음식물류폐기물의 퇴비화는 경제적인 자원화 방법이지만, 염분함량이 높아 토양에 투입될 경우 염류집적으로 인한 작물 생육 피해가 우려된다. 바이오차는 양이온교환능력이 높은 물질로 염분피해가 우려되는 토양에 적용 시 Na+이온을 흡착하여 작물생육 피해를 줄여줄 것으로 생각된다. 이에 본 연구는 바이오차와 혼합하여 제조한 음식물류폐기물 혼합 펠렛 퇴비(이하, 음폐혼합펠렛퇴비) 사용 시 배추 생육과 토양에 미치는 영향을 평가하고 이에 따른 무기질비료 절감 효과를 알아보고자 하였다. 처리구는 무비구(NF), 무기질비료 반량(NPK0.5), 무기질비료(NPK), 무기질비료+ 음폐퇴비(FWC), 무기질비료+음폐혼합펠렛퇴비(FWCB)이다. 배추 생육조사 결과, FWCB처리구에서 엽장, 엽폭, 구고 및 구폭 모두 가장 높았다. 수량조사 결과 8,300 kg 10a-1로 가장 높게 나타났으며, NPK처리구에 비해 무기질비료를 50% 사용하였으나 수량은 13.6% 높게 나타났다. 토양화학 성 결과 FWCB에서 EC는 0.59 ds m-1, 교환성 Na은 0.35 cmolc kg-1으로 다른처리구보다 높게 나타났으나 적정범위 이내였다. 본 연구결과, 음폐혼합펠릿퇴비의 사용은 작물의 양분 및 유기물공급 뿐만 아니라 바이오차로 인한 양이온 고정 효과로 작물 생산성을 향상시키는 것으로 생각되며, 비료성분의 공급원으로써 배추의 생육 및 생산성을 증진할 수 있는 기술로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

현재 도로포장 유지보수 과정으로부터 노화된 폐 아스팔트가 발생하며, 순환 아스팔트로서 재활용하기 위해 아스팔트 오일을 첨가제 등과 함께 혼합하여 노화된 아스팔트의 성상 회복 및 유동성을 개선하여 도로포 장 재료로 활용하고 있다. 또한 아스팔트 오일의 사용은 저온영역의 성능 개선에도 영향을 미쳐 개질아스팔트 제작에도 활용하고 있으며, 개질 아스팔트는 SBS(Styrene Butadiene Styrene), SBR(Styrene Butadiene Rubber)등 고무계열의 폴리머와 오일 등을 원 아스팔트에 혼합하여 아스팔트 바인더의 공용성을 향상시키는 기술로서 폴리머는 아스팔트의 고온 영역의 물성, 오일은 저온영역의 물성을 개선하는데 사용된다. 이 중 폴 리머에 관한 연구는 활발히 이루어지고 있는 반면 아스팔트에 사용하는 오일에 관한 연구는 상대적으로 연 구가 부족한 실정이다. 따라서 오일의 사용으로 인한 아스팔트의 물성 변화에 관한 실험적인 검토가 필요 하다고 판단된다.

토석 채취 후 식생복구지의 토양 특성은 복구 식생의 생육에 중요하다. 본 연구는 토석 채취 후 식생복구지와 인접 소나무 및 굴참나무 임분을 대상으로 0∼10cm, 10∼20cm, 20∼30cm 깊이에 토양의 물리·화학적 특성을 조사하였다. 토양용적밀도와 토양 pH는 식생복구지가 소나무나 굴참나무 임분에 비해 유의적으로 높았으나(P<0.05), 유기탄소와 전질소농도는 인접 산림지에 비해 낮았다. 유효 인은 0~10cm 깊이에서 식생복구지 와 산림지 간 유의적인 차이가 없었으나, 교환성 칼슘은 식생복구지가 인접 산림지에 비해 유의적으로 높게 나타났다. 토양 유기 탄소저장량은 식생복구지가 9,896 kg C ha-1로 소나무 임분 131,368 kg C ha-1나 굴참나무 임분 154,381 kg C ha-1에 비해 유의적으로 낮았으며 질소저장량도(식 생복구지: 2,406 kg N ha-1; 소나무: 10,496 kg N ha-1; 굴참나무: 8,081 kg N ha-1) 유사한 경향을 보였다. 그러나 인, 포타슘, 마그네슘 저장량은 식생복구지와 인접 산림 간 유의적인 차이는 없었다. 한편, 칼슘저장량은 식생복구지가 8,998 kg Ca ha-1로 소나무 임분 697 kg Ca ha-1나 굴참나무 임분 660 kg Ca ha-1에 비해 유의적으로 크게 나타났다. 본 연구 결과에 따르면 토석 채취 후 식생복구지는 토양용적밀도와 토양 pH를 낮추고 유기물의 증가와 질소 시비 같은 양분관리가 필요한 것으로 나타났다.

We conducted an on-site application study at the livestock cooperative fertilizer plant to compare the composting period, temperature change, moisture content, and chemical properties between livestock manure compost using sawdust as a moisture regulator with those using spent oyster mushroom substrate. The composting period, moisture content, and fertilizer composition of compost containing spent oyster mushroom substrate did not differ from that of conventional compost mixed with sawdust after the first and second fermentation and post-maturation stages, it was suitable as a material for manufacturing livestock manure compost. The spent oyster mushroom substrate also lower the production cost of livestock manure compost by replacing the more expensive sawdust. The developed technology is expected to contribute towards the utilization of by-products of the oyster mushroom harvest while simultaneously producing high quality livestock manure compost.

국내 음식물류폐기물의 1일 발생량은 14,143 톤으로 약 30%는 퇴비로 재활용하고 있으며, 그중 석회안정화공법을 통해 제조된 석회처리비료는 작물의 수량 증가, 산성 토양 개량 및 유기물 공급 등의 효과가 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 석회처리비료 시용량에 따른 작물 생육 및 토양의 화학적 특성에 대한 영향을 평가하고자 하였다. 처리구는 무처리구(CT), NPK 처리구(NPK). NPK+소석회 처리구(CH), NPK+석회처리비료 처리구 1, 2, 4, 8 및 16배(LTF1, 2, 4, 8 및 16)로 설정하였다. 석회처리비료는 석회소요량 기준으로 처리를 하여 상추 포트 재배실험을 진행하였다. 상추의 생육조사 결과 전반적으로 LTF1 처리구의 생육(수량 5,050 kg ha-1)이 가장 좋았던 반면, 석회처리비료 시용량이 증가할수록 생육이 저하되는 경향이었으며 수량도 LTF16 처리구(1,600 kg ha-1)에서 유의한 수준으로 감소하였다. 시험 후 토양의 pH, EC, OM, 교환성 양이온은 모두 시험 전보다 상승하였고 석회처리비료의 시용량이 증가함에 따라 증가하였다. 상추의 질소, 인산 및 칼륨의 양분흡수량은 LTF1 처리구에서 NPK 처리구 대비 각각 6.1, 0.5 및 4.0 kg ha-1 증가했으나, 석회처리비료 시용량이 증가함에 따라 감소하는 경향이었다. 이를 통해 석회처리비료는 석회소요량 기준 2배량 이하로 시용하는 것이 적합하다고 판단되나 석회처리비료의 적정사용량 설정을 위해 연용 포장실험을 통한 추가적인 모니터링이 필요하다고 사료된다.

음식물류폐기물 직매립, 해양투기 등이 금지됨에 따라 음식물류폐기물은 대부분 자원화를 통해 처리되며 퇴비화하여 생산한 음식물류혼합퇴비(이 하, 음폐퇴비)는 작물 생산성을 향상 등을 위하여 농경지에 퇴비로 사용한다. 하지만, 염분 집적에 의한 작물 생육이 우려되며 이에 따른 피해를 줄이기 위하여 음폐퇴비와 블랙카본, 유용 미생물을 함께 사용하면 염분에 의한 피해를 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 이에 본 연구는 음폐퇴비와 바이오차의 한 종류인 블랙카본, 유용 미생물을 처리 시 상추의 수량과 토양 특성 변화를 알아보고자 하였다. 처리구는 무비구(NF), 무기질 비료 (NPK), 무기질 비료 + 음폐퇴비 (NPKF, 대조구), 무기질 비료 + 음폐퇴비 + 블랙 카본 (NPKFC), 무기질 비료 + 음폐퇴비 + 미생물 (NPKFB), 무기질 비료 + 음폐퇴비 + 블랙카본 + 미생물 (NPKFCB)이다. 상추 생육 조사 결과, 생육 후기인 21일째에 NPKFCB 처리구에서 엽장 20.7 cm, 엽폭 20.2 cm, SPAD-502 32.0으로 가장 생육이 좋았으며, 수량 조사 결과 또한 NPKFCB 처리구에서 주당 총 엽수가 28.8개로 가장 많았다. 수량지수는 무처리가 84.1로 가장 낮았고 NPKFCB 처리구에서 128.7로 가장 높았다. 이는 블랙카본에서 공급되는 K, P, Ca 등의 양분과 미생물 활성화가 작물 생산성 향상에 도움을 준 것으로 판단된다. 토양 화학성 분석 결과 pH는 NPKFB 처리구에서 6.9로 가장 높았으며, EC는 NPKF에서 1.7 dS m-1로 가장 높았다.

When decommissioning a nuclear power plant, the structure must be made to a disposable size. In general, the cutting process is essential when dismantling a nuclear power plant. Mainly, thermal cutting method is used to cutting metal structures. The aerosols generated during thermal cutting have a size distribution of less than 1 μm. The contaminated structures are able to generate radioactive aerosols in the decommissioning. Radioactive aerosols of 1 μm or less are deposited in the respiratory tract by workers’ breathing, causing the possibility of internal exposure. Therefore, workers must be protected from the risk of exposure to radioactive aerosols. Prior knowledge of aerosols generated during metal cutting is important to ensure worker safety. In this study, the physical and chemical properties of the aerosol were evaluated by measuring the number and mass concentrations of aerosols generated when cutting SUS304 and SA508 using the laser cutting method. High-resolution aerosol measuring equipment (HR-ELPI+, DEKATI) was used to measure the concentration of aerosols. The HR-ELPI+ is an impactor-type aerosol measuring equipment that measures the aerosol number concentration distribution in the aerodynamic diameter range of 6 nm to 10 um in real-time. And analyze the mass concentration of the aerosol according to the diameter range through the impactor. ICP-MS was used for elemental mass concentration analysis in the aerosol. Analytical elements were Fe, Cr, Ni and Mn. For the evaluation of physical and chemical properties, the MMAD of each element and CMAD were calculated in the aerosol distribution. Under the same cutting conditions, it was confirmed that the number concentration of aerosols generated from both materials had a uni-modal distribution with a peak around 0.1 um. CMAD was calculated to be 0.072 um for both SUS304 and SA508. The trend of the CMAD calculation results is the same even when the cutting conditions are changed. In the case of MMAD, it was confirmed that SUS304 had an MMAD of around 0.1 μm in size for only Fe, Cr and Mn. And SA508, Fe, Cr, Ni and Mn were all confirmed to have MMAD around 0.1 μm in size. The results of this study show that a lot of aerosols in the range of less than 1 μm, especially around 0.1 μm in size, are generated when metal is cut using laser cutting. Therefore, in order to protect the internal exposure of workers to laser metal cutting when decommissioning NPPs, it is necessary to protect from nano-sized aerosols beyond micron size.

Bentonite containing >50wt% montmorillonite is being considered as a buffer material in a deep geological repository to dispose of high-level radioactive wastes (HLRW). Bentonite is considered a buffer material because of its exceptional properties such as high swelling capacity, low hydraulic conductivity, and high radionuclide sorption capacity. The bentonite buffer can be exposed to heat from the radioactive decay of HLRW and to groundwater. Water in bentonite buffer can be converted to steam under elevated temperature and pressure conditions. Previous studies reported contrasting results showing that steam treatment could decrease the swelling capacity due to changes in the surface properties from hydrophilic to hydrophobic or could not change. The contrasting results were probably because different studies used different experimental conditions and methods. Therefore, the effect of steam treatment on the bentonite properties is still unclear. The purpose of this study is to determine how the bentonite properties change after steam treatment, in particular swelling and hydrophilic properties. Two types of bentonite were used for steam treatment and analysis; Gyeongju Ca-bentonite (KJ- II) and Wyoming Na-bentonite (GCL-B). Steam treatment was performed at 150°C in an oven for various periods (7, 30, 60, and 90 days). Free swell test, X-ray fluorescence (XRF) analysis, surface-area measurement (BET), thermal gravimetric analysis (TGA), cation exchange capacity (CEC), and water uptake test were performed on steam-treated bentonite for various periods and raw bentonite. After steam treatment, some properties of steam-treated bentonite changed when compared to raw bentonite. Free swell index, which means the swelling capacity, decreased significantly as the results of previous studies. CEC and BET surface area values depended on the bentonite type. For Wyoming Na-bentonite, in which the dominant interlayer cation is a monovalent cation, CEC and BET surface area values were increased. On the other hand, Gyeongju Ca-bentonite, in which the dominant interlayer cation is a divalent cation, has no change in the above two properties. Results of XRF analysis, TGA, and water uptake test showed that these properties of both bentonites did not change after steam treatment. The results of this study confirmed that steam treatment affected the swelling and physicochemical properties of bentonite, in particular Na-bentonite. Further studies will focus on the surface properties of bentonite to investigate whether the surface properties have changed from hydrophilicity to hydrophobicity, or whether the montmorillonite structure has changed.

국내 음식부산물 발생량은 연간 약 500만톤으로 그 중 70 %가량은 퇴비화 또는 사료화로 자원화되고 있다. 최근 비료공정규격상 음식부산물 건조분말(DFP)이 혼합유기질비료 및 유기복합비료의 원료로 사용할 수 있게 되었지만 아직 적정사용기준에 대한 설정이 미흡한 상태이다. 이에 본 연구는 수집 시기별 음식부산물 건조분말의 화학적 특성을 평가하고 음식부산물 건조분말이 혼합된 혼합유기질비료의 사용량에 따른 작물 및 토양화학성 변화에 대해 평가하고자 하였다. 처리구는 무처리(NF), 무기질비료처리구(NPK, N-P2O5-K2O=32-7.8-19.8 kg 10a-1), 음식부산물 건조분말 단독처리구(DFP), 시판혼합유기질비료(MOF), 음식부산물 건조분말 혼합유기질비료 처리구(DFPMOF)이며 DFPMOF 처리구는 100, 200, 400 및 600%로 구분하여 설정하였다. DFP, MOF 및 DFPMOF 처리구는 질소비료 사용량을 기준으로 하여 비료처리를 하여 작물 재배실험을 진행하였다. 음식부산물의 화학적 특성은 시기별에 따라서 유의적인 차이가 없었으며 중금속 함량 또한 기준에 적합한 수준이었다. 배추 생산량은 DFPMOF 처리구가 6,280 kg 10a-1로 NPK처리구(7,000 g kg-1)와 가장 유사하였으며 질소이용효율 또한 유사한 경향이었다. 토양 pH는 DFPMOF 사용량이 증가함에 따라 감소하는 경향이었으며, EC, OM 및 Ex. K는 DFPMOF 사용량이 증가함에 따라 감소하는 경향이었다. 이를 통해 DFPMOF 는 질소비료사용량 기준으로 처리하였을 때 가장 적합할것으로 판단되나, 적정사용기준을 설정하기 위해서는 장기간 연용시험을 통한 환경영향평가가 필요할 것으로 사료된다.

목적: 상분리가 일어나지 않는 실리콘하이드로겔 콘택트렌즈(silicone hydrogel contact lens, SH-CL) 제조에 적합한 실리콘 모노머의 구조를 알아보고자 한다. 방법 : HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate)와 세 종류의 실리콘 모노머, TRIM[3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate, Aldrich], TEMA[2-(trimethylsilyloxy)ethyl methacrylate, TCI], TMMA[(trimethylsilyl) methacrylate, Aldrich]를 활용하여 완전몰드로 SH-CL를 제조하였다. 함수율과 UV-VIS spectrophotomter 를 이용한 광투과율, TGA 분석을 통한 열적안정성 등의 물리적 특성과 FT-IR 분석을 통한 화학적 특성을 알아 보았다. 결과 : 동일한 양의 TRIM, TEMA, TMMA를 사용하여 제작한 SH-CL의 광투과율은 각각 92%, 86%, 80%로 측정되었으며, 함수율은 TRIM을 사용한 SH-CL에서 39.3%로 가장 높게 나타났다. FT-IR 분석 결과 세 종류의 SH-CL 모두 silicone monomer와 HEMA의 중합반응이 잘 이루어졌음을 확인할 수 있었고, TGA 분석을 통해 TRIM monomer의 sol-gel 반응 유무를 확인할 수 있었다. 결론 : Sol-gel 반응에 적합한 구조를 가지고 있어 상분리가 일어나지 않아 투명하고, Si에 극성 작용기인 methoxy기가 연결되어 있는 TRIM monomer가 SH-CL 제조에 적합한 구조임을 확인할 수 있었다.

Two kinds of mesocarbon microbeads (MCMBs) with different chemical composition have been synthesized. The MCMBs were molded and heat treated at temperatures above 2000 °C to obtain graphite blocks. The effects of chemical composition of MCMBs on the pore morphology, carbon texture and thermal properties of the derived graphite blocks have been explored. The pore morphology was investigated by small angle X-ray scattering technique and a graphitization-induced morphology transition was observed. When the graphitic crystallite size exceeded a threshold value, the association of crystallites and migration of randomly distributed pores took place extensively. For the graphite blocks made of MCMBs which had light components with higher aromaticity value, the growth of crystallites caused a significant enhancement in thermal conductivity for the specimens. However, for the other kind of MCMBs, their light components tended to form solid porous carbon texture after graphitization, and the thermal conductivity coefficients of their graphite blocks could only increase slightly as crystallites grew. It was suggested that the thermal resistance at the granule’s boundary became noticeable in the latter case and thus the growth of thermal conductivity coefficients was prominently hindered.

A laboratory-scale experiment was conducted to evaluate the effect of supplementing commonly used effective microorganisms on the chemical properties of swine liquid manure. Effective microorganisms used in this study were Bacillus subtilis (1.3×109 colony-forming unit (CFU)/ml), Enterococcus faecium (1.9×1010 CFU/ml), Aspergillus oryzae (2.0×109 CFU/ml), Saccharomyces cerevisiae (6.4×109 CFU/ml), Rhodobacter sphaeroides (1.2×108 CFU/ml), and Streptomyces griseus (6.2×108 CFU/ml). Swine liquid manure collected and decanted from a swine farm was used in this study. Treatments included control (distilled water supplementation), Treatment 1 (T1) (mixed microbes, 109 CFU/ml), and Treatment 2 (T2) (mixed microbes, 107 CFU/ml). Microbial mix was supplemented every 3.5 days and aerated six times (15 min each) a day to facilitate compositing. Ten ml of sample was collected at 2-, 4-, 6-, and 7-week intervals for the measurement of pH, ammonia-N, volatile fatty acid (VFA), total nitrogen, total phosphorus, and total potassium. At seven weeks, samples were further collected to analyze biochemical oxygen demand (BOD) and chemical oxygen demand (COD). Ammonia-N was significantly (p<0.05) decreased in T1 and T2 by 36% and 30%, respectively, compared with control (23%). VFAs including butyrate, iso-butyrate, valerate, iso-valerate, and caproate were not detected in T1 from the four-week aerated sample. The BOD and COD were significantly (p<0.05) decreased in T1 by 96% and 58%, respectively. In conclusion, ammonia-N, VFA, BOD, and COD, known as odor indicators, were decreased in T1 and T2 compared with control, suggesting that effective microorganisms are useful for compositing swine liquid manure