• 보존과학회지
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• 제24권
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• pp.23-36
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• 2008

화순 운주사 석조불감(보물 제797호)은 고려시대 양식을 갖추고 있는 석조문화재로서 아주 독특한 형식적 특징을 보여준다. 남북의 감실 내부에는 각각의 불상이 등을 맞대고 있는 쌍배 좌상의 형태를 보이고 있어 역사적, 미술사적 및 학술적으로 높은 평가를 받고 있다. 그러나 이 석조불감은 특별한 보호시설 없이 옥외에 노출되어 장기간의 풍화작용으로 다양한 훼손양상이 복합적으로 나타나고 있다. 이 석조불감은 총 47매의 암석으로 구성되어 있으며, 총 하중은 약 56.6톤이다. 구성 재질은 주로 회백색의 유리질 조직을 갖는 화산력 응회암류로 암편질 응회암과 유문암질 각력응회암이다. 또한 이들의 보수과정에서 부분적으로 흑운모 화강암을 사용하였다. 이들 응회암질암의 화학적 풍화지수는 52.1~59.4이나, 대체적인 화강암은 보다 신선한 50.0~51.0을 보인다. 이 연구에서는 석조불감에 나타나는 손상유형을 크게 물리적, 화학적 및 생물학적 풍화로 구분하여 훼손양상에 따라 종합훼손지도를 작성하였고, 표면적 대비 점유율을 산출하였다. 이 결과, 물리적 풍화양상 중 박리박락이 모든 방위에서 가장 높은 점유율을 보였으며, 방위로는 석감의 남측 면이 39.1%로 가장 높은 풍화도를 보였다. 화학적 풍화는 흑색 변색, 황갈색 변색, 백화현상 순으로 나타났으며 석감의 서측 면에서 61.2%의 높은 점유율을 보인다. 육안으로 볼 때, 가장 심각한 훼손을 보이는 생물학적 풍화는 회색지의류가 압도적으로 높으며, 석조불감 북측 면이 38.3%로 가장 높게 나타났다. 따라서 균열과 박리박락이 심한 부재의 접합 및 보강이 선행되어야 하며, 이차적 오염물질과 생물들은 정기적인 세정을 통해 제거하는 등 각각의 손상도에 적합한 보존방안의 수립과 임상실험을 통한 과학적 처리가 필요하다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권4호
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• pp.404-411
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• 2007

활성탄 재질별 geosmin과 2-MIB의 최대 흡착량은 석탄계 재질의 활성탄이 가장 우수한 것으로 나타났고, 다음으로 야자계, 목탄계 활성탄 순으로 나타났으며, geosmin과 2-MIB에 대한 석탄계 활성탄의 최대 흡착량(X/M)은 신탄의 경우 야자계와 목탄계 활성탄에 비해 각각 $1.2\sim1.9$배 및 $2.1\sim2.6$배 정도 높은 것으로 조사되었다. 또한, 3.1년 사용탄의 경우는 석탄계와 목탄계 재질의 활성탄에서 높게 나타났으며, 5.9년 사용탄의 경우는 목탄계 재질의 활성탄이 석탄계 재질의 활성탄보다도 높게 나타났다. 활성탄에서의 흡착용량을 나타내는 k값의 경우 활성탄 재질별, 사용연수별 geosmin과 2-MIB에 대해 전체적으로 geosmin이 크게 나타나고 있어 활성탄 흡착공정에서 2-MIB 보다 제거가 용이한 것으로 조사되었다. 활성탄 사용율(CUR)은 석탄계 재질의 활성탄이 geosmin과 2-MIB에 대해 1.72 g/day 및 1.44 g/day, 야자계나 목탄계 활성탄의 경우는 각각 1.72와 2.05 g/day 및 2.12와 1.90 g/day의 활성탄을 사용하여야만 제어가 가능한 것으로 조사되었으며, 또한, 3.1년과 5.9년 사용탄의 경우는 목탄계 재질의 활성탄이 geosmin과 2-MIB에 대해 각각 3.13과 4.57 g/day 및 2.87과 4.14 g/day로 나타나 다른 재질의 활성탄들에 비해 적은 양으로도 geosmin과 2-MIB를 제어할 수 있는 것으로 나타났다. 석탄계와 야자계 재질의 신탄, 3.1년 및 5.9년 사용탄들에 대해 geosmin과 2-MIB의 최대 흡착량(ng/g)과 비표면적$(m^2/g)$ 및 총 세공용적$(cm^3/g)$에 대한 상관성 조사결과, 최대 흡착량은 비표면적 보다는 총 세공용적이 높은 상관성을 가지는 것으로 나타났으며, 최대 흡착량과 총 세공용적의 상관식은 geosmin의 경우는 $y=264,459\times-79,047(R^2=0.95)$, 2-MIB는 $y=319,650\times-101,762(R^2=0.93)$으로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제46권6호
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• pp.521-533
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• 2013

본 연구는 규소슬래그의 흡착제로서의 주요한 특성을 분석하고 규소슬래그와 수용상 비소와의 흡착특성을 규명하여 규소슬래그의 비소 흡착제로서의 활용가능성을 평가하고자 수행되었다. 규소슬래그의 비표면적은 6.71 $m^2/g$으로 다른 슬래그들에 비해 다소 높았으나, 비소 제어에 널리 이용되고 있는 철 (산수)산화물들에 비해서는 상대적으로 낮았다. 전위차 적정법(potentiometric titration)에 의해 측정된 영전하점(point of zero salt effect, PZSE)은 7.3으로 비교적 높아 주로 음이온으로 존재하는 비소의 흡착에 유리한 특성인 것으로 조사되었다. 흡착등온식을 알아보기 위한 실험결과, 두 비소 종 모두 Langmuir 등온식이 규소슬래그와의 흡착특성을 가장 잘 모사한 것으로 평가되었다. pH에 따른 흡착특성은 3가 비소는 pH 7에서 최대 흡착량을 보였고, 그 외 pH 조건에서는 흡착량이 현저하게 감소하였다. 5가 비소의 최대 흡착량은 가장 낮은 pH 조건(pH 4)에서 나타났으며, pH가 증가함에 따라 흡착량이 지속적으로 감소하는 것으로 조사되었다. 흡착반응속도를 알아보기 위한 실험결과, 3가 비소의 흡착은 2시간 이내에 평형에 도달하였으며, 5가 비소의 경우에는 8시간 이내에 평형에 도달하였다. 그리고 비소의 화학종과 관계없이 규소슬래그와의 흡착반응속도는 유사이차 반응속도모델이 가장 적합한 것으로 나타났다. 동일한 실험 조건에서 5가 비소가 3가 비소 보다 약 6배가량 큰 규소슬래그와의 친화력을 나타났다.

• 공업화학
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• 제7권6호
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• pp.1034-1042
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• 1996

DCCA로 1-도데카놀을 이용한 수식 졸-겔법에 의한 $TiO_2-SiO_2$계분체를 합성하였으며, 이들 합성분체에 대한 characterization과 광활성촉매에 대해 검토하였다. $500^{\circ}C$까지의 감량변화는 TiO2단독분체가 33.0wt%, $TiO_2/SiO_2$의 몰비가 75/25, 50/50 및 25/75인 분체는 각각 67.0wt%, 70.0wt% 및 73.0wt%, 그리고 $SiO_2$단독분체는 42.5wt%이였다. 이들 탈리는 거의 대부분이 유기물질이였다. 합성직후의 분체는 $TiO_2$단독분체를 제외하고는 무정형화합물이였고, 아나타아제의 루틸로의 상전이는 $SiO_2$에 의해 억제되었다. 합성직후의 분체는 입자의 형태가 관찰되지 않았으나, $600^{\circ}C$, 1시간 가열에 의한 $TiO_2$단독분체, $TiO_2/SiO_2$의 몰비가 75/25 및 50/50인 분체는 모두 서브미크론의 입자를 보였으며, 몰비가 25/75의 분체 및 $SiO_2$단독분체는 여전히 벌크상태였다. 비표면적 역시 $SiO_2$의 증가와 함께 증가하였으며, 세공크기 역시 $SiO_2$성분에 의존하였다. 그리고 이들 가열물의 광촉매활성은, $TiO_2/SiO_2$의 몰비가 75/25인 분체의 경우, 수소발생량으로 $0.240{\mu}mol/h.g-cat.$을 나타내었으며, $TiO_2$단독분체의 그것보다는 약 2.6배, 표준광촉매물질인 P-25(Degussa P-25)보다는 약 2.0배 가량 큰 값을 나타냈다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권7호
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• pp.762-770
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• 2005

활성탄 재질별 THM 흡착능은 야자계 활성탄이 가장 우수하였고, 다음으로 석탄계, 목탄계 활성탄 순으로 평가되었으며, 야자계 활성탄의 최대 흡착량(X/M)이 석탄계와 목탄계 활성탄에 비해 각각 $1.1{\sim}1.5$배 및 $14.1{\sim}31.4$배 정도 높은 것으로 조사되었다. 또한, 활성탄 사용율(CUR)의 경우는 chloroform 흡착 제거시 야자계 활성탄은 1일 9.4 g의 활성탄을 사용하여 제어할 수 있는 반면, 석탄계나 목탄계 활성탄의 경우는 11.2 g 및 38 g의 활성탄을 사용하여야만 제어가 가능한 것으로 나타났다. THM 구성종별 활성탄에 대한 흡착특성을 조사한 결과 chloroform의 k값이 가장 낮은 것으로 조사되어 THM 구성종들 중 활성탄을 이용한 흡착제거가 가장 어려운 것으로 조사되었으며, 다음으로 BDCM, CDBM, bromoform 순으로 나타났다. bromoform은 chloroform에 비해 k값이 활성탄 재질별로 $5{\sim}12$배 정도 큰 것으로 나타났다. Biofilter에서의 THM 구성종들에 대한 생분해 특성을 평가한 결과, 물질별 평균 생분해율이 chloroform의 경우 7%, BDCM 5%, CDBM 4%, bromoform 3%로 나타나 생물분해가 어려운 것으로 조사되었다. HAA5 구성종들에 대한 활성탄 흡착 및 biofilter를 이용한 생분해 특성 평가 결과는 운전초기에는 흡착 제거되었으며, biofilter에서의 생물분해능은 TCAA를 제외한 나머지 4종은 bed volume 2000 부근부터는 생물분해에 의해 거의 100% 제거되는 것으로 나타났으나, TCAA는 bed volume 4000 이후부터 생물분해에 의해 90% 이상 제거되기 시작하여 bed volumed의 증가와 함께 제거율도 상승하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권1호
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• pp.85-95
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• 2018

본 연구에서는 폐가스 가습조(유동상호기 및 무산소조)를 포함한 바이오필터공정으로 이루어진 바이오필터시스템을 구축하여, 돈사 및 계사 설비, 퇴비공장 또는 공공시설에서 발생되는 황화수소, 암모니아 및 휘발성 유기화합물을 포함한 악취폐가스에 대한 처리효율을 제고하고 적정 작업조건을 구축하였다. 복합 악취폐가스 처리실험에서, 암모니아 부하의 경우 폐가스 가습조에서 약 75%가 제거되고, 후 공정인 바이오필터에서 20%이상 제거되었다. 톨루엔 부하의 경우 폐가스 가습조에서 약 20%가 제거되고, 후공정인 바이오필터에서 70% 이상 제거되었다. 따라서 물에 용해도가 높은 암모니아의 경우에는 폐가스 가습조에서 주로 제거되었고, 용해도가 낮은 톨루엔의 경우는 바이오필터에서 주로 제거되었다. 한편 황화수소는 폐가스 가습조에서 거의 흡수되어 바이오필터에서 검출되지 않았다. 황화수소 및 톨루엔의 공급을 중단하였을 때에, 암모니아 부하는 폐가스 가습조에서 약 65%가 제거되고 후 공정인 바이오필터에서 나머지 약 35% 정도가 제거되어, 거의 100%의 암모니아 부하가 제거되었다. 폐가스 가습조에서는 암모니아 외에 톨루엔 및 황화수소의 부하가 추가된 복합 악취폐가스의 경우보다 약 10% 더 적게 암모니아가 제거되었는데, 이것은 탈질에 필요한 톨루엔과 같은 유기화합물의 공급 중단에 기인하였다. 바이오필터시스템의 feed가, 1)복합 악취폐가스일 때, 2)암모니아 폐가스일 때에; 기존 폐가스 가습조 용수에 yeast extract를 보충한 경우 또는 yeast extract를 첨가하지 않고 탄소원으로 glucose를 첨가한 경우, 각각의 경우에 폐가스 가습조에서 흡수되는 암모니아질소 흡수율은, 각각 약 0.28 mg/min, 약 0.23 mg/min 및 약 0.27 mg/min으로 산출되었다. 한편 각각의 무산소조에서 탈질율은 0.42 mg/min, 0.55 mg/min, 및 약 0.27 mg/min이었다. 또한 폐가스 가습조(유동상 호기조)의 bubble column 모델링에서 유동상 호기조 단위부피당 bubble의 비표면적(a)과 향상된 물질전달계수(E $K_y$)의 곱의 값은 0.12/hr로 평가되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권4호
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• pp.341-348
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• 2010

유중 건조 공정의 기본 원리는 수분과 비열차이가 있는 오일을 가열할 때 온도 차이에 따라 형성되는 슬러지 내부의 급격한 압력 변화를 이용한다. 즉 슬러지 내부에 발생하는 급격한 압력 상승이 이루어질 때 슬러지 공극을 통하여 수분이 빠르게 배출하도록 하는 것이다. 본 연구의 목적은 유중 건조공정 중 다양한 운전 변수가 건조효율에 미치는 영향을 구체적으로 규명하기 위한 것이다. 변수 연구를 위하여 일련의 건조 실험과 수치해석을 시도하였으며 그 결과 건조온도, 건조시간, 폐오일종류, 슬러지 종류 등 중요 실험변수에 따른 건조곡선이 얻어졌다. 건조 온도 변화에 따른 연구 결과는 폐오일의 종류에 관계없이 $140^{\circ}C$ 이상으로 운전하는 것이 건조효율에 유리한 것으로 나타났으며 이 결과는 수치 해석적 결과로도 확인되었다. 그리고 슬러지 직경의 경우 직경이 감소할수록 효율적으로 건조되는 경향으로 보였으며 이는 비표면적의 증가에 기인하는 것으로 판단되었다. 오일 종류나 물성의 변화에 대한 연구에서는 오일의 점도가 가시적인 영향을 주는 것으로 나타났다. 특히 점도가 높은 오일의 경우 건조 초반에 수분 증발이 현저히 지체되는 현상이 나타났다. 그러나 건조온도 $140^{\circ}C$ 이상에서는 이러한 지체 현상이 감소하는 결과를 나타내었다. 슬러지 종류에 따른 연구에서는 전체적으로 큰 차이를 나타내지는 않았으나 하수슬러지가 다른 종류의 슬러지에 비하여 좀 더 가시적으로 양호한 수분제거 양상을 나타내었다. 수치 해석적 연구는 실험적 연구에 대한 상호보완적인 연구로서 가능성을 보였으나 복잡한 세부모델에 대한 경험적인 모델개발의 필요성이 제기되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제15권4호
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• pp.3-12
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• 2006

망간단괴를 흡착제로 활용하고자 망간단괴에 대한 아황산가스의 흡착실험을 수행하였다. EGME 흡착법에 의해 측정한 망간단괴의 비표면적은 약 $221.5m^{2}/g$ 정도의 수치를 보였으며, 망간단괴의 화학조성을 살펴본 결과 58% 이상을 Mn이 차지함을 알 수 있었고 아황산가스 흡착 후 S의 함량은 15.4%로 증가함을 알 수 있었다. 아황산가스로 흡착된 망간단괴를 증류수 및 메탄올로 세척하여 EPMA를 분석한 결과 S의 함량이 각각 14.7% 및 13.1%로 약간 감소하는 것으로 조사되었다. 망간단괴의 X-선 회절 스펙트럼을 통해 망간단괴는 망간 산화물인 Todorokite 와 Bimessite 그리고 실리콘 산화물인 Quartz 및 칼슘 알루미늄 산화물인 Anorthite 로 판명되는 약한 peat 만이 나타나는 것으로 파악되었다. 아황산가스로 흡착시킨 후 망간단괴의 X-선 회절 스펙트럼은 약간의 변화를 나타냈으며 $MnSO_{4}$로 판명되는 약한 피크를 확인할 수 있었다. 타흡착제로 사용한 석회석에 대한 아황산가스의 흡착반응은 $CaSO_{4}$의 생성을 야기하지 않는 것으로 판단되었다. 흡착제의 입자 크기가 증가할수록 파과시간은 감소하고 망간단괴에 대한 아황산가스의 흡착량 또한 감소하는 것으로 관찰되었다. 아황산가스의 유량이 증가할수록 흡착량은 감소함을 보였고, 타흡착제로 사용한 석회석은 망간단괴에 비해 단위 g당 흡착되는 양이 작았으며 석회석과의 혼합은 망간단괴에 대한 아황산가스의 흡착량 향상에 영향을 미치지 않은 것으로 조사되었다. 반응온도가 증가할수록 같은 반응시간동안 망간단괴에 흡착된 아황산가스의 양은 감소하는 것으로 조사되었다.

• 청정기술
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• 제27권4호
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• pp.359-366
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• 2021

할로이사이트(Al₂Si₂O₅(OH)₄·nH₂O)는 다층벽 나노 튜브 구조의 저단가 천연 점토 분말로, 상대적으로 우수한 비표면적으로 인해 수처리용 염료 흡착 소재로 연구되어왔다. 분말형 점토 소재는 수처리 시 응집으로 인한 관막음 현상을 억제하기 위해서 흡착 담체로의 사용이 검토되나, 강도 확보를 위한 높은 소성 온도 및 분말 대비 낮은 소재 활용률로 인해 흡착능 구현에 난점이 있다. 본 연구에서는 750 ℃에서 대기 소성에 따른 할로이사이트의 메틸렌블루(MB) 흡착능 유지율을 평가하였으며, 소재 활용율 향상을 위한 관형의 할로이사이트 담체를 제조하였다. 할로이사이트의 높은 열적 구조 안정성은 투과전자현미경 이미지를 통해 평가되었으며, 할로이사이트는 각각 22% (7.65 mg g^-1), 6% (11.7 mg g^-1)의 유지율을 보인 규조토 및 마그네솔^®XL 대비 우수한 MB 흡착능 유지율 및 흡착능(93%, 18.5 mg g^-1) 나타내었다. 또한, 성형 시 리그닌과의 복합화는 기존 소성체 대비 흡착능이 향상되었으며, 수소 분위기 하 소성 시 초기 MB 흡착을 촉진했다. 관형의 할로이사이트 담체는 접촉면적의 증가를 통해 막대형 담체 대비 빠른 초기 흡착량의 증가 및 우수한 질량 당 흡착능(7.36 mg g^-1)을 구현하였다.

• 광물과 암석
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• 제34권2호
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• pp.133-146
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• 2021

아라고나이트는 탄산칼슘(CaCO₃)의 동질이상 중 하나이며, 해양 생태계를 포함한 다양한 환경에서 생물학적 및 이화학적 침전 과정을 통해 형성된다. 이러한 아라고나이트의 형성 및 성장뿐만 아니라 아라고나이트 내 스트론튬(Sr)과 같은 미량원소의 치환 특성은 화학종의 농도와 온도와 같은 핵심 인자들에 의해 많은 영향을 받는다. 본 연구에서는 해양 생태계와 유사한 용액 온도와 아라고나이트에 대한 이 용액의 다양한 포화도 조건에서 아라고나이트 내 Sr 병합 특성이 규명되었다. 반응 용액의 주입속도(0.085-17 mL/min), 반응 용액의 이온 농도([Ca]=[CO₃] 0.01-1 M), 혼합 용액의 온도(5-40 ℃)의 다양한 실험 조건에서 컨스턴트-에디션(constant-addition) 방법을 통해 순수한 아라고나이트가 합성되었다. 또한, 모든 Sr 병합 실험 조건(0.02-0.5 M, 15-40 ℃)에서도 순수한 아라고나이트가 형성되었다. 합성된 아라고나이트의 결정도와 결정크기는 포화도 및 온도가 증가함에 따라 상대적으로 더 크게 증가하며 아라고나이트 결정이 더 많이 성장하였음을 지시하였다. 그러나 BET-비표면적을 이용하여 계산된 결정성장속도는 결정 형상 변화에 크게 영향을 받는 것으로 나타나 해석에 주의가 요구된다. 아라고나이트 내 Sr의 분배계수(K_Sr)는 반응이온의 농도가 0.02에서 0.5 M로 증가할 때 2.37에서 1.57로, 온도가 15에서 40 ℃로 증가할 때 1.90에서 1.54로 감소하였으며, 모든 조건에서 K_Sr 값이 1보다 높게 관찰되었다. 이러한 결과는 K_Sr가 결정성장속도와 역의 상관관계로서 아라고나이트 내 Sr 병합이 호정성 관계임을 나타낸다.