UV and O3 are materials used in the water treatment process, and many studies have been reported to remove organic matters, contaminants, and microorganisms. In this study, we were investigated effects of Chirnomidae (Chironomus flaviplumus, Chironomus riparius), which are contamination indicator species to exposure UV and O3 for the survival rate, body color change and gene expression response. The survival rate of C. flaviplumus exposed to UV decreased to about 70% after 24 hours, and C. riparius about 50%. There was no change in the survival rate of C. flaviplumus exposed to O3, and C. riparius decreased to 95% after 10 minutes of exposure, but there was no change during the subsequent exposure time. In addition, UV and O3 exposure to the two species in body color faded in a time-dependent. In the HSP70 gene expression, C. riparius showed an increase in expression after UV exposure compared to the control group, and a significant difference was shown 12 hours after exposure (P<0.05). C. flaviplumus exposed to O3 showed a relatively low expression compared to the control group, and showed a significant difference at 10 minutes and 1 hour after exposure (P<0.05). These results reported the ecotoxicological effects on Chironomidae according to UV and O3 exposure. Therefore, the results of this study can be used as basic data to understand the effects of UV and O3, which are disinfectants used in water treatment plants, on Chirnomidae entering plants. Key words: Chironomus flaviplumus, Chironomus riparius, UV, O3, acute toxicity, survival

아산화질소(N2O, Nitrous Oxide)는 6대 온실가스 중 하나로 대기 중에서 적외선을 흡수하여 온실효과를 유발하는 것으로 알려져 있다. 특히 지구온난화지수(GWP)는 CO2에 비해 310배 높아 국내뿐만 아니라 전 세계적으로 이슈화되고 있으며, 그에 따른 강력한 환경 규 제 강화법들이 발의되고 있다. N2O 저감 기술에는 물리적인 방식에 따라 농축회수, 촉매분해, 그리고 열분해로 구분할 수 있는데, 본 연구 에서는 그 중 가장 효과적인 열분해 처리방식에 대해 논의하고자 일반적인 연소 조건 내 고온 열분해 방식을 이용하여 비용 저감과 함께 질소산화물을 저감시키는 온도 조건 및 반응 시간에 대한 정보를 제공하고자 한다. 열분해 조건으로 선정된 고온 영역은 1073 K부터 1373 K 까지 100 K 간격을 두고 계산을 수행하였다. 1073 K과 1173 K의 온도조건에 경우, N2O 저감율과 일산화질소 농도가 체류시간에 따라 비례관 계를 이루는 것이 관측되었으며, 1273 K에 경우, 체류시간이 증가함에 따라 발생되는 역반응으로 인해 N2O 저감율이 감소되는 것이 관측되 었다. 특히 1373 K에 경우, 모든 체류시간에 대해 정반응과 역반응이 화학 평형상태에 도달하여 N2O 저감에 대한 반응진행율이 오히려 감 소하는 것으로 확인되었다.

The effect of precipitation and dissolution of Si on the thermal diffusivity in the Al-Si alloy system is reported in this study and solution heat treatment followed by aging treatment is carried out to determine the effects of heat treatment on the thermal characteristics. The solution treatment is performed at 535 oC for 4 and 10 h and then the specimens are cooled by rapid quenching. The samples are aged at 300 oC for 4 h to precipitate Si solute. The addition of 9 wt% silicon contents makes the thermal diffusivity decrease from 78 to 74 mm/s2 in the cases of solid solution treated and quenched samples. After quenching and aging, the Si solute precipitates on the Al matrix and increases the thermal diffusivity compared with that after the quenched state. In particular, the increase of the thermal diffusivity is equal to 10 mm/s2 without relation to the Si contents in the Al-Si alloy, which seems to corresponded to solute amount of Si 1 wt% in the Al matrix.

사고저항성 핵연료의 일환으로 UO2 입자가 세라믹 셀 벽으로 둘러싸인 미세구조를 갖는 세라믹 미소셀 UO2 소결체를 개발 중이다. 이는 핵분열생성물들을 UO2 펠렛 내에 포집하여 펠렛 외부로의 방출을 저감함으로써 봉내압 상승을 완화하고 응력부식균열 발생률을 낮춘다. 생성량이나 방사능 측면에서 위험한 핵분열생성물 중 하나로 여겨지는 세슘은 세라믹 미소셀 소결체 내에서 셀 물질과 화학반응 하여 포집될 수 있다. 따라서, 세슘 포집능은 해당 화학반응의 열역학적, 속도론적 특성에 의해 결정된다. 역으로, 미소셀 소결체의 조성설계 시 해당 반응에 대한 열역학적 예측이 필수적이다. 본 연구는 세라믹 현재 개발 중인 여러 미소셀 조성(Si-Ti-O, Si-Cr-O, Si-Al-O)에 대해 세슘의 포집능을 평가하는 열역학적 계산을 다룬다. 계 산에 앞서 먼저 HSC Chemistry를 이용해 세슘과 셀 물질의 물리/화학적 상태를 정의한 후, LWR 정상운전 모사환경에서 계 산된 세슘포텐셜(ΔGCs)과 산소포텐셜(ΔG02)에 근거하여 세슘포집 반응성을 평가하였다. 계산 결과에 근거하면, 세슘 포집 반응은 상기 모든 조성에서 자발적일 것으로 예상되며 이로써 조성설계의 근거를 제시함과 동시에 세슘의 포집능을 평가하는 효과적인 방법을 제공한다.

본 연구는 열 스트레스 (heat stress, HS)에 노출된 브로일러에서 혼합 생균제의 급여가 혈 액 생체지표, 면역반응, 맹장 미생물 및 생산성에 미치는 영향을 조사하였다. 총 400마리의 브로일러 수 컷 (Ross 308)을 각각 100마리씩 4그룹, C (대조군, 실온 25℃), HS (열 스트레스 33℃), HSP (HS플 러스 혼합 생균제 500, 750 mg/kg) 그룹으로 배치하였다. 브로일러의 증체량, 사료섭취, 사료요구율 및 면역기관 무게는 HSP 그룹에서 HS 그룹과 비교했을 때 증가하였다. 혈액 IgG, lymphocytes 농도는 HS 그룹에서 HSP그룹과 비교했을 때 증가하였고, heterophil과 lymphocyte(H:L)비율, 코르티코스테론 농도 및 폐사율은 낮았다. 맹장의 Lactobacillus는 HS 그룹과 비교했을 때 HSP 그룹에서 증가하였으나 Escherichia coli (E. coli), coliform bacteria, aerobic bacteria는 낮아졌다. 본 연구결과는 열 스트레스 에 노출된 브로일러에게 B. subtilis, S. galilaeus 및 Sphingobacteriaceae등 3가지 균주가 포함된 혼합 생균제를 급여해주면 면역반응 증진, 미생물 균형을 유지해줌으로써 폐사율을 낮추고 생산성을 개선할 수 있음을 시사해준다.

본 연구는 열 스트레스 (heat stress, HS)에 노출된 산란계에서 혼합 생균제의 급여가 생산성, 계란품질, 면역반응, 맹장 미생물 및 분 암모니아에 미치는 효과를 조사하였다. 총 400마리의 50주령 Hy-Line brown 산란계를 무작위로 각각 100마리씩 4 그룹, C (대조군, 실온 25℃), HS (열 스트레스 33℃), HSP (HS 플러스 혼합 생균제 500, 750 mg/kg)로 배치하였다. 산란계의 생산성, 계란품질, 비장 무게, 혈액 IgG 및 lymphocyte 농도는 HSP 그룹에서 HS 그룹과 비교했을 때 증가하였고, 코르티코스테론, heterophil과 lymphocyte의 비율 (H:L) 및 폐사율은 유의하게 낮았다. Lactobacillus는 HSP 그룹에서 HS 그룹과 비교했을 때 증가하였으나 Escherichiacoli (E. coli), coliform bacteria 및 aerobic bacteria는 유의하게 낮았다. 분에서 암모니아 발생은 HS 그룹이 HSP 그룹에 비해서 유의하게 증가하였다. 결론적으로, 이러한 혼합 생균제가 여름철 산란계의 더위 피해를 방해주고 면역반응, 맹장 미생물 균형을 경유하여 생산성, 계란품질 및 계분으로부터 악취 발생을 줄이는 데 효율적인 영양전략이 될 수 있음을 나타낸다.

본 연구는 표고균사체 발효 적하수오 열수 최적 추출조건 탐색을 목적으로 수행하였으며, 표고균사로 배양된 하수오의 독립변수로는 독립변수(Xi)로서 추출온도(X1), 추출시간(X2) 및 시료에 대한 용매비(X3)에 대한 실험범위를 설정하여 각각을 5단계로 부호화하였고 중심합성계획에 따라 16구로 설정하여 추출하였다. 또한 이들 독립변수에 영향을 받을 종속변수(Yn)로는 고형분 함량(Y1) 및 당도(Y2), TPC (total polyphenol contents, Y3), TFC (total flavonoid contents, Y4), ABTS cation radical scavenging activity (Y5), DPPH radical scavenging activity (Y6)으로 하였다. 고용분 함량 최대값과 최소값은 각각 31.99%와 16.84%로 나타났다. 이를 회귀분석한 결과 고형분 함량에 대한 모델식의 R2은 0.867로 나타났다. 당도는 7번(8 hrs, 85℃, 67 mg/mL)과 15번(6 hrs, 70℃, 100 mg/mL)시험구에서 3.0 brix로 다른 시험구에 비하여 높은 함량을 보였다. 항산화물질인 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 8번 시험구(8 hrs, 85℃, 40 mg/mL)에서 총 폴리페놀 함량이 30.40 mg GAE/g, 총 플라보노이드 함량이 146.50 mg QE/g으로 가장 높게 나타났으며, 16가지 시험구의 항산화 활성도 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량의 결과와 같이 8번 시험구(8 hrs, 85℃, 40 mg/mL)에서 가장 높은 활성을 보였다. 이상의 결과를 참조하여 표고균사체 발효 적하수오에 대한 열수 추출조건을 최적화할 목적으로 추출온도를 95℃로 고정하고 용매비와 추출시간에 대한 종속변수들의 contour map을 superimposing하여 추출물의 특성 중 생리활성물질 함량과 생리활성을 만족시켜주는 최적조건은 91.22℃에서 39.71 mg/mL 용매비와 7.72 추출시간으로 각각 분석되었다. 본 연구는 적하수오에 표고균사체를 배양한 후 생리활성이 우수한 원료를 추출 생산하고자 최적 추출조건을 확립하기 위하여 반응표면분석법을 활용하였다. 향후 생리활성부분에 대한 추가적인 연구가 이루어진다면 더욱 완성도가 높은 표고균사체 발효 적하수오 식품개발에 가능할 것으로 사료된다.

Fe-Si-Cr ferroalloy is predominantly produced by carbothermic reduction. In this study, silicothermic and carbothermic mixed reduction of chromite ore to produce Fe-Si-Cr alloy is suggested. As reductants, silicon and silicon carbide are evaluated by thermochemical calculations, which prove that silicon carbide can be applied as a raw material. Considering the critical temperature of the change from the carbide to the metallic form of chromium, thereduction experiments were carried out. In these high temperature reactions, silicon and silicon carbide act as effective reductants to produce Fe-Si-Cr ferroalloy. However, at temperatures lower than the critical temperature, silicon carbide shows a slow reaction rate for reducing chromite ore. For the proper implementation of a commercial process that uses silicon carbide reductants, the operation temperature should be kept above the critical temperature. Using equilibrium calculations for chromite ore reduction with silicon and silicon carbide, the compositions of reacted metal and slag were successfully predicted. Therefore, the mass balance of the silicothermic and carbothermic mixed reduction of chromite ore can be proposed based on the calculations and the experimental results.

본 연구는 폴리프로필렌(PP) 수지의 Co 및 Mo 촉매에 의한 반응시간과 농도변화에 따른 저온열분해 액화특성을 파악하고자 회분식 반응기를 이용하여 특정 온도(425, 450, 475℃)에서의 전환율을 측정하였다. 열분해 시간은 20~80분으로 설정하였고 생성물은 산업통상자원부에서 고시한 증류성상 온도에 따라 가스, 가솔린, 등유, 경유, 중유로 분류하였다. 그리고 450℃ 반응온도에서 촉매 사용에 따른 전환율은 모든 반응시간에 있어 Mo 촉매 > Co 촉매 > 무촉매 순이었다. Co 및 Mo 촉매 농도별 PP 전환율 및 열분해 생성물 수율은 Co:Mo=50:50 혼합시 가장 우수한 것으로 나타났다.

Response surface methodology (RSM) based on a Box-Behnken Design (BBD) was applied to optimize the thermal-alkaline pre-treatment operating conditions for anaerobic digestion of flotation scum in food waste leachate. Three independent variables such as thermal temperature, NaOH concentration and reaction time were evaluated. The maximum methane production of 369.2 mL CH4/g VS was estimated under the optimum conditions at 62.0°C, 10.1% NaOH and 35.4 min reaction time. A confirmation test of the predicted optimum conditions verified the validity of the BBD with RSM. The analysis of variance indicated that methane production was more sensitive to both NaOH concentration and thermal temperature than reaction time. Thermal-alkaline pretreatment enhanced the improvement of 40% in methane production compared to the control experiment due to the effective hydrolysis and/or solubilization of organic matters. The fractions with molecular weight cut-off of scum in food waste leachate were conducted before and after pre-treatment to estimate the behaviors of organic matters. The experiment results found that thermal-alkaline pre-treatment could reduce the organic matters more than 10kD with increase the organic matters less than 1kD.

RBSC (reaction-bonded silicon carbide) represents a family of composite ceramics processed by infiltrating with molten silicon into a skeleton of SiC particles and carbon in order to fabricate a fully dense body of silicon carbide. RBSC has been commercially used and widely studied for many years, because of its advantages, such as relatively low temperature for fabrication and easier to form components with near-net-shape and high relative density, compared with other sintering methods. In this study, RBSC was fabricated with different size of SiC in the raw material. Microstructure, thermal and mechanical properties were characterized with the reaction-sintered samples in order to examine the effect of SiC size on the thermal and mechanical properties of RBSC ceramics. Especially, phase volume fraction of each component phase, such as Si, SiC, and C, was evaluated by using an image analyzer. The relationship between microstructures and physical properties was also discussed.

Nano-sized β-SiC nanoparticles were synthesized combined with a sol-gel process and a carbothermal process. TEOS and carbon black were used as starting materials for the silicon source and carbon source, respectively. SiO2 nanoparticles were synthesized using a sol-gel technique (Stober process) combined with hydrolysis and condensation. The size of the particles could be controlled by manipulating the relative rates of the hydrolysis and condensation reactions of tetraethyl orthosilicate (TEOS) within the micro-emulsion. The average particle size and morphology of synthesized silicon dioxide was about 100nm and spherical, respectively. The average particles size and morphology of the used carbon black powders was about 20nm and spherical, respectively. The molar ratio of silicon dioxide and carbon black was fixed to 1:3 in the preparation of each combination. SiO2 and carbon black powders were mixed in ethanol and ball-milled for 12 h. After mixing, the slurries were dried at 80˚C in an oven. The dried powder mixtures were placed in alumina crucibles and synthesized in a tube furnace at 1400~1500˚C for 4 h with a heating rate of 10˚C/min under flowing Ar gas (160 cc/min) and furnace cooling down to room temperature. SiC nanoparticles were characterized by XRD, TEM, and SAED. The XRD results showed that high purity beta silicon carbide with excellent crystallinity was synthesized. TEM revealed that the powders are spherical shape nanoparticles with diameters ranging from 15 to 30 nm with a narrow distribution.

The autothermal reforming reaction of methane was investigated to produce hyd rogen with Ni/CeO2-ZrO2, Ni/Al2O3-MgO and Ni-Ru/Al2O3-MgO catalysts. Honeycomb metalli c monolith was applied in order to obtain high catalytic activity and stability in autothermal r eforming. The catalysts were characterized by XRD, BET and SEM. The influence of various catalysts on hydrogen production was studied for the feed ratio(O2/CH4, H2O/CH4). The O2/CH4 and H2O/CH4 ratio governed the methane conversion and temperature profile of reactor. Th e reactor temperature increased as the reaction shifted from endothermic to exothermic reactio n with increasing O2/CH4 ratio. Among the catalysts used in the experiment, the Ni-Ru/Al2O3-MgO catalyst showed the highest activity. The 60% of CH4 conversion was obtained, and th e reactor temperature was maintained 600℃ at the condition of GHSV=10000h-1 and feed ratio S/C/O=0.5/1/0.5.

Niobium powder was made from potassium heptafluoroniobite () as the raw material using sodium (Na) as a reducing agent based on the hunter process. The apparatus for the experiment was designed and built specifically for the present study. The niobium particle size greatly increased as the reduction temperature increased from to . The particle size was fairly uniform, varying from to depending on the reduction temperatures. The niobium powder morphology and particle size are very sensitive to a reaction temperature in the metallothermic reduction process. The yield of niobium powder increased from 55% to 80% with a increasing a reaction temperature.

Aluminum nitride (AlN) nanopowders with low degree of agglomeration and uniform particle size were synthesized by carbothermal reduction of alumina and subsequent direct nitridization. Boehmite powder was homogeneously admixed with carbon black nanopowders by ball milling. The powder mixture was treated under ammonia atmosphere to synthesize AlN powder at lour temperature. The effect of process variables such as boehmite/carbon black powder ratio, reaction temperature and reaction time on the synthesis of AlN nanopowder was investigated.