본 연구는 응집제로 calcium alginate를 이용한 질산성 질소 처리에 관한 연구이다. 질산성 질소를 제거하기 위한 방법으로는 역삼투법, 이온교환수지법, 전기투석법, 생물학적 방법 등이 있지만 본 연구에서는 응집 침전시키는 방법으로서 질산성 질소를 처리하고자 하였다. 응집제로 이용한 calcium alginate가 킬레이트 결합을 형성하여 질산성 질소를 응집 침전시킬 것으로 예상하고, 응집제의 성분, 응집 반응시간, 응집제의 몰비, 응집제의 주입율에 따라 질산성 질소가 제거되는 경향을 보았다. 또한 FE-SEM과 EDS(Energy Dispersive X-Ray Spectrometer)를 통하여 응집반응 후 침전물의 구조 및 구성성분비를 분석함으로써 질산성 질소가 Calcium-nitro-alginate 형태로 제거되는지를 확인하였다. 그 결과 반응시간은 60분, 응집제의 몰비는 1:1일 때, 응집제의 주입율은 합성폐수의 2 %일 때 질산성 질소의 제거율이 최대 56.7 %로 나타났다.

본 연구에서는 수수 등겨에 함유되어 있는 타닌의 새로운 천연 색소자원으로서의 활용 가능성을 알아보기 위해서 추출된 색소의 성분을 조사하였으며, Fe와의 킬레이트 반응 조건과 킬레이트화 색소에 대한 여러 가지 특성이 조사되었다. 수수 등겨로부터 추출된 수용액의 흡수 스펙트럼에서는 자외선 영역인 281 nm에서 타닌에 의한 최대 흡수 peak을 보여주고 있다. pH 조건에 따른 킬레이트화 반응에서는 pH 7.5의 반응 조건이 가장 효과적이었다. Fe 농도 2 mg/L 까지는 킬레이트화 반응이 급격히 증가하나, 그 이상의 농도에서는 더 이상의 추가적인 킬레이트화는 없는 것으로 나타났다 킬레이트화 된 타닌 색소의 입자 크기는 4.5~17 μm, 20~42 μm, 45~80 μm, 83~160 μm 범위의 네 그룹으로 나누어지는 것을 확인 할 수 있었다. DSC 분석에서는 타닌의 킬레이트화에 따라 열분해에 기인한 흡열 peak가 크게 증가(318oC→415oC)한다는 것을 확인 할 수 있었으며, TGA 분석에서도 열분해 시작 온도가 253oC에서 382oC까지 상승하는 것을 알 수 있어, 킬레이트화는 열 안정성을 향상시킨다는 것을 확인하였다.

Phytoextraction은 식물을 이용하여 환경 정화하는 기술로서 금속으로 오염된 토양을 정화하는 것이다. 토양에 존재하는 금속의 추출을 용이 하기 위해서 현재 다양한 킬레이트가 사용되고 있다. Phytoextraction이 경제적이고 친환경적인 장점이 있지만 고농도로 오염된 지역에서는 적용이 어려운데 이는 식물이 이러한 지역에서 살아남기 어렵기 때문이며 이러한 문제점을 해결하는 것이 본 연구의 목적이다. 연구 대상의 금속으로서 수은을 선택하였고, 킬레이트는 아미노산인 시스테인과 히스티딘, 작은 크기의 유기산으로서 citric acid, malic acid, succinic acid, oxalic acid, 그리고 ethylenediamine (EDA)를 선택하였으며, EDTA는 비교 대상으로 본 연구에 사용되었다. 다양한 농도의 수은을 포함하는 배지에 식물을 키우면서 여러 킬레이트가 식물의 뿌리 성장에 미치는 영향을 분석하였다. 수은에 의한 식물의 성장 억제는 시스테인과 EDA에 의해서 완화되었으며 히스티딘과 citrate는 별 다른 영향이 없었다. Malate, succinate, 그리고 oxalate는 수은에 의한 식물 성장 억제를 더 촉진시켰다. 따라서 수은의 식물성장억제를 완화시켜주는 시스테인과 EDA는 고농도의 수은으로 오염된 지역에서 식물의 성장이 가능하도록 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

Zinc complexes with Bis[2-(o-hydroxyphenyl) benzothiazolato ligands (ZnPBS-0) and Bis[2- (o-hydroxynaphthyl) benzothiazolato ligands (ZnPBS-05) were synthesized, and luminescent properties of these materials were investigated. The emission band found that it strongly depends on the molecular structure of introduced ligand and was tuned from 525 nm to 535 nm by changing the ligand structures. Spreading of the π-conjugation in 2-(o-hydroxyphenyl) group gives rise to a blue shift. On the other hand, spreading of the π-conjugation in benzothiazole groups leads to a red shift. The EL properties also showed good consistency with their differences of ligand structure. Bright-blue EL emission with a maximum luminance of 8300 cd/m2 at 11V was obtained from the organic light - emitting diodes (OLEDs) using ZnPBS-0 as emitting layer. It was also found that the newly synthesized materials were suitable to be used as emitting materials in organic EL device.

금속을 함유하고 있는 산업폐자원과 관련한 재활용 기술을 개발하기 위해 다양한 접근이 시도되고 있으며, 그 중에서 유리는 미생물로 분해되지 않기 때문에 매립은 적합하지 않아 폐유리의 재활용에 대한 관심은 증대되고 있다. 따라서 본 논문에서는 폐유리를 잔골재로 사용하고 폐유리의 중금속 용출을 억제하기 위한 킬레이트 수지를 혼입함으로써, 차폐 채움재의 강도, 건조수축, 알칼리-실리카반응, 중금속 용출 등을 평가하여 폐유리를 경제적이며 환경 친화적인 차폐 채움재로서 활용하기 위한 기초자료를 제시하고자 한다. 시험결과, 폐유리를 잔골재로 사용하였을 경우 강도 발현에 효과적이었으며, 킬레이트 수지를 혼입하였을 경우 강도 발현에 영향이 있는 것으로 나타났다. 또한 킬레이트 수지를 혼입하였을 경우 건조수축의 개선에는 효과적이었으나 알칼리-실리카반응에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 중금속 용출 시험결과, 한국 KSLP 시험법에서는 중금속 용출 허용 기준치를 모두 만족하였으나, 납의 경우 미국 ANSI 67-2007a의 허용 기준치를 초과하여 이에 대한 추가적인 연구가 진행되어야 할 것으로 판단되었다.

수은의 노출로부터 인간의 건강과 환경을 보호하기 위해 수은에 관한 미나마타 협약(Minamata Convention on Mercury)이 UNEP에 의해 2013년 10월에 채택되었다. 협약문 제11조에서는 3가지 종류의 수은폐기물에 관한 내용을 다루고 있다. 이 중 수은오염폐기물이 가장 큰 비중을 차지하며 산업시설로부터 다양한 종류의 부산물로써 환경으로 배출된다. 국내 산업시설에서 배출되는 수은오염폐기물은 폐기물관리법 공정시험법에서 지정하고 있는 용출시험법에 지정폐기물 또는 산업폐기물로 분류되고 있다. 본 연구에서는 산업시설에서 배출된 3가지 종류의 고상시료(생활폐기물 소각시설 비산재, 의료폐기물 소각시설 비산재, 비철금속 재련시설 폐슬러지)의 적정처리를 위해 안정화기술을 적용하였다. 환경에서 수은은 HgCl2, HgS, HgO 등의 형태로 존재하며 각 화합물은 열적안정도 또는 용해상수가 서로 다르다. 이와 같은 이유로 수계나 토양으로의 유출특성과 안정도를 알아보기 위해 총 5단계의 용출용매로 구성된 단계적 용출법(Sequential Extration Procedure, SEP)을 적용하였다. 용출용매로써 0.5M NH4Cl(1단계), 0.01M HCl+0.1M CH3COOH(2단계), 1M KOH(3단계), 12M HNO3(4단계) 및 Aqua regia(5단계)를 사용하였다. 1,2단계에서 용출된 수은화합물의 경우 다른 단계에 비해 이동도가 커 자연조건에서 쉽게 용출될 가능성이 높다. 3단계는 1,2 단계보다 상대적으로 강한 구조로 결합된 화학종이 용출된다. 4,5단계에서 용출된 수은화합물은 안정도가 높고 이동도가 낮아 자연조건에서 용해되기 어려운 화학종이라고 판단된다. EDTA는 중금속의 이동성을 높여주며 용액에 이온화된 상태로 수은화합물을 전환시켜 오히려 용출률을 높여 줄뿐만 아니라 수용액 상태로 용해시키기 위해서는 pH를 높여줄 첨가물이 필요하다. 이를 위해 Na2S를 사용하였고 Na로 인한 용액의 pH 상승과 S2-를 이용하여 이온화된 Hg2+를 HgS로 전환하여 더욱 안정화된 수은화합물을 형성하였다. 이를 확인하기 위해 안정화 처리 후 발생된 고상시료를 대상으로 단계적 용출법을 재적용 하였으며 5단계의 비율이 증가하는 것을 확인하여 안정화 처리기술을 검증하였다.

TThis study investigated the influence of AGH-Ringer (chelated organic minerals liquid fertilizer) on the growth, yield, and fruit quality of ‘Jukhyang’ strawberry in a hydroponic system. The results revealed that AGH-Ringer group led to significantly higher plant length than that of the control group, and that leaf length and leaf width increased with increasing leaf area. In addition, the fresh and dry weights of leaves and SPAD unit, which measures leaf color also showed a significant increase with AGH-Ringer. However, the length and dry weight of roots did not show significant differences when compared to the control group. In the fruit quality analysis, AGH-Ringer group did not show any difference in fruit length compared to the control group, but it increased both the fruit weight, which, along with the simultaneous increase in fruit width, increased the yield per strawberry. Furthermore, AGH-Ringer group strengthened the red skin color of the fruit, and resulted in significantly greater hardness than that of the control group, but did not have any effect on the soluble solid content and acidity. As shown in the results, the AGH-Ringer group resulted in lesser mineral content and lower to medium EC (electrical conductivity) in comparison to the inorganic mineral hydroponic fertilizer, which was used as a control. However, it increased the leaf growth, fruit weight, and yield, and improved the fruit quality by increasing the soluble solid content in the hydroponic system of ‘Jukhyang’ strawberry. Therefore, based on this study, AGH-Ringer is thought to be a more effective hydroponic fertilizer than the inorganic mineral hydroponic fertilizer. Moreover, the field experiment demonstrated that AGH-Ringer is a useful hydroponic fertilizer convenient for application in farms. This study also proved that AGH-Ringer is a fertilizer that can promote plant nutrition by controlling the salinity of the soil and facilitating the absorption of necessary minerals in future soil cultivation, thereby providing basic data for organic farming.

Biogas has been used to remove water content and hydrogen sulfide (H2S). Removing water requires a low temperature process; thus, our study investigated removing H2S under high pressure and low temperature. Several experiments were conducted to investigate removal of H2S from a biogas stream by optimizing chemical absorption and the chemical reaction with a Fe/EDTA solution. The roles of Fe/EDTA were studied to enhance removal efficiency of H2S due to oxidization by Fe+3/EDTA. The objective of this study was to explore the feasibility of enhancing toxic gas treatment in a biogas facility. A biogas purification strategy affords many advantages. For example, the process can be performed under mild environmental conditions and at low temperature, and it removes H2S selectively. As the Fe-EDTA concentration increased, the H2S conversion rate increased because the Fe-EDTA complex was highly stable. The optimal pH to stabilize the chemical complex during oxidation of H2S was 9.0.

The separation method of Au (III) was studied by a chelating resin, Amberlite A-21. Sorption capacities for the metal ions on the Amberlite A-21 have been measured by batch method. This resin was applied to the rapid concentration of trace amounts of these metal ions and to the separation of Gold (III) from other metal ions in bulk solution. The separation of those elements was carried out with Acetone and Thiourea as eluents.

소각처리에서 나오는 잔사는 전체 투입 폐기물 부피의 약 10% 정도로 매립지의 사용연한을 연장시키는 장점을 가지고 있다. 하지만 소각 시 발생되는 비산재와 바닥재에서는 유해중금속(Pb, Cu, Cd 등)이 고농도로 함유되어 있어 매립 시 용출에 의한 2차 토양오염을 유발할 가능성이 높다. 이에 따라 환경부에서는 유해중금속에 대한 배출기준을 마련하였으며 사업장에서는 배출기준 준수를 위해 추가적인 수세 및 약품처리 등을 하고 있는 실정이다. 본 연구는 I시 C광역쓰레기 소각시설에서 발생하는 소각재를 대상으로 유해중금속의 안정적 처리방안과 킬레이트제의 적정사용량 산출을 통해 처리비용을 절감하고 소각재의 재활용 가능성을 파악하기 위하여 수행하였다. 킬레이트제 희석에 따른 바닥재의 Cu 처리효율은 10배 희석 시 91.1%, 11배 희석 시 76.6%, 12배 희석시 60.5%, 13배 희석 시 56.7%로 조사되었으며 소각재(바닥재+비산재)의 Pb 처리효율은 10배 희석 시 72.8%, 11배 희석 시 65.9%, 12배 희석 시 64.9%, 13배 희석 시 61.2%로 조사되었다.

철 킬레이트 화합물을 이용한 친환경 황화수소(H2S) 제거공정은 1960년 영국의 Hartley에 의해 처음으로 소개 되었다. 철 킬레이트 화합물을 이용한 액상 촉매산화법은 황화물 기체의 물에 대한 용해도와 철 킬레이트 화합물의 산화환원 원리를 이용한 방법으로 상온상압 운전이 가능하며, 폐수 및 2차 오염이 없고, 운전 및 설비 비용이 저렴하여 최근에 혐기소화 발생 바이오가스에 응용되고 있다. 철 킬레이트 화합물의 황화수소 제거 메커니즘은 다음과 같다. H2S (g) = H2S (aq.) : Henry's law H2S (aq.) + 2Fe(III)-Chelates = 2Fe(II)-Chelates + S(s) + H+. O2 (g) = O2 (aq.) 4Fe(II)-Chelates + 2H2O+ O2(aq.) = 4Fe(III)-Chelates + 4OH-. 본 연구에서는 상금속 킬레이트 촉매를 이용한 황화수소의 제거에서 가스는 액상 킬레이트용액에 용해되고 용해된 황화수소는 산소와 반응하여 물로 전환된다. 특히 수용액 중 황이온은 산소에 의해 고체황으로 침전되지만 일반적으로 산화작용을 촉진시키기 위하여 금속촉매를 사용하는 경우가 있다. 황화수소제거에서 주로 이용되는 경우는 철염과 킬레이트 EDTA를 사용하며 FeSO4-EDTA촉매를 개발하여 황화수소제거를 위해 흡수탑 공정에 적용하였다. 공정변수별로 철킬레이트 촉매를 이용한 2가나 3가 철을 사용하여 황화수소를 제거하기 위해 철염의 농도, 온도 그리고 pH 등을 달리하여 제거효율을 측정하여 보았다.