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Micro Simulation을 활용한 도시부 단순입체시설 분합류 구간간격에 관한 실증연구 (Empirical Study of Simple Grade Facilities Gap Utilizing Micro Simulation Analysis)

  • 김영일;노정현;김태호;박준태
    • 한국도로학회논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.63-72
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    • 2012
  • 가로 및 교차로에 설치된 단순입체시설의 현행 분석기법은 시설을 이용하는 주교통류를 분석대상에 포함시키지 않고 있어 불합리한 도로 및 신호운영을 유도하여 엇갈림현상, 병목현상과 같은 도로의 혼잡을 야기한다. 이러한 여건에도 불구하고 단순 입체시설을 이용하는 교통류 분석기법의 연구가 거의 수행된 바 없다. 또한 개략적으로 제시되어 있는 설정기준 역시 여러 가지 도로 및 교통조건을 반영하지 못하고 있는 실정으로, 단순입체시설이 포함된 교차로분석 시 지체도가 과소 추정되는 경향이 있다. 그러므로 본 연구는 도시내 입체시설의 효과를 파악하기 위한 선행과정으로서 대상시설의 효과를 파악할 수 있도록 입체시설의 분석기법을 개발하고 분석교차점의 적정간격을 응용하는데 그 목적이 있다. 본 연구는 다음과 같이 수행하였다. (1) 기존 분석기법의 문제점 제기, (2) 새로운 분석기법의 정립, (3) 사례지역의 적용 및 비교검정, (4) 분합류구간의 적정간격에 대한 민감도 분석을 수행한다. 연구결과, 본 연구에서 제시한 분석기법은 기존 분석기법의 모호한 부분을 명확히 하고 합리적인 결과를 추정할 수 있었다. 또한 그 분석기법을 응용하여 분합류구간에 대한 적정간격을 추정한 결과, 본선에서는 65m, 측도에서는 45m로 나타나 최소한 그 이상의 위치에 접속지점을 설치하는 것이 타당하다고 판단된다. 본 연구의 수행으로 얻어지는 가치는 다음과 같다. (1) 당해 시설에 대한 선행연구 또는 분석방법이 없었으므로 대상시설물로 인한 파급효과를 파악할 수 있다. (2) 본 연구의 분석기법은 기존 교차로의 분석방법을 차용함으로써 새로운 분석방법을 숙지하지 않아도 용이한 분석이 가능하다. (3) 본 연구에서 제시한 분석기법에 의하면 기존에 제외된 통과교통량을 포함시켜 분석할 수 있다. 이러한 방법을 통해 교차로 및 가로분석 시에 현황과 동떨어질 수 있는 결과에 대한 오류를 최소화할 수 있다. (4) 새로운 분석기법을 이용하면 신설 또는 기존 시설물에 대한 문제점을 도출하여 도로운영 및 신호운영 등의 개선방안을 제시할 수 있다.

관측정 자연표류 실험을 통한 트리클로로에틸렌(Trichloroethylene) 오염 지하수의 생물학적 복원 타당성 연구 (Field Tests for Assessing the Bioremediation Feasibility of a Trichloroethylene-Contaminated Aquifer)

  • 김영;김진욱;하철윤;김남희;홍광표;권수열;안영호;하준수;박후원
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제10권3호
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    • pp.38-45
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    • 2005
  • 본 연구는 현장 관측정 자연표류 실험 (SWNDT, Single-Well Natural Drift Test) 을 이용하여 트리클로로에틸렌 (TCE, trichloroethylene) 으로 오염된 지하수의 생물학적 복원 가능성 조사 방법 및 결과 해석법을 제시하였다. 현장 SWNDT 실험에 사용한 용액은 일정 양의 추적자 (브롬이온), 생분해 기질 (톨루엔, 에틸렌, 용존산소, 질산성질소) 을 현장 지하수에 용해시켜 준비한다. 준비된 실험용액을 대수층에 주입하고, 주입 시 시료를 채취하여 추적자와 생 분해 기질들의 초기 농도를 측정한다 주업 후 시간에 따라서 시료를 채취하여 추적자, 생분해 기질, 생분해 부산물들의 농도를 측정한다. 현장 SWNDT 실험은 생분해 기질과 추적자의 상대적 거동을 평가하기 위한 Push-pull Transport Test (PPTT), 토착 미생물의 양과 활성도를 증가시키기 위한 Drift Biostimulation Test (DBT), 트리클로로에틸렌과 미생물 반응이 유사하리라 예상되는 기질을 시험하기 위한 Drift Surrogate Activity Test (DSAT) 순으로 진행되었다 SWNDT 실험 양수 시 추적자로 사용한 브롬이용의 농도변화 곡선은 톨루엔, 에틸렌, 용존산소, 질산성 질소 농도변화와 유사한 경향을 나타냈다. 즉 대수층에서의 생분해 기질들의 이송이 추적자와 유사함을 나타내는 결과이다. 토착 톨루엔산화 미생물의 존재를 톨루엔 농도의 감소에 따른 이산화탄소의 발생 및 용존산소 농도의 감소로 확인하였고, 그 톨루엔 산화 미생물은 트리클로로에틸렌 생분해 유사기질로 사용된 에틸렌을 분해하며, 부산물로 산화에틸렌 (ethylene oxide) 을 생성하였다. 이는 DBT 실험을 통하여 활성화된 톨루엔 분해 미생물이 트리클로로에틸렌 분해능이 있음을 나타낸다. 본 연구에서 제시한 현장 SWNDT 실험 방법 및 결과 해석 방법은 트리클로로에틸렌으로 대표되는 염화 지방족 탄회수소화합물(Chlorinated Aliphatic Hydrocarbons, CAHs)로 오염된 지하수의 생물학적 복원 타당성 평가를 위한 경제적이고 용이한 현장 실험 방법이다.

저온 초음파 추출에 의한 Spirulina maxima 면역활성 증진 (Enhancement of Immune Activity of Spirulina maxima by Low Temperature Ultrasonification Extraction)

  • 오성호;한재건;하지혜;김영;정명훈;김승섭;정향숙;최근표;박욱연;강도형;이현용
    • 한국식품과학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.313-319
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    • 2009
  • 본 실험은 해수에서 배양된 Spirulina maxima를 $100^{\circ}C$와 초음파 병행 $60^{\circ}C$ 물 추출물, $80^{\circ}C$ EtOH 추출물을 이용하여 실험을 수행하였다. AOAC법에 의한 일반 조성 및 무기질, 아미노산 조성 분석결과 조 단백질과 무기질 중 나트륨이 각각 56, 60%의 비교적 높은 비율을 차지했으며, 다양한 균주의 필수 아미노산을 포함하고 있었다. 그중 피부와 관련된 leucine의 함량이 9.83%로 상대적으로 풍부하여 S. maxima 피부면역 활성 증진에 효율적인 소재의 가능성을 확인했다. 본 연구에서는 피부 면역과 인체 면역과의 밀접한 상관성이 있으므로 본 연구에서는 T 세포와 B 세포의 생육증진 및 cytokine의 분비량 측정과 NK 세포의 활성 및 항염증 효과인 hyaluronidase 저해 활성 효과를 측정하였다. 먼저 정상세포(HEK293)에 대한 세포독성 결과 인체에 큰 독성을 나타내지 않는 것으로 나타난 S. maxima를 추출조건에 따른 면역 증진 효과를 비교한 결과 $60^{\circ}C$ 초음파 병행 물 추출물이 면역 B세포와 T세포에서 각각 $11.3{\times}10^4$ cells/mL, $12.8{\times}10^4$ cells/mL으로 6일째 가장 높은 생육도를 보였다, 이러한 면역 세포들이 분비하는 cytokine(IL-6, TNF-${\alpha}$)의 분비량은 가장 높은 생육도를 보인 $60^{\circ}C$ 초음파 병행 물 추출물을 첨가한 B세포, T세포의 경우 IL-6와 TNF-${\alpha}$는 유의적으로 증가된 분비량을 보이며, 면역 및 기능성 소재로서의 활성이 뛰어난 것으로 나타났다. B세포에 각 시료를 첨가하여 배양 후 그 배양액을 NK 세포에 첨가하였을 때, 6일 동안 생육도를 관찰하였는데 시료에 대한 생육도가 증가하며, 6일째 $12.40{\times}10^4$ cells/mL를 나타내어 $11.49{\times}10^4$ cells/mL를 나타낸 대조군에 비해 높은 활성을 나타내었으며, 이로써 활성물질을 포함하고 있음을 알 수 있다. 또한 항염증 효과의 hyaluronidase 저해 활성 효과에서 $60^{\circ}C$ 초음파 병행 물 추출물이 1.0 mg/mL 농도일 때 62.4%의 저해 활성을 보여 $100^{\circ}C$ 이상의 고온 추출에서 야기되는 단백질이나 미립자 활성 물질의 파괴가 최소화되고 저온 초음파 추출 시 유용성분들의 용출량 증가와 새로운 물질들의 생산 혹은 활성변형에 의한 추출을 통해 인체면역과 피부면역 활성 증진에 활용이 가능한 효율적인 소재화가 가능한 것을 확인했다. 이로써, 본 연구 논문은 S. maxima의 물질 분리보다 피부면역관련 활성을 통한 소재로서의 탐색이 주목적이므로 향후 이 추출물의 분리, 동정을 통해 피부 면역 활성도에 따라 물질의 구조 분석에 관한 연구를 보이고자 한다.

사염화에틸렌(PCE)으로 오염된 국내 4개 지역 지하수 내 생물학적 PCE 탈염소화 활성 및 미생물 군집의 비교 (Evaluation of Microbial PCE Reductive Dechlorination Activity and Microbial Community Structure using PCE-Contaminated Groundwater in Korea)

  • 김영;김진욱;하철윤;권수열;김정관;이한웅;하준수;박후원;안영호;이진우
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제10권2호
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    • pp.52-58
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    • 2005
  • 본 연구는 사염화에틸렌(Perchloroethylene) 또는 트리클로로에틸렌(Trichloroethylene)으로 오염된 국내 지하수 내에 국외에서 보고된 환원성 탈염소화 미생물의 존재 유무와 사염화에틸렌의 생물학적 탈염소화 활성도를 평가하였다. 마이크로코즘 테스트(microcosm tests)는 4개의 오염지역(창원 A, 창원 B, 부천 및 양산) 지하수와 다양한 전자공여체 (sodium lactate, sodium propionate, sodium butyrate, sodium fumarate)를 이용하여 수행하였다. 단일 전자공여체 와 창원 A 혹은 창원 B 지하수를 주입한 전 마이크로코즘에서 사염화에틸렌 완전 탈염소화 분해 시 발생하는 최종 산물인 에틸렌이 배양 90일 후에 검출되었고, 부천 혹은 양산 지역의 지하수를 주입한 마이크로코즘에서는 배양 90 일 후 시스-1,2-디클로로에틸렌(cis-1 ,2-Dichloroethylene)만이 검출되었고, 염화비닐(Vinyl chloride) 과 에틸렌은 검출되지 않았다. 완전 탈염소화 생분해가 확인된 창원 B 지역 지하수와 불완전 탈염소화 생분해가 확인된 양산 지역 지하수 내 미생물 군집을 비교하기 위해 분자생물학적 방법을 이용한 실험을 수행하였다. 창원 B 지역 지하수의 클론 라이브러리(Clone library)에서 사염화에틸렌 완전 탈염소화 미생물, uncultured bacterium clone DCE47과 매우 유사한 염기서열 클론이 확인되었다. 그러나 양산 지역의 클론 라이브러리에서는 기존의 염화에틸렌 탈염소화 미생물과 유사한 염기서열 클론이 확인되지 않았다. 본 연구 결과를 통하여 국내 일부 지역의 지하수 내에 사염화에틸렌을 완전 탈염소화하여 무해한 에틸렌으로 분해하는 미생물이 존재함을 확인하였고, 적절한 전자공여체를 공급하는 경우 그 분해 활성도가 증가함을 확인하였다. 이 결과는 사염화에틸렌 혹은 트리클로로에틸렌으로 오염된 국내 지하수를 경제적인 공법인 환원성 탈염소화 생물학적 공정으로 복원할 수 있는 기능성을 보여주는 중요한 지표라고 사료된다.

푸른곰팡이 대치배양에 의한 꽃송이버섯 균사 생장 특성 및 계통간 교잡균주의 rDNA 분석 (Characteristic of mycelial growth of cauliflower mushroom (Sparassis latifolia) using replacement culture with Trichoderma and rDNA analysis in genealogy of crossbreeding strain)

  • 오득실;김현석;김영;위안진;윤병선;박화식;박형호;왕승진
    • 한국버섯학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.41-51
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    • 2014
  • ${\beta}$-glucan 함량이 높다고 알려진 꽃송이버섯의 농가재배 활성화를 위하여 푸른곰팡이 내성균주를 선발하고자 푸른곰팡이 대치배양에 의한 꽃송이버섯 균사생장 특성을 확인하였으며, 또한 생장이 우수한 신품종을 개발하고자 교잡육종 균주에 대한 유전 다양성을 분석하였다. 먼저 푸른곰팡이 대치배양에 의한 꽃송이버섯 균사의 생장 특성을 확인한 결과, 6951 (T. viride) 균주에서는 대치선을 형성한 후 별다른 변화를 보이지 않았고, 6952 (T. spp.) 균주에서는 대치선을 형성한 다음 보다 많은 포자를 형성하는 것이 관찰되었다. 그러나 6426 (T. harzianum) 균주에서는 꽃송이버섯 균사가 생장하고 있던 부분까지 모두 덮어버리는 것이 확인되었다. 그 중 특이하게도 구례에서 채집선발한 균주인 JF02-06 균주에서는 다른 균주에 비해 푸른곰팡이 포자가 형성되지 않는 것을 확인되어 다소 푸른곰팡이에 대한 저항성을 갖는 것으로 사료되었다. 전남 산림자원연구소에서 보유 중인 균주 중 생장 및 자실체 발생이 우수한 모균주를 선발하여 교잡을 실시하여 생장특성을 조사한 결과, 미송톱밥배지에서 JF02-47, 49, 50 균주의 균사생장량이 우수한 것으로 확인되었다. 이러한 교잡육종 균주의 유전 다양성을 분석하기 위하여 ITS1, 5.8S와 ITS4 영역에 대한 염기서열을 분석한 결과 Genebank에 등록된 다른 꽃송이버섯 균주와 높은 유의성을 갖는 것으로 확인되었다. 이러한 꽃송이버섯의 포자 및 균사를 현미경으로 관찰하여 생장 특성을 확인한 결과, 포자의 크기는 장경 $6{\mu}m$, 단경 $5{\mu}m$의 물방울 모양으로 확인되었고, 균사에서 3가지 형태의 꺽쇠가 관찰되었다. 균사의 폭은 $3{\mu}m$이며 꽃송이버섯 균사의 특징으로는 약 50% 정도 꺽쇠에서 균사가 뻗어나가는 특성을 갖고 있음이 확인되었다. 균사의 생장 속도는 $0.507{\mu}m/min$이며, 2차 균사는 $0.082{\mu}m/min$의 속도로 생장하다가 모균사와 평행을 이루는 시점에서는 모균사의 생장속도와 유사한 속도로 생장하였다. 꺽쇠발생은 약 5시간 동안 균사 내부 전해질의 이동이 관찰된 후 작은 꺽쇠를 형성하였다. 약 3시간 후 격막이 형성되기 시작하였으며, 그로부터 2시간 후 최종적으로 완성되었다. 이러한 특성을 갖는 꽃송이버섯의 푸른곰팡이 저항성을 확인하고, 교잡균주의 유전 다양성 및 균사의 생장 특성을 확인하여 꽃송이버섯에 대한 기초적인 이해를 높이고, 더 나아가 버섯산업 발전에 이바지하고자 한다.

마비성 패류독 허용기준치 재설정을 위한 연구 3. 마비성 패류독의 내열성 (Reestablishment of Approval Toxin Amount in Paralytic Shellfish Poison-Infested Shellfish 3. Thermal Resistance of Paralytic Shellfish Poison)

  • 신일식;김영만
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.143-148
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    • 1998
  • 마비성 패류독(Paralytic Shellfish Poison, PSP)에 의하여 독화된 패류의 유효이용에 대한 자료를 제공하고자 독화된 진주담치의 중장선 균질육, 0.1N HCI로 추출한 조독소 용액, 중장선으로부터 정제한 gonyautoxin(GTX) group 과 saxitoxin(STX) group 등 4가지 형태의 PSP 독소에 대한 내열성을 조사하였다. 독화된 진주담치의 중장선육 균지액, 산추출 조독소액, GTX group, STX group, STX group 등 4종류의 반응속도 상수는 $120^{\circ}C$에서 $3.28{\times}10^{-2},\;1.20{\times}10^{-2},\;5.88{\times}10^{-2},\;2.58{\times}10^{-2}$이었으며 4종류의 독소 중 0.1 N HCl로 추출한 조독소용액의 D-value가 가장 높았다. 반응속도 상수를 이용한 살균 온도 산정에 있어서, 최초 독력이 $200\;\mu\textrm{g}/100g$인 독화된 진주 담치육의 경우, 독력을 마비성 패류독 규제치인 $80\;\mu\textrm{g}/100g$으로 감소시키는데는 $90^{\circ}C$에서는 약 129분, $100^{\circ}C$에서는 약 82분, $110^{\circ}C$에서는 약 48분, $120^{\circ}C$에서는 약 28분 걸렸다. 이러한 결과는 최초 독력이 $200\;\mu\textrm{g}/100g$인 패류의 경우, 통조림 살균공정 후 잔존 독력이 규제치인 $80\;\mu\textrm{g}/100g$ 이하로 감소시키는 데에는 현재의 살균조건($115^{\circ}C$, 70분) 으로는 충분하다는 것을 입증한다.

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버섯잔사 첨가급여가 육성기 한우 채식행동에 미치는 영향 (Effects of Spent Mushroom Substrates Addition on Eating Behavior of Growing Hanwoo)

  • 이상무;황주환;윤용범;곽완섭;김영일;문상호;전병태
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.107-118
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    • 2008
  • 본 실험은 NDF 및 ADF 함량이 높은 버섯폐배지(버섯잔사)에 대한 볏짚 대체 가능성을 채식 행동 관점에서 검토할 목적으로 실시하였으며, 시험사료인 농후사료+볏짚(Control: 5.32kg+자유채식), 농후사료+버섯폐배지+볏짚(T1 : 5.32kg+0.82kg+자유채식) 및 농후사료+버섯폐배지+ 볏짚 (T2 : 5.32 kg+1.64 kg+자유채식)를 급여하여 채식 행동 조사를 하였다. 공시가축은 평균체중 357.0+2.9kg인 한우 18두를 이용하였으며, 사료급여에 있어서는 농후사료와 버섯페배지는 1일 2회로 반량씩 급여하였으며 볏짚은 자유채식토록 하였다. 볏짚 채식량은 Control구가 2.66kg으로서 가장 높게, T2구가 2.03 kg으로 가장 낮게 나타난 반면, 총채식량 및 NDF 채식량은 T2 > T1 > Control구 순으로 높게 나타났다. 채식시간은 Control구가 289.3분, T2구가 290.5로 비슷했고 T1구가 236.0분으로 가장 적었다(p<0.05). 반추시간에 있어서는 버섯폐배지 첨가량을 0%(0.0kg), 15%(0.82kg) 및 30%(1.64kg)로 증가 시켜줌에 따라 반추시간은 451.0분에서 359.5분으로 직선적으로 감소하였다(p<0.05). 이는 버섯폐배지의 사료입자 크기가 매우 작았던 것에 기인된 것으로 생각된다. 1일 저작시간, 식괴수, 저작회수와 식괴당 저작수 및 사료가치지수는 볏짚을 급여한 대조구에서 모두 높게 나타났다(p<0.05). 그러나 식괴당 반추시간은 T2(69.4분)에서, 분 당 식괴수는 T1구(1.07번)에서 높게 나타났다(p<0.05). 채식율, 반추효율 및 저작효율성에 있어서는 버섯폐배지 첨가 급여구(T1, T2)가 무첨가 급여구(Control)에 비하여 높게 나타났으며, 이는 높은 채식량과 버섯폐배지의 작은 입자도가 관여한 것으로 생각된다. 군 행동은 모든 구(Control, T1 및 T2)에서 농후사료 급여시에 통일된 행동을 보였고, 반추 및 휴식에 있어서 군 행동은 처리 간 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 이상의 결과 육성우 배합사료에 버섯폐배지 15% 및 30%를 첨가 급여함으로서 반추시간, 식괴수, 저작수 및 FVI치는 다소 낮은 결과치를 보였으나, 채식행동에 큰 문제가 될 정도는 아니며, 오히려 채식율, 반추효율 및 저작효율에 있어서 무첨가구에 비하여 첨가구가 높았던 점을 감안 할 때 한우 육성우 조사료원으로서 대체 가능성을 기대할 수 있다.

환경, 음식 및 운동 알레르기 반응에 대한 고찰 (The Review of Environment, Food and Exercise on Allergy Anaphylaxis)

  • 곽이섭;백영호;김승현;김영일;유병민
    • 생명과학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.147-152
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    • 2010
  • 규칙적인 운동이 면역력 증가에 도움을 주는 것이 일반적인 사실이지만 차고 건조한 환경에서의 격렬한 운동은 호흡기 질환의 일종인 운동 유발성 천식과 운동 유발성 알레르기 질환을 야기하고, 상기도 감염 등을 유발하기도 한다. 이는 수행되는 운동의 종류나 방법 등에 따라서 다르게 나타나며 운동 수행의 경험과 운동 환경 등에 따라서 상이하게 나타난다. 따라서 운동하는 환경이 야외에서 이루어지며 오존이나 먼지 등을 많이 접하면서 수행되는 운동과 동계 스포츠인 스키, 스노우보드, 스케이트 및 아이스하키와 같은 운동 수행으로 운동 시 폐가 차갑고 건조한 공기에 장시간 노출됨에 따라 운동 유발성 천식과 운동유발성 알레르기 반응이 초래된다. 이러한 반응은 음식 알레르기와도 함께 나타나는데, 음식 알레르기가 있는 사람은 운동 시 더욱 알레르기 반응이 증가하게 되고, 음식 알레르기가 나타나지 않은 사람도 특정 음식 섭취 후 격렬한 운동 시 운동 유발성 알레르기가 나타나기도 한다. 이는 일반적으로 소화된 음식물이 장으로 지나갈 때, 혈액의 IgA가 덜 소화된 단백질을 혈액으로 들어오는 것을 방어해 주지만, 결렬한 운동이나 스트레스 상황에서는 IgA가 감소하게 되고, 이러한 상황에서 음식 유발성 알레르기 질환이 나타나게 되는데, 운동 시 이러한 반응이 더욱 심화되며 운동 유발성 알레르기 아나플락시스로 나타나기도 한다. 운동 유발성 알레르기 질환은 운동의 방법, 종류 및 수행되는 운동시간 등에 따라 깊은 관련이 있으며, 임상적인 징후로는 심한 기침, 가슴의 답답함, 호흡 곤란, 쌕쌕거림의 현상, 피부두드러기 및 혈관부종, 심할 경우 혈관파괴 등의 현상이 나타나고, 돌연사의 원인이 되기도 한다. 격렬한 운동은 과 호흡을 유발시키고, 이로 인해 폐의 비만세포가 증가하게 되며, 증가된 비만세포에서 나오는 히스타민이 알레르기 반응을 유발한다. 운동 유발성 두드러기나 아나필락시스 진단에 있어 가장 중요한 사항은 가족력과 병력에 대한 사항이며, 이외에도 메타콜린 피부 반응검사 등이 있다. 치료는 일상생활에서 활동의 수준과 범위를 수정하는 하는 것이 핵심이며, 이를 위해서는 전문가를 통한 환자 교육이 매우 중요하며, 식후에는 시간을 두고 운동해야 한다. 그리고 운동전 알레르기를 유발하는 음식물의 섭취를 제한해야 한다. 본 연구자는 운동 알레르기와 관련된 인자를 크게 운동 시의 환경과 음식물로 구분하고, 여러 문헌을 고찰하여, 운동 시 일어날 수 있는 알레르기 반응을 미연에 방지하고, 운동을 수행하는 엘리트 운동선수 및 동호인, 운동을 지도하는 지도자, 스포츠 산업에 종사하는 사람들에게 기초자료를 제공하고자 한다.

Zn(Ox,S1-x) 버퍼층 적용을 통한 Cu2ZnSnS4 태양전지 특성 향상 (Improvement of Cu2ZnSnS4 Solar Cell Characteristics with Zn(Ox,S1-x) Buffer Layer)

  • 양기정;심준형;손대호;이상주;김영일;윤도영
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제55권1호
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    • pp.93-98
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    • 2017
  • 본 실험에서는 $Cu_2ZnSnS_4$(CZTS) 태양전지의 흡수층 상부에 다양한 조성을 갖는 $Zn(O_x,S_{1-x})$ 버퍼층을 적용하여 특성 변화를 살펴보았다. $Zn(O_{0.76},S_{0.24})$, $Zn(O_{0.56},S_{0.44})$, $Zn(O_{0.33},S_{0.67})$ 그리고 $Zn(O_{0.17},S_{0.83})$의 4가지 단일막의 경우, 전자-정공의 재결합 억제에 유리한 밴드갭 구조를 나타내는 $Zn(O_{0.76},S_{0.24})$ 버퍼층을 소자에 적용했다. $Zn(O_{0.76},S_{0.24})$ 버퍼층을 소자에 적용 시, 흡수층으로부터 S가 버퍼층으로 확산되어 소자 내에서의 버퍼층은 $Zn(O_{0.7},S_{0.3})$의 조성을 나타냈다. CdS 버퍼층의 $E_V$보다 낮은 에너지 준위를 갖는 $Zn(O_{0.7},S_{0.3})$ 버퍼층은 전자-정공 재결합을 효과적으로 억제하기 때문에 CZTS 태양전지의 $J_{SC}$$V_{OC}$ 특성을 향상시켰다. 이를 통해 CdS 버퍼층이 적용된 CZTS 태양전지의 효율인 2.75%가 $Zn(O_{0.7},S_{0.3})$ 버퍼층 적용을 통해 4.86%로 향상되었다.

호소퇴적물로부터 인 용출 저감을 위한 In-situ 처리 (In-situ Treatment for the Attenuation of Phosphorus Release from Sediments of Lakes)

  • 김석구;이미경;안재환;강성원;김영임
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.563-572
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    • 2006
  • 정체수역 호소 퇴적물로부터 인 용출 저감을 위한 최적의 In-situ 처리 방법을 제시하고자 실험실 규모의 batch test를 수행하였다. 실험에 사용된 퇴적물의 성상은 평균입도 $7.7{\phi}$(mud)로 매우 세립하고, 유기탄소 함량은 2.4%로 매우 높다. 인 용출 실험은 수층 미생물의 영향을 고려한 경우와 미생물의 영향을 배제한 호소수와 증류수로 구분하여 총 12개 컬럼을 비교 평가하였다. In-situ capping 소재로는 모래와 황토를 사용하였으며, in-situ chemical treatment로는 Fe-Gypsum, $SiO_2$-Gypsum의 산화제를 적용하였다. 또한 산화제와 모래층을 결합시킨 복합층에 대해서도 비교 평가하였다. 미생물의 영향을 고려한 호소수의 경우, 실험 초기에는 인의 농도가 급격히 감소하다 10일 이후부터 서서히 증가되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 수층의 미생물에 의해 인이 섭취(uptake)되었다가 다시 용출되는데 시간이 소요되는 것으로 나타났다. 30일간 퇴적물로부터 용출된 인의 flux는 control의 경우 $3.0mg/m^2{\cdot}d$로 매우 높고, 모래층(5 cm), 황토층(5 cm)으로 rapping을 한 경우 역시 충분한 압밀이 이루어지지 않아 $2.5mg/m^2{\cdot}d,\;1.8mg/m^2{\cdot}d$로 인 저감 효율이 낮았다. 화학적 소재를 적용한 Fe-gypsum와 $SiO_2$-gypsum은 $1.4mg/m^2{\cdot}d$로 control과 비교시 인 용출 저감 효율이 약 40% 이상으로 나타났다. 복합층으로 rapping을 한 경우는 $1.0mg/m^2{\cdot}d$로 60% 이상의 높은 인 저감 효율을 보였다. 즉, 오염퇴적물에 산화제로서 gypsum($CaSO_4{\cdot}2H_2O$) 적용은 인의 용출을 감소시키며, 퇴적물내 황산염이 서서히 용해되어 SRB(sulfate reducing bacteria)의 활성과 유기물의 광물화를 촉진시킬 수 있다.