Even though sewers have been conventionally designed to prevent from sediment deposition using a specified minimum velocity or shear stress at a particular depth of flow or with a particular frequency of occurrence, it was appreciated that these methods do not consider the characteristics and concentration of the sediment and the specific hydraulic conditions of the sewer with sediment. In this study, a densimetric Froude number formula was suggested considering particle diameter and volumetric concentration of the sediment as well as flow depth and flowrate, based on several domestic field inspections, which was compared with other formulas proposed by previous investigators. When the sediment concentration was not considered, the calibration coefficient of 0.125-1.5 to the densimetric Froude numbers of this study was needed to obtain the similar ones with previous investigators’. For the densimetric Froude number formula obtained with consideration of sediment concentration, the exponent value of term Cv was almost the same as that of previous results and that of d50/Rh was similar for Fr < 2.2.

We report a method for preparing rare earth oxides (RexOy) from the recycling process for spent Ni-metal hydride (Ni-MH) batteries. This process first involves a leaching of spent Ni-MH powders with sulfuric acid at 90℃, resulting in rare earth precipitates (i.e., NaRE(SO4)2·H2O, RE = La, Ce, Nd), which are converted into rare earth oxides via two different approaches: i) simple heat treatment in air, and ii) metathesis reaction with NaOH at 70℃. Not only the morphological features but also the crystallographic structures of all products are systematically investigated using field-emission scanning electron microscopy (FESEM) and X-ray diffraction (XRD); their thermal behaviors are also analyzed. In particular, XRD results show that some of the rare earth precipitates are converted into oxide form (such as La2O3, Ce2O3, and Nd2O3) with heat treatment at 1200℃; however, secondary peaks are also observed. On the other hand, rare earth oxides, RExOy can be successfully obtained after metathesis of rare earth precipitates, followed by heat treatment at 1000℃ in air, along with a change of crystallographic structures, i.e., NaRE(SO4)2·H2O → RE(OH)3 → RExOy.

발효 후 침전되는 라거효모의 유변학적인 특성 및 그 변화를 회전점도계를 사용하여 조사하였다. 효모침전물을 희석한 현탁액은 전단속도의 증가에 따라 전단응력이 증가하는 경향을 나타내었다. Power law를 사용하여 분석한 결과 효모의 습중량 분율이 0.83 이하에서는 전단농화(n = 1.19-1.25)의 특성을 나타내었다. 효모침전물의 점도는 4oC 혹은 상온에서 모두 시간이 경과할수록 증가하였다. 상온에서 효모침전물의 전단농화는 2일과 4일 후 다소 약화되었지만 특별히 높은 전단속도(170.7 s−1)에서는 급격하게 감소하였다. 반면 6일째는 전단농화특성이 회복되고 더 뚜렷하게 나타났다. 유속세포분석기를 사용하여 효모세포는 1배체, 2배체 3배체 및 4배체가 혼합되어 있음을 확인하였다. 효모침전물에서 각각의 배수체의 비율은 시간의 경과에 따라 변하여 효모 세포간 mating 혹은 감수분열과정이 일어나고 있음을 알려준다. 주사전자현미경 사진을 통하여 크기가 작은 효모가 공존하고 있음을 확인하였고 이미지분석기술을 사용하여 시간이 경과할수록 크기가 작은 효모의 비율이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 결과는 효모의 유변학적 특성이 효모의 배수체 분포의 변화 특히 크기가 작은 효모세포의 비율의 변화와 관련이 있음을 알려준다. 본 연구에서 회전 점도를 사용하여 효모 세포의 생리학적인 상태를 모니터링 할 수 있음을 보였다.

목 적: 단백질 침전물이 콘택트렌즈의 함수율, 산소투과성 및 접촉각에 미치는 영향을 조사하였다. 방 법: Polymacon과 etafilcon A 재질의 소프트콘택트렌즈를 착용기간에 따라 수집하여 단백질 침전물을 추출하고 fluorometer를 이용하여 단백질 침전물을 정량하였다. 사용하지 않은 polymacon과 etafilcon A 콘택트렌즈를 lysozyme과 albumin 단백질이 포함된 인공눈물에 넣어 일정하게 단백질을 부착시키고 부착된 단백질 침전물을 정량한후 중량측정법, 전기분해 자동분석법 및 sessile drop 방법을 사용하여 함수율, 산소투과성 및 접촉각을 측정하여 대조군과 비교하였다. 결 과: Polymacon 재질의 콘택트렌즈에 부착된 단백질 침전물 양은 착용기간에 따라 차이가 없었으나, etafilcon A 재질의 콘택트렌즈는 착용기간에 따라 빠르게 증가하였다. 일정하게 단백질을 부착시킨 소프트 렌즈의 경우 함수율은 polymacon 렌즈와 etafilcon A 렌즈에서 모두 감소하였고, 산소투과성도 polymacon 렌즈와 etafilcon A 렌즈에서 모두 감소하였으며 접촉각은 polymacon 렌즈와 etafilcon A 렌즈에서 모두 증가하였다. 결 론: 소프트콘택트렌즈에 부착된 단백질 침전물은 렌즈의 함수율과 산소투과성을 저하시키고 접촉각을 증가시켜 콘택트렌즈 착용 시 불편감을 유발하는 원인이 될 수 있으며 특히 고함수 이온성 재질인 etafilcon A의 경우 더욱 문제가 될 것으로 사료된다.

목적: In vitro 조건 하에서 재질이 다른 실리콘 하이드로겔 렌즈에 결합되는 눈물의 지방성분인 올레산(oleic acid), 올레산에스테르(oleic acid methyl ester) 및 콜레스테롤(cholesterol)을 각각 정량하여 실리콘 하이드로겔렌즈에 부착되는 지방침전물을 비교하였다. 방법: Lotrafilcon A, lotrafilcon B, galyficon A 및 balafilcon A 재질의 실리콘 하이드로겔 렌즈와polymacon 렌즈 및 RGP 렌즈를 올레산, 올레산에스테르 및 콜레스테롤을 동일한 양 포함하는 식염수 용액에 담가 37℃에서 흔들어주면서 24시간 동안 오염시킨 후, methanol과 chloroform을 1:1(v/v) 비율로 포함하는 유기용매를 이용하여 4시간 동안 렌즈에 부착된 지방을 추출하였다. 추출된 지방은 C-18 column을 사용하여 HPLC(high performance liquid chromatography)를 수행하여 분리하고 정량하였다. 결과: 실리콘 하이드로겔렌즈에 부착된 지방의 총량은 재질의 종류에 따라 48~67 ㎍/lens, polymacon 렌즈와 RGP 렌즈에서는 각각 18 ㎍/lens, 177 ㎍/lens로 측정되어, 실리콘 하이드로겔렌즈의 지방 부착량은 polymacon 소프트렌즈의 300~372%, RGP 렌즈의 30.5~37.8%로 나타났다. 지방침전물은 galyfilcon A 재질에 가장 많이 부착되었으며(p

본 연구에서는 국내에서 흔히 음용하고 있는 물이 동결 후에 발생될 수 있는 흰 침전물은 무엇이고, 물속에 녹아 있는 이온들의 변화는 얼마나 일어나는 지 알아 보았다. 그 결과는 아래와 같다. 1. 흰 침전물의 EDS 분석결과, Si가 주성분인 것으로 나타났다. 2. 침전량과 해동 전후에 변화된 Si농도를 비교하여 본 결과, 질량의 차이가 상당히 났기 때문에 침전량을 SiO_2로 환산하여 계산해 본 결과, 변화된 Si 농도와 환산된 침전량이 거의 일치하였다. 그러므로 흰 침전물은 SiO_2로 판단된다. 3. 국내에서 흔히 음용되고 있는 칼슘이 적은 물(30㎎/l 이하)에서 생기는 흰 침전물은 Si가 주성분이었고, 수원의 특성에 따라, 즉 칼슘이나 황산이온이 다량 함유된 경우에는 흰 침전물이 칼슘, 규소, 황상이온 등으로 구성된 침전물이 발생할 수 있다. 4. Si 농도와 침전량은 거의 비례하였으며, Si가 많은 지하수(먹는샘물, 약수)에는 침전물이 많이 발생한 반면, 상대적으로 Si 농도가 적은 수돗물에는 침전물이 거의 발생하지 않았다. 5. 국내에서 흔히 음용되고 있는 물은 Si를 제외한 다른 이온들은 침전물 발생에 거의 영향을 미치지 않으며, 농도 변화도 없었다. 하지만, 칼슘이나 황산이온이 다량 함유된 물의 경우에는 침전물 발생에 영향을 주며, 칼슘이온 등의 농도 변화가 있었다.

산성광산배수에서 흰색 알루미늄 침전물은 pH가 상대적으로 높은 하천수와 만나 섞일 때 주로 발생한다. 이 침전물을 구성하는 광물은 산성광산배수 내 중금속 등을 흡착 공침하여 이들 중금속의 거동을 조절하는 중요한 역할을 한다. 이러한 흰색 침전물을 구성하고 있는 광물들은 추후 상변화를 거치며 그러한 과정 중에 중금속의 용해 재흡착 등이 일어날 수 있다. 본 연구는 이러한 흰색 침전물의 상전이 과정에 대한 기본적인 정보를 얻기 위하여 수행되었다. 본 연구에서는 도계광업소 주변의 하천에서 채취한 흰색 침전물을 대상으로 서로 다른 pH와 온도의 조건에서 시간이 지남에 따라 일어나는 광물상의 변화를 살펴보았다. 흰색 침전물은 주로 basaluminite와 비정질 Al(OH)3 및 미량의 Al13-tridecamer의 혼합물로 구성되며, basaluminite의 부조화용해가 먼저 일어나 비정질 Al(OH)3의 함량이 증가한 이후, pseudoboehmite의 전구물질 단계를 거쳐서 pseudoboehmite가 최종 침전되는 상전 이 과정을 거친다. 80 °C의 온도에서는 이러한 일련의 과정이 잘 나타났지만, 비교적 낮은 온도에서는 basaluminite와 비정질 Al(OH)3가 공존하는 초기 침전물 상태로 남아있었다. 그리고 높은 pH는 basaluminite의 SO4 2-기의 탈착을 유도하여 pseudoboehmite 전구물질로의 상전이를 촉진하였다. 시간이 지남에 따라 광물의 용해 및 상전이에 의하여 용액의 pH는 낮아지는 경향을 보였으며, 최종산물인 pseudoboehmite가 형성되어도 약간의 입자의 크기 증가만 관찰되고 완전한 결정질의 형태는 보이지 않았다.

본 연구는 강원도 도계광업소 수계에 발생한 적갈색침전물을 대상으로 침전환경을 파악하고, 중금속함량, 광물조성 및 그에 따른 분광학적 특성을 분석하였다. 적갈색침전물의 pH 범위는 7.59-7.94로 침전환경은 중성에 해당한다. X선형광분석 결과 철이 평균농도보다 높게 검출되었으며, 니켈, 구리 및 아연의 오염도가 높은 것으로 판명된다. X선회절분석 결과 돌로마이트, 방해석, 침철석, 자철석, 고령토, 엽납석, 석영 및 알루미늄 이소프로폭사이드의 광물이 확인되었다. 중금속 오염에 따른 분광학적 특성을 분석한 결과, 중금속함량이 증가함에 따라 가시광선 영역에서는 반사도가 증가하는 추세를, 적외선 영역에서는 반사도가 감소하는 추세를 보인다. 적갈색침전물의 분광특성은 침철석, 자철석, 고령토, 엽납석 및 알루미늄 이소프로폭사이드에 의해 발현되는 것으로 판단된다.

달성광산 주변 하천에서 채취한 시료를 이용하여 중금속 흡착 특성 평가를 수행하였다. 수용액 내에 존재하는 As, Cu, Cd를 대상으로 산성광산배수 침전물을 이용하여 중금속 제거 실험을 수행하 였다. 중금속 흡착 물질의 주 구성광물은 황갈색(Munsell color 8.75YR 5/10)의 schwertmannite와 흑갈 색의 (Munsell color 2.5YR 3/8) 침철석이다. 흡착 물질에 의한 흡착 제거 효율과 흡착량은 수용액 내 의 중금속의 초기 농도와 흡착물질의 특성에 의해 좌우된다. 달성광산에서 채취한 침전물에 의한 중 금속 흡착 효율은 As > Cu > Cd 순으로 나타낼 수 있다. 저농도일 때 침전물에 의한 흡착 제거 효율 은 As 67.00-85.00%, Cd 26.24-29.08%, Cu 7.67-12.82% 정도이다. Cu의 초기 농도가 1 mg/L와 10 mg/L일 때, 흡착 물질이 schwertmannite인 경우 흡착량은 0.29와 1.29 mg/g이며, 침철석인 경우 0.24-1.97 mg/g으로 초기 농도가 높거나 흡착 물질이 침철석인 경우 흡착량이 더 높게 나타난다.

본 연구는 백화현상이 극명하게 발생한 미인폭포 내 백색침전물을 대상으로 X선형광분석법, X 선회절분석법 및 휴대용 분광계를 이용하여 광물조성을 확인하고, 분광특성을 고찰하였다. 그 결과 모 든 시료에서 알루미늄이 평균농도보다 높게 검출되었고, 대부분의 시료에서 카드뮴과 니켈의 오염도 가 높았다. X선회절분석 결과 모든 시료에서 석영, 고령토, 롬보클레이스, 알루미노코큠바이트, 깁사 이트의 광물이 검출되었고 중금속은 점토광물에 흡착하여 존재한다고 판단된다. 백색침전물의 분광학 적 특성은 가시광선 대역에서 반사도가 증가하는 추세를 보이나, 근적외선, 단파적외선으로 파장이 길 어짐에 따라 반사도가 서서히 감소한다. 백색침전물의 흡광특성을 바탕으로 볼 때 분광학적 특성은 고령토, 롬보클레이스, 알루미노코큠바이트, 깁사이트에 의해 발생하는 것으로 판단된다. 퇴적물 내 중금속 종류 및 함량에 따른 영역별 흡광깊이 변이양상을 분석한 결과, Al-OH의 흡광특성인 2202 nm 에서 알루미늄함량과 흡광깊이 사이에 높은 양의 상관관계가 성립하는 것이 확인되었다. 이는 분광학 적 특성 중 흡광깊이가 중금속 함량의 유추에 유용할 수 있음을 지시한다.

폐 석탄광산에서 가장 큰 환경문제는 산성광산배수가 유출되어 주변 하천수의 pH를 낮추고 철/알루미늄 수산화물을 하천바닥에 침전시키며 주변 토양을 오염시키는 것이다. 삼봉광산에서 물시료와 침전물 시료는 갱구 입구에서 채취하였다. 채취한 갱내수의 pH 값의 범위는 겨울에 7.24-7.94이며, 여 름에 3.87-5.73이다. 전기전도도는 갱내수가 유입되는 하천에서 432-897 μS/cm이다. 갱내수의 Mg, Al, Ca, Mn의 최고 농도값은 각각 15.50, 4.56, 85.30, 12.76 mg/L이다. 적갈색의 침전물은 겨울에는 Munsell color 10R-5YR 정도로 주구성광물은 2-line 페리하이드라이트이며, 여름에는 2.5YR-5Y의 범 위로 주구성광물은 슈워트마나이트이다. 주사전자현미경 관찰 결과 침전물은 막대형 혹은 원통형이거 나, 0.1-0.5 μm의 구균형이나 구형을 나타내고 있다.

폐 석탄광산에서 가장 큰 환경문제는 산성광산배수가 유출되어 주변 하천수의 pH를 낮추고 철/알루미늄 수산화물을 하천바닥에 침전시키며 주변 토양을 오염시키는 것이다. 삼봉광산에서 물시료와 침전물 시료는 갱구 입구에서 채취하였다. 채취한 갱내수의 pH 값의 범위는 겨울에 7.24-7.94이며, 여 름에 3.87-5.73이다. 전기전도도는 갱내수가 유입되는 하천에서 432-897 μS/cm이다. 갱내수의 Mg, Al, Ca, Mn의 최고 농도값은 각각 15.50, 4.56, 85.30, 12.76 mg/L이다. 적갈색의 침전물은 겨울에는 Munsell color 10R-5YR 정도로 주구성광물은 2-line 페리하이드라이트이며, 여름에는 2.5YR-5Y의 범 위로 주구성광물은 슈워트마나이트이다. 주사전자현미경 관찰 결과 침전물은 막대형 혹은 원통형이거 나, 0.1-0.5 μm의 구균형이나 구형을 나타내고 있다.

경도 E129˚ 03' 40", 위도 N36˚ 51' 19"에 위치한 장군광산은 과거에 갱도채굴을 하였으며 현재에는 갱구와 광미로부터 갱내수와 침출수가 유출되고 있다. 갱내수와 침출수의 pH 값의 범위는 6.81-9.59로 중성내지 약염기성을 나타낸다. 주요 양이온과 음이온의 농도 범위는 Mg (6.70-129.80 mg/L), Ca (289.29-661.02 mg/L), Mn (4.74-14.38 mg/L), SO42- (1205.00-2448.69 mg/L) 등이다. 하천바닥에 침전된 황갈색의 침전물은 결정도가 아주 낮은 2-line 페리하이드라이트(Fe2O3˙0.5H2O로 구성되어 있다. 주사전자현미경 관찰결과 0.1μm 정도의 구형의 미세입자로 구성되어 있으며 에너지분산분광분석에 의한 반정량 결과 주 구성원소는 Fe이며 그 외 소량의 Mn, Ca, Si, As 등을 포함하고 있다.

일월탄광에는 산화조, SAPS, 소택지의 3단계 자연정화시설이 설치되어 있으며 갱내수를 모아 정화한 후 주변 하천으로 유출시키고 있다. 일월탄광 갱내수의 pH 값은 계절에 관계없이 2.28-2.42로 낮은값을 나타내지만 산화조를 거치는 동안 pH 값은 6.17-6.53 급격하게 증가한다. 정화시설에 의한 정화효율은 SO4, Mg, Al, Ca, Mn은 각각 약 50%, 40%, 100%, 24%, 59%이다. 갱내수의 Fe는 아주 낮은값(1.06-1.09 ㎎/ℓ)이지만 정화시설을 거치는 동안 100%의 제거효율을 나타낸다. 이와 같이 일월탄광에 설치한 정화시설은 pH 상승과 Fe와 Al의 제거 효율은 높지만 SO4, Mg, Ca, Mn 등은 60% 이하로 상대적으로 낮다. 따라서 이러한 이온을 제거하기 위해서는 다른 정화기술을 적용해야 할 것으로 판단된다. pH 2.28-2.42 범위인 갱내수가 유입되는 정화시설 바닥에 침전되는 침전물은 슈워트마나이트이며(Fe8O8(OH)6SO4), pH 5.83-5.96인 침출수에서는 2-line 페리하이드라이트(2-line Fe2O3⋅0.5H2O)가 침전된다.