Plastics, such as fiber-reinforced plastics (FRP), from vessels, nets, ropes and buoys that are found in marine materials are refined by various factors in the ocean. These microplastics are present in the surface, middle, deep and sedimentary layers of the ocean depending on their physical and chemical properties. In this study, the distribution characteristics of microplastics in mud flats are investigated and their sources are estimated. The highest percentage of microplastics consisted of blue paint fragments, which seemed to be paint from a ship. In addition, many fibrous microplastics were found in the surface layer of the mud flats. These results suggest that low-density fibers are partially retained on the surface of mud flats during high and low tide. The differences in the amount and types of microplastics at the survey sites are considered to be influenced by the surrounding environment, such as fishing vessels and farms.

플라스틱 중 크기가 5 mm 미만인 미세플라스틱은 다양한 모양, 색, 재질을 가진다. PP(polypropylene), PE(polyethylene), PET(polyethylene terephthalate), SBR(styrene butadiene rubber) 등의 다양한 재질을 가지는 미세플라스틱은 해양뿐만 아니라 토양 및 대기에도 존재한다. 환경에 넓게 분포되어 있는 미세플라스틱은 넓은 비표면적과 소수성을 지니고 있어, 난분해성 유기오염물질(POP; persistent organic pollutant) 및 금속의 흡착이 가능하다. 또한 플라스틱의 내구성을 개질하기 위해 첨가되는 폴리브롬화 다이페닐에테르(PBDEs;polybrominated diphenyl ethers), 프탈레이트(phthalate), 비스페놀 A(bisphenol A) 등의 가소제(plasticizer)는 환경호르몬으로 알려져 있다. 이러한 미세플라스틱을 생물들이 먹이로 오인하여 섭취할 수 있으며, 크기가 작은 동물플랑크톤도 미세플라스틱을 섭취할 수 있다는 보고가 있다. 섭취된 미세플라스틱은 생물체내에서 오염물질이 탈착/용출되는 결과를 초래하여 생물농축(bioaccumulation)과 생물증폭(biomagnification)을 유발할 수 있다. 환경으로 미세플라스틱을 배출하는 오염원으로는 투기된 폐플라스틱의 자연적인 파쇄 및 분해, 타이어의 마모에 의한 SBR(styrene butadiene rubber), 세탁에 의한 섬유, 개인위생제품에 함유된 마이크로비즈(microbeads)등이 있다. 다양한 오염원에서 배출된 미세플라스틱은 하수처리시설에 유입되고 처리되지 못한 일부가 해양 등 수계로 방류되고 있다. 특히 합류식 관거를 사용하는 하수처리시설의 경우에는 우수에 의해 도로의 분진이 가중될 것이다. 본 연구에서는 합류식 관거를 사용하는 하수처리시설에 유입되는 미세플라스틱인 타이어분진을 확인하여, 토양 중의 미세플라스틱이 하수처리시설을 통하여 해양으로 방류될 가능성을 확인하였다.

최근 우리나라 서･남해안에 대량 유입되고 있는 괭생이모자반은 매년 그 양이 증가하고 있으며, 항해 및 양식시설 등에 피해를 주고 있다. 또한 막대한 비용 및 인력을 동원하여 수거한 후에도 그 처리에 어려움을 겪고있다. 우리나라 해안에 유입되는 양이 매년 증가하고 있어 괭생이모자반에 대한 적절한 처리방안 대책이 시급한 실정이다. 해조류는 바이오에너지 회수를 위한 바이오매스로 주목을 받아, 에너지 전환 공정에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 괭생이모자반은 해조류 중 갈조류에 속하며 바이오매스로서의 잠재성이 높을 것으로 판단된다. 그러나 바다에서 수거/수확된 해조류에는 해수 속 염분이 일부 묻어 있을 것으로 사료되며, 이 단계에서 해조류 관리와 후속 공정과의 연구는 현재 미미하다. 이에 본 연구에서는 바다에서 수거된 괭생이모자반을 대상으로 수거직후 관리(세척여부)에 따라 바이오에너지 전환 공정 중 당 가수분해에 미치는 영향에 대하여 검토하였다. 세척시료와 미세척시료를 대상으로 강열감량 후 회분의 전기전도도 값을 측정한 결과, 미세척시료가 2.28 mS/cm로 세척시료보다 1.64배 높았으며, 이때 회분의 약 73%가 염분으로 나타났다. 세척과정을 반복적으로 실시하여 배출된 세척수의 전기전도도를 측정한 결과, 3회 세척 후 세척수 전기전도도는 1회 세척 후 결과 값의 88%가 감소하여, 해조류 표면에 묻은 염분은 반복되는 세척과정에서 상당부분 제거됨을 확인하였다. 세척여부는 당 가수분해 공정에도 영향을 미쳤으며, 특히 효소를 이용한 생물학적 가수분해 공정에 저해효과가 큰 것으로 나타났다.

최근 화석에너지의 한계성에 따른 에너지 위기를 대비하여 석유대체연료의 필요성이 강조되고 있다. 석유대체 연료에는 바이오디젤, 바이오에탄올, 유화연료유 등이 있다. 이 중 유화연료유는 중유, 물, 유화제를 혼합하여 제조한다. 유화연료유의 입자는 미세한 수분입자가 기름 속에 함유되어 있는 유중수적(water in oil) 형태를 가진다. 기름보다 비등점이 낮은 유중수적의 수분입자는 기화에 의해 체적팽창을 일으켜 기름의 미세화를 유도한다. 미세화에 의해 비표면적이 커진 기름은 산소와 혼합이 유리하게 되어 완전연소를 유도한다. 그 결과, 연소효율의 증대, 연소 미립자 생성 억제, 공해물질 생성 억제 등의 이점을 가져온다. 본 연구에서는 유화연료유의 재료인물과 유화제를 대신하여 축산폐기물인 돈뇨와 B-C유를 혼합한 유화연료유의 생산을 검토하였다. 유화연료유의 생산에서 돈뇨를 이용할 경우, 돈뇨 처리의 비용적 부담을 줄여줄 것이다. 또한 돈뇨의 특정 성분은 물과 유화제보다 유수분리를 지연시켜, 품질 좋은 유화연료유를 생산할 수 있을 것으로 사료된다.

This study was carried out in the Bukhan River in the summer of 2014 and 2015, to identify the relationship between geosmin and the morphological changes in Anabaena. Identification of Anabaena was conducted using morphological and molecular analyses. Anabaena in this study was similar to Anabaena circinalis, A. crass, and A. spiroides with regard to regular coils, vegetative cell, akinete shape, and size, hoever, it was distinguishabl from A. crass and A. spiroides because of its larger trichome coil size. Additionally, the sequences of phycocyanin (PC) gene from Anabaena showed a 99% genetic similarity with A. circinalis NIES-1647 strain. The coil diameter of trichome ranged from 106 to 899 μm, and the diameter and abundance showed an insignificant positive correlation (r=0.544, p<0.05). The result of relationship between the coil diameter and the cell number per 360-degree rotation was kept at 33.8±5.2 cells per 100 μm diameter despite variable diameter. The average geosmin concentrations in 2014 and 2015 were investigated to be 99 ng/L and 35 ng/L, respectively. A. circinalis cell density contributed considerably to the change in geosmin and was positively correlated with geosmin concentration (2014; r=0.599, p<0.01, 2015; r=0.559, p<0.01). Our results suggest that geosmin and coil diameter could be estimated with the help of cell density.

플라스틱의 특성을 가지고 있는 5mm 미만의 미세플라스틱은 비스페놀A(Bisphenol A), 프탈레이트(Phthalate) 등을 함유할 수 있을 뿐만 아니라 잔류성 유기오염물질(POPs, persistent organic pollutants)과 금속을 흡착할 수 있다. 본 연구에서는 생활하수처리장으로 유입된 미세플라스틱의 각기 다른 공법이 채용된 시설에서의 제거율을 비교, 검토하였다. 시료는 A2O(DNR), SBR(MSBR), 담체(DeNiPho)공법으로 운영되는 합류식 생활하수처리장 세 곳을 대상으로 유입수, 방류수, 슬러지 케잌을 채취했다. Table 1에 분석결과를 제시하였다. 방류수와 슬러지 케잌에 존재하는 미세플라스틱의 합이 유입수에 존재하는 미세플라스틱의 양과 큰 차이를 보이는 것은 관로, 여과장치, 담체 등에 미세플라스틱이 잔존하고 있음을 보여주고 있다. 제거율은 SBR(MSBR)이 가장 높았으며, 담체(DeNiPho), A2O(DNR)가 뒤를 이었다.

해양에서의 크기 5mm미만인 미세플라스틱은 선박･어업에 사용하는 도료, 타이어, 어망 등에서 발생한다. 이렇게 발생된 미세플라스틱은 우리나라 서남해안에 발달된 개펄에 침적할 것이며, 개펄에 침적된 미세플라스틱은 개펄 생태계에 영향을 미칠 것으로 사료된다. 본 연구에서는 김 양식장과 낙지 채취 개펄을 대상으로 깊이별로 미세플라스틱의 정성･정량 분석을 실시하였다. Table 1은 검출된 미세플라스틱의 결과이다. 김 양식장 인근의 개펄에 비해 낙지 채취 개펄에서 섬유상물질이 다량 검출되었고, 낙지 채취 개펄에 비해 김 양식장 인근의 개펄에서 비교적 많은 양의 타이어 분진이 검출되었다. 이와 같은 결과는 김 양식장과 낙지 채취 개펄에서의 생산활동의 차이에서 유래된 것으로 사료된다.

미국해양대기관리처 (NOAA, National Oceanic and Atmospheric Administration)는 플라스틱 중에서 크기가 5 mm 미만인 조각을 미세플라스틱이라 정의하고 있다. 미세플라스틱 중 SBR(Styrene butadiene rubber)은 합성고무로서 자동차 타이어 등에 널리 사용하고 있다. 노르웨이와 스웨덴의 미세플라스틱 배출량 연구에서는 미세플라스틱으로서 타이어분진의 배출량이 다른 미세플라스틱보다 가장 높다고 보고하고 있다. 우리나라에서의 타이어분진 배출량 또한 약 5만톤/년에 이른다는 추정 결과도 있다. 이에 본 연구에서는 도로변에 존재하는 타이어분진의 양을 정량하고자 하였다. 시료는 M시의 도로변 5곳을 선정하여 2017년 5월과 8월에 채취 하였다. 정성적 분석을 위하여 육안, 현미경, 푸리에변환-적외선분광법(FTIR, Fourier transform infrared spectroscopy)을 이용하였다. 시료분진의 크기는 106㎛~300㎛, 300㎛이상을 대상으로 확인하였다. 확인된 타이어분진의 등가직경을 이용하여 질량으로 환산하였다. Table 1은 106㎛이상의 도로분진 중 타이어분진의 분석결과이다. 도로변 타이어 분진의 양은 기상, 도로청소상태, 지면의 기울기 등에 따라 달라질 것으로 사료된다. 또한 도로변 타이어분진은 우수에 의해 합류식 하수처리시설로 유입될 것으로 보이며, 하수처리시설에서의 거동 연구도 필요하리라 사료된다.

Plastic accounts for 60 ~ 80% of all marine litter. Microplastics are plastic pieces that are 5 mm or less in diameter. They can be classified into primary and secondary microplastics. Primary microplastics arise from the manufacturing, and secondary microplastics arise from plastic decomposition by various factors. Both types of microplastics are not only widely distributed in the oceans, but also can adsorb persistent organic pollutants (POPs) and metals. They can be mistaken for food by marine organisms, and the resulting bioaccumulation can have a significant impact on additional ecosystems. In this study, quantitative and qualitative analysis methods for microplastics from the literature were compared and summarized.

Phytoplankton populations were examined at three sites in Lake Cheongpyeong, South Korea from March 2008 to December 2016, including measurement of phytoplankton communities and their dominant species, abundance and environmental factors. The annual average ranges of water temperature, dissolved oxygen and conductivity were 15.2-18.8℃ , 10.3-12.2 mg/L, 86-140 μS/cm, respectively, with similar values at all studied sites. The highest phytoplankton cell density was observed in spring and fall, and it subsequently decreased rapidly during heavy rainfall. Diatoms were dominant in spring (mainly Stephanodiscus hantzschii, Asterionella formosa) and fall (mainly Aulacoseira granulata), while greenalgae and cyanobacteria had high appearance in early-summer and summer, respectively, indicating that water temperature is the most important factor influencing their growth. Stephanodiscus hantzschii and Asterionella formosa frequently occurred at low water temperature (4.5-15.0℃ and 5.4-21.6℃ , respectively) while Aulacoseira granulata and Anabaena spp. were favored by high water temperature (8.6-28.4 and 14.9-26.2℃ , respectively) and phosphorus. Additionally, Fragilaria crotonensis occurred at low nutrient conditions. Rhodomonas spp. frequently appeared year-round.

이 연구는 소수성 폴리락타이드(PLA) 블록과 친수성 하이퍼브랜치드 폴리글리세롤(hbPG) 블록으로 구성된 양친매성 블록 공중합체(PLA-b-hbPG)의 합성방법에 대한 것이다. 또한, hbPG 블록을 4-hydroxyl cinnamic acid (CA)로 에스터 반응화하여, 광가교가 가능한 블록 공중합체인 PLA-b-hbPG-CA에 대한 접근 법에 대해서도 보고하였다. 연구된 양친성 고분자는 친수기에 많은 양으로 존재하는 폴리글리세롤에 의해 화장 품용 약물 전달체로 사용이 가능한 작은 크기(100 nm)의 마이셀을 형성함을 확인하였다. 또한, hbPG으로 구성 된 마이셀의 corona 부분은 우수한 친수성을 나타내어 생체 내 독성을 최소화할 수 있음을 확인하였다. 소수성 활성성분이 담지된 PLA-b-hbPG-CA 마이셀은 생체적합성 및 자기조립구조에 의해 화장품용 약물 전달체로 활용이 가능할 것으로 기대된다.

바이오매스의 저장 및 취급 여건은 바이오매스의 형태 및 종류에 매우 달라진다. 바이오매스의 종류는 매우 다양하며, 어떻게 저장하고 취급할지는 바이오매스의 특성에 따라 달라진다. 바이오매스의 저장시설은 어떠한 조건에서도 지속적인 원료공급, 자체 영양물질의 감소와 분해를 저감시키기 위한 것이다. 한편, 저장시설 내부에서는 저장물의 물리적, 생화학적, 생물학적 그리고 화학적 반응 등에 의해 내부 온도가 상승하고, 온도상승에 의한 자연발화에 의한 화재 및 폭발 등의 안전성이나, 곰팡이 생성 등의 위생적인 면에서 문제될 수 있다. 특히 저장기간 동안 또는 저장 후 바이오매스의 수분함량은 원료의 적합성과 밀접한 관계가 있다. 대부분의 목재 및 농업부산물과 같은 바이오매스는 4–50% 범위의 수분함량을 가지고 있으며, 음식물류 폐기물은 최대 94%의 수분함량을, 혼합 도시고형폐기물 중 유기물의 평균 수분함량은 53.7%의 수분함량을 나타낸다고 보고하고 있다. 일반적으로 에너지회수 시설에 사용되는 바이오매스는 수분함량이 낮아야 한다. 이에 본 연구에서는 현재 이용되고 있는 바이오매스 저장시설의 종류 및 형태, 그리고 발생 가능한 문제점에 대하여 조사하였으며, 저장 기간 동안 수분함량에 따른 바이오매스의 물리·화학적 조성 변화에 대하여 검토하였다.

전 세계적으로 플라스틱의 사용량은 꾸준히 증가하고 있는 추세이다. 그 결과, 해양쓰레기 중 플라스틱의 비중은 60~80%로써 높은 비중을 차지하고 있다. 플라스틱 중에서도 미세플라스틱은 5mm 미만의 플라스틱 조각으로서 인위적으로 제조된 1차 미세플라스틱과 물리･화학적으로 인한 파쇄나 분해에 의한 2차 미세플라스틱으로 나눌 수 있다. 이러한 미세플라스틱은 생물증폭(Biomagnification)과 생물농축(Bioaccumulation)이 우려되고 있다. 최근 미세플라스틱의 관심이 대두되면서 미세플라스틱의 정량･정성분석에 대한 문헌이 증가하는 추세이지만, 정량에 사용하는 단위는 연구자마다 상이하여 상호 비교가 어려운 현실이다. 또한 시료의 상태에 따라 유기물분해, 밀도차선별을 선별적으로 적용해야 한다. 특정 환경매체에서 정량･정성분석의 결과는 배출원별 배출량과 함께 고려해야 한다. 국외의 경우 미세플라스틱의 배출원별 배출량에 관한 연구가 이미 진행되었으나, 우리나라의 경우 관련된 연구는 찾아볼 수 없다. 이에 본 연구에서는 국외 선행연구에서 사용한 기법을 적용하여 우리나라에서 배출되는 미세플라스틱의 양을 추정하였다. 그 결과, 1차 미세플라스틱 배출량이 2차 미세플라스틱 배출량보다 약 10배 많은 것으로 나타났다.

Marine wastes could be divided into coastal, sink and floating waste by the distribution location. From the results of standing stock estimation of the marine wastes, the amount of coastal waste was similar to the results of previous study, that of sink waste was higher in this study as much as 1.47 to 2.83 times, and that of floating waste was estimated to be higher up to approximately 2.3 times in this study. Overall, the total amount of marine waste in the sea of our country is estimated at 180,148 ~ 331,197 tons, being 1.43 to 2.63 times higher than the results of previous study.

본 연구에서는 분무 건조 공정을 이용하여 다공성 PMMA 입자 내부에 TiO2 나노입자가 고르게 함침된 유/무기 복합분체를 제조하여, TiO2의 은폐력은 그대로 유지하면서도 다공성 구조체로 피지를 흡유하여 지속성 을 증대시키는 메이크업 화장품 소재로서의 가능성을 확인하고자 하였다. 끓는점이 다른 두 가지 공용매(디클로 로메탄 및 헥산올)의 비율과 고분자의 농도 조절을 통해 입자크기와 기공크기를 제어할 수 있었으며, TiO2 나노 입자를 제조된 시료의 전체 무게 대비 74.6 wt%까지 함침 시킬 수 있었다. SEM 이미지 분석을 통하여 복합분 체의 다공성 구조를 확인하였고, 절단면 이미지를 통하여 내부에 TiO2 나노입자가 균일하게 함침 되어 있는 것 을 관찰하였다. EDX 매핑으로 Ti 원소가 복합분체의 내부에 전체적으로 분포하고 있음을 확인하였다. Porosimetry 분석으로 기공사이즈 및 공극률을 측정하였으며, TiO2 나노입자를 함침하고 있음에도 불구하고 50% 이상의 공극률을 유지하여 흡유량이 매우 뛰어남을 확인할 수 있었다. 결론적으로, TiO2 나노입자가 PMMA입자의 내부에 잘 분산되어 있어서 가시광선의 반사율을 증가시킴으로써 피부의 결점을 커버하는 성능이 개선되었음을 확인하였다.

We investigated optimal conditions for the hydrolysis of Laminaria japonica using a single enzyme such as Celluclast 1.5 L, Saczyme, and alginate lyase, for the production of reducing sugar. Redesigned experimental conditions including the optimal conditions determined for the single enzyme were proposed, and the hydrolysis of Laminaria japonica was also performed with a mixture of enzymes. The reducing sugar yield with the mixed enzymes was lower than that with Celluclast 1.5 L, which showed the highest efficiency among the enzymes used. Considering the reducing sugar yield and economics, it would seem that hydrolysis by mixed enzymes had no advantage. The coefficient of determination (R2) of Y1 (the yield of reducing sugar by Celluclast 1.5 L) was 0.89. The P value of Y1 was < 0.001, indicating statistical significance. By the response surface methodology (RSM), the optimum reaction conditions for hydrolysis of Laminaria japonica by Celluclast 1.5 L were determined to be enzyme of 8.0%, a reaction time of 26.4 h, a pH of 4.0, and a temperature of 42.6oC, resulting in the production of 117.7 mg/g-Laminaria japonica.

Lead leached out from the metal lead-sinker attached to fishing nets or contained in ropes are likely to cause the environmental contamination, consequently, resulting in ecotoxicity. However, it is very difficult to find out the data on the disposal reality of fishing nets, lead-containing form of/in fishing net and its content. In previous studies, we presented the containing form of lead and the lead concentration leached out by the containing forms. As a result, the leaching concentration of lead was the highest under the supposition condition of lead-sinker deposited on sandy tidal flat. In this study, as a subsequent study, we investigated long-term leaching characteristics from lead-sinker deposited on sandy tidal flat. We used a serial batch leaching experiment to investigate the long-term leaching characteristics, and the experimental conditions were as follows; solid to liquid ratio 1:20, shaking time 24 hours (repetition of 7 times), room temperature, and shaking rate 170 rpm. As a result, lead leaching concentration after shaking for 24 hours was 0.215 mg/L, showing the highest leaching concentration, and then the leaching concentrations between 2-7 times were greatly decreased. Analysis result by Visual Minteq 3.1 said most of the leached lead component could be extracted as crystal such as Anglesite (PbSO4), Cerrusite (PbCO3), Cotunnite (PbCl2), and Pb(OH)2 by sulfate and carbonate in seawater.