전라남도 신안군에서 재배되는 시금치(신안 섬초)의 수확시기별 특성을 조사하고 섬초의 경제적 가치가 하락하는 4월 이후의 섬초 이용성을 증대하기 위해 건조 및 추출조건에 따른 유용성분 및 효능을 분석하였다. 수확시기별 유리당 함량은 1월 수확 섬초에서 sucrose 함량이 높아 총유리당 함량이 가장 높게 나타났으며 무기질 함량 중 K은 수확시기가 지남에 따라 점차 감소하는 경향을 보였으며 Mg과 P은 1월 수확 섬초에서 가장 높은 결과를 보였다. 섬초의 수확시기별 비타민류 함량변화를 분석한 결과 나이아신과 비타민 C 함량 또한 1월 수확 섬초에서 가장 높은 경향을 보였으며 클로로필도 같은 경향이었다. 그러나 총페놀성화합물, 루테인은 오히려 4월 섬초에서 더 높은 경향을 보여 이러한 성분들을 추출할 수 있는 최적의 조건을 확립하였다. 건조방법에 따라 항산화효능, 총페놀성화합물, 루테인 함량은 모두 동결건조 > 열풍 > 데침건조 순의 경향을 보였으며 추출방법에 따라서는 주정추출에서 효율이 높은 것으로 조사되었다. 이상의 결과로 보아 신안 섬초를 생식하는 경우 당함량이 높아 단맛이 강하고 비타민류 함량이 높은 1-3월 수확 섬초가 가장 적당하며 그 이후 비상품성 섬초의 경우 열풍건조 후 주정추출 하여 다양한 식품소재로 활용 가능할 것으로 판단된다.

The rapid development of some industries generates a huge amount of useless biowastes. Recently, biosorption, which can use biowastes as biosorbents, has attracted attention as an environmentally friendly method for the removal of ionic pollutants from wastewaters. For this reason, many researchers have investigated the biosorption capacities of various biowastes. In this study, fermentation waste (Escherichia coli) was used as a biosorbent for the removal of various organic and inorganic pollutants: i.e., cationic dye (methylene blue (MB)), anionic dye (Reactive Red 4 (RR4)), cationic metal (cadmium (II)), and anionic metal (arsenic (V)). The uptake of the cationic pollutants by the biosorbent increased as solution pH was increased. The RR4 uptake increased with a decrease in solution pH. In the case of the anionic metal (As (V)), it was not well removed in the range of pH 2-7. To examine adsorption rates and mechanisms, kinetic and isotherm experiments were conducted, and various kinetic and isotherm models were used to fit the experimental data. The maximum adsorption capacities of MB and RR4 were predicted to be 231.3 mg/g and 257.6 mg/g, respectively. In conclusion, fermentation waste (E. coli) is a cheap and abundant resource for the manufacture of effective biosorbents capable of removing both cationic and anionic (in) organic pollutants from wastewaters.

본 연구에서는 우리 식생활과 가장 밀접한 관계가 있는 고추(청고추, 홍고추)를 유기 및 관행으로 재배하여 품질특성과 기능성성분 함량을 비교 분석하였다. 유기 및 관행재배 고추의 품질특성은 pH, 가용성고형물 함량, 경도 및 색도를 분석하였다. 그 결과 유기 및 관행재배 고추의 가용성고형물이 유기재배에서 2.6~10% 높은 경향을 나타내었으나 경도는 관행재배에서 높게 나타났다. 기능성 성분은 클로로필 함량, ASTA 값, 총페놀성화합물 함량 및 SEM을 통한 세포조직을 검토하여 비교분석 하였다. 청고추의 경우 유기재배에서 관행재배에 비해 녹색도(-a value)값이 더 높게 나타났으며 chlorophyll 함량 또한 a, b, total 값이 전반적으로 높게 나타났다. 홍고추의 경우 유기재배에서 붉은색의 정도를 나타내는 ASTA 값이 28% 더 높게 나타났다. 또한 항산화효과가 있는 것으로 알려진 총페놀성화합물 함량은 청고추와 홍고추에서 모두 유기재배가 관행재배 보다 더 높은 것으로 조사되었다. 따라서 고추 유기재배의 경우 고추 색깔에 관계없이 품질특성 측면에서 색택이 더 우수하고 기능성 측면에서 또한 더 우수한 것으로 사료된다.

현대문명은 많은 의약품 및 식료품을 발효공정을 통해 생산하고 있다. 이 과정에서 다량의 발효균체 폐기물이 발생되는데 이는 매립, 소각, 해양투기와 같은 다양한 방법들로 처리되고 있다. 그러나 처리방법 중 가장 큰 비중을 차지하던 해양투기가 런던협약으로 인해 전 세계적으로 금지됨으로 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 발효균체 폐기물 처리에 대한 새로운 해결방안이 도출해야 하는 상황에 직면하였다. 발효 폐기물 처리에 효과적인 방법으로 최근 대두되고 있는 것이 발생한 폐기물들을 흡착소재로 사용하여 적용하는 생체흡착 기술이다. 생체흡착 기술은 일반적으로 버려지는 죽은 생물들이나 자연에서 발생하는 부산물들을 그대로 이용하여 폐기물 처리비가 들지 않는 경제적인 장점이 있다. 그러나 지금까지의 생체흡착연구는 대부분 특정 금속에 결합력이 우수한 천연바이오매스를 선발하는데 그쳤다. 본 연구에서는 그보다 더 나아가 흡착 가능성을 보인 천연바이오매스의 적절한 개질을 통해 상용화 되어 있는 이온교환수지 보다 더 뛰어난 흡착제를 제조하였다. 그리고 이렇게 만들어진 흡착제를 특정 금속이 아닌 다양한 산업에서 발생되는 중금속, 희귀금속 및 비철금속 등에 대한 각각의 흡착 성능을 보았으며, 현장 적용을 위한 온도 및 다른 이온들의 저해 현상 등을 조사하였다. 본 연구는 기존 연구에서 루테늄 회수에 효과적인 성능을 보였던 발효 폐기물(C.glutamicum)을 polyethylenimine(PEI)로 개질을 통해 만든 흡착제를 이용하였다. 이 흡착제는 기존 이온 교환 수지보다 10배 이상의 고성능을 가진 것으로 조사 되었다. 실험 대상은 Cd(II), Cr(VI), As(V), Mn(VII), ClO4-, PO42- 등 환경에 피해를 주는 물질들과 Au(I)와 같은 경제적 가치가 높아 회수해야 하는 회수해야 하는 희귀금속에 대한 흡착성능을 다각적으로 평가하였다. Cd(II)과 같은 양이온 중금속은 흡착제 특성상 흡착성능이 좋지 않은 것으로 조사되었으며 Cr(VI), Mn(VII)은 흡착 기작이 단순 흡착 기작뿐만 아니라 산화-환원과 같은 복합 기작 제거 형태를 보여주었다. As(V), ClO4-, PO42- 는 기존 흡착제의 성능과 비교하였을 때 매우 좋은 효능을 가지는 것을 보여주었다. 한, 대부분의 이온들이 sulfate 및 chloride에 저해를 받았으며, 온도의 효과는 미미한 것으로 조사되었다. 회수대상인 Au(I) 경우 qmax 값은 103.18 mg/g (Langmuir model)으로 실험되었으며 다른 흡착제보다 우수한 성능을 보임을 확인하였다.

하수처리장 운영 시 생성되는 하수슬러지는 하수처리장에서 배출되는 폐기물의 대부분을 차지한다. 발생한 하수슬러지의 처리는 퇴비화, 사료화, 매립, 소각, 에너지화, 재활용, 해양투기 등의 여러 방법으로 이루어졌다. 그러나 2013년 런던 협약 발효에 따라 처리 방법 중 30~40%를 차지하던 해양투기가 금지되었다. 해양투기 다음으로 많이 사용된 방법은 육상매립이나, 육상매립의 경우 부지 확보가 점차 어려워지고 환경규제의 강화로 매립하는 양이 감소되고 있다. 따라서 하수처리장에서 발생하는 슬러지를 최소화 하는 동시에 자원으로 활용할 수 있는 적정 기술의 필요성이 대두되고 있다. 여러 적정 기술 중 혐기성소화는 하수슬러지를 혐기 미생물을 이용하여 메탄을 생성하는 가용화하는 대표적인 방법이다. 혐기소화조 운영에 있어서 하수슬러지를 바로 투입하여 처리하는 경우 낮은 소화 효율을 보이므로 소화조 전단에 전처리 기술을 배치하여 소화 효율을 향상 시킬 수 있다. 이런 전처리 기술에는 효소에 의한 생물학적 처리, 초음파, 오존, 원심분리, 액체전단, 분쇄의 기계적 처리, 산화, 알칼리에 의한 화학적 처리, 열처리가 있다. 그 중 열전처리 공정은 슬러지의 부피 감량과 불필요한 화합물의 분해 뿐만 아니라 슬러지 내의 병원균도 제거 가능한 장점을 가진다. 본 연구를 통해 열전처리 공정의 특성을 확인하였으며 공정 이후 생성된 물질의 특성도 평가하였다. 실험은 회분식 반응기에서 진행 되었으며, 혐기조건을 만든 후 열을 가하여 운전하였다. 실험 조건은 온도, 시간, 슬러지 함량에 따라 설정하였다. 각 조건에 따른 시료를 분석한 결과 건조 중량 1g을 기준으로 휘발성유기물질의 초기 농도가 0.67 g 일 때 최대 0.002 g까지 감소가 확인되었다. 감소한 휘발성 유기물질은 용존 유기물 형태로 변경되었고, COD 0.071 - 0.158 g-C/L 또는 TC 0.04 - 0.085 g-C/L 의 증가가 확인되었다. 이외에 TN은 3 - 22 mg-N/L의 증가가 확인되었고, 질산성 질소 또는 아질산성 질소는 미량 발견되었으며, 암모니아 형태의 N이 0.34 - 10.36 mg-N/L로 존재하는 것이 확인되었다.

비소는 대표적인 지하수 오염물질로써 장기 음용시 색소침착, 피부 각화증, 신장질환 및 암을 유발하는 것으로 알려져 있다. 최근 해외 언론 보도에 따르면, 중국의 경우 2천만명이 비소로 오염된 지하수를 마시고 있을 가능성이 있다는 연구 결과가 사이언스에 발표되어 파문이 일었다. 국내에서도 폐광산 주변 토양 및 지표수가 비소 등의 중금속으로 오염되어 그 처리방안이 심각하게 다루어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 자연계에 존재하는 대표적인 비소 형태인 비산염(arsenate) 제거를 위해 생체흡착제에 의한 비산염의 흡착 및 탈착 특성을 연구하였다. 본 연구에 사용된 생체흡착제는 발효폐기물을 PEI로 개질한 것으로 다량의 아민기를 가지고 있어 음이온성 교환수지의 기능을 가진다. 비산염은 pH3~6의 영역에서 1가 음이온(H2AsO4-)으로 존재하기 때문에 pH가 낮아질수록 비산염의 흡착 속도 및 흡착량이 증가하였다. 하지만 pH가 3 이하로 더욱 낮아지게 되면 오히려 탈착 현상이 일어났다. 그 이유는 pH 3 이하에서는 비산염이 0가의 형태(H3AsO4)로 전환될 뿐만 아니라 pH 조절에 사용된 산성용액에 포함된 염소이온이나 황산이온에 의해 1가 음이온성 비산염(H2AsO4-)이 탈착되기 때문이었다. 흡착된 비소는 0.01M NaOH 용액을 이용해 100% 탈찰할 수 있었다. 다만 수회 반복된 흡탈착 실험결과 흡탈착이 반복될수록 흡착제의 질량감소로 인해 흡착량이 감소하였다.

깃대봉 지역의 식물상을 파악하기 위하여 2009년 3월부터 2010년 9월 까지 총 14회에 걸쳐 조사하였다. 그 결과 확인된 관속식물은 90과 272속 380종 3아종 45변종 7품종으로 총 435분류군이었다. 조사된 종류 중에는 한국특산식물 12분류군, 희귀식물 8분류군이 포함되어 있다. 식물구계학적 특정식물종은 총 68분류군으로 조사되었으며, 귀화식물은 15분류군으로 귀화율은 3.4%. 도시화지수는 4.7%로 계산되었다. 식물의 용도는 식용이 203분류군으로 가장 많았고 약용, 목초용, 관상용의 순으로 나타났으며 용도가 알려지지 않은 식물도 107분류군으로 확인되었다.

본 연구는 세시풍속 중에서 식물(풀, 나무, 숲)과 연관된 민속을 발굴하여 그 내용을 분석한 결과로서 숲속 활동 프로그램으로 작성, 활용하는데 도움을 주고자 시도한 것이다. 이를 위해 『조선세시기』, 『한국의 세시풍속』, 『우리 세시풍속의 노래』, 『한국민족문화대사전』, 『농가월령가와 월여농가 시』, 『한국의 세시풍속사전』 등의 문헌을 참고하였다. 이들 문헌에 소개된 「동국세시기(東國歲時記」, 「열양세시기(洌陽歲時記)」, 「경도잡지(京都雜志)」, 「세시풍요 歲時風謠)」, 「동경잡기(東京雜記)」 등을 집중 분석하였으며 분석을 위해 참조한 분량은 총 5,121쪽에 달한다. 식물과 관련되어 발굴된 민속은 총 388개로서 이들을 대상으로 시기별, 주제별, 식물별로 구분하여 분석하였다. 시기별로는 계절별, 월별, 절기별, 세시기별로, 주제별은 사상, 예술, 문학, 교육, 식생활, 생활(衣/住生活), 의약, 놀이, 기타 등 9개 항목으로, 그리고 식물별로는 목본과 초본으로 나눈 다음, 과별, 수종별, 식용약용으로 구분하고 출현 빈도수를 분석하였다. 분석결과 계절별로는 봄>여름>가을>겨울 순, 월별로는 1월>3월>5월>6월>9월(음력) 순, 세시기별로는 대보름>단오>삼짇날 순으로 많이 나타났다. 주제어별로는 사상>놀이>식생활 순이었다. 식물별 조사결과 목본이 등장하는 민속은 127개, 초본은 101개, 목본과 초본이 동시에 출현하는 경우는 54개 등 총 282개로 분석되었다. 등장하는 식물들은 과ㆍ종별로는 목본은 28과 69종, 초본은 30과 84종이 출현하고, 침ㆍ활엽수 분석 결과 활엽수는 23과 59종, 침엽수는 4과 6종, 대나무류는 1과 4종으로 나타났다. 출현빈도를 보면 목본 과별로는 장미과가 14수종 50개로 가장 많고, 수종별로는 69수종 중 소나무가 21개로 가장 자주 등장하는 것으로 나타났다. 장미과의 빈도수가 높은 것은 꽃과 유실수가 대부분인 것을 감안할 때 관상과 식생활에의 관련성을 이유로 꼽을 수 있다. 초본의 경우 콩>벼>보리>팥>찰벼>고추>무>쑥>참깨>수수 순으로 출현빈도가 높다. 과별로는 벼과가 14종 76개로 가장 많은데 벼>보리>찰벼의 순으로써 주식이 쌀임을 감안할 때 높은 빈도수를 이해할 수 있다. 식용과 약용을 분류한 결과는 총 84종의 초본 중에서 식용은 15과 30종, 식용과 약용에 모두 쓰이는 초본은 14과 25종, 약용으로 이용되는 것은 13과 18종으로 분석되었다. 세시풍속은 민족의 오랜 역사성을 지닌 전통문화로서 그 역사성을 통해 민족이 지닌 다양한 문화요소 및 민족의 가치관과 세계관을 보여준다. 세시풍속은 한 해를 단위로 해서 각기 절기에 따라 반복적으로 실행되는 행동양식이나 생활모습을 말한다. 본 연구에서 도출된 결과들은 현장에서 필요한 숲속활동 프로그램을 작성할 때 그대로 활용할 수 있을 정도로 활용도가 높을 것으로 기대한다. 이러한 점에서 현장 활동가들이 적극 활용하여 주었으면 하는 바램이 있다. 다만 아쉬운 점은 지면의 제약상 각 민속별로 등장하는 식물들을 일일이 열거하지 못한 점이다. 필요하다고 요청하면 기꺼이 제공하고자 한다.