• 대한환경공학회지
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• 제37권1호
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• pp.52-59
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• 2015

최근 낙농업은 지구온난화 등 환경에 미치는 영향 문제에 직면하고 있다. 특히 젖소로부터 발생하는 장내발효 메탄가스와 젖소를 사육하는데 필요한 사료작물의 재배에 의한 여러 환경영향이 이슈가 되고 있다. 유럽에서는 Product Environmental Footprint (PEF)라는 통합적 라벨링제도를 통해 공산품뿐만 아니라 낙농제품 등과 같은 각종 농업생산물에 대한 환경영향 산정 방법론을 연구하고 있는 실정이다. 이 연구에서는 전과정평가(Life cycle assessment, LCA)를 이용하여 국내 낙농우(젖소)의 전과정에 대해 전과정 단계별로 환경영향을 산정하고 주요이슈를 규명하였다. 시스템 경계는 젖소를 위한 사료작물 재배, 사료가공, 전소 관리와 가축분뇨처리(cradle-to-gate)이다. 기능단위는 1 kg의 우유(Fat Protein Corrected Milk, FPCM(유지 및 단백질 보정유)) 생산이다. 국내 낙농우(젖소) 시스템의 환경영향은 사육단계, 사료작물 재배단계가 분뇨처리단계 및 사료생산 단계보다 더 많은 환경영향범주에서 주요 전과정 단계로 규명되었다. 이에 농장 내 우유 생산과정 환경영향을 저감하기 위해서는 사육 시 장내발효 메탄가스 발생 억제기술 개발, 농장 기기 장비의 에너지효율 개선, 작물 재배 시 발생하는 침출수 관리 및 사료작물 재배 시 비료의 유실방지 기술 개발 등이 주요 환경이슈를 개선하기 위한 방안으로 판단된다.

• 환경정책연구
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• 제9권1호
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• pp.57-81
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• 2010

고유가 시대인 현실에서 우리나라는 화석연료에 대한 의존도가 높아 저탄소 녹색성장이 가능한 경제사회 구조로의 전환이 시급하다. 현재 화석연료 사용과 관련된 보조금 개편은 환경에 유해한 투입요소에 대한 보조금을 감축 또는 제거하여 경제적 효율성을 제고하고 환경 피해를 완화시켜 사회 전체적으로 편익을 가져올 수 있는 Win-Win 효과가 기대되는 정책방안이다. 특히, 우리나라 전력부문에서 시행되는 보조금 제도 중에서 산업용, 농업용 및 심야전력에 대한 교차보조금의 경우, 전체 전력부문 보조금의 80% 이상을 차지하는 가장 큰 규모인데 본 논문은 전력부문 환경유해보조금 가운데 가장 큰 비중(연간 약 1조 6,583억원)을 차지하는 교차보조금 제도 중에서 산업용 전기의 환경유해보조금 개편 시 기대될 수 있는 파급효과를 가격탄력성 추정을 통해 파악하였다. 가격탄력성 추정에는 ARDL(자기회귀시차분포) 모형을 이용하였고, 기본 데이터는 1990년부터 2007년까지의 분기별 자료를 이용하였다. 본 연구에서 환경유해보조금 제거로 산업용 전력에 대한 연간 에너지 수요변화량은 -12,475,930MWh만큼 사용량이 감소할 것으로 추정되었으며, 이산화탄소 배출량의 경우를 보면 연간 2,644,897톤이 감소하는 것으로 추정되어 보조금 폐지가 이산화탄소 저감에 상당한 기여를 하는 것으로 나타났다. 또한 EU에서 제시한 오염물질 단위당 환경오염비용을 이용하여 배출저감량을 금액으로 환산하면 산업용 전력보조금 제거로 연간 약 1조 1,914억원의 환경개선편익 발생하는 것으로 나타났다. 그리고 이산화탄소의 경우 톤당 25유로를 적용하여 계산하면 산업용 전력보조금 제거로 연간 약 1,062억원의 환경개선편익이 발생하는 것으로 나타났다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제24권6호
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• pp.605-612
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• 2008

본 연구에서는, MTSAT-1R 위성 자료를 이용하여 표면도달일사량 (SSI: Solar Surface Insolation)을 산출한다. 표면도달일사량은 태양-지구에너지시스템, 기후변화, 그리고 농업 생산 예측 모델 활용과 같은 다양한 분야에 사용되는 주요 변수이다. 대부분의 표면도달일사량 산출모델은 지상 관측 일사계 자료를 이용하여 모델의 검 보정을 수행한다. 위성자료를 이용하여 산출된 표면도달일사량과 지상 관측 일사값을 서로 비교할 때, 기기 차에 의해 발생하는 시스템 오차가 존재한다. 지상 관측 일사계의 경우에는 2분마다 관측된 전천 일사량을 평균하여 시간일사 대푯값으로 제공하다. 반면 위성을 이용하여 산출된 표면 도달일사량의 경우에는, 특정시간에 대한 순간 관측 값을 이용하며, 단위 화소 크기에 대한 공간 해상도로 제공된다. 시스템 차에 의해 발생하는 시간적 불일치는 지상 관측 값과의 검 보정 시, 오차 값을 포함한다. 본 연구에서는, 시간 불일치 조정을 통해 보다 향상된 표면도달일사량 검증 기법을 제공하고자 한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.127-133
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• 2019

본 연구는 3T3-L1 세포로 하늘타리(Trichosanthes kirilowii Maxim) 뿌리 에탄올 추출물(TKM)의 항비만 활성을 조사하였다. TKM 처리 한 3T3-L1 지방세포의 분화억제를 통한 지방생성 억제에 초점을 두었다. 세포독성을 나타내지 않는 100ug/ml 농도에서 TG 함량을 현저히 억제하고, 세포 초기분화 전사인자 $PPAR{\gamma}$, $C/EBP{\alpha}$, SREBP-1c의 발현 억제, 세포내 에너지 향상성 조절인자 pAMPK, 중성지방산의 합성분해 조절인자 pACC, CPT-1, 지방산 합성 효소(FAS) 발현 억제, 호르몬자극지방분해 효소(HSL) 활성화 등 지방합성 관련인자들의 발현 조절 효능이 있는 것으로 확인되었다. 이상의 결과로 TKM은 지방세포 분화와 지방대사 관련 인자들의 발현을 조절함으로써 지방 생성과 축적 저해 효능을 보여 항비만 융합치료제로의 가능성을 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권12호
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• pp.1229-1235
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• 2018

본 연구는 우리나라의 1990-2014년 시계열 자료를 활용하여 물 효율성, 경제성장, 전력생산 및 이산화탄소 배출 간의 장 단기 인과관계를 실증적으로 분석하였다. 기존 연구들이 경제성장, 이산화탄소 배출 및 전력 및 에너지에 국한되어 분석을 한 반면 본 연구는 기존 변수들과 더불어 물 효율성과의 관계를 설명하였다는 기여를 가지고 있다. 실증분석결과를 살펴보면, 네 변수들은 단기조정관계를 통해 장기적으로 균형상태에 도달한다는 것과 변수들 간의 인과관계에서 이산화탄소 배출과 경제성장은 물 효율성의 원인이 되고 이산화탄소 배출과 경제성장 및 물 효율성은 전력생산의 원인이 된다는 사실을 발견하였다. 또한 물 효율성에 대한 장기 영향계수 추정결과를 통해 전력생산의 증가와 경제성장 및 이산화탄소 배출의 감소는 물 효율성을 증가시키며, 일정 수준 이상의 경제성장은 물 효율성의 증가속도를 감소시킨다는 경제성장과 물 효율성의 역U자형 관계를 확인하였다.

• 한국기후변화학회지
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• 제4권4호
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• pp.371-384
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• 2013

최근 기후변화로 인해 잇따라 발생하는 전 지구적 이상기후의 출현은 사회 전반에 걸쳐 직 간접적으로 많은 영향을 미친다. 특히, 자연을 통해 기본 에너지를 얻는 농업은 기상환경에 따라 작물의 생장과 수확이 직접적으로 영향을 받기 때문에, 기후변화와 관련된 사회적 중요 관심사가 되었다. 본 연구에서는 국내 주요 수입곡물중 큰 부분을 차지하고 있는 옥수수와 밀에 대하여 주요 수출국인 미국과 중국을 대상으로 생산량에 많은 영향을 끼치는 온도의 변화 경향을 통해 취약성 평가를 하였다. 주요 곡물 생산국들의 곡물 생산성에 영향을 미치는 재배기간을 문헌 및 기존 연구를 통해 국가별로 파악하여 주요 재배기간으로 정하고, 옥수수와 밀에 대한 생산국별 주요 재배기간에 해당하는 미래 기상은 RCP8.5 기후변화 시나리오를 기반으로 구축하였다. 기온의 변화경향을 나타내는 적응성과 기온의 변화 정도를 나타내는 민감도를 이용하여 중국과 미국 간의 곡물별 생산취약성을 분석한 결과, 과거에 밀은 미국이 생산에 유리하고, 옥수수는 중국이 유리하였지만, 미래에는 두 곡물 모두 미국이 생산에 유리한 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 도출된 생산성 취약성 평가 결과는 기후변화로 인한 미래 수입 곡물 가격변동에 대한 대비 자료로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권2호
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• pp.274-282
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• 2019

최근 빅데이터 과학은 사회현상 모델링을 통한 예측은 물론 강화학습과 결합하여 산업분야 자동제어까지 응용범위가 확대되고 있다. 이러한 추세 가운데 이미지 영상 데이터 활용연구는 화학, 제조, 농업, 바이오산업 등 다양한 산업분야에서 활발히 진행되고 있다. 본 논문은 신경망 기술을 활용하여 영상 데이터의 시맨틱 분할 성능을 개선하고자, U-Net의 계산효율성을 개선한 DeepU-Net 신경망에 AutoML 강화학습 알고리즘을 구현한 NASNet을 결합하였다. BRATS2015 MRI 데이터을 활용해 성능 검증을 수행하였다. 학습을 수행한 결과 DeepU-Net은 U-Net 신경망 구조보다 계산속도 향상 뿐 아니라 예측 정확도도 동등 이상의 성능이 있음을 확인하였다. 또한 이미지 시맨틱 분할 성능을 개선하기 위해서는 일반적으로 적용하는 드롭아웃 층을 빼고, DeepU-Net에 강화학습을 통해 구한 커널과 필터 수를 신경망의 하이퍼 파라미터로 선정했을 때 DeepU-Net보다 학습정확도는 0.5%, 검증정확도는 0.3% 시맨틱 분할 성능을 개선할 수 있었다. 향후 본 논문에서 시도한 자동화된 신경망을 활용해 MRI 뇌 영상진단은 물론, 열화상 카메라를 통한 이상진단, 비파괴 검사 진단, 화학물질 누출감시, CCTV를 통한 산불감시 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.523-531
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• 2018

축산부문 유기성 폐자원의 자원화사업은 퇴 액비화, 사료화, 바이오가스화, 고형연료화 등이 진행되고 있다. 본 논문의 목적은 축산부문 유기성 폐자원 자원화 정책의 우선과제 및 시사점을 도출하는 것이다. 이를 위해 관련 전문가를 대상으로 축산부문 유기성 폐자원의 자원화방안에 대하여 리커트 5점 척도의 중요도-만족도를 조사하였다. 축산 유기성 폐자원의 자원화에 대한 중요도와 만족도의 평균은 각각 3.63, 3.04점이며, 크론바하 알파값은 모두 0.7 이상으로 높은 신뢰성을 보이고 있다. 중요도와 만족도에 따른 가축분뇨 자원화 사업의 우선 시행순위는 퇴 액비화, 사료화, 바이오가스화, 고형연료화 순으로 나타났다. 가축분뇨 자원화 방안에 대한 IPA 분석결과 사료 품질 개선, 퇴 액비 수요처 확대, 지역단위 재활용시스템 구축, 생산비 절감 기술 개발, 수요자 연계 강화, 액비 품질인증 기준 제정 등은 중요도와 만족도에서 모두 높은 점수를 얻어 현 상태를 계속 유지해야 하는 것으로 나타났다. 악취저감기술 보급 촉진, 가축분뇨 바이오매스와 기타 바이오매스 통합 관리 등은 집중적인 지원이 필요한 것으로 나타났다. 발전차액지원제도 부활, 농부산물 사료화 촉진, 고형연료화 전과정 관리기준 설정, 위생안전기준 법제화, 에코비즈 개발 및 사료화 촉진 등은 중장기 대책으로 전환할 필요가 있다. 축산 부문 유기성 폐자원의 자원화 촉진을 위해 악취저감기술개발 지원 강화, 관련 부처간 협의기구 마련, 환경친화적 고형연료화 기술개발 및 정책적 지원, 신재생에너지 공급인증서 지원문제 해결을 위한 제도 정비 등이 요구된다.

• 생명과학회지
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• 제31권5호
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• pp.520-526
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• 2021

반추가축의 반추위내 미생물단백질은 단백질의 공급원중 일부이며 글루타메이트 생산을 위한 공급원이기도 하다. 글루탐산은 신체의 대사반응, 근육 및 기타 세포구성에 필요한 단백질 합성물질로 이용되며 면역기능항진에도 매우 필수적으로 이용된다. 또한 계면활성제, 완충제, 킬레이트제제, 향미 증강제, 배양배지 및 농업 분야에서 성장촉진제로 이용된다. 글루탐산은 감마-아미노부티르산(GABA)생산을 위한 기질로서 본 연구는 글루탐산의 기능과 글루탐산 탈 탄산효소 유전자를 포함하는 미생물에 대한 정보를 제공하는데 있다. GABA는 체온 조절, 건물섭취량, 유생산량 및 유성분을 개선시키는 것으로 알려져 있다. 대부분의 글루탐산과 GABA 생성 미생물은 대부분 Lactococcus, Lactobacillus, Enterococcus 및 Streptococcus 종과 같은 젖산생성 미생물로 이루어져 있다. 반추위내 대사기전을 보면 GABA 합성을 통해 succinate 생산과정을 거치고, succinate는 탈수소효소반응을 통해 프로피온산과 기타 대사산물을 생산할 수 있다. 또한 Clostridium tetanomorphum과 혐기성 Micrococci는 글루타메이트 발효과정에서 아세트산과 낙산을 생성한다. 프로피온산과 기타 대사산물은 간에서의 혈당으로 전변되어 반추가축의 유선세포에서 유당 및 체중증가를 위한 에너지를 제공한다. 이를 통해 반추가축의 건강상태 개선 및 성장촉진을 위한 중요한 미생물로 이용가능하다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권1호
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• pp.8-13
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• 2022

본 연구는 동절기 공정육묘장의 수박 플러그 묘 생산 시, 난방 에너지 절감에 유리한 난방장치인 나노탄소섬유 적외선 난방등의 효율적인 사용을 위한 적정 전력과 설치 간격을 구명하기 위해 수행되었다. 유리온실 내 소형 베드 6개를 플라스틱 필름으로 구획을 나누었으며, 100cm 높이에 700W와 900W 난방등을 설치하였다. 난방등은 설치 간격을 각각 중앙 1개(Control), 60cm 간격(2개), 40cm 간격(3개)으로 설치하였다. 나노탄소섬유 적외선 난방등을 점등한 후 대조구를 제외한 모든 처리에서 설정한 야간 기온(20℃)을 유지하였다. 엽온은 난방등 설치 간격이 좁을수록 빨리 상승하는 경향을 보였다. 나노탄소섬유 적외선 난방등을 사용함에 따른 처리구간 수박 접목묘의 생육에는 뚜렷한 차이가 없었으나, 엽장과 엽폭은 700W 난방등에서 설치 간격이 짧을수록 길어지는 경향을 보였으며, 700W 난방등을 40cm 간격으로 설치하였을 때 묘의 충실도가 높은 값을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 야간 기온 유지와 묘의 충실도를 고려하였을 때, 700W 난방등을 40cm 간격으로 설치하는 것이 수박 접목묘를 생산하는데 경제성을 고려하여 효율적인 나노탄소섬유 적외선 난방등의 전력과 설치 간격으로 판단된다.