의 TDN 수량은 화학비료 NPK구, 유기질비료구, 우분뇨구 및 콩과혼파구가 무비구와 화학비료 PK구 보다는 유의하게 높았으며(p<0.05), 조단백질 함량은 forage pea 혼파구가 가장 높았다(p<0.05). 트리트케일을 급여할 경우 유기한우 암소는 연간 ha 당 평균 3.4~3.7두 규모의 사육능력이 추정된다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 건물생산성만을 고려해서 화학비료와 동계사료작물을 단파로 재배하는 것보다 가축의 기호성과 품질의 개선까지 고려하여 액상우분뇨 50% 시용과 함께 콩과작물인 헤어리베치와 forage pea 등을 혼파 하는 것이 단위면적당 수량과 단백질 함량 등의 사료가치를 높이며 유기 가축사육 시에는 단백질공급원으로 이용되는 수입 곡류 등을 대체하는 효과까지도 기대할 수 있으리라 생각된다.

다중이용시설 내 식생바이오필터 시스템의 PM10, PM2.5 저감효과 및 측정방법에 대한 연구 (Study on PM10, PM2.5 Reduction Effects and Measurement Method of Vegetation Bio-Filters System in Multi-Use Facility)

  • 김태한;최부헌
    • 한국조경학회지
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    • 제48권5호
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    • pp.80-88
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    • 2020
  • 2019년 3월 미세먼지 비상저감조치가 일주일 동안 발령되면서, 미세먼지로 인한 국민의 불안감은 점차 가중되고 있다. 본 연구는 공기정화식물이 적용된 바이오필터의 다중이용시설 내 적용성 평가를 위해 입자상 오염원의 실내 연속방출환경을 조성하여 오염원 저감효과에 대한 측정방법을 제안하고, 시스템의 실내공기질 개선 여부를 확인할 수 있는 기초연구를 진행하였다. 강의실을 대상으로 춘절기에 모니터링 1시간 전 모기향을 오염원으로 배경농도를 조성한 후, 스케줄에 따라 2시간 관수, 1시간 송풍하여 미세먼지의 저감능을 확인하였으며, 바이오필터 2m 전방에 PM10, PM2.5 및 온습도 센서를 설치하고, 3개 송풍구 중 중앙에 풍속 프로브를 설치하여 시계열 모니터링을 수행하였다. 바이오필터에 구비된 총 3개소의 송풍구 평균 면풍속은 0.38±0.16 m/s로 댐퍼 면적이 제외된 송풍구별 면적 0.29m×0.65m을 적용한 총 공조풍량이 776.89±320.16㎥/h로 산출되었다. 시스템 가동으로 평균온도 21.5~22.3℃, 평균상대습도 63.79~73.6%를 유지하여, 선행연구의 다양한 조건별 온습도 범위에 부합하는 것으로 판단된다. 시스템 공조부 구동을 통해 급격하게 상대습도를 상승시키는 효과를 효율적으로 운용할 경우, 계절에 따른 실내 미세먼지 저감과 적정한 상대습도 확보도 가능할 것으로 판단된다. 미세먼지 농도는 바이오필터 시스템 가동 전의 모든 주기에서 상승 현상이 동일하게 집계되었으며, 시스템 가동 후 1주기 송풍구간(B-1, β=-3.83, β=-2.45)에서 미세먼지(PM10)는 최대 28.8% 수준인 560.3㎍/㎥, 초미세 먼지(PM2.5)는 최대 28.0% 수준인 350.0㎍/㎥까지 저감되었다. 이후 미세먼지(PM10, PM2.5)의 농도는 2주기 송풍구간 감소(B-2, β=-5.50, β=-3.30)로 각각 최대 32.6% 수준인 647.0㎍/㎥, 32.4% 수준인 401.3㎍/㎥까지 저감되었고, 3주기 송풍구간감소(B-3, β=5.48, β=-3.51)로 최대 30.8% 수준인 732.7㎍/㎥, 31.0% 수준인 459.3㎍/㎥까지 저감된 것으로 확인되었다. 본 연구는 식생 바이오필터의 다중이용시설 내 설치와 유관한 관련 표준 및 규정을 참조하여, 객관적인 성능평가환경의 구축 방안을 제시할 수 있었다. 이를 통해 일반 강의실 환경 내에 보다 객관화된 모니터링 인프라를 조성하여, 상대적으로 신뢰성 있는 데이터 확보가 가능했던 것으로 판단된다.

유색 육용계의 사료내 다양한 에너지 및 단백질 수준이 생산 능력, 혈액 성상, 계육 품질에 미치는 영향 (Effects of Dietary Various Energy and Protein Levels on Productivity, Blood Composition and Meat Quality in Cross-Bred Chicks)

  • 정용대;윤명자;류명선;류경선
    • 한국가금학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.57-67
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    • 2009
  • 본 연구는 유색 육용계의 생산성 극대화와 생리에 적합하며 계육 품질 향상을 위해 사료내 적정 에너지와 단백질 수준을 구명하기 위해 실시하였다. 공시동물로 유색 육용계 720 수 준비하였고 초기(0~2주), 전기(3~5주), 중기(6~8주), 후기(9~10주) 총 10주간 사양하였다. 시험 사료의 에너지 수준은 0~10주동안 3,000, 3,100 kcal/kg이며, 사양 초기 단백질 수준은 22%, 전기는 20, 21%, 중기는 18, 19, 20% 처리하였고, 후기는 17, 18, 19%하였다. 조사 항목으로 생산성, 혈액성상, 계육 품질을 조사하였다. 0~2주에 ME 3,100 처리구에서 생산성이 개선되었다(P<0.05). 3~5주에 사료 요구율은 CP(22)21% 처리구가 CP(22) 20% 처리구에 비해 감소되었다(P<0.05). 6~8주의 생산성은 ME와 CP 처리구에서 차이를 나타내지 않았다. 사양 후기(9~10주)에 ME 3,100 처리구는 증체량과 사료 요구율이 개선되었으며, CP($22{\times}21{\times}20$)19% 처리구는 사료 섭취량에서 다른 CP 처리구에 비해 감소하였다(P<0.05). 0~10주에 ME 3,100 처리구의 생산성은 ME 3,000 처리구보다 개선되는 경향을 나타내며 CP 처리구는 증체량과 사료 섭취량에서 차이는 없으나 사료 요구율은 CP($22{\times}21{\times}20$)19% 처리구가 유의하게 감소하였다(P<0.05). ME와 CP간 상호작용은 사양 초기와 전기에 나타났다. 혈중 총단백질은 ME 3,100 처리구가 ME 3,000 처리구보다 증가하였다(P<0.05). 알부민, 총콜레스테롤은 CP, ME 처리구간 차이를 나타내지 않았고 글루코오스는 CP($22{\times}20{\times}19$)18 처리구에서 다른 CP 처리구들보다 증가하였다(P<0.05). 중성지방은 ME, CP 처리구간 차이가 없었다. 가열 감량, 전단력, 보습력은 처리구간 차이를 나타내지 않았다. 그러나 pH는 사료내 에너지 및 단백질 수준에 따른 유의적인 차이가 나타났으며 ME 및 CP 처리구간 상호작용을 나타내었다(P<0.05). 따라서, 유색 육용계의 사양 시기별 단백질과 에너지 수준은 사육 초기에 ME 3,000 kcal/kg, CP 22%, 사육 전기는 ME 3,100 kcal/kg, CP 21%, 사육 중기는 ME 3,100 kcal/kg, CP 18% 그리고 사육 후기는 CP 17%, ME 3,100 kcal/kg 또는 그 이상으로 하는 것이 적정 수준으로 사료된다. 이 결과는 1회의 사양 시험을 통해 도출된 결과이므로 반복 시험을 추가적으로 수행할 필요성이 있다.

토양수분함량이 수수속작물과 옥수수의 생육 및 건물합성에 미치는 영향 II. 건물축적 및 성분함량의 변화 (Effects of soil Moisture Levels on Growth and Dry Matter Accumulation of Sorghum and Corn II. Changes of dry matter accumulation and chemical composition)

  • 한흥전;한민수;안수봉
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.152-161
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    • 1985
  • 생육기간중(生育期間中) 토양수분함량(土壤水分含量)의 차이(差異)가 수수속작물(屬作物)의 건물생산(乾物生産)과 성분함량(成分含量)에 미치는 영향을 알기 위하여 공시작물(供試作物) 및 품종(品種)으로 수수의 Pioneer 931, 수수${\times}$수단그라스교잡종(交雜種)의 Pioneer 988, 수단그라스의 Piper 및 옥수수의 수원(水原)19호(號)를 공시(供試)하였으며, 토양수분함량(土壤水分含量)은 포장용수량(圃場容水量)의 100, 80, 60 및 40%로 유지(維持)하며 시험(試驗)을 실시(實施)하였는바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 주당건물수량(株當乾物收量)은 토양수분(土壤水分) 60%에서 각각(各各) Pioneer 931, 176.2g, Pioneer 988, 180.8g 및 옥수수 164.0g으로 가장 높았다. 2 토양수분함량(土壤水分含量).에 따른 생육시기별(生育時期別) 건물축적량(乾物畜積量)은 수단그라스를 제외(除外)하고는 각작물(各作物)에서 공히 60>40>80>100%수분구(水分區)의 순(順)이었다. 3. 절대생장율(絶對生長率)(AGR)은 각품종(各品種) 모두 60% 수분구(水分區)에서 가장 높았으나 수단그라스는 80% 수분구(水分區)에서 높았다. 상대생장율(相對生長率)(RGR)은 각품종 모두 생육초기(生育初期)에 높고 생육후기(生育後期)에는 낮았으며, 순동화율(純同化率)(NAR)은 6월(月)29일(日)${\sim}$7월(月)5일(日) 기간중(期間中) 60% 토양수분구(土壤水分區)에서 $72{\sim}467g/m^2$/일(日)으로 가장 높았다. 4. 건엽중(乾葉中)의 조섬유함량(粗纖維含量)은 Pioneer 931의 경우 100% 및 80%수분구(水分區)($28.6{\sim}28.8%$)에서 높고 60 및 40%수분구(水分區)($23.6{\sim}24.1%$)에서 낮은 편이었다. 그러나 옥수수의 조섬유함량(粗纖維含量)에 따라 큰 차이(差異)가 없었다. 건엽(乾葉)의 조단백질함량(粗蛋白質含量)에 따라 큰 차이(差異)가 없었다. 건엽(乾葉)의 조단백질함량(粗蛋白質含量)은 60%수분구(水分區)($14.2{\sim}21.6%$) 및 40%수분구(水分區)($13.8{\sim}16.0%$)가 다른 고토양수분구(高土壤水分區)($7.3{\sim}13.9%$)보다 높은 편이었다. 5. 건경중(乾莖中)의 조섬유함량(粗纖維含量)은 $24.6{\sim}36.7%$로서 건엽중(乾葉中)의 함량(含量)보다 월등히 높았고 조단백질함량(粗蛋白質含量)은 $2.0{\sim}5.3%$로서 건엽중(乾葉中)의 함량(含量)보다 현저히 낮았다. 특(特)히 P.931의 건경중(乾莖中)의 조섬유함량(粗纖維含量)은 다른 작물(作物)에 비해 현저(顯著)히 높은 편이었다.

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잔적 암쇄토의 화학조성과 풍화도 (The Weathering and Chemical Composition of Young Residual Entisols in Korea)

  • 장용선;정필균;김선관;조인상
    • 한국토양비료학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.373-379
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    • 2001
  • 우리 나라 산지토양의 주요 모암에서 발달된 잔적층 암쇄를 대상으로 토양의 단면 특성, 이화학적 특성 X-선 형광분석 (XRF)을 통하여 모재에 따른 토양의 화학조성 변화와 주요한 구성원소의 풍화량을 토양층위 및 모암별로 비교하였다. 모암에 관계없이 토양의 C층에 비하여 A층에서 점토함량, 양이온 치환용량 (CEC), 유기물 함량은 높았으며, 용적밀도 ($kg\;m^{-3}$)와 pH는 낮은 경향을 보였다. 그러나 사암모재의 의성통에서는 점토함량이 감소하였는데 이는 토양과 함께 유실 되었거나 하부로 이동한 것으로 보였다. 토양 중 $SiO_2$함량은 화강암, 화강편마암, 석회암, 혈암 유래 토양에서, $Fe_2O_3$와 MgO는 현무암, 석회암, 혈암 유래 토양에서, CaO는 석회암 유래 토양에서 각각 높았다. 현무암 모재의 구좌통과 석회암 모재의 장성통 토양에서 작열감량(Igniton loss)이 크게 나타났다. 토양 화학성분별 풍화 정도는 공시 토양의 모암에 관계없이 염기이온(K, Ca, Mg, Na)들의 풍화량이 Si, Al, Fe 보다 크게 나타났다. C층과 비교하여 A층의 $TiO_2$의 함량비가 클수록 화학성분의 풍화정도가 큰 토양으로 나타났으며, 이는 $TiO_2$가 다른 원소보다 풍화에 상대적으로 안정된 광물이기 때문인 것으로 보인다. 각 원소의 절대적 함량비를 고려할 때 화강암, 화강편마암, 사암, 혈암, 현무암 유래 토양에서는 Si, Al의 유실이 심했으나 석회암 유래 토양에서는 탄산염의 빠른 풍화로 Ca, Mg이온의 풍화량이 많았다. 화학 성분의 풍회가 큰 토양은 사암 유래 의 성통과 화강암 유래 도산통 >> 혈암 유래 음성통과 석회암 유래 장성통 > 화강편마암 유래 덕산통 > 현무암 유래의 구좌통 순이었다.

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Fe-loaded zeolite를 이용한 칼럼 실험에서의 Cd & Cr(VI) 동시제거 반응성 평가 (Simultaneous Removal of Cd & Cr(VI) by Fe-loaded Zeolite in Column System)

  • 이아라;이승학;박준범
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제11권1호
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    • pp.14-22
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    • 2006
  • Cd과 Cr(VI)으로 동시에 오염된 지하수 정화에 반응벽체 공법을 적용하기 위하여 환원능과 흡착능을 동시에 가지는 새로운 반응 물질인 Fe-loaded zeolite의 반응성을 실내 주상실험을 통해 평가하였다. Cd과 Cr(VI)을 동시에 포함한 오염용액을 반응물질이 충진된 칼럼에 주입하고, 이 칼럼을 통과한 유출수에서의 Cd과 Cr(VI) 농도를 측정하여 파과곡선을 얻는 방법으로 본 주상실험을 수행하였다. 유출수의 농도 분석 결과 Cd의 파과는 Cr(VI)의 파과곡선이 완료되는 시점까지 전혀 관찰되지 않아, 반응물질의 전반적인 효율은 Cr(VI)에 대한 반응성에 의해 결정됨을 알 수 있었다. Cr(VI)의 파과곡선은 파과 시작점이 다소 지체되고 파과의 진행 속도도 느려지며 파괴곡선의 상대농도 값이 1까지 증가하는 양상을 나타내었다. 이러한 Cr(VI) 파과곡선의 양상을 정량적으로 묘사하기 위하여 형상계수라고 하는 새로운 계수 ${\alpha}$${\beta}$를 정의하고, 이를 오염물질의 이동방정식에 적용함으로써 파과곡선의 지체 정도와 기울기 정도를 나타내었다. 초기 주입 용액의 농도가 증가할수록 ${\alpha}$값은 감소하였고, 이로부터 파과곡선의 시작 시점이 빨라 지는 것을 알 수 있었다. 또한 초기 주입 용액의 속도가 증가할수록 ${\beta}$ 값이 감소하였으며, 이로부터 파과곡선의 기울기가 점차 가팔라지는 것을 알 수 있었다. 이를 통해 Fe-loaded zeolite를 반응벽체 내 반응물질로 적용할 경우, Fe-loaded zeolite는 지하수 상에 존재하는 서로 다른 이온 형태의 중금속인 Cd과 Cr(VI)을 효과적으로 동시에 제거할 수 있음을 획인하였으며 이때, Fe-loaded zeolite를 통한 Cr(VI)의 파과는 지하수 흐름이 빠를수록 파과의 진행이 더욱 급격히 나타날 것이며 오염농도가 높은 지하수일수록 파과의 시점이 빠르게 나타나 반응물질은 그 사용 한계 에 다다르게 될 것임을 예측할 수 있었다.

강설이 겨울철 강수의 화학적 특성에 미치는 영향 (Snow Influence on the Chemical Characteristics of Winter Precipitation)

  • 강공언;김남송;오경재;신대윤;유두철;김상백
    • 대한환경공학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.113-125
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    • 2007
  • 강설과 강우에서의 이온성분 차이와 강설이 겨울철 강수의 화학적 특성에 미치는 영향을 파악하기 위하여 전북 익산지역에서 1995년부터 2000년까지 강우와 강설의 포집이 가능한 매 $11\sim12$월과 $1\sim2$월 동안에 자동강수채취장치를 사용하여 강수를 포집한 후 pH와 전기전도도 그리고 수용성 이온성분의 농도를 측정하였다. 겨울철 강수의 평균 pH는 4.72이었으며, 강수의 침적형태에 따라서는 강설(5.05)보다 강우(4.67)에서 높은 산성도를 나타내었다. pH 5.0 이하의 저 pH 발생빈도는 강우의 경우 약 73%이었으며, 강설은 30%이었다. 이온성분의 경우 강설은 강우에 비해 해염에서 기원하고 있는 이온성분들의 농도가 높게 나타났는데, 특히 $Cl^-$, $Na^+$, $Mg^{2+}$ 의 경우 3배 이상의 농도 차이를 나타내었다. 해염기원 성분을 제외할 경우 강우와 강설 모두 음이온에서는 $nss-SO_4^{2-}$$NO_3^-$가 그리고 양이온에서는 $NH_4^+$$nss-Ca^{2+}$가 주성분인 것으로 나타났다. 이중 $nss-SO_4^{2-}$는 강우에서 1.3배 높은 농도를 나타낸 반면, $nss-Ca^{2+}$$NO_3^-$의 경우 강설에서 각각 1.5배와 1.3배 높은 농도를 나타내었다. 겨울철 강수 중 $nSS-SO_4^{2-}/NO_3^-$의 당량농도비는 2.4이었는데 이것은 강수의 산성도에 대한 $H_2SO_4$의 기여율이 71%이고 그 나머지가 $HNO_3$에 의한 것임을 의미한다. 강우와 강설에서는 각각 2.7과 1.5를 나타내었는데 이것은 입자상의 $SO_4^{2-}$$NO_3^-$보다 가스상의 $HNO_3$가 강설에서 효율적으로 제거되기 때문으로 국외의 다른 실측 연구결과와도 일치하고 있으며, 대기에어로졸의 세정이론과도 잘 부합되는 것으로 나타났다. 익산지역의 겨울철 강우와 강설 모두 $nss-SO_4^{2-}$$NO_3^-$가 국내 외 비오염지역에 비해 고농도로 검출되었지만, 이에 대응하는 알칼리성의 $NH_4^+$, $nss-Ca^{2+}$, $nss-K^+$ 등이 존재함으로써 중화작용이 이 지역 강수의 중요한 특징으로 나타났다. 그러나 강우와 강설에서의 이온성분의 차이 그리고 산성원인물질에 대한 이들 알칼리성 물질의 중화능 차이에 의해 강우에 비해 강설의 산성도가 낮은 것으로 나타났으며, 결과적으로 강설은 겨울철 강수의 산성도를 완화시키는 역할을 하는 것으로 파악되었다.