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환경측정분석사 수질분야 2차(실기, 구술) 참고자료 평가C아쉬워요

1. 중금속 : 철가. 철을 분석하는 방법3가지 및 측정원리-AAS, ICP-OES, UV-VIS(UV는 시험법과 원리를 못적음…)나. 중금속 채취한 시료를 즉시 분석하기 어려울 경우 보존방법(보존용기，보존방법， 보존시간)- 기억에 남는 사항들을 서술하였음(플라스틱 병，산처리，4도 냉장고에 6개월 보관 등)다. 검량선 작성 및 미지시료농도분석- 미지시료 10배 희석하였는데 범위 잘 맞게 들어왔음라. 정량한계가 0.10 mg/L이라고 가정 했을때 방법검출한계 및 정량한계를 구하시오.(실험계획 및 과정，산출식)- 0.1 조제하여 분석하였는데 기기에서 불검출이 나와 0.5로 조제하여 재분석- 재분석 때문에 시간 부족하여 과정들에 대해 잘 서술하지 못함)마. 방법검출한계, 정량한계 구하기(문제가 잘 기억나지 않음)- 7개의 분석 결과값을 주고 각각의 항목들올 계산，시간 부족으로 산출 내 용들을 잘 서술하지 못함2. 일반항목 : 인산염인(아스크로빈산)가. UV/VIS 측정원리- Lambert beer 법칙, 기기 구성 등 서술나 총인 및 인산염인 분석시료 보존방법 (보존용기，보존방법, 보존시간)다. 검량선 작성 및 미지시료농도분석- 미지시료 10배, 20배 희석하였지만 10배 희석 시료가 범위 안에 들어와 결과 값으로 사용，시간이 부족하여 세부 도출과정은 기입하지 못함라. 정확도 정밀도 시료4개 조제 후 분석(표준편차 및 정확도 정밀도 구하기)마. 시료분석 결과값 예시 주어지고，평균농도 및 정확도, 정밀도 구하기3. 유기화합물 : PCE가. ECD 검출원리 및 PCE，TCE가 ECD로 분석하기 적합한 이유(300자 이하)- 대충 서술나. VOCs 정량방법 2가지 서술(400자 이하)- 검정곡선법, 내부표준법 서술 다. 검량선 작성 및 미지시료농도분석라. 10 mg/L 표준용액을 생수 40 ml>l 되도록 100배 희 석하여 정확도 정 밀도 시료 4개 조제 후 분석(표준편차 및 정확도 정밀도 구하기)

환경/안전/설비기사| 2018.06.15| 27페이지| 7,000원| 조회(2,326)

환경, 수질, 실기, 구술, 분석사, 환경측정분석사

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시멘트 고화

시멘트 고화과목 : 유해성 폐기물 처리지도교수 :0000년 0월 00일시멘트의 응결거푸집에 콘크리트를 타설한 후부터 어느정도 경화하기까지 콘크리트는 유동성이 큰 상태에서 점차로 고체로 변화한다. 이러한 변화가 일어나는 동안 블리딩, 침하, 초기수축, 시멘트의 수화 발열에 따른 온도상승을 수반하고, 이것에 의해 때로는 초기 균열을 발생시키거나 장기재령에서의 균열원인이 되기도 한다. 시멘트에 물을 가하여 반죽하면 처음 얼마동안은 자유롭게 모양을 바꿀 수 있는 유동성을 지니고 있으나 시간이 지남에 따라 유동성이 없어지고 굳는다. 이 과정을 응결과정이라고 하며, 그 이후 강도 발현과정을 경화과정이라고 부른다. 콘크리트는 비빔으로부터 운반, 타설, 다짐이 종료할 때까지 소정의 반죽질기를 갖지 않으면 안되고, 또한 타설후 슬라브 등의 표면 마감작업은 응결정도에 따른 최적시간에 개시되기 때문에 정상응결시간은 시멘트에 있어서 중요한 성질이다. 물로 반죽한 시멘트가 굳는 것은 시멘트 입자와 물이 반응하여 새로운 화합물을 만드는 것으로 점토를 물로 반죽했을 때 건조하면서(수분이 증발하면서) 굳는 것과는 다르다. 이러한 반응을 수화반응(水和反應)이라 하고, 수화반응으로 새로 생긴 화합물을 수화물(水和物)이라고 한다. 즉, 시멘트 입자를 구성하고 있는 시멘트 화합물(시멘트 광물이라고도 한다.)은 물을 만나면 수화반응을 하고, 화학적으로 결합하여 새로운 화합물이 되면서 점차로 유동성이 없어지고 응결(凝結)하고 시간이 지나면서 더욱 수화반응이 진행하여 경화 한다. 여기서는 우리가 가장 흔하게 접하는 포틀랜드 시멘트를 대상으로 굳는 반응을 설명하고자 한다.1.1 시멘트를 구성하고 있는 화합물시멘트는 석회석, 점토등의 원료를 혼합하여 분쇄한 원료 혼합물울 소성하여 얻어진 클링커에 약간의 석고를 첨가하고 미분쇄하여 만들어 진다. 시멘트를 구성하고 있는 화학 성분은 산화 칼슘(CaO), 실리카(SiO2), 산화 알루미늄(Al2O3) 및 산화제2철(Fe2O3)등으로, 시멘트를 만들려고 시멘트 가마에서 소성될 때 서로 반응하여 〈표1〉에 나타난 것과 같은 시멘트 화합물(시멘트 광물)로 된 클링커가 된다.표1. 클링커를 구성하고 있는 주요 화합물클링커 광물화 학 식비 고alite3CaO·SiO2 (C3S)미량의 Al, Fe, Mg 알칼리 등을 함유하고 있다.belite2CaO·SiO2 (C2S)aluminate3CaO·Al2O3 (C3A)소량의 Si, Mg, 알칼리 등을 함유하고 있다.ferrite4CaO·Al2O3·Fe2O3 (C4AF)* ( ) 내의 표현은 시멘트 화학에서 관용하고 있는 표현으로 CaO를 C, SiO2 를 S, Al2O3를 A, Fe2O3를 F로 나타낸것이다.클링커를 구성하고 있는 중요 화합물중 가장 많은 것이 규산 칼륨으로 여기에는 에라이트(alite, 아릿트라고도 한다.)와 베라이트(belite, 베릿트라고도 한다.)가 있는데, 보통 포틀랜드 시멘트의 경우 전자가 45∼60%, 후자가 15∼30%로 합계 70∼80%를 차지한다. 이외에 이들 결정사이를 메꾸고 있는 물질(간극물질)로 알루미네이트(aluminate)와 펠라이트(ferrite)가 있다. 이들 화합물은 각기 성질이 달라 빨리 굳는 성질을 갖는 것, 굳을 때 열(수화열)을 많이 내는 것등이 있으며,〈표2〉참조, 그 화합물의 양에 따라 시멘트의 굳는 성질도 달라진다. 따라서 이들 화합물들의 성질을 이용하면 여러 가지 특성을 갖는 시멘트, 예를들면 빨리굳는 시멘트, 열을 조금내는 시멘트 등을 만들 수 있다.표2. 중요 화합물의 특성특성시멘트광물alitebelitealuminateferrite강도단기크다작다중간작다장기크다크다작다작다수화열많다적다아주많다중간화학 저항성중간크다적다중간건조수축중간적다크다적다1.2. 시멘트의 수화반응시멘트가 반응하여 굳기 위해서는 물이 필요하다. 시멘트가 물을 만나면 수화반응을 하는데, 수화는 시멘트 입자의 표면에서부터 입자내부로 진행되면서 시멘트 입자 주위에 수화물이 생성되며, 시멘트 입자는 이 수화물로 둘러싸이게 되고, 이 수화물이 서로 결합하면서 시멘트 입자사이가 수화물로 채워지고 굳기 시작한다. [그림1]는 수화반응의 진행상태를보여주고 있다.(1) 수화하기 전(2) 수화 수분 후3) 수화 수시간 후(4) 수화 수일 후[그림1 포틀랜드 시멘트의 수화 응결과정]시멘트입자의 수화는 입자 표면에서부터 진행하여 완전히 수화를 하는데 오랜시일이 걸리므로 그동안 입자내부는 수화하지 않은 미수화 상태로 남아있다. 그러나 시멘트 경화체가 강도를 나타내는 것은 수화층이 3차원적으로 결합한 구조로 되면서 경화하기 때문인 것으로 꼭 완전히 수화를 하지 않아도 된다. 보통 시멘트의 경우 경화체의 강도는 그가 가질 수 있는 강도에 대하여 3일에 약 25%, 7일에 약 45%, 28일에 약 80%, 3개월에 약 90%, 1년에 약 95%를 발휘하면서 그후에도 계속 강도가 증진한다. 물론 이때 수분이 존재하여야 하며, 정상적인 콘크리트 이여야 한다. 그런데 수화 반응 속도는 온도에도 영향을 받는다. 즉, 추울때는 반응이 늦고, 더울때는 반응이 빨라진다. 수화 3일의 경우를 예를들면 20℃의 경우에 비하여 10℃에서도 약 50%, 5℃에서는 더 느리며, 반면 30℃에서는 약 140% 정도로 빠르게 된다. 따라서 이것을 이용하여 적극적으로 수화반응을 촉진하는 방법, 예를들면 증기양생들도 고안되고 있다. 그러나 증기양생의 경우 조기강도 발현에는 효과가 있으나 반응에 의하여 생성되는 결정성장등 상온에서의 수화반응의 진행상태와는 다르게 수화반응이 진행 할 수 있어 장기강도 증진이 기대되지 못하는 경우도 있을 수 있다.시멘트의 수화반응 속도는 시멘트 화합물에 따라 다르다. 3CaO·Al2O3와 3CaO·SiO2 는 수화가 빠르다. 3CaO·SiO2는 물과 곧 수화반응을 시작하여 수화물을 생성한다. 특히3CaO·Al2O3는 수화가 아주 빨라 물과 급격히 반응하여 그대로 굳어버리므로 모르타르나 콘크리트로 쓸 수 가 없다. 이때 석고(CaSO4·2H2O)가 존재하면 이 수화 반응을 적당히 조절한다. 석고는 3CaO·Al2O3와 반응하여 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O (ettringite)를 생성하고, 석고가 소비되고나면 생성한 ettringite는 아직 반응하지 않은 3CaO·Al2O3와 반응하여 3CaO·Al2O3·CaSO4· 12H2O(monosulfate hydrate)로 바뀐다. 2CaO·SiO2는 수화반응이 비교적 늦고, 장기간에 걸쳐 수화한다. 3CaO·SiO2와 2CaO·SiO2 등의 규산칼슘이 수화하여 생성한 규산칼륨 수화물은 보통 C-S-H로 표현한다. 4CaO·Al2O3·Fe2O3는 Fe2O3부분보다 Al2O3쪽이 반응이 빨라 Al2O3가 먼저 수화물을 만들고 이어 Fe2O3가 수화물을 만들어 양자가 결합한 형태의 고용체의 수화물로 되는데 이 ferrite상의 수화는 빠르지않다.1.3. 시멘트와 물시멘트는 물과 반응하면서 수화물을 형성하며 굳는다. 즉 시멘트가 굳는데는 충분한 물이 필요하다. 시멘트가 굳을 때 물이 달아나지 않고 수화하며, 경화하는데 필요한 수분이 계속 존재하여야 한다. 시멘트가 완전히 수화하는데는 시멘트 무게의 약 25%의 수분이 필요하며, 이 외에도 입자간의 겔(gel)수로써 시멘트 무게의 약 15%의 수분을 합하면, 즉 약 40%의 물이 강도 발현에 관여한다. 그러나 어느 정도의 수분이 결합수로 되는가는 alite, belite, aluminate상 및 ferrite상의 양과 또 수화반응의 진행정도에도 따른다. 시멘트와 반응할 물의 양이 많다고 좋은 것은 아니다. 물의 양이 많으면 반응하여 결합하지 않고 남은 물이 증발하고 그 자리는 기공으로 남아 강도저하, 수축, 균열 등의 원인이 되기도 한다. 또 물의 양이 많으면 반죽하기 쉽고, 유동성이 좋다고 하여 실제 시공시에 수화반응과는 무관하게 많은 물을 가하는 경우가 있는데 이는 콘크리트 재료가 잘 혼합되는 것 같이 보이지만 작업중에 재료분리가 일어나게 할 가능성이 높다. 반면에 물의 양이 적으면 유동성이 적어져 반죽하기 힘들고 구조물의 구석구석까지 고른 콘크리트를 만들기 힘들다. 따라서 최적의 수량(水量)이 요구된다. 콘크리트를 배합할 때 중요한 요소의 하나가 이 물과 시멘트의 비율(W/C)이다. 콘크리트에서 보통 시멘트가 수화하는데 필요한 물의 양을 25∼32% 정도라고 하나 작업성을 고려하여 좀더 가한다. 일반적으로 물/ 시멘트비가 적을수록 (W/C로 25∼32%에 가까울수록) 강도가 크고 내구성이 좋아진다. 이를 위하여 수량을 줄이기 위한 감수제나 유동화제가 사용되고 있다. 시멘트를 반죽 할 때는 가능한 한 물의 양을 적게하고, 경화제를 양생 할 때는 수분이 충분히 공급되게 하는 것이 좋다.

생활/환경| 2016.11.16| 6페이지| 1,000원| 조회(140)

시멘트, 시멘트 고화, 고화

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브롬화 난연제 중 HBCD에 관한 이론적 고찰

브롬화 난연제 중 HBCD에 관한 이론적 고찰2012年 12月姜哲浩목 차1. 브롬화 난연제12. 브롬화 난연제 난연 메카니즘43. HBCDs의 특성43.1. 물리?화학적 특성43.2. HBCD의 유해성64. 참고문헌81. 브롬화 난연제전기전자제품을 포함한 산업전반에서는 화재를 방지하기 위한 열적 안정성 확보 차원에서 각종 난연제를 사용하고 있다. 특히 브롬계 난연제의 경우 저렴한 가격 대비 높은 난연 효율로 전기전자제품 분야에서 폭넓게 사용되고 있는 편이다. 세계적으로 브롬계 난연제의 적용분야는 전기전자가 가장 많고 다음이 건축, 운송, 섬유 순이다.산업전반에서 광범위하게 사용되고 있는 브롬계 난연제는 유해성 문제점으로 인해 오랫동안 많은 연구와 논의가 진행되고 있으며, 수십여종의 브롬계 난연제 중에 특히 octabromodiphenyl ether (octa-BDE)는 신경독성, pentabromodiphenyl ether (penta-BDE)는 간기능 및 호르몬 이상 등의 유해성 문제점으로 인해 EU로부터 사용중지 결정이 되어 현재 전세계적으로 생산은 없으며 공식적으로 사용도 안되고 있는 상황이다.1, 2난연제(flame retardants)란 탄소, 수소, 산소 등 연소하기 쉬운 유기물질로 구성된 재료에 첨가되어 가소성을 물리, 화학적으로 개선해 난연성을 부여하는 물질을 말한다. 이러한 난연제는 원재료, 첨가물과의 혼합성이 좋아야 하고, 최종제품의 기계적인 성질에 영향을 주지 않아야 하며, 연소시 발연 및 독성가스의 발생이 적어야 한다.3난연제의 주요 원리는 가열, 분해, 발열 등의 특정한 연소단계를 방해하는 것으로 여러 가지 방법으로 연소를 방해할 수 있다. 난연제에 의해 연소과정에 소모되어야 할 열에너지를 소모시키거나, 가연성물질이 기초와 접촉하는 것을 막기 위해 코팅시키거나, 연소시 불연성 중질가스를 발생시키거나, 연소반응에 참여하는 수소, 수산화 라디칼을 흡수하여 연속적인 연소반응을 억제하는 효과가 있다.(Table 1)3난연제는 그 성분에 따라루미늄,살산화안티몬활성라디칼연소반응에 참가하는 수소라디칼과 수산화라디칼을 흡수함으로써 연속적인 반응억제할로겐계 난연제Table 2. The classification of flame retardants.기준분류구성성분에 따른 분류유기인계인계인+할로겐계할로겐계무기인계금속수산화물계안티몬계기타(몰리브덴계)사용방법에 따른 분류첨가형유기계무기계반응형비닐기 함유카르복실기 함유수산기 함유에폭시기 함유할로겐계 난연제 중에서 요오드(I)는 라디칼 포착제로써의 역할이 가장 우수하지만 가격이 비싸고 내열성 및 내광성이 부족하여 거의 사용되지 않고 있으며, 플루오르(F)는 라디칼 포착제로써의 역할을 거의 하지 못한다. 이에 반하여 브롬(Br)은 효과적으로 라디칼을 제거할 수 있는 능력이 있어 브롬화 난연제가 가장 널리 사용된다.5브롬화 난연제는 가격이 저렴하고 가격에 비하여 성능이 우수하여 가장 광범위하게 사용되는 대표적인 난연제이며, 브롬화난연제에는 브롬의 함량이 약 50~85%로 매우높다.6 이는 브롬화난연제가 많이 포함된 폐전기전자제품의 소각시 할로겐화 다이옥신류의 생성이 높아질 수 있으며, 실제로 도시폐기물(브롬 38~68 mg/kg 함유)에 폐전기전자제품을 12 % 혼합하여 악조건에서 소각하였을 경우 혼합 후 연료 중 브롬의 농도는 300~2,700 mg/kg이었으며, 연료 중의 브롬 함유율과 배출가스 중의 할로겐화 다이옥신 류의 농도간에 상관성이 높은 것으로 보고되었다.7대표적인 브롬화 난연제로는 PBBs(polybrominated biphenyls), PBDEs(polybrominated diphenyl ethers), TBBPA(tetrabromobispheno A), HBCD(hexabromocyclododecane) 등이 있다. 1980년대 독일에서 PBBs 난연제 연소 시 브롬화 다이옥신이 발생한다는 이론적 가능성이 제기되어, 1989년 독일에서 최초로 PBBs, PBDEs의 생산이 금지되었다. 이후 유럽연합(EU)에서는 2006년 유해물질 사용제한지침(RoHS하고 있다. 또한 2006년 2월부터 브롬화난연제 중 penta-BDE와 octa-BDE를 취급제한, 금지물질로 지정하여 제조, 수입 사용 등을 금지하였다.2001년 브롬화난연제의 시장규모를 살펴보면, TBBPA가 59%를 차지하고 있으며, deca-BDE는 27%를 차지하며 그 중 40%를 아시아지역에서 소비하고 있다.(Table 2). 국내 브롬화 난연제 시장 규모를 살펴보면 2006년 PBDEs의 사용규제로 TBBPA, HBCD, TBP의 수입량이 증가하였다.(Table 3)8Table 3. The amount of domestic used for brominated flame retardantsBFRs20022006products(ton)Import(ton)uses(ton)products(ton)Import(ton)uses(ton)HBCD4534521,45201,9512,686deca-BDE2438,92512,697615,0136,566TBBPA13315,96529,295723,60332,687TBP023032305,0345,153*daca-BDE : decabromodiphenyl ethers, TBBPA : Tetrabromobisphenol A, TBP : Tribromophenol2. 브롬화 난연제 난연 메카니즘브롬화 난연제는 할로겐계 난연제로 연소의 추진역할을 하는 활성라디칼인 ? OH , H? 을 할로겐 화합물인 HX가 연소과정에서 포착함으로서 그 난연 효과를 휘한다. 할로겐 원소 중 요오드(I)는 라디칼 포착제로서의 효과가 할로겐 원소 중에서 가장 우수하지만 가격이 비싸고 내열성 및 내광성이 부족하여 거의 사용되지 않고 있으며, 불소(F)는 라디칼 포착제로서 효과를 거의 나타내지 못한다. 이에 반하여 브롬(Br)은 효과적으로 라디칼을 제거하는 능력을 가지고 있어 할로겐계 난연제 중 가장 많이 사용되고 있다. 염소는 브롬에 비해 라디칼 트랩 효과는 조금 떨어지며, HX는 불연성가스를 발생시킴으로써 가연성가스를 희석시키고 산소도 차단하는 효과를(Fig 1), α-HBCD는 10~13 %, β-HBCD는 1~12 %, γ-HBCD는 75~89 %로써 혼합체 중에서 γ-HBCD의 비율이 가장 높다.9산업적으로 이용되는 HBCD는 연소를 돕는 활성라디칼을 포착해 냄으로써 난연효과를 발휘한다. HBCD는 난연성을 높이기 위해 물리적으로 첨가되는 첨가형 난연제이며, 특히 폴리 스타이렌에 난연성을 부여하기 위해 물리적으로 첨가되는 첨가형 난연제이다. 용해도는 20 ℃의 fresh water에서 65.6 ug/L로 낮고, 친유성의 성질을 가져 물질의 지용성을 측정하는 옥탄올/물 분배계수 log Kow는 5.625이다. Table 4에 HBCD의 화학적 성질을 정리하여 제시하였다.10HBCD 분석 시 HBCD는 다른 브롬계 난연제 대비 구조 자체가 외부 이온화원에 의한 충격에 매우 취약한 구조로 되어 약한 이온 충격에도 쉽게 토막이온으로 형성되기 때문에 분자량 피크에 해당되는 mass를 찾는 것은 어려울 것으로 추정된다. 100 mg/kg of HBCD in Poly Styrene의 경우 분자량에 해당하는 m/z 642에 해당하는 질량 피크의 확인은 어려웠으나, 특성 토막이온으로 제시된 m/z 319: [M-Br3-HBr]+ 및 239: [M-Br4-HBr]+ 가 확인 되어 정성분석으로 충분히 가능함을 보여주고 있다. (Fig. 2)Table 4. Chemical properties of HBCDsPropertyValueMelting point190°C, as an average value179 - 181°C, a-HBCD170 - 172°C, b-HBCD207 - 209°C, g-HBCDBoiling pointDecomposes at >190°CDensity2.38 g/cm3Vapour pressure6.3·10-5 Pa (21 °C)Water solubility (20°C)Fresh-water (μg/l)Salt-water (μg/l)48.8 ± 1.9, a-HBCD14.7 ± 0.5, b-HBCD2.1 ± 는 생산, 가공 등의 과정에서 근로자 노출, 최종제품의 사용과정 및 화재로 인한 소비자 노출, 대기, 수질, 토양 등 환경매체와 먹이사슬을 통한 환경노출을 통해 인간 및 생태계에 영향을 미칠 수 있다.1 HBCD는 폴리스타이렌 고분자용 브롬화계 난연제로써 산업활동으로 인해 발생하는 의도적 산물이다. 난연성 부여를 위해 산업적으로 널리 사용되지만 간독성과 신경독성, 생체 축정성 등의 유해성으로 인해 다양한 환경 매질 중에서 모니터링되는 물질이다.112003년 9월 EU 기술회의에서 인간건강과 환경에 미칠 수 있는 유해성에 대하여 심도 있게 논의되었고 2003년 6월 HBCD는 "분류 및 표지 그룹(Classification & Labeling group)에서 "N" (환경에 대해 유해한 물질)으로 분류되었다. 이와 함께 "R50/53" (수생생물에게 매우 독성이 강함/수생환경에서 매우 오랜 기간 동안 악영향을 미칠 것으로 예상)으로 분류되면서 산업계의 반발을 얻었다.11 2008년 1월 1일부로 노르웨이에서는 PoHS(Prohibition on Certain Hazardous Substances in Consumer Products) 법안을 통해 HBCDs는 1000 mg/kg 의 규제치를 설정하고 규제하기 시작하였으며, 2011년 2월 18일부로 유럽연합(EU)의 학물질관리제도인 REACH(Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals)의 신고대상물질로 선정되었다. 때문에 노르웨이의 PoHS, 유럽연합(EU)의 유해물질 사용제한지침(RoHS)Ⅱ의 최우선 규제물질로 선정되었으며, 2015년 8월 21일까지 모든 사용이 중지되어야 하는 ‘sunset date'가 설정된 물질이다.HBCD는 다른 브롬화 난연제인 PBDEs와 같이 신경전달물질 및 글루타민산염의 수준을 변경시켜 생물체에 악영향을 미치고, HBCD의 장기적인 노출은 실험용 생쥐에서 기억능력과 학습능력의 저감을 야기하였다. 또한 .11

생활/환경| 2012.12.20| 11페이지| 2,000원| 조회(442)

환경호르몬, 브롬화난연제, hbcd, pbde

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바이오 디젤 생산을 위한 미세조류 연구 조사

바이오 디젤 생산을 위한 미세조류 연구 조사전주대학교 환경과학과요약1차 바이오 연료는 주로 농작물에서 생산하고 주로 이 기름은 바이오 연료, 경제성장의 목적을 이루기 위한 능력이 제한되었다는 것을 알았기 때문에 재생에너지의 지속가능한 물질이 전 세계에서 뜨겁게 토론된다. 이것은 농작물을 사용하지 않는 원료인 미세조류로부터 2차 바이오 연료로 개발하는 관심이다. 그래서 이 논문은 미세조류의 현재의 연구가 바이오디젤 생산을 위한 배양, 수확, 처리 공정 등을 보여주었고, 조류 배양 시스템의 개발에 도움이 되기 위한 광-생물학적 반응기와 연못을 비교하여 보여주었다.1. 개요수송과 에너지 부문은 EU(European Union)에서 각각 20 및 60% 이상의 온실가스(GHG : Greenhouse gas) 배출이 인간에 의한 온실가스의 발생원이다. 농업은 온실가스 배출의 9%에 해당하는 세 번째로 가장 큰 인간 발생하는 원인이고 온실가스에 가장 큰 영향을 주는 것은 N2O 와 메탄이다. India와 중국, 세계의 에너지 소비와 같은 새로운 경제 성장의 개발은 좀더 환경에 피해를 가져올 수 있다.깨끗하고 재생 가능한 에너지를 찾는 것은 중장기 적으로 인류가 직면한 가장 큰 도전 중 하나로, 긴 기간의 전략과 결정을 하는 모든 이해 당사자들로부터 요구와 경제 성장과 번영, 삶의 질, 전 세계의 안정 등의 문제가 관련이 있었다. 그것은 전 세계의 지역과 나라들이 교토 프로토콜에 지속가능한 목표에 충족하기 위하여 CO2 감소를 위한 초점이 맞춰져있다.현재 많은 견해들은 연구 되어 지고 있고 특히 다른 방향에 성공과, 연구의 양상이 특히 시행 되어 지고 있다. 그 예로 태양 에너지, 수력, 지열, 풍력, 바이오 연료와 탄소 격리 등이 있으며, 이것들은 장점과 단점이 있다. 한 가지 중요한것은 수송에서 배출 절감의 방법으로 재생에너지에 의한 화석연료의 점진적인 대체는 적어도 단기적으로 목표에 기여 할 것으로 보인다.가장 일반적인 바이오연료는 바이오 디젤과 바이오-에탄올인데 오다. 이전에 사용하는 기술을 생산되어 이용 가능한 배급 시스템을 통해 배급될 수 있다. 이런 이유 때문에 바이오연료는 현재 대체에너지로 쉽게 사용할 수 있도록 연구되어지고 있다.바이오연료는 화석연료보다 비싸지만 전 세계 여러 나라에서 그들의 생산량이 증가하고 있다. 생산량은 전 세계의 350 억 리터를 초과하고 있다고 추산된다.EU에서 디젤 연료에 주요 대체물로 바이오디젤인데, 이것은 총 바이오디젤 생산의 82%에 해당하고 유럽과 브라질 미국을 기반으로 경제목적으로 여전히 증가 하고있다.현재의 정책은 바이오디젤 생산성의 증가와 재생 가능한 다른 종류의 에너지의 생산을 가져올 수 있다. 실행 가능한 대체 연료가 되거나 시장에서 살아남기 위해서 바이오 디젤은 디젤과 경제적으로 경쟁해야한다. 바이오 디젤의 비용은 주로 원료의 가격에 주로 의존하고, 원료는 비용의 60~75%를 차지한다.식물성 오일과 경쟁하지 않기 위해서, 더 낮고 수익성있는 바이오 디젤이 낮은 가격의 원료가격과 같은 무-식물성 오일로 부터 생산되야한다. 그러나 이용가능한 폐기물 오일과 동물 지방의 양이 오늘날의 바이오 디젤의 수요를 충족시키지 못한다. 그러므로 미세조류가 2세대의 바이오 연료의 전환은 헥타르 당 추정된 높은 에너지 수율에 뿐만 아니라 농지 이외의 요구 사항으로 인해 또한 토지요구의 감소를 가져 온다. 추가적으로 바이오 디젤은 낮은 환경에 대한 영향을 가져와 하고 현재 사용되는 연료의 같은 수준을 보장해야한다.빠른 성장과 성장에 관심이 있음에도 불구하고, 미세조류에 대한 연구는 아직도 진행 중이다. 연구와 개발에 대한 많은 투자와 올바른 정책과 전략 등은 최종 소비와 원 자제 생산으로부터 연구되어진다. 현재 잠재적인 연료에 대한 파일럿 규모 또는 산업적 규모의 실험 다양한 가능성 중에서 관심 있는 분야는 미세조류이다. 그러나 조류 배양을 위한 몇 가지 요구사항이 있어서 바로 사용하는데 어려움이 있다.이 논문에서는 미세조류를 이용한 바이오 디젤을 생산에 초점을 맞춰 조사하였다. 일반적으고 마지막으로 연못과 같은 개방 시스템이나 광-생물학적 반응기(PBR: Photo-bioreacter)를 이용한 조류의 배양에 대하여 서술하였다.2. 바이오디젤 생산용 미세조류2.1 미세조류 바이오디젤 가치 사슬 단계미세조류는 보이기에 미세조류는 간단하게 보이지만 다른 바이오디젤 연료들과는 상당하게 다르다. 미세조류는 근본적으로 액체 환경에서 자라는 미생물이다. 따라서 배양, 수확과 처리 기술이 바이오 디젤 생산의 효율을 고려하여 결정하여야한다.Fig 1.은 조류 바이오 디젤 단계적 가치사슬을 나타낸다.2.2 조류의 배양일반적으로 미세조류의 바이오매스 성장(40~50% 탄소로 구성)은 광합성을 위한 탄소와 빛의 충분한 공급이 자우한다. 그러나 외부적으로 여러 화합물을 배설하는데 그 중에는 영양소나 다른 경쟁자에 대한 성장 제한 물질도 들어있다.미세조류는 적당한 기후조건과 중분한 영양에서 보통 24시간 안에 그 바이오매스 양이 두 배가 되고 기하급수적 성장 단계에서는 3.5시간 안에 배증되기도 한다. 조류 성장은 다섯 단계로 나눈다. 즉 (1) 지연단계, (2) 기하급수적 성장단계, (3) 선형 성장단계, (4) 성장 정지단계, (5) 성장 감소 또는 소멸 단계이다. 일반적으로 기하급수적 성장단계의 조류는 단백질 함량이 많고 성장정지 단계의 조류는 탄수화물과 글리코겐이 많다.조류 성장에 영향을 미치는 요소가 있는데, 그것은 빛, 온돈, 영양분 농도, O2, CO2, pH, 염도와 독성 화합물 같은 비-생물적 요소; 병균(박테리아, 곰팡이, 바이러스)과 다른 조류와의 경쟁하는 것이 생물적 요소이다. 혼합으로 인한 전단력, 희석률, 깊이, 수확빈도와 중탄산염의 추가 같은 운전 요소도 포함된다.온도는 빛 다음으로 가장 중요한 제한요소이다. 많은 미세조류가 그 최적온도보다 15도 낮은 온도를 견딜 수 있지만 최적온도에서 단지 2~4도 높아도 죽기도 한다. 더운 날 폐쇄형 배양 시스템에서는 과열문제가 발생하여 반응기가 55도에 이르기도 한다. 이 경우 증발 냉각 시스템을든 조류는 서로 다른 최적의 염분 범위가 있다. 염분의 변화는 세 가지 방법으로 영향을 미친다. : (1) 삼투 스트레스; (2) 이온(염) 스트레스; (3) 막의 선택적 이온 투과성으로 인한 세포의 이온 비의 변화가 그것이다. 필요에 따라 담수 또는 염을 첨가하여 염분을 조절한다.혼합은 세포 분포, 열, 대사물질을 균질화하고 가스를 전달한다. 특히 어느 정도의 난류는 반응기의 어두운 부분에서 밝은 부분으로 미세조류 세포의 빠른 순환을 하는게 바람직하다. 반면에 높은 유속과 난류(기계적인 혼합 또는 공기방울 혼합으로 인한)는 전단력으로 인한 미세조류를 피해를 일으킬 수 있다.흔한 생물학적 오염은 원치 않는 조류, 곰팜이, 효모, 이끼와 박테리아가 일으킨다. 오염을 감소시키고 수율을 개선하는 한 방법은 일시적으로 온도, pH, 또는 빛 같은 환경요소의 극한적 변경으로 원치 않는 미생물을 제거하는 것이다. 폐쇄 시스템은 더 효율적인 오염 방지가 가능하다. 다른 종요한 요소는 통기와 빛의 강도이다. Kaewpintong은 공기가 소통하는 생물 반응기에서 성장이 우수하다고 보고하였다. 그는 또 어느 한계까지의 빛의 강도는 세포 밀도와 성장 속도의 증가를 가져오나 그 이상에서는 성장을 제한한다고 보고했다.Macedo와 Alegre는 Spirulina 지질 함량이 질소 함량과 온도 감소에 따라 대략 3배 증가함을 보여주었다. 그 중 질소 농도가 감소가 더 효율적이다.2.3 미세조류 개방 vs 폐쇄 배양 시스템미세조류 배양은 호수나 연못과 같은 개방시스템에서 처리할 수 있고, 광-생물학적 반응기(PBRs : photo-bioreactors)과 같은 폐쇄 시스템에서는 더 크게 처리할 수 있다. 생물 반응기는 생화학적 전환이 될 수 있다는 것으로 정의된다. 그러므로 PBR은 광 영양생물(microbial, algal or plant cells)은 광생물학 반응을 하기위하여 사용되거나 또는 성장을 위한 반응기이다. 이 정의는 폐쇄나 개방 시스템을 둘 다 적용가능 하는지 모르지만는 것과 폐쇄 시스템에서 비교할 때 큰 생산용량을 가진 것을 작동하기 위해서 드는 비용은 일반적으로 적게 든다. 그러나 Richmond 따르면, 연못이 영양분을 균질하게 하기위해 더 많은 에너지를 사용한다. 그리고 물 깊이는 미세조류 성장에 충분한 태양에너지를 받기 위하여 15cm(또는 150L/m2) 보다 더 얕게 유지할 수 없다. 일반적으로 연못들은 날씨 조건에 좀 더 민감하고 물 온도, 증발건조 그리고 빛의 조절이 되지 않는다. 또한, 이러한 조건들은 미세조류 대량을 생산 할 수도 있지만 미세조류는 넓은 땅을 차지한다. 그리고 미생물 또는 다른 미세조류로 부터의 오염에 쉽게 오염된다. 더욱이, 대기에는 0.03-0.06% CO2를 함유하고 있기 때문에 물질전달이 미세조류의 세포 성장의 제한 요소가 된다.PBR은 배양된 조류 종의 생물학적인, 물리학적인 특성에 따라 최적화할 수 있는 융통적인 시스템이다. PBR에서 배양된 세포와 대기가스와 오염물(예를들어 유기물질, 먼지)에 직접적인 영향은 제한적이거나 또는 반응 벽에 의해 받아들여지지 않는다. 또한, 많은 양의 빛은 직접적으로 배양 표면에 영향을 주지 않지만 투명한 반응 벽들 간에 서로 영향이 있다. PBRs의 모양과 설계에 따르면, PBRs는 연못이 가지고 있지 않은 장점을 가지고 있다. 그것은 다음과 같다. 그것은 배양 조건과 성장 파라미터(pH, 온도, mixing, CO2 와 O2)에 대해 더 좋은 조절을 제공, 증발 건조를 예방, CO2손실을 감소, 미세조류를 고밀도 또는 세포 농축으로 만들기 위한 허용, 용량의 고 생산, 환경을 보호하고 안전을 제공, 경쟁하는 미세조류에 의한 침해의 최소화 또는 오염물질의 예방 등이 장점이다.이와 같은 장점이 있지만 PBR은 어떤 생산물, 또는 큰 연못에 실시한 공정 조만간 상당한 영향을 가질 것이라고 예상하지 않는다. PRB는 해결해야하고 고려해야할 몇 가지 결점이 있는데 그것은 과열, bio-fouling, 산소 축적, 규모의 늘림의 어려움, 설치의 높은 비다.

자연과학| 2012.06.28| 3페이지| 2,500원| 조회(339)

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프탈레이트에 관한 이론적 고찰 평가A좋아요

프탈레이트(Phthalate)에 관한 이론적 고찰2011年 7月日姜哲浩목 차목 차ⅰList of TablesⅳList of FiguresⅵI. 서론1II. 이론적 고찰31. 프탈레이트의 특성32. 프탈레이트의 위해성63. 국내·외 프탈레이트 규제현황84. 타 연구의 분석 방법 고찰10Ⅲ. 참고문헌15I. 서 론여러 가지 환경오염 물질에 의한 생태계 파괴에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데 최근 몇 년간에 미국을 비롯한 선진국에서 관심을 가지고 규제하고 있는 물질이 내분비계장애물질이다. 내분비계장애물질이 인간에 대한 영향 및 영향을 나타낼 수 있는 양에 대해서는 정확히 밝혀져 있지 않지만, 이에 대한 관심은 상당히 높은데 그 이유는 내분비계는 우리 몸을 조절하는 가장 중추적인 역할을 하기 때문이다. 인간에 의해 합성되거나 혹은 자연계에 존재하는 내분비계장애물질은 생명체의 정상적인 호르몬 기능에 영향을 주는 화학물질로 환경 중 배출된 화학물질이 체내에 유입되어 성장, 생식 등에 관여하여 정상적인 작용을 방해하는 호르몬처럼 작용한다고 하여 환경호르몬이라 한다.1 내분비계장애물질로 알려진 물질의 대부분은 산업용 화학물질이 차지하고 있으며, 생태계 및 인간의 호르몬계에 영향을 미쳐 전세계적으로 생물종에 위협이 될 수 있다는 경각심을 일으켜 오존층 파괴, 지구온난화 문제와 함께 세계 3대 환경문제로 등장하였다.우리나라의 경우 내분비계 장애물질이 1998년에 환경호르몬이라는 용어로 소개되면서 사회적인 이슈가 된 이후로 환경호르몬, 내분비교란물질, 내분비계장애물질, 내분비계 교란화학물질 등으로 다양하게 불렸다. 그러다 1998년 5월 ‘내분비계 장애물질 대책협의회’에서 공식적인 명칭통일의 필요성을 인식하고, 균형을 잃게 하는 교란의 의미 보다 해당 물질에 체내에서 장애를 일으킬 수 있다는 측면에서 ‘내분비계 장애물질’을 사용하기로 결정하였다.2 이에 따라 현재 정부차원에서 공식적으로 내분비계 장애물질(Endocrine Disruptor Compounds, EDCs)로 Fig. 1에 나타내었다.Table 1. Nomenclatures, abbreviations and physicochemical properties of six phthalates used in this study.PhthalatesDMPDEPDBPBBPDEHPDOPCAS No.131-11-384-66-284-74-285-68-7117-81-7117-84-0FormulaC10H10O4C12H14O4C16H22O4C29H39FO7C18H24O4C24H38O4Molecular Weight194.18222.24278.34312.36390.56390.56Density(g/mL at 25 ℃)1.191.121.0431.10.9850.980Solubilitybenzene, ether, alcohol etc.acetone, ether, benzene, alohol etc.acetone, ether, benzene, alcohol etc.-hexane, mineral oil etc.benzene, ethanol, mineral oil etc.Melting point (℃)2-3-35--500.986Boiling point(℃ at 1 atm)282298-2*************6.9Flash Point(℃)14*************109refractive index1.5151.5021.4921.541.4861.4852Vapor density(vs air)-7.669.610.8>16-Auto ignition temp. (℃)556457402232390-UsagePlasticizerPlasticizerPlasticizer-Plasticizer-* Aldrich, Chemnet web siteDMP DEPDBP BBPDEHP DOPFig. 1. Structural formula of selected six phthalates.2. 프탈레이트의 위해성과거 전세계적으로 매년 180억 파운드 이상의 프탈레이트의 사용은 프탈레이트류의 오염에 의한 인체의 과다 노출 위험을 예고하고 있 어린이용 장신구에서는 최고 209배가 검출되었다고 보도하였다.26 2010년 12월 31일에 보도된 자료에 의하면 전국 16개의 시?도의 초등학교 문구점과 완구점 등을 대상으로 실시하여 10품목 59개의 제품이 안전기준에 미달되었으며 그 중 71%가 프탈레이트계 가소제의 안전기준을 초과했다고 보고하였다.27 현재 지식경제부 기술표준원은 프탈레이트 가소제 6종(DEHP, DBP, BBP, DOP, DINP, DIDP)을 총 함유량의 0.1% 미만으로 허용하여 관리하고 있다. 적발된 불법제품의 97%가 외국에서 수입된 제품이었다. 벽지와 바닥재 중에도 프탈레이트 검출이 보고되고 있지만 현재 관련 법규가 국내?외적으로 준비되어있지 않다.전세계적으로 녹색산업이 중요시 되면서 글로벌 환경 규제는 강화되고 있다. 유럽과 미국 등을 중심으로 환경보호를 위한 규제들이 법제화되어 강력한 강제력을 행사하게 되었고, 이에 따라 전 산업분야에 걸쳐 기업들은 각종 환경규제에 대응하기 위해 분석, 인증 등의 직접 비용을 지불할 뿐 아니라 환경규제 법규에 부합하는 제품 생산을 위해 친환경 소재로의 대체 등 제조비용의 상승도 감당하게 되었다. EU는 화학물질 관리제도(REACH : Registration Evaluation Authorization of CHemicals)를 발효하여 EU 내로 연간 1 ton 이상 제조 또는 수입되는 화학물질과 완제품 포함된 화학물질들의 사전등록을 의무화 하여 시행 중이고, 사용과 판매가 매우 엄격하게 제한되는 유독성이 매우 높은 물질(SVHC : Substances of Vary High Concern) 리스트 작성중에 있다. 2010년 6월 경 SVHC 후보 물질을 15종에서 23종으로 추가하였고, 제한물질 또한 52종에서 58가지 물질로 확대하였다. 이를 위반한 제품은 판매금지, 자발적 회수, 리콜, 세관당국에 의한 반입거부 등의 조치가 취해지고 있다. 현재 프탈레이트를 0.1%로 규제하고 있고 신발에 대한 에코라벨 기준이 강화됨에 따라 DOP(d정한 Rudel 등37의 보고에 따르면 분석대상물질 가운데 DEP, DnBP, BBP 순으로 높게 검출되었으며, 각각 1,560 ng/㎥, 426 ng/㎥, 68 ng/㎥으로 나타났다. 또한 먼지 중에는 DEHP, BBP가 많은 것으로 나타났으며, 각각의 농도는 854 ㎍/g, 277 ㎍/g으로 측정되었다. Hyroyuki 등38도 실내 공기 중 프탈레이트를 Sep-pak을 이용하여 GC-MS로 정량하였다. 이 때 정량한계는 100ng/m3 이었다. Abb 등39은 LC-ESI-MS/MS를 이용하여 집 먼지 중 BBP, DBP, DEHP, DIDP, DMP를 정량하였는데 이 때 검량선에 따른 검출한계는 4mg/kg(DEHP) ~ 14 mg/kg(DBP) 이었다.Table 2. Analytical method of phthalates from Rudel et al. (2003)ReferenceRudel et al. (2003)Target analyteDEP, DBP, BBP, DEHPSurrogate standardp-terpheny-d14Sampling mediaparticulate phase : 25 mm quartz fiber filtervapour phase : PUF/XAD-2Sampling volume10~14 m3, 24 hrExtraction 16 hr by soxhletConcentration2 mLAnalysis deviceGC-MSColumnDB-5ms (60 m ⅹ 0.25 mm I.d.)Detection limit2~3 ng/m3Concentrationhouse : DEP 1,560 ng/m3, DBP 426 ng/m3,BBP 68 ng/m3국내에서는 양등40이 전국단위의 놀이방 40곳, 어린이집 42곳, 유치원 44곳과 실내놀이터 42곳을 대상으로 여름과 겨울철 실내 먼지 중 프탈레이트 2회 반복 측정한 결과 계절적 차이는 없었으며, DEHP는 시설의 99.4%에서 검출되었다고 보고하였다. 또한 BBP와 DBP는 80% 이상의 검출되었으stic materials using a passive flux sampler, Atmospheric Environment, 37: 5495-5504.10. Wang, G., K. Kawamura, X., Zhao, Q. Li, Z. Dai, and H., Niu. 2007. Identification abundance and seasonal variation of anthropogenic organic aerosols from a mega-city in China, Atmospheric Environment, 41: 407-416.11. ATSDR. 1995. "Toxicological Profile for Diethyl Phthalate. Atlanta, GA, Agency for Toxic Substances and Disease Registry".12. Kamrin, M. A. and Mayor, G. H. 1991. Diethyl phthalate-a perspective. J. Clin. Pharmacology. 31: 484-489.13. 고영림, 정지연, 이장우, 최경호, 김판기. 2007. "프탈레이트 류의 노출량 평가 및 인체영향 연구". 분비계장애물질연구보고서 9: 170-195.14. 이혜영, 김매화, 권은정, 한상원. 2007. "내분비계장애물질이 주요 비뇨 생식기계에 미치는 영향 조사 및 연구 - 남성 비뇨기계 질환과 내분비계장애물질과의 상관성 연구", 내분비계장애물질연구보고서 9: 146-169.15. Hashizume K, Nanya J., Toda C, Yasui T., Nagano H., Kojima N., Phthalate esters detected in various water samples and biodegaration of the phthalates by microbes isolated from river water, Bio Phrm Bull 2002, 2: 209-21416. Gray, T. J. and Gangol.

자연과학| 2011.10.19| 21페이지| 2,500원| 조회(433)

내분비계장애물질, 분석, 환경호르몬, 프탈레이트, phthalate

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