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이산화황 불순물이 이산화탄소 해양 지중저장 공정설계에 미치는 영향 평가: 상태량 모델의 비교 분석 및 이성분 매개변수 최적화 (Impact of Sulfur Dioxide Impurity on Process Design of $CO_2$ Offshore Geological Storage: Evaluation of Physical Property Models and Optimization of Binary Parameter)

  • 허철;강성길;조맹익
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.187-197
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    • 2010
  • 화석연료를 사용하는 발전소 및 제철소 등 대규모 발생원에서 배출되는 $CO_2$를 포집하고 이를 대수층이나 유가스전과 같은 지질학적 구조에 장기간 저장하는 이산화탄소 포집 및 저장기술(Carbon dioxide Capture and Storage, CCS)이 기후변화 대응기술로서 국내외적으로 주목 받고 있다. 이와 같은 CCS 기술을 구현하기 위해서는 포집된 대용량의 $CO_2$ 혼합물을 파이프라인이나 선박 등을 통해 수송하는 과정이 필요하고, 이러한 공정에 대한 기존의 연구는 주로 순수 $CO_2$를 대상으로 하여 진행되어 왔다. 그러나 일반적으로 발전소 및 제철소 등에서 포집된 $CO_2$ 혼합물에는 $N_2$, $O_2$, Ar, $H_2O$, $SO_2$, $H_2S$ 등과 같은 불순물들을 포함하고 있다. 이러한 $CO_2$ 혼합물 내 불순물들은 처리하고자 하는 $CO_2$ 혼합물의 열역학 상태량 등을 변화시킴으로써 압축, 정제, 수송 및 저장 공정들에 커다란 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 이러한 불순물 중 황성분이 함유된 $SO_2$가 포함된 $CO_2$ 혼합물의 수송 및 저장 공정을 설계하는데 있어 매우 중요한 $CO_2$ 혼합물의 열역학 거동을 모사하기 위한 상태량 모델들을 비교 분석하였다. 이를 위해 BWRS EOS, PR EOS, PRBM EOS, RKS EOS, SRK EOS 그리고 NRTL-RK 모델과 같은 총 6가지 물리적 상태량 모델을 이용하여 $CO_2-SO_2$ 혼합물의 VLE 거동을 수치계산하고 이를 실험 데이터와 비교하였다. 또한, $CO_2$, $SO_2$와 같은 서로 다른 분자간의 상호작용 효과를 보완하기 위하여 상태량 모델을 이용한 계산결과와 실험결과와의 차이를 정량화하여 각각의 상태량 모델의 예측능력을 계량화 비교분석하였고 이로부터 $CO_2-SO_2$ 혼합물에 대한 최적의 이성분 매개변수 값들을 도출하였다.

광화유체의 비등과 희석에 의한 통영 천열수계 Au-Ag-Te 장화작용에 대한 반응경로 모델링 (Au-Ag-Te Mineralization by Boiling and Dilution of Meteoric Ground-water in the Tongyeong Epithermal sold System, Korea: Implications from Reaction Path Modeling)

  • Maeng-Eon Park;Kyu-Youl Sung
    • 자원환경지질
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    • 제34권6호
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    • pp.507-522
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    • 2001
  • 통영광산은 첨열수광상으로서 능망간석 , 백운모, 일라이트, 황철석 , 방연석 , 황동석 , 섬아연석 , 아칸다이트 및 헤사이트등의 광물을 수반하는 초기의 광석광물 침전시기와 후기의 맥석광물 침전시기로 구분된다. 초기는 반복적인 대상구조를 띠고, 황화광물이 침전된 시기로서 텔루리움 광물과 함께 엘렉트럼이 산출된다. 후기에는 주로 단산염 광물과 천금속광물이 침전되었다. 통영 열수계에서 광화단계에 따른 상이한 열수유체의 변천과정을 구체적으로 규명하기 위하여 프로그램 CHILLER를 이용한 수치모델링이 실시되었다. 반응경로 모델링은 28$0^{\circ}C$에서 모암인 안산암과의 반응을 비롯하여, 27$0^{\circ}C$에서 12$0^{\circ}C$까지의 단순한 등압 냉각, 비등과 지하수의 혼입에 따른 희석 및 압력파 온도가 감소되는 조건에서 수행하였다. 모델링 결과 초기 광화유체는 산성용액(pH=5.7)으로 상대적으로 높은 염농도와 금속원소 함량이 높다. 장화유체 내의 금의 함량은 열수계의 천금속원소 총량과 황화물의 활동도에 의해 지배된다. 통영 천열수계에서의 광화작용은 천부에서 일어난 참화유체의 비등과 이에 수반된 가열된 지하수의 흔입에 의한 반응경로를 반영하며, 현미경에서 관찰된 광물공생 특성과 모델링에 의한 침전광물의 조합 및 엘렉트럼의 화학조성 등에서 동일한 경향을 나타낸다. 이러한 유사성은 Te 함유하는 천열수 금 . 은광상이 열수계에서의 비등과 유체혼합(희석)에 의해 생성되었음을 지시한다. 반응경로 모델링 연구는 광상성인을 이해하는 중요한 수단이며, 유사한 지질환경에서의 광강탐사에 유용한 자료로 활용될 것으로 생각된다.

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성산딕카이트광상에서의 백악기산성마그마티즘에 관련된 열수변질작용 ; 광상형성온도의 측정 및 열수용액의 aNa+/aK+ (Hydrothermal Alteration Related to Cretaceous Felsic Magmatism in the Seongsan Dickite Deposits, Korea; Estimation of Ore - Forming Temperature and aNa+/aK+ Ratio of the Hydrothermal Fluid)

  • 김인준
    • 자원환경지질
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    • 제25권3호
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    • pp.259-273
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    • 1992
  • 성산광산은 한반도의 남서부에 위치하는 큰 딕카이트광상 중에 하나이다. 광석광물로는 주로 딕카이트와 석영이며, 소량의 명반석, 카올리나이트 및 견운모가산출된다. 성산광상의 주변지질은 주로 백악기의 산성 화산암류로 구성된다. 연구지역에서 이러한 암석들은 동서방향의 축을 갖고 동쪽으로 경사지는 향사구조를 갖는다. 산성 화산암류는 심한 열수변질작용을 받고 있다. 이러한 암석들은 중심부로부터 바깥쪽으로 딕카이트, 딕카이트-석영, 석영, 견운모, 알바이트 및 녹니석대로 구분된다. 변질암의 이러한 누대배열은 주변암 (용결응회암과 유문암의 상부)이 산성열수에 의한 변질작용으로 생성되었다. 그것은 황화수소를 함유한 용액과 초기 가스, 그리고 다른 것들이 지표 가까이에서 산화되었고, 황산열수용액에 의해 형성되어졌음을 시사한다. 변질암의 광물학적, 화학적 변화에 대하여는 여러가지 방법으로 검토하였고, 특히, 56개의 변질암에 대한 화학조성은 습식분석과 XRF로써 분석하였다. 이러한 분석자료들을 기초로 하여 고창한 결과 거의 모든 원소가 원암으로부터 이동되었다고 사료된다. 광상의 형성온도는 석영대로부터 얻은 시료의 유체포유물 연구로부터 200 이상임이 판명되었다. 변질대의 광물조성과 암석의 화학 성분으로 보아 성산광상을 형성한 열수용액은 $m_{K^+}=0.003$, $m_{Na^+}=0.097$, $m_{SiO_2(aq.)}=0.008$ 및 pH=5.0으로 나타났다.

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괴산 성도 연-아연 광상의 산출광물과 생성환경 (Mineralogy and Genetic Environments of the Seongdo Pb-Zn deposit, Goesan)

  • 안성열;신동복
    • 자원환경지질
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    • 제50권5호
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    • pp.325-340
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    • 2017
  • 성도 연-아연광상은 옥천층군 화전리층의 석회암을 교대한 스카른광체와 모암내 열극을 충진한 열수맥상광체로 구분된다. 스카른광물은 헤덴버자이트(hedenbergite) 계열의 휘석이 대부분이며, 그로슐라(grossular)와 안드라다이트(andradite)가 진동누대구조를 보이는 석류석, 그리고 소량의 규회석, 투각섬석, 녹염석 등이 산출되어 환원환경에서 정출된 것으로 보인다. 스카른광체에서는 섬아연석 및 방연석이 우세하고 황철석, 자류철석, 황동석이 소량 수반되며, 열수맥상광체에서는 유비철석, 섬아연석, 황동석 및 황철석과 더불어 방연석, 자연비스무스 및 황석석(stannite)이 소량 수반된다. 스카른광체에서 암회색 섬아연석의 FeS 함량은 평균 17.4 mole%, 적갈색 섬아연석은 3.6 mole%이고, 열수맥상광체에서는 10.3 mole%를 나타낸다. 이들을 국내 주요 금속광상의 FeS-MnS-CdS 함량비와 비교한 결과 스카른광체는 연-아연, 열수맥상광체는 금-은 광상 영역에 도시된다. 열수맥상광체에서 산출되는 유비철석의 As 함량은 초기 31.93~33.00 at.%에서 중기 29.58~30.21 at.%로 가면서 점차 감소하며, 이에 따른 광화온도와 황분압은 초기 $441{\sim}490^{\circ}C$, $10^{-6}{\sim}10^{-4.5}atm.$와 중기 $330{\sim}364^{\circ}C$, <$10^{-8}atm.$에 해당한다. 섬아연석과 공생하는 황석석의 Fe와 Zn 조성비를 이용한 광물상 평형온도는 $236{\sim}254^{\circ}C$의 범위를 보인다. 스카른광체 황화광물의 황동위원소 조성은 5.4~7.2‰, 열수맥상광체는 5.4~8.4‰로서 화성기원과 유사하거나 다소 높은 값을 나타내어 광상을 형성시킨 황이 대체로 마그마에서 유래되었으나 일부 모암의 영향을 받았음을 시사한다. 그러나, 스카른광체와 열수맥상광체에서의 황동위원소평형온도가 각각 $549^{\circ}C$$487^{\circ}C$로서 상평형온도 보다 현저히 높게 나타나고 있어서 이들이 동위원소적으로 충분한 평형을 이루지 못한 것으로 추정된다.

철원 민간인통제지역 해제 이후 인공시설물 증가에 따른 두루미류 분포변화 (Habitat Utilization Change of Crane Species against the Increasing Anthropogenic Structure after Released from Civilian Control Zone; CCZ in Cheorwon, Rep. of Korea)

  • 유승화;주성배;이기섭;김수호;김동원;김화정;김진한
    • 환경영향평가
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    • 제29권1호
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    • pp.1-7
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    • 2020
  • 본 연구는 철원에서 민간인통제지역 해제 이후 시공된 인공시설물이 두루미류의 서식에 미치는 영향을 평가하였다. 연구 장소는 2012년에 민간인통제지역에서 해제되었고 2017년부터는 축사가 만들어진 장소를 대상으로 하였다. 두루미의 평균 서식 개체수는 민간인통제지역 해제 전(2009년-2012년)에는 9.3±4.3 개체 이었으며, 해제 이후 3.5±0.5 개체가 되어 1/3 수준으로 감소하였다. 재두루미는 민간인통제지역 해제 전과 후에 각각 63.3±24.6 개체, 6.0±6.0 개체로 조사되어 90% 가량이 감소하였다. 이 결과는 민간인통제지역의 해제 이후 비닐하우스, 축사의 건립이 전반적으로 두루미의 서식개체수 감소에 영향을 준 것으로 판단된다. 두루미의 경우 축사가 건립된 지역으로부터 핵심지역이 멀어지는 경향이 나타났다. 하지만 연구지역은 2012년 민간인통제지역이 개방된 시기부터 선호되는 지역이 아니었기 때문에 두루미의 분포범위 변화는 예상보다 크지 않았다. 재두루미의 경우 비닐하우스가 건립된 지역에서도 상대적으로 높은 밀도로 분포하였지만, 축사가 집중적으로 건설된 2017년 이후에는 핵심서식지가 위축되고 파편화되는 변화가 나타났다. 이러한 결과는 두루미와 재두루미 모두 축사의 신축으로 인한 서식환경 변화에 대해 민감하게 반응한 것으로 보인다. 반면 민간인통제지역 개방 이후 비닐하우스가 건립되어 영향을 주었지만 축사의 건립은 핵심서식지에 대해 더 큰 변화를 유발한 것으로 나타났으며 이는 사람의 통행 등이 비닐하우스에 비해 축사가 더 빈번하기 때문으로 사료된다.

아프리카 왕달팽이 (Achatina fulica) 내장신경절 및 우 체벽신경절에 관한 연구 II. 미세구조적 방법 (Studies on the Visceral Ganglion and Right Parietal Ganglion in the African Giant Snail, Achatina fulica II. Ultrastructural Method)

  • 장남섭
    • Applied Microscopy
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    • 제31권1호
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    • pp.101-108
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    • 2001
  • 아프리카 왕달팽이 (Achatina fulica)의 내장신경절(visceral ganglion)과 우 체 벽신경절(right parietal ganglion)을 투과전자현미경을 통해 관찰한 결과 5종류(type-A, B, C, D 그리고 E)의 신경분비세포(neurosecretory cell)와 그 주위를 둘러싸고 있는 신경망 등이 관찰되었다. A형 세포(직경 $35{\mu}m$)는 두 신경절의 피질부에서 가장 많이 관찰된 삼각형 또는 불규칙한 세포로서, 세포질에는 직경 $1{\mu}m$인 큰 과립과 $0.1{\mu}m$정도인 작은 둥근과립들이 관찰되었다. 또한 작은 과립들은 전자밀도가 높은 과립과 전자밀도가 중등도인 과립 등 두 종류로 구분되었다. B형 세포(직경 $19\times12{\mu}m$)는 두 신경절의 피질부와 수질부의 여러 부위에서 고르게 관찰된 세포로서 A형 신경분비세포와 그 형태가 비슷하였다. 세포질 내에는 $0.1{\mu}m$정도 크기의 전자밀도가 높은 과립들로 가득찬 반면 둥글고 큰 과립(직경 $0.7{\mu}m$정도)들은 드물게 관찰되었다. C형 세포는 크기가 $8\times6{\mu}m$정도인 가장 작은 세포로서, $6\times5{\mu}m$정도인 큰 핵을 소지하고 있었다. 세포질에는 $0.23{\mu}m$정도인 전자밀도가 높은 과립들로 가득차 있었는데, 이들은 $0.03{\mu}m$정도 크기의 작은 과립들이 둥글게 모여 있는 특이한 형태였다. D형 세포는 $28\times20{\mu}m$정도 크기의 중형세포서, 타원형 또는 불규칙한 형태를 보였다. 이들은 두 신경절의 수질부와 피질부 중, 피질부에서 가장 많은 수가 관찰되었다. 세포질은 전자밀도가 높아 어둡게 관찰되고 직경 $1.6{\mu}m$$0.6{\mu}m$인 두 종의 둥근 과립들이 관찰되었다. E형 세포는 크기가 $100\times50{\mu}m$정도인 대형세포로서 두 신경절의 상단부와 중앙부위에서 드물게 나타났다. 핵은 $70\times30{\mu}m$정도로 세포질 대비 매우 컸다. 이들은 다양한 크기의 전자밀도가 높은 둥근 과립(직경 $1\sim0.2{\mu}m$)을 소지하고 있었으며, 세포의 표면은 여러 형태의 사상족(filopodia)들을 뻗어 노쇠한 세포들을 포식하였다. 신경망(neuropiles)들은 신경분비세포를 둘러싸고 있었으며, 신경섬유 속에서 다양한 종류의 연접소포들(synaptic vesicles)이 관찰되었는데, 전자밀도, 크기 그리고 모양에 따라 6종류로 분류되었다.

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LPS에 의한 급성 폐손상에서 게르마늄에 의한 호중구 세포사와 큰포식세포의 포식능 증가 (The Increase of Apoptotic Neutrophils and Phagocytic Macrophage by Germanium in Acute Lung Injury Induced by Lipopolysaccharide)

  • 이윤정;조현국;전경희
    • Applied Microscopy
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    • 제38권4호
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    • pp.293-306
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    • 2008
  • 주로 패혈증후군에 의해 동반되는 급성 폐손상인 급성호흡곤란증후군(ARDS)의 가장 큰 원인은 폐조직 내에 축적된 호중구라 보고 게르마늄을 ARDS 발병 전에 투여했을 때 게르마늄의 항염증 효과로 폐손상이 감소되는지, 그리고 폐손상 억제에 산화질소가 관여하는지 확인하고자 하였다. 실험군은 생리식염수를 기도로 투여한 대조군 (CON), 동량의 내독소 5시간 투여군(LPS), 그리고 게르마늄을 1시간 전처리 후 내독소 5시간 투여군(Ge+LPS)으로 나누어 실험하였다. 실험동물을 이용한 실험결과 내독소의 주입으로 유도된 급성 폐손상에서 기관지폐세척액 내 호중구의 침윤은 게르마늄을 전처리함으로써 유의하게 감소하였다. 게르마늄 전처리군의 폐조직은 내독소 처리군에 비해 정상적으로 잘 보존된 편이었고, Tunel 염색에 뚜렷한 양성반응을 보이는 호중구가 많이 관찰되어 호중구의 세포사가 증가된 것으로 나타났다. 기관지폐세척액 내 세포의 미세구조변화의 관찰에서도 게르마늄 전처리군에서는 내독소 투여군에 비해 호중구를 탐식한 폐포강 큰포식세포들이 수적으로 증가되었고, 탐식된 호중구들은 대부분 핵이 응축된 모습이었으며, DNA 분절과 세포소기관의 소실을 보이는 세포사한 호중구도 세포간질에서 발견되었다. 그러나 산화질소는 대조군을 제외한 모든 군에서 증가현상을 보였지만 내독소 투여군과는 달리 게르마늄 전처리군에서만 비만세포의 탈과립화가 적어지고, 호중구의 세포사가 증가하는 등의 산화질소 효과가 나타났다. 이는 산화질소가 분비되기 전 게르마늄의 전처리에 의해 실험동물의 체내 환경의 변화가 야기되었고, 변화 후 작용한 산화질소에 의해 항염증 효과가 나타난 것으로 판단되어, 게르마늄의 전처리에 의해 큰포식세포로부터 생성된 산화질소가 폐손상을 완화시키는 데 관여할 것이라 추측된다. 이와 같은 실험결과로 볼 때, 호중구의 폐 침윤에 의한 폐포-모세혈관 장벽의 손상으로 초래되는 급성 폐손상에서 게르마늄의 항염증 작용, 즉 호중구의 유주현상 방해, 호중구의 세포사 유도 그리고 세포사한 호중구를 탐식하도록 큰포식세포의 탐식능을 증가시키는 효과로 호중구의 수가 감소되어 폐손상이 억제되고, 게르마늄에 의해 활성화된 큰포식세포에서 분비되는 산화질소가 폐손상을 억제시키는 데 관여할 것으로 추측된다.

LC-MS/MS를 이용한 벌꿀 중 grayanotoxin 분석법 연구 및 실태조사 (Determination and Monitoring of Grayanotoxins in Honey Using LC-MS/MS)

  • 이숙연;최윤주;이강봉;조태용;김진숙;손영욱;박재석;임성임;최희정;이동하
    • 한국식품과학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.8-14
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    • 2008
  • 본 연구는 야생꿀을 비롯한 벌꿀, 벌집채꿀 등 국내산 및 수입산 꿀의 안전관리를 위한 grayanotoxin(GTX)의 시험분석법 확립 및 실태조사를 위하여 수행하였다. GTX 표준품 I, II, III는 LC-MS/MS로 분자량을 확인한 후, 시판품인 III를 제외한 I과 II는 NMR을 이용하여 구조를 확인하였다. 총 111건(국내산 벌꿀25건, 국내산 야생꿀 21건, 벌집채꿀 13건, 수입산 벌꿀 44건, 수입산 야생꿀 8건)의 벌꿀시료는 메탄올을 사용하여 벌꿀-메탄올 용액을 만들어 tC18 cartridge에 loading 한 후, 여과된 액을 동량의 증류수로 희석하여, 이온화장치로 ESI를 장착한 triplequadrupole LC-MS/MS를 이용하여 분석하였다. LC의 용리액은 1% 포름산이 첨가된 "메탄올-물"을 사용하는 것이 10분 이내의 분석시간대에 나타나는 피크의 모양과 감도가 우수한 경향을 나타내었다. 본 방법을 이용하여 검체 중의 GTX I, II, III의 함유량을 조사한 결과 총 111건 중 수입산 야생꿀 3건(2.7%)에서 GTX I, II, III가 검출되었고, 수입산 야생꿀 1건에서 GTX I, III가 검출되었다. GTX I의 검출량은 최소 $3.13{\pm}0.00mg/kg$에서 최고 $12.93{\pm}0.01mg/kg$으로 나타났고 GTX II는 $0.84{\pm}0.01mg/kg$, $0.92{\pm}0.00mg/kg$, $1.08{\pm}0.01mg/kg$의 함량을 나타내어 GTX I 에 비해 낮은 수치를 나타내었다. GTX III는 최소 $0.25{\pm}0.01mg/kg$에서 최고 $3.29{\pm}0.74mg/kg$으로 함량에 큰 차이를 보였다. 본 방법을 이용한 총 111건의 벌꿀 시료의 GTX분석시 수입산 야생꿀 4건에서만 GTX가 검출됨을 알 수 있었다. 본 연구에서는 비 휘발성 또는 극성 때문에 GTX 분석시 GC 및 GC-MS에서 분석이 어려운 벌꿀시료를 대상으로 전처리 시간의 단축을 모색함과 동시에 LC-MS/MS를 이용한 시험분석법을 개발할 수 있었고, 모니터링을 통하여 네팔, 터키 등 특정 지역의 야생꿀의 섭취를 제한하는 과학적 근거를 마련할 수 있었다.

RCP 8.5 기후변화 시나리오에 따른 소나무림과 굴참나무림의 산림 탄소 동태 변화 추정 연구 (Estimating the Changes in Forest Carbon Dynamics of Pinus densiflora and Quercus variabilis Forests in South Korea under the RCP 8.5 Climate Change Scenario)

  • 이종열;한승현;김성준;장한나;이명종;박관수;김춘식;손영모;김래현;손요환
    • 한국농림기상학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.35-44
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    • 2015
  • 산림은 많은 양의 탄소를 저장하고 있으며, 산림 탄소 동태는 기후변화에 따라 변화할 것으로 예상된다. 본 연구는 우리나라 산림에서 가장 우점하는 침엽수종과 활엽수종인 소나무림과 참나무림을 대상으로 최근 개발 및 개선된 한국형산림토양탄소모델(Korean Forest Soil Carbon model; KFSC model)을 이용하여 두 가지 기후변화 시나리오(2012년 기온이 2100년까지 유지되는 시나리오(CT), Representative Concentration Pathway(RCP) 8.5 시나리오) 하에서의 산림 탄소 동태를 예측하였다. 5차 국가산림자원조사 자료로부터 소나무림과 굴참나무림 조사구들을 추출한 뒤, 이를 행정구역(9개 도, 7개 특별 광역시) 및 영급(1-5영급, 6영급 이상)별로 분류하여 탄소 동태 모의 단위를 설정하였다. 탄소 저장고는 2012년을 기준으로 초기화하였으며, 모의 기간인 2012년부터 2100년까지 모든 교란은 고려하지 않았다. 모의 결과 산림 탄소 저장량은 시간이 경과함에 따라 전반적으로 증가하지만, CT 시나리오에 비하여 RCP 8.5 시나리오 하에서 산림 탄소 저장량이 낮게 나타났다. 소나무림의 탄소 저장량(Tg C)은 2012년에 260.4에서 2100년에는 각각 395.3(CT 시나리오) 및 384.1(RCP 8.5 시나리오)로 증가하였다. 굴참나무림의 탄소 저장량(Tg C)은 2012년에 124.4에서 2100년에는 219.5(CT 시나리오) 및 204.7(RCP 8.5 시나리오)로 각각 증가하였다. 5차 국가산림자원조사 자료와 비교한 결과, 고사유기물 탄소 저장량의 초기값은 타당한 것으로 나타났다. 모의 기간 동안 소나무림과 굴참나무림의 연간 탄소 흡수율($g\;C\;m^{-2}\;yr^{-1}$)은 CT 시나리오 하에서 각각 71.1과 193.5, RCP 8.5 시나리오 하에서 각각 65.8과 164.2로 추정된다. 따라서 우리나라 소나무림과 굴참나무림의 탄소 흡수잠재력은 지구 온난화에 의하여 감소할 것으로 예상된다. 비록 모델의 구조와 파라미터로부터 불확실성이 존재하지만 본 연구는 미래 산림 탄소 동태 파악에 기여할 것으로 기대된다.

복상어와 고등어의 Trypsin에 관한 비교 효소학적 연구 -1. Trypsin의 정제와 반응조건- (Comparative Studies on the Enzymatic Properties of Trypsins from Cat-shark and Mackerel -1. Purifications and Reaction Conditions of the Trypsins-)

  • 변재형;조득문;허민수
    • 한국수산과학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.273-288
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    • 1991
  • 연골어류와 경골어류의 진화에 관한 생리생화학적 차이를 특정한 소화효소의 성질과 구조면에서 밝혀 보고자 본 연구를 시도하였다. 양 어종을 대표하는 종류로서 복상어와 고등어를 시료로 선정하고, 소화효소 중 trypsin을 대상으로 하여, 우선 그 정제방법의 확립, 분자량의 측정, 반응 및 안정성에 미치는 pH 및 온도의 영향, 그리고 금속이온과 화학약제가 반응에 미치는 영향 등을 분석 검토하였으며, 그 내용을 요약하면 다음과 같다. 1. 정제방법에 관하여, 민저 복상어 trypsin은 4 염화탄소로서 탈지 추출한 조효소에 대하여 $50-70\%$ 포화 황산암모늄 염석, DEAE-Sephadex A-50칼럼 크로마토그래피, benzamidine-Sepharose 6B, 친화성 크로마토그래피, Sephadex G-75-120 겔 여과법을 거쳐 disc- 전기영동법, SDS-PAG 전기영동법 및 겔 여과법상 균질상태로 얻었다. 또, 고등어의 trypsin은 역시 4염화탄소로서 탈지 추출한 조효소에 대하여 $30-70\%$포화 황산암모늄 염석, benzamidine-Sepharose 6B 친화성 크로마토 그래피, DEAE-Sephadex A-50 크로마토그래피 등의 재크로마토그래피, benzamidine-Sepharose 6B에 의한 재크로마토그래피 등의 정제과정을 거쳐 disc- 전기영동법, SDS-PAG 전기영동법 및 겔 여과법으로 균질의 가칭 trypsin-A와 B를 달리하였다. 2. 이들 유래를 달리하는 각 trypsin의 분자량은 SDS-PAG 전기영동법으로 측정했을 때, 복상어 trypsin 31,700, 고등어 trypsin-A 30,000, 고등어 trypsin-B 29,000, 그리고 겔 여과법으로 측정했을 때, 복상어 21,500, 고등어 trypsin-A 23,700, 고등어 trypsin-B 21,500이었다. 3. 이들 효소들의 알맞은 반응조건은 복상어 trypsin pH 9.0, $45-50^{\circ}C$, 고등어 trypsin-A와 B pH 8.0, $50^{\circ}C$였다. pH와 온도조건에 따른 안정성을 각각 pH와 온도조건별로 30분간 전처리한 후에 그 활성에 미치는 영향으로 비교해 본 결과, pH의 변화에 대하여는 복상어 trypsin은 pH 10.0에서, 그리고 고등어 trypsin-A는 pH 7.0-9.0에서, 고등어 trypsin-B는 pH 8.0에서 안정하였고, 온도조건에 대하여는 복상어 trypsin은 $25^{\circ}C$까지, 그리고 고등어는 trypsin-A가 $10^{\circ}C$까지, 고등어 trypsin-B는 $35^{\circ}C$까지는 안정하였으나, 그 이후부터는 불안정하였다. 4. 이들 효소들은 공통적으로 금속이온 Ag^{2+},\;Cu^{2+}$$Hg^{2+}$에 의하여 저해를 받았으며, 그 저해의 정도는 고등어 trypsin-A와 B가 보다 심하게 받았다. 또 이들 효소들은 antipain, leupeptin, TLCK(to-syllysine chloromethyl ketone) 및 SBTI(soybean trypsin inhibitor)에 의하여 현저한 저해를 받았고, PMSF(phenylmethane sulfonylfluoride), DFP(diisopropyl fluorophosphate) 및 benzamidine에 의하여 어느정도 저해를 보여 모두 serine-계의 trypsin임을 뒷받침하였다

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