• 대한환경공학회지
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• 제30권12호
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• pp.1262-1267
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• 2008

영가금속을 이용한 아조계 염료의 탈색연구를 수행하였다. 아조계 염료는 대부분 생물학적 독성을 갖고 있으며 생물학적 분해가 어려운 경우가 많다. 색을 제거하기 위한 가장 간단한 방법은 아조결합을 파괴하는 것이며 영가금속을 이용한 환원적 제거가 가능하다. 3종의 염료를(Cibacron Briliant Yellow 3G-P (CBY3G-P), Benzopurpurin 4b (B-4B), Chicago sky blue 6b (CSB6B)) 대상으로 연구하였으며 각 염료의 반응속도는 pH에 매우 의존적이며 낮은 pH에서 반응속도가 증가되었다. 영가철에서 용해된 철이온에 의한 응집 및 침전반응도 색도제거에 기여할 수 있으며 본 연구에서는 그 기여율을 알기 위해 철이온에 의한 제거실험을 수행하였으며 그 기여율은 대상 염료에 따라 편차가 크다는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는 영가철에 의한 환원반응에 의해아조계 염료가 성공적으로 탈색될 수 있음을 증명하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제20권2호
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• pp.67-73
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• 2011

연료전지 폐스택으로부터 백금을 회수하여 재사용하기 위하여 백금의 농도, pH, 환원제, 분산제의 영향을 살펴본 결과 1 mM $H_2PtCl_6$:10 mM $NaBH_4$:8 mM Cl4TABr = 1:0.4:0.4(vol.%), pH4, $50^{\circ}C$, 160 rpm, 10분 조건에서 최적 백금 나노 입자 제조 조건을 확립하였다. 시용 후 폐기된 MEA로부터 산침출을 통해 회수되어진 백금 침출 용액으로부터 백금 모사 용액과 동일한 조건에서 5 nm 이하의 백금 나노 입자를 합성하였다. 백금 모사 용액과 백금 침출 용액으로부터 합성된 백금 나노 입자를 XPS 분석을 통해 백금 이온에서 zero-valent의 백금 나노 입자로 환원되었음을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제21권1호
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• pp.75-81
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• 2012

선탄경석을 환경개선물질로 순환자원화하기 위해 철산화물과 혼합하여 중금속 불용화제를 제조하고 이의 적정제조 조건과 중금속에 대한 불용화 성능을 평가하였다 선탄경석을 분쇄한 후 철산화물의 분말을 혼합하여 구형의 펠릿을 제조하고 이를 가열하여 중금속 불용화제를 제조하였다. 온도별로 가열한 결과, $1100^{\circ}C$부터 선탄경석에 함유된 탄질분에 의해 영가철이 생성되었다. 제조된 불용화제는 구형의 다공체로서 공극률은 34.63%, 겉보기 밀도는 1.31 g/mL, 공극의 평균크기는 9.82 ${\mu}m$로 측정되었다. 불용화제를 비소(V), 구리(II), 크롬(VI), 카드뮴(II)이 함유된 각각의 중금속 용액과 반응시킨 결과, 영가철이 생성된 $1100^{\circ}C$에서 제조된 펠릿이 중금속 불용화도가 높고 pH를 더 높이는 것으로 나타났다. 중금속농도 10 ppm의 용액을 99.9%이상 불용화하기까지 비소의 경우 1시간, 크롬의 경우 2시간, 구리의 경우 4시간이 필요하였다. 그러나 카드뮴의 경우 불용화도가 낮게 나타났고 중금속농도가 높을수록 불용화도가 더 낮아지는 것으로 나타났다.

• Environmental Engineering Research
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• 제10권4호
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• pp.165-173
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• 2005

Nano-sized iron particles were synthesized by reduction of $Fe^{3+}$ in aqueous solution under two reaction conditions, aerobic and anaerobic, and the reactivity of iron was tested by reaction with trichloroethene (TCE) using a batch system. Results showed that iron produced under anoxic condition for both synthesis and drying steps gave rise to iron with higher reduction reactivity, indicating the presence of oxygen is not favorable for production of nano-sized iron deemed to accomplish reactivity enhancement from particle sized reduction. Nano-sized iron sample obtained from the anoxic synthesis condition was further characterized using various instrumental measurements to identity particle morphology, composition, surface area, and particle size distribution. The scanning electron microscopic (SEM) image showed that synthesized particles were uniform, spherical particles (< 100 nm), and aggregated into various chain structures. The effects of other synthesis conditions such as solution pH, initial $Fe^{3+}$ concentration, and reductant injection rate on the reactivity of nano-sized iron, along with standardization of the synthesis protocol, are presented in the companion paper.

• Environmental Engineering Research
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• 제10권4호
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• pp.174-180
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• 2005

Nano-sized iron was synthesized using borohydride reduction of $Fe^{3+}$ in aqueous solution. A wide range of synthesis conditions including varying concentrations of reagents, reagent feeding rate, and solution pH was applied in an aqueous system under anaerobic condition. The reactivity of nano-sized iron from each synthesis was evaluated by reacting the iron with TCE in batch systems. Evidence obtained from this study suggest the reactivity of iron is strongly dependent on the synthesis solution pH. The iron reactivity increased as solution pH decreased. More rapid TCE reduction was observed for iron samples synthesized from higher initial $Fe^{3+}$ concentration, which resulted in lower solution pH during the synthesis reaction. Faster feeding of $BH_4^-$ solution to the $Fe^{3+}$ solution resulted in lower synthesis solution pH and the resultant iron samples gave higher TCE reduction rate. Lowering the pH of the solution after completion of the synthesis reaction significantly increased reactivity of iron. It is presumed that the increase in the reactivity of iron synthesized at lower pH is due to less precipitation of iron (hydr)oxides or less surface passivation of iron.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제29권2호
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• pp.1-10
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• 2024

With industrial development, the inevitable increase in both organic and inorganic waste necessitates the exploration of waste treatment and utilization methods. This study focuses on co-pyrolyzing lignin and red mud to generate metalbiochar, aiming to demonstrate their potential as effective adsorbents for water pollutant removal. Thermogravimetric analysis revealed mass loss of lignin below 660℃, with additional mass loss occurring (>660℃) due to the phase change of metals (i.e., Fe) in red mud. Characterization of the metal-biochar indicated porous structure embedded with zero-valent iron/magnetite and specific functional groups. The adsorption experiments with 2,4-dichlorophenol and Cd(II) revealed the removal efficiency of the two pollutants reached its maximum at the initial pH of 2.8. These findings suggest that copyrolysis of lignin and red mud can transform waste into valuable materials, serving as effective adsorbents for diverse water pollutants.

• 한국환경농학회지
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• 제40권2호
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• pp.83-91
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• 2021

본 연구는 폐자원 재활용 측면에서 농업적 유용활용(beneficial use)이 가능할 것으로 판단되는 영가철과 석탄회로 제조한 토양개량제를 투입하여 토양 염류 농도와 작물 생산량에 미치는 영향을 배양시험과 재배시험으로 평가하였다. 토양개량제는 석탄회를 구형으로 제형하고 영가철이 함유된 용액(0.1, 1.0%)을 표면에 살포하여 제조하였다. 토양개량제는 밭토양으로 충진된 와그너포트에 40 g/10a과 400 g/10a를 처리하였고, 30일 간 배양한 후 토양 EC와 염 농도를 분석하였다. 토양의 EC는 400 g/10a 실험구에서 대조구 대비 약 50% 감소한 것으로 나타났다. 국내 대표적인 염류인 유효인산의 경우 개량제의 처리 후 1/3 수준으로 감소되었다. 개량제 처리에 따른 토양 내 EC와 염 농도의 감소는 매우 유의한 수준으로 분석되었다(r=0.672~0.985). 또한 개량제 처리 후 뿌리와 줄기의 생육은 약 10% 증가였고, 건중량 또한 대조구에 비해 줄기와 뿌리에서 각각 30-50%와 60-75% 유의하게 증가하였다. 석탄회와 영가철을 농업용 토양개량제로 재활용할 경우 농업 환경 개선뿐만 아니라 농업 생산성 증대에도 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권4호
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• pp.45-53
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• 2009

본 연구는 안정화제를 이용한 윈위치 화학적 고정(In-situ Chemical fixation) 방법으로 휴, 폐광산 주변 중금속 오염농경지 정화 방법의 적용성을 자연상태에 보다 근접한 컬럼시험을 통해 평가하였다. 특히 특정원소가 아닌 다원소로 오염된 토양을 대상으로, 두가지 이상의 안정화제 조합을 시도하여 최적 비율을 산정하였다. 컬럼시험에 사용된 안정화제들은 $FeSO_4\;+\;KMnO_4$, $CaCO_3$, 영가철, 슬러지(탄광폐수처리소택지 발생) 및 지올라이트 등이었으며 비소가 주 오염원인 경북 달성 지역 소재 광산에서 밭토양을 채취하여 시험한 결과 비소의 경우 $FeSO_4\;+\;KMnO_4$, > 지올라이트 등의 순서로 좋은 효율을 보였으며 구리의 경우 영가철과 슬러지가 안정화 효율을 보였다. 황화철 혼합제재의 경우 대부분의 중금속들에 대해 가장 좋은 효율을 보임에도 용출 초기 pH 4정도의 산성으로 인해 중금속이 다량 용출되므로 pH를 조정하거나 전처리를 거칠 경우 안정화 효율이 증가할 것으로 판단된다. 컬럼은 시험 시작에 앞서 증류수로 72시간 이상 포화한 것과 사전에 포화과정 없이 바로 물을 흘려 넣은 두 조합을 동시에 운영하였으며 전자가 더 좋은 효율을 나타낸다.

• 한국물환경학회지
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• 제23권5호
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• pp.712-722
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• 2007

This study screened three natural ores (iron, mangenase, and zinc), two types of slags, and two elemental metals (elemental iron and zinc) to evaluate transformation characteristics of CAH mixtures [e.g. Carbontetrachloride (CT), 1,1,1-Trichloroethane (1,1,1-TCA), and Perchloroethene (PCE)]. To select an effective metal medium to treat the CAH mixtures, we measured transformation capacities (CAH mass ultimately transformed/mass of metal added) and the degree of dechlorination. We also considered economical efficiency of the metal media by comparing the value, CAH mass ultimately transformed divided by the price of metal medium added. A simplified mathematical model adapting CAH transformation capacity, first-order transformation kinetics, and available mass of metal transforming CAH was developed and used for estimating CAH transformation rate coefficient and longevity of the metal medium. CAH transformation capacity for elemental iron and elemental zinc were 4258~7129 and $4215{\sim}6330{\mu}g\;CAH\;transformed/g$ metal added, respectively, which are a factor of 80~200 higher than slags and natural ores. They also showed a factor of 1.1 to 2.2 greater degree of dechlorination than the others. Among natural ores and slags, Zinc ore showed the highest transformation capacity, $47{\sim}53{\mu}g\;CAH\;transformed/g$ metal added. Although zinc ore have smaller transformation capacity than elemental metals, economical efficiency of zinc ore is a factor of 10~20 greater than elemental metals tested. Consequently, zinc ore would be more economical medium than the others tested in this study. We estimated the pseudo first-order transformation rate of zinc ore was in the order of CT > 1,1,1-TCA > PCE.

• 한국환경농학회지
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• 제27권1호
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• pp.60-65
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• 2008

현재 개발되어 사용되고 있는 중금속 오염의 복원기술들은 방법에 따라 상이하기는 하지만 일반적으로 비용이 많이 들고 처리시 이차적인 오염이 발생되거나 시간이 많이 소요되고, 외부 투입 에너지에 크게 의존하므로 실제 현장에 적용하기는 많은 문제점이 있다. 이러한 실정에서 오염물질을 완전히 분해시키거나 더 이상 독성을 야기하지 않고 원래의 물리화학적 특성을 상실한 다른 물질로 변환시킬 수 있는 처리 기술의 확보는 매우 중요한 과제라 할 수 있다. 본 연구에서는 Cr(VI)으로 오염된 토양에서 간단한 산화-환원 반응의 원리를 이용한 영가철 복원방법에 영향을 미치는 다양한 환경요인을 구명하여 향후 현장적용시 기본 자료로 활용하고자 하였다. Cr(VI)으로 오염된 토양에 영가철 만을 처리한 결과 반응 30일 후 Cr(VI)의 환원 정도는 영가철의 처리량이 증가할수록 증가하였다. 또한 유기물 함량이 증가할수록 Cr(VI)의 환원정도는 증가하였으며 반응속도 또한 유기물 함량에 따라 증가하였다. 또한 Cr(VI)농도가 반응5일 동안 90% 이상 감소하는 것으로부터 유기물에 의한 Cr(VI)의 환원 반응은 초기 반응이 우세함을 알 수 있었다. 수분함량의 경우 수분에 의한 직접적인 효과는 Cr(VI) 감소량 대비 4% 수준인 것으로 평가되었다. 유기물 함량이 영가철의 Cr(VI) 환원에 미치는 영향을 조사한 결과 Cr(VI) 농도는 50% 이상 감소하였으나 유기물 함량이 영가철의 이온화나 활동도에 직접적인 영향을 미치지는 않는 것으로 판단되었다. 특히 수분함량을 $15{\sim}30%$로 처리한 경우 영가철의 Cr(VI) 환원에 있어 반응 30일 후 초기 Cr(VI) 농도의 90% 정도가 제거되었다. 따라서 토양 수분 함량은 영가철의 이온화 및 활동도에 직접적으로 영향을 미치는 중요한 인자로 판단되었다. 특히 영가철, 유기물, 수분함량을 개별적으로 처리하였을 경우에는 MCL 이하로 Cr(VI)의 농도를 저감시킬 수는 없었으나 이들을 동시에 처리하는 경우에는 MCL 이하로 Cr(VI)의 농도를 저감시킬 수 있었다.