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송영채(Young Chae Song),수바(Bakthavachallam Subha),우정희(Jung Hui Woo) 大韓環境工學會 2014 대한환경공학회지 Vol.36 No.7
본 연구는 B광역시 북항을 대상으로 해양 퇴적물의 물리화학적 특성과 오염도를 평가하고, 해양 퇴적물의 재부상 시중금속의 용출특성 및 생태적 위험성을 평가하였다. 북항 퇴적물의 주요 구성성분은 미세 실트질 및 점토질이었으며, 유기물질과 산휘발성 황화물이 높게 포함되어 퇴적물 내 함유된 중금속으로 인한 생태적 위험도가 높은 것으로 평가되었다. 회분식 실험결과, 퇴적물의 재부상으로 인한 중금속 용출속도는 납>>구리>크롬>>아연>카드뮴 순이었으며, 중금속 용출은 금속 황화물의 산화반응에 기인하는 것으로 평가되었다. 중금속은 퇴적물의 재부상 약 1시간 내에 급격히 용출되었으며, 재부상에 의한 황화물의 산화는 퇴적물에 존재하는 중금속의 광물내 잔류분율을 증가시키고, 유기물과 결합된 중금속의 분율을 감소시킬 뿐만 아니라 퇴적물에 함유된 중금속의 다른 결합분율의 변화에 영향을 미쳤다. 퇴적물의 재부상에 의하여 해수로 용출되는 중금속의 용출량은 재부상 시간, 금속 황화물의 산화속도와 재부상하는 퇴적물의 농도에 영향을 받았다. The study investigated the physicochemical characteristics and the ecological risk of the Northport sediment in B city and the releasing properties of heavy metals into seawater during the resuspension also studied. The major components of the sediment are fine silt and clay which contains high organic matter and AVS (Acid volatile sulfide) and the ecological risk of the heavy metals in sediment also very high. The release rate of heavy metals into seawater was in order of Pb>>Cu>Cr>>Zn>Cd during the resuspension in a batch experiment, and the heavy metal release mainly attributed to the oxidation of metal sulfides. Heavy metals which came from easily oxidisable metal sulfides rapidly contaminated seawater within about 1.0 h of the sediment resuspension. The sulfide oxidation during the resuspension increased the residual fraction of heavy metals in the sediment, decreased the organic bound fraction, and changed the other fractions of heavy metals in the sediment. The release of heavy metals from the sediment during resuspension was affected by the resuspension time, the oxidation rate of metal sulfides and resuspended concentration of the sediment particle.
생물전기화학반응조에서 저급석탄의 메탄전환에 대한 정전기장의 영향
송영채(Young-Chae Song),오경근(Gyung-Guen Oh),박동매(Dong-Mei Piao),김동훈(Dong-Hoon Kim) 유기성자원학회 2019 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2019 No.춘계
석탄은 지구상에 비교적 고르게 분포되어 있으며, 매장량이 풍부한 천연에너지원중의 하나이다. 그러나 미세먼지가 큰 환경이슈로 부각되고 있는 최근 석탄을에너지원으로 이용하고 있는 각종 산업에서는 석탄을 대체할 수 있는청정에너지원에 대한 관심이 급증하고 있다. 한편, 지하에 매장된 석탄층에는석탄의 열화학적/생물학적 전환 기작에 의해 CBM (coal-bed methane)이라 불리는메탄이 생성되고 있다. 따라서, 지금까지 CBM을 추출하여 활용하기 위한 연구들이진행되어 왔으나 매우 느리게 진행되는 CBM의 생성속도로 인해 상업적으로이용하는데 한계가 있었다. 최근에는 석탄을 혐기성반응조에서 메탄으로전환시키기 위한 연구들이 진행되고 있다. 생물학적인 석탄의 메탄전환과정은연속적인 가수분해, 산생성 및 메탄생성반응에 의해 이루어진다. 그러나 석탄에함유된 유기물 성분들은 탄화과정이 진행 중인 리그닌 등의 소수성 고형물질이다. 따라서 석탄에 함유된 유기물의 가수분해에 의해 생성되는 중간생성물들은 주로생물학적으로 분해하기 어려운 난분해성 방향족 화합물들이다. 이러한중간생성물질들은 혐기성미생물에 독성이 있어 지금까지 생물학적으로 생성 가능한메탄의 수율은 매우 낮았다. 그러나 최근 생물전기화학기술을 이용하여이종간직접전자전달을 촉진시킴으로서 석탄의 메탄수율을 향상시킬 수 있다는결과들이 발표되고 있다. 본 연구에서는 생물전기화학반응조에서 정전기장의세기가 석탄의 메탄전환율에 미치는 영향을 조사하였다.
산화전극 결합제로서 나피온용액에 혼합된 에폭시가 미생물연료전지의 성능에 미치는 영향
송영채(Young Chae Song),김대섭(Dae Seop Kim),우정희(Jung Hui Woo) 大韓環境工學會 2014 대한환경공학회지 Vol.36 No.1
팽창흑연과 탄소나노튜브를 이용한 복합 산화전극을 나피온용액에 다양한 비율로 에폭시를 혼합한 결합제를 이용하여 제작하였으며, 산화전극 결합제에 함유된 에폭시량이 미생물연료전지의 성능에 미치는 영향을 회분식 실험을 통하여 조사하였다. 산화전극 결합제에 에폭시의 함량이 증가함에 따라 산화전극 구성 물질들의 물리적 부착력은 점차 증가하였으나, 활성화저항과 오옴저항의 증가로 인한 내부저항이 증가하였다. 산화전극 결합제로 에폭시를 혼합하지 않고 나피온용액 만을 사용한 대조구의 경우 1,892 mW/m2에 달하였으나 산화전극 결합제에 에폭시 함량이 증가함에 따라 미생물연료전지의 최대전력밀도는 점차 감소하였다. 산화전극 결합제에 에폭시함량이 50%일 때 최대전력밀도는 1,425 mW/m2로서 대조구의 75.3%까지 감소하였으나, 고가의 나피온용액 사용량을 감소시키고 산화전극 결합제의 물리적 부착력을 높일 수 있다는 측면에서 고려할 때 나피온용액과 에폭시를 같은 비율로 혼합한 물질은 산화전극결합제로서의 좋은 대안이 될 수 있는 것으로 판단된다. The composite anodes of exfoliated graphite (EG) and multiwall carbon nanotube (MWCNT) were fabricated by using the binders with different content of epoxy in Nafion solution. The influence of the epoxy content in the anode binder on the performance of microbial fuel cell (MFC) was examined in a batch reactor. With the increase in the epoxy content in the anode binder, increase in physical binding force was observed, but at the same time an increase in the internal resistance of MFC was also observed. This was due to the increase in activation and ohmic resistance. For the anode binder without epoxy, the maximum power density was 1,892 mW/m2, but a decrease in maximum power density was observed with the increase in the epoxy content in the anode binder. With the epoxy content of 50% in the anode binder, a decrease in the maximum power density to 1,425 mW/m2 was observed, which about 75.3% of the anode binder without epoxy is. However, the material consisting of the same amount of epoxy and Nafion solution is a good alternative for anode binder in terms of durability and economics of MFC.