몇 가지 환경 시료중에 함유된 다이옥신류 이성질체들의 분포에 대한 상관성 연구

김연제,전명윤 한국분석과학회 2005 분석과학 Vol.18 No.5

In recent years, dioxins which were designated as persistent organic pollutants and endocrine disrupters are treated as substance of environmental pollution and studied about human health risk assessment, emission pollutants estimation, analytical methods and so on. It is easy that dioxins are accumulated to soil because of the atmosphere circulation of burning up the waste. This is the comparative studies on the distribution relationship of dioxin isomers in exhausted gas of industrial waste and urban waste incinerators, ambient air and soil. A basis of PCDDs and PCDFs based on OCDD was drawn up to the curve and they correspond to dioxin isomers in exhausted gas of industrial waste and urban waste incinerators and ambient air. On comparing these results, It was found that the ambient air and exhausted gas of industrial waste incinerators were very similar in curve and ratio. Consequently, environmental by exposed dioxin depends on the exhausted gas of industrial waste incinerators than urban waste incinerators. In case of soil, even though we can not completely rule out the possibility of pollution source bring on pesticide and other factors, and naturally biological dissociations, the curve shape is very similar to exhausted gas of industrial waste incinerators and ambient air. So, we inform here that it was mainly caused by these environmental factors.

대기중의 Dioxin 농도 분포에 대한 연구 ( A Study on the Contents of PCDDs/PCDFs in Ambient Air )

김연제,김명수,양세현,이선영,유성옥,김신도 한국대기환경학회 1999 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.- No.-

소규모 가축분뇨 처리시설의 효율적 관리체계 구축에 관한 연구

김연제,이상협 경기연구원 2009 정책연구 Vol.2009 No.11

소규모 가축분뇨 배출시설은 비록 가축분뇨의 발생량이 소량이기는 하지만 대규모 축산농가와는 달리 상대적으로 영세하고 관리 인력의 기술 수준이 낮기 때문에 환경오염에 대한 기여도는 상대적으로 높다고 할 수 있다. 더욱이 관련 법규에서도 가축분뇨 발생량이 적은 소규모 시설에 대한 규제는 따로 마련되어 있지 않고 무단방류만을 금지하고 있어 그동안 소규모 가축분뇨 배출시설에 대한 관리가 효율적으로 이루어지지 않고 있다. 또한 고농도 유기물을 함유한 가축분뇨를 자원으로서 가치를 재인식하고 있는 최근의 추세는 가축분뇨를 경제적인 방법으로 재활용할 수 있는 방법에 대한 검토가 필요한 시점이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 소규모 가축분뇨 처리시설의 효율적인 관리 방안을 모색하기 위해 전국 오염원 조사의 축산계 자료를 이용하여 경기도의 가축분뇨의 발생과 처리 통계에 대해 살펴보았다. 전국 오염원 조사 자료를 이용하면 기존에 환경부에서 발간하는 “축산폐수 처리통계”로는 알 수 없었던 통계를 만들어낼 수 있고, 조사된 가축의 사육두수에 가축분뇨 발생원단위를 곱하여 발생량을 산정하는 방법 대신 현장에서 조사된 자료를 이용하기 때문에 보다 정확한 통계를 얻을 수 있다는 장점이 있다. 통계 조사와 문헌 연구, 현장 방문 등을 통하여 현재 소규모 가축분뇨 배출시설의 문제점을 4가지로 정리하였다. 첫 번째는 소규모 가축분뇨 배출시설의 통계 자료 부족이다. 가축분뇨 배출시설은 사육 면적에 따라 법 규제의 대상이 되는 허가대상과 신고대상 시설로 구분되며, 법 규제 미만의 시설을 신고미만 시설이라고 한다. 허가 및 신고대상 시설은 법 규제 대상 시설이기 때문에 시ㆍ군의 허가를 받거나 신고를 해야 하기 때문에 관련 자료가 존재하지만, 신고미만 시설은 규제 대상이 아니기 때문에 시ㆍ군에서도 정확한 통계를 가지고 있지 않다. 본 연구에서 통계자료로 이용한 전국 오염원 조사 자료는 신고미만 시설들의 현황까지도 포함하고 있지만, 이 자료 또한 많은 오류들이 발견되었다. 환경부 “축산폐수 처리통계”는 향후 전국 오염원 조사 자료에 기초하여 발간될 예정이다. 따라서 환경부 및 국립환경과학원에서는 정확한 조사가 이루어질 수 있도록 오염원 조사 지침을 만들어 하달하고, 각 시ㆍ군에서도 하달된 지침에 따라 오염원을 조사하여 보고해야 할 것이며, 물환경연구소의 자료 검증도 철저히 이루어져야 할 것이다. 두 번째 논의된 문제점은 밀집사육이다. 밀집사육은 가축의 성장을 촉진하고, 사육에 필요한 사료의 양을 감소시키며, 현대 사회에서 필요한 축산물 소비량을 충족시키는데 큰 역할을 하였지만, 동물들의 학대와 안전한 먹거리에 대한 관심이 높아지면서 문제가 제기되고 있다. 조사결과 밀집사육은 시설의 규모가 작을수록, 즉 신고미만 시설에서 가장 심각하게 나타나고 있었다. 신고미만 시설이지만 신고대상 시설의 사육두수 만큼을 사육하고 있었고, 심지어는 허가대상 시설 규모만큼의 가축을 사육하고 있는 시설도 있었다. 이런 경우 신고미만 시설은 가축분뇨 처리의무가 없기 때문에 이를 무단 방류할 경우 수계의 오염은 더욱 심각해 질 것이다. 따라서 이러한 문제점을 보완하기 위해 현재 사육면적만으로 규제대상 시설을 구분을 하는 것을 사육두수를 함께 병행하여 규제하는 방안을 제안하였다. 소규모 가축분뇨 배출시설의 세 번째 문제점은 소규모 축산농가에서 배출되는 가축분뇨의 처리를 위해 건설된 공공처리시설의 이용률이 저조하다는 것이다. 허가 대상 및 신고대상 시설은 자체 처리시설을 갖추어야 하지만 가축분뇨의 처리 의무가 없는 소규모 축산농가의 경우 처리시설이 없고, 처리시설을 운영할 수 있는 기술이나 경제적 여건이 부족하기 때문에 지방자치단체장은 공공처리시설을 건설하여 소규모 가축분뇨 배출시설에서 발생하는 가축분뇨를 처리하고 있다. 하지만 대부분의 소규모 가축분뇨 배출시설은 수거차량의 진입이 어려운 곳에 위치하고 있어 수거대행업자들이 분뇨의 수집을 기피하고 있고, 축산농가에서도 개별적으로 퇴비화로 처리하여 주변의 농경지에 살포하는 방법을 선호하고 있어 공공처리시설의 이용률이 저조한 것으로 조사되었다. 이러한 문제점을 해결하는 방안으로서 수거차량의 진입이 가능한 곳에 주변의 축산농가에서 발생되는 가축분뇨를 1개월 이상 저장할 수 있는 공동저장소를 설치하여 분뇨의 수거를 원활하게 하거나 공동으로 가축분뇨를 처리할 수 있는 시설을 운영하는 방안을 제시하였다. 네 번째 문제점으로는 열악한 축사시설을 지적하였다. 축사시설은 강우 등에 의해 가축분뇨가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위하여 비가림 시설(옆가림 포함)과 유출방지턱을 설치해야 하지만 많은 축산농가들이 이러한 시설조차 설치되어 있지 않은 것으로 조사되었다. 따라서 농림수산식품부에서 제공하는 “축사 표준설계도”를 이용한 축사의 설계를 추천하며, 현재 운영 중인 시설에 대해서는 지도ㆍ단속을 통하여 시정될 수 있도록 하는 것이 바람직 할 것이다. 시ㆍ군별 소규모 가축분뇨 처리시설의 효율적인 관리 방안을 제안하기 위해서 가축분뇨 처리기술과 국내외 사례 등을 조사하였으며, 이러한 문헌조사를 통해 소규모 가축분뇨 발생량이 가장 많은 양평군, 여주군, 안성시, 남양주시, 이천시, 가평군의 관리 방안을 제시하였다. 양평군의 경우, 돼지와 가금류는 공동처리 방식에 의한 바이오가스화를, 한우는 분뇨를 분리하여 분은 퇴비화, 뇨는 정화처리하는 방안을, 여주군은 돼지와 가금류는 바이오가스화하고 한우 및 젖소 가축분뇨는 공공처리에 의한 정화처리하는 방안을 제안하였다. 안성시와 이천시는 공공처리시설에 의한 정화처리 방법을, 남양주시는 농경지의 양분이 부족하기 때문에 퇴비화방법을, 가평군은 공공처리시설에 의한 바이오가스화를 방안으로 제시하였다. 본 연구를 통하여 가축분뇨 관리 관련 정부 부처와 경기도 및 각 시ㆍ군에 제안할 내용을 3가지로 정리하였다. 첫 번째는 소규모 가축분뇨 배출시설의 효율적 관리에 필요한 정확한 통계 자료 구축을 위해 전국 오염원 조사의 충실한 수행을 제안하였고, 두 번째는 신고대상 시설이지만 정화처리로 가축분뇨를 처리할 때 규모가 작아 별도의 방류수 수질기준(BOD 1,500㎎/L)을 적용 받는 소규모 신고대상 시설의 관리 강화를 건의하였다. 경기도에서 정화처리로 가축분뇨를 처리하는 소규모 신고대상 시설은 7개소에 불과했고, 가축의 사육두수가 일반 신고대상 시설과 다르지 않기 때문에 신고대상 시설의 방류수 수질기준을 적용하는 것이 바람직할 것으로 사료되기 때문이다. 세 번째는 제안한 사항은 밀집사육 억제를 위해 사육두수 병행규제를 시행하여야 한다는 것이다. 「가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률」의 가장 큰 의미는 가축분뇨를 더 이상 처리해야할 폐기물이 아닌 재활용을 해야 하는 자원으로서 인식한 것이라고 할 수 있다. 대부분의 가축분뇨가 퇴비화를 통하여 농경지로 환원되고 있기는 하지만, 농경지의 질소량이 이미 과잉인 현실에서 퇴비화보다는 다른 방법으로 가축분뇨를 자원화하는 방안을 모색하여야 할 것이다. 국외의 사례를 검토한 결과 유럽지역에서는 개별 농가별 가축분뇨의 에너지화에 대한 연구가 많이 진행되어 있고, 실제로도 현장에 많이 적용되고 있었다. 국내에서는 개별 농가별 가축분뇨의 에너지화보다는 소규모 축산농가가 많이 밀집되어 있는 밀집지역별 또는 마을 단위별로 가축분뇨를 에너지화하는 방법이 효과적일 것으로 판단된다. 하지만 국내의 가축분뇨 에너지화 기술은 과거의 많은 시도에도 불구하고 많이 축적되어 있지 못한 실정이므로 가축분뇨의 에너지화에 정부의 지원과 노력이 필요하다고 할 수 있다.

뇨시료에 함유된 7-keto-DHEA-acetate의 대사체에 관한 연구 (II)

김연제,이진희 한국분석과학회 2004 분석과학 Vol.17 No.5

The 7-keto-DHEA-acetate is converted to 7-keto-DHEA, a metabolite of DHEA, and similar to its metabolism. We studied the metabolite M3, M4, and M5 of 7-keto-DHEA-acetate. The estimated molecular weight of M3 and M4 was 304 which were supposed to have more 3 hydroxyl and/or ketone groups. We could know that M3 is the 7-OH-DHEA which has the hydroxyl groups on 3 and 7-carbon and a ketone group on 17-carbon. In case of M4, it is the 7-oxo- diol metabolite which has the hydroxyl groups on 3 and 17-carbon and a ketone group on 7-carbon. The M5 was supposed that the molecular weight is 320 and has the three hydroxyl groups on 3, 6, and 16 carbon and the ketone group on 17-carbon. After dosing, 7-OH-DHEA showed the maximum urine flow in human urine after 5 hr and decreased rapidly. But we could find it until 58 hr why is a higher remaining substance.

과불소이써 분자량 제어를 위한 과산화물과불소이써 합성 및 처리 방법에 관한 연구

김연제,최인석,김세미,정민시,정종국 한국공업화학회 2023 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2023 No.1

하ㆍ폐수 처리시설 설치 및 운영에 관한 기술지원 및 정책연구(Ⅱ)

김연제,이기영,송미영,백경오,이상협,조영무,정연훈 경기연구원 2009 정책연구 Vol.2009 No.12

팔당 유역 인근에는 팔당호의 수질개선 및 수생태 보호를 위해 마을하수도 시설이 설치되어 운영 중이지만, 시설 규모와 공법의 난립 등으로 인하여 시설의 운영 및 관리가 원활하지 못한 실정이다. 본 연구에서는 이와 같은 마을하수도 시설의 주요 문제점을 파악하고, 문제 시설에 대한 개선안을 제안하여 설치 시설에 대한 활용도를 높이고자 함은 물론, 추가로 설치될 시설에 대한 기술 및 정책적 지침을 제안하고자 하였다. 경기도의 10개 시ㆍ군, 38개소 마을하수도 관리자들이 응답에 응한 설문조사결과, 첨두유량발생과 계획수질 50%이하의 빈부하 발생으로 인해 처리시설의 운전상의 어려움이 있었으며, 주로 영양염류인 총인과 총질소의 처리에 어려움을 겪고 있었다. 이렇게 처리가 어려운 시설의 개선을 어렵게 하는 주요한 원인은 예산부족 문제인 것으로 응답하였다. 팔당수계 내, 소규모 처리시설 용량, 개소수, 그리고 특별대책구역의 하수도보급률 등을 고려하여 연구대상 지역을 선정한 결과, E군과 D시가 연구 대상 지역으로 선정되었다. E군에는 16개소의 마을하수도가, D시에는 33개소의 마을하수처리시설이 존재하고 있었으며, 이중 시설용량이 하루 50㎥ 이상인 시설을 연구대상 시설로 선정하였다. 이렇게 하여 E시는 KSBNRⓜ 공법 5개소, KSBNR, KHBNR, B3, SBR, DeNiPho 공법 각 1개소로 총 10개소의 처리시설을, D시는 DeNiPho 공법 3개소, CBT 공법 2개소, COSBR, IC-SBR, OAM, 접촉산화 공법 각 1개소로 총 9개 처리시설이 연구대상 시설로 선정하였으며, 현황조사, 현장조사, 설계검토, 수질분석을 실시하였으며, 이중 E군과 D시에 위치한 1개소의 시설을 선정하여 문제점에 대한 개선방안을 도출하고 이를 직접 현장에 적용하여 개선효과를 검증하였다. 조사결과 일부 전면적인 개ㆍ보수가 필요한 시설을 제외하고는 대부분의 마을하수도 시설이 오염물질을 방류수 수질기준 이내로 처리하여 방류하고 있는 것으로 조사되었다. 하지만 유입되는 부하 변동에도 오염물질을 안정적으로 처리하기 위해서 시설 및 운전 방법의 개선이 필요하다는 결론을 내리게 되었다. 조사대상 마을하수도 시설은 설계유량 대비 유입하수량이 적고, 일별 그리고 시간별 유입하수량 변화가 매우 심하였다. 이런 이유로 설계 시 하수발생량을 과다 산정한 경우, 또는 발생량 산정은 적합하였으나 관거불량으로 인해 하수량이 유출되거나 강우 시 침입수가 유입되는 경우가 대부분이었다. 대부분의 마을하수도 시설의 계획수질은 과다하게 산정되었으며, 계획방류수 수질을 만족하지 못하는 처리시설이 대부분이었다. 공법별로 제시된 제거효율과 현재 운영 결과를 비교한 결과 대부분의 공법의 제거 효율이 설계 시 제안한 것보다 낮았으며, 특히 T-N과 T-P의 제거효율이 낮은 것으로 나타났다. COSBR과 OAM 공법, 그리고 KHBNR 공법이 적용된 시설들은 다른 공법이 적용된 시설에 비해 모든 수질 항목에서의 제거율이 낮게 나타나 시설의 전면적인 개ㆍ보수가 불가피할 것으로 사료된다. 반응조 운전 현황에서는 포기 시 높은 DO 농도로 인하여 비포기 시 탈질반응이 발생할 수 있는 조건 형성이 어려웠으며, 혐기조의 DO 농도가 높아 탈질과 인 제거가 제대로 이루어지고 있지 않은 것으로 나타났다. 또한 유입수가 저부하로 유입되고 있음에도 불구하고 반응조의 MLSS 농도가 높게 유지되어 F/M비가 낮아져 슬러지 침강성이 저하되고 있어, 반송율 및 잉여슬러지 폐기를 통한 MLSS 농도 제어가 필요한 상태였다. 설비 상 문제점으로는 슬러지 반송 펌프 및 관경, 반응조 내 교반장치 등이 부적절하게 설계되어 운영되고 있었고, 소독설비는 거의 대부분 정상적으로 가동되고 있지 않아 처리효율 향상과 운영비 감소를 위해 설비 교체 및 시설 개선이 필요한 것으로 나타났다. 2개 시설에 대한 정밀진단은 주 2회의 수질분석을 통하여 SS와 T-N, T-P의 처리에 문제가 있음을 알게 되었고, 이에 대한 개선방안을 모델링을 통하여 도출하여 현장에 적용하였다. SS는 유량이 균등하게 유입되지 않아 최종침전지에서 충분한 체류시간을 갖지 못하여 침전되지 못하고 유출되고, 낮은 F/M비로 인하여 미생물의 자산화에 의해 핀플록화 되면서 미세한 부유물질이 최종침전지에서 침강되지 않는 것으로 조사되었다. 또한 교반기의 고속 회전하는 임펠러에 의해 플록 해체현상이 발생하여 SS의 유출 문제가 발생한 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 유량균등화를 통하여 유출되는 SS 문제를 다소 해결할 수 있었다. T-N의 경우 과도한 포기로 인하여 비포기시 DO가 무산소 조건이 형성될 수 있을 정도로 감소하지 않아 탈질이 일어나지 않은 것으로 확인되어 모델링을 통하여 탈질이 일어날 수 있는 포기/비포기 시간을 예측하여 현장에 적용하였다. 본 연구 대상지역의 마을하수도 시설에 대한 문제점은 1) 첨두유량 발생으로 인한 시설 및 설비 장애 및 공정 운영의 불안정, 2) 설계유량 및 수질 과다산정으로 인한 처리효율 저하, 3) 수질 및 현장 특성을 고려하지 못한 공법의 선정, 4) 고도처리를 위한 공법별 운전 방안 적용 미흡, 5) 시설의 유지관리를 위한 인원 및 설비투자 부족으로 정리할 수 있다. 각 문제점에 대한 해결방안으로는 1) 하수관거 정비, 2) 합리적인 원단위 산정방안 마련, 3) 공법 선정 가이드라인 구축, 4) 처리시설 정밀 진단 및 기술 지원, 5) 합리적인 유지관리비 산정 기준 마련 등을 제안하였다.

뇨시료에 함유된 7-keto-DHEA-acetate의 대사체에 관한 연구 (I)

김연제,이진희 한국분석과학회 2004 분석과학 Vol.17 No.4

근육강화제의 일종인 7-keto-dehydroepiandrosterone-acetate (7-keto-DHEA-acetate)를 투여시킨 후 사람의 뇨를 통해서 배설되는 대사체들을 확인하고 그 결과를 향후 도핑 검사에 있어서 금지 약물로 선정될 경우를 대비한 기초 연구를 진행하고자 하였다. 먼저 뇨 시료의 매트릭스로부터 7-keto-DHEA-acetate가 방해 없이 효과적으로 검출되는 것을 알아보았으며, 약물을 복용한 dosed urine에 배설되는 대사체를 검출하기 위하여 LC/ESI/MS와 GC/MSD를 사용하였다. 그 결과 바탕 뇨 시료에서 나타나지 않은 여러 개의 새로운 화합물들이 복용 뇨 시료에서 검출되었으며 이들을 M1, M2, M3, M4 및 M5로 구별 하였으며 이 결과들로부터 대사체 M1과 M2는 물분자가 제거될 수 있는 히드록시기나 케톤기를 세 개 이상 가진 구조일 것으로 예상되었다. M1의 경우, m/z 518이 분자이온이라면 분자량이 302인 이 대사체는 3번과 17번 탄소 위치에 케톤기, 7번 탄소위치에서 히드록시기를 가지는 구조인 7-OH-androstendione이라고 예상 할 수 있었으며, M2의 경우에는 M1 대사체와 마찬가지로 m/z 518이 분자이온이라면 분자량이 302인 이 대사체는 3번 탄소 위치에 히드록시기가 있고 17번 탄소 위치에 케톤기를 가지며 7번 탄소위치에 케톤기가 있는 구조인 7-keto-DHEA로 판단되었다.

기체크로마토그래피/ 질량분석기를 이용한 인체 내 뇨시료에서의 Tamoxifen 대사체 검출을 위한 유도체화 연구

김연제,이윤정 한국분석과학회 2004 분석과학 Vol.17 No.4

The improved derivatization technique of tamoxifen metabolite in human urine is described for the acylation method that they are substituted by derivatization reagent like acyl anhydride for use of gas chromatography/mass spectrometry. The hydroxyl group of tamoxifen metabolite was derivatized by trifluoroacetic anhydride(TFAA), pentafluoroacetic anhydride(PFPA) and heptaflorobutylic anhydride (HFBA). It was investigated to the gas chromatography/mass spectrometry(GC/MS) technique use negative ion chemical ionization(NCI), positive ion chemical ionization(PCI) and electron impact(EI). In acylation of the metabolites of tamoxifen, the effective reaction temperature and time were shown to be at 50 ℃ for 30 min. The 4-hydroxytamoxifen, which is known to major metabolite of tamoxifen, was not detected in human urine, whileas the hydroxymethoxytamoxifen was detected. We thought that this result was from the single dose of tamoxifen.

체지방 조직 및 초유중에 잔류되어 있는 다이옥신 함유도에 관한 연구

김연제(Yunje Kim),이선영(Sun Young Lee),한순영(Han Soon Young),박귀례(Park Kui Lea),길광섭(Kil Kwang Sup),양규환(Yang Kyu Hwan),김은경(Kim Eun Kyung),김명수(Myungsoo Kim) 한국분석과학회 2001 분석과학 Vol.14 No.6

[화학] LC/TSP/MS에 의한 이온종들의 생성에 관한 연구

김연제(Yunje Kim) 한국분석과학회 1996 분석과학 Vol.9 No.1