• 광물과 암석
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• 제35권3호
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• pp.313-331
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• 2022

무기 자연 수소(H₂)는 천연가스의 주요 구성성분이지만, 청정 및 재생 가능한 에너지로써 글로벌 에너지 분야에서 그 중요성이 다소 과소평가되고 있다. 이 논문은 우리가 과거에 생각했던 것보다 훨씬 광범위한 환경에서 무기 자연 수소가 대륙 암석권에서 대량 생성된다는 최근 논문들을 바탕으로 자연 수소의 발생 기작과 이와 관련된 다양한 지질학적 특징들을 검토하였다. 지금까지 확인된 자연 수소의 주요 근원암은 (1) 초고철질암, (2) 철(Fe²⁺)이 풍부한 암석으로 구성된 강괴, (3) 우라늄이 풍부한 암석이다. 이 암석들은 선캄브리아 시대 결정질 기반암 그리고 중앙 해령과 대륙기반의 오피올라이트(ophiolite), 페리도타이트(peridotite) 암체에서 사문암화된 초고철질암과 밀접하게 관련된다(Zgonnik, 2020). 이 근원암들에서 자연 수소를 생성하는 무기적 작용은 (a) 광물(예, 감람석)의 Fe²⁺이 산화되는 동안 물의 환원, (b) 방사성 붕괴로 인한 수전해, (c) 규산염 암석의 기계적 파괴(예, 단층) 동안 물과 표면 라디칼의 반응 등이며, 자연 수소는 자유 기체(51%), 다양한 광물 내의 유체포유물(29%), 지하수의 용존기체(20%) 형태로 발견된다(Zgonnik, 2020). 우리나라의 경우 아직 자연 수소 연구가 수행되지는 않았지만, 경상분지 내 무기 자연 수소의 생성과 부존 가능성은 두꺼운 퇴적분지 내에서 초고철질암, 층간 현무암층과 철/구리 부화대 존재, 그리고 페름기-제3기 동안 능동적 대륙 연변부에서 여러 번의 화성활동 등을 포함한 지질학적/지구화학적 특성을 고려하면 상당히 높은 것으로 평가된다. 최근 지질 기원의 자연 수소를 연구/탐사하는 국외 학자들과 산업체들은 가까운 미래에 자연 수소가 깨끗하고 재생 가능한 획기적인 에너지원 역할을 할 것으로 전망하고 있다. 따라서 우리나라에서 자연 수소의 경제적 활용을 위한 부존지 발견 여부와 상관없이 지하의 암석-유체 상호작용에 관한 통합 연구를 통해 아직 밝혀지지 않은 자연 수소의 성인과 탐사는 차세대 핵심 연구임이 분명하다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제17권3호
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• pp.193-218
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• 1974

본(本) 연구(硏究)는 산도(酸度)가 극(甚)히 높고 수도(水稻)의 생육(生育)이 저조(低調)하며 수량(收量)이 낮은 특이산성답(特異酸性畓) 토양(土壞)에 대(對)한 특성조사(特性調査)와 그 개량(改良)의 목적(目的)으로 석회(石灰)를 시용(施用)하였을 때 토양(土壞)의 화학적(化學的) 성질(性質)과 수도묘(水稻苗)의 생육(生育)에 미치는 영향(影響)을 검사(檢討) 연구(硏究)하고져 하였다. 즉(則) 특이산성답토양(特異酸性畓土壞)에서 석회(石灰)의 시용(施用)이 그 토양(土壤)의 산도(酸度), 산화환원전위차(酸化還元電位差), 2가철(價鐵), 알루미늄 및 황산함량(黃酸含量)의 변화(變化)와 토양인(土壞燐)의 화학적(化學的) 형태(形態)에 미치는 영향(影響)을 담수(湛水) 및 건조(乾燥)와 같은 환경(環境)의 변화하(變化下)에서 추구(追究)하였으며 한편 수도(水稻)의 묘생육(苗生育)에 대(對)하여 인산(燐酸), 철(鐵) 및 알루미늄의 개량적(改良的) 또는 저해적(沮害的) 효과(效果)를 석회(石灰)의 영향하(影響下)에서 검사(檢討)한 바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 특이산성답(特異酸性畓) 심토(心土)는 석회(石灰)가 시용(施用)되어도 건조(乾燥)되면 다시 pH가 저하(低下)된다. 2. Eh는 담수(湛水) 5일경(日頃)에 최저(最低)로 되고 석회시용(石灰施用)으로 크게 하강(下降)되나 건조(乾燥)되면 다시 상승(上昇)된다. 3. 수용성(水用性) 및 Morgan 용액가용(溶液可溶) 2 가철(價鐵)의 함량(含量)은 담수(湛水) 15일경(15日頃)에 최고(最高)로 되며 수용성(水用性) 2 가철(價鐵)만이 석회시용(石灰施用)에 의(依)하여 크게 감소(減少)된다. 4. 수용성(水用性) 및 Morgan 용액가용(溶液可溶) 알루미늄 함량(含量)은 담수(湛水)와 석회시용(石灰施用)으로 감소(減少)되며 건조(乾燥)에 의(依)하여 약간 증가(增加)되는 경향(傾向)이다. 5. 석회(石灰)를 시용(施用)한 특이산성답(特異酸性畓) 토양(土壞)에서 수용성(水用性) 석회(石灰)와 황산함량(黃酸含量) 간(間)에는 고도(高度)의 유의성(有意性) 있는 부상관(負相關) 관계(關係)가 있으며 석회시용(石灰施用)은 토양(土壞)의 황산함량(黃酸含量)을 감소(減少)시킨다. 6. 전린(全燐)은 특이산성답(特異酸性畓) 표토(表土)에서 496.3ppm, 심토(心土)에서 387.5ppm이었으며 무기인(無機燐)의 함량(含量)은 Fe-P>Occ.Fe-P>Ca-P>Occ.Al-P>Al-P 의 순(順)으로 Fe-P가 가장 많았다. 7. 석회시용(石灰施用)은 토양(土壞)의 Ca-P나 Al-P 등(等)을 크게 증가(增加)시키고 Occ. Fe-P와 Occ. Al-P도 증가(增加) 시키나 Fe-P는 감소(減少)시키는데 그 정도(程度)는 토양(土壞)에 따라 다르다. 8. 수도묘(水稻苗)의 건물중(乾物重)에 대(對)한 인산효과(燐酸?果)는 현저(顯著)하며 석회(石灰)를 시용(施用)하지 않을때는 인산(燐酸) 흡수계수(吸收係數)의 6.8%, 석회(石灰)를 시용(施用)할 때는 인산(燐酸) 흡수계수(吸收係數)의 10.0% 해당량(該當量)에서 가장 많은 건물중(乾物重)을 생산(生産)하였다. 9. 석회(石灰) 시용(施用)은 수도묘중(水稻苗中)의 석회(石灰) 및 규산(珪酸)의 함량(含量)과 그 흡수량(吸收量)을 증가(增加)시키나 철(鐵) 및 알루미늄함량(含量)과 그 흡수량(吸收量)을 감소(減少)시킨다. 묘중(苗中)의 인산함량(燐酸含量)이나 흡수량(吸收量)은 인산시용(燐酸施用)으로 증가(增加)되나 철함량(鐵含量)은 감소(減少)되며, 철(鐵)이나 알루미늄의 시용(施用)은 이들의 함량(含量)과 흡수량(吸收量)을 증가(增加)시키나 인산함량(燐酸含量)과 흡수량(吸收量)은 감소(減少)시킨다. 10. 석회(石灰)의 시용(施用)은 과잉(過剩)의 철(鐵)과 알루미늄에 의(依)한 피해(被害)를 크게 경감(輕滅)시킨다. 11. 인산(燐酸) 시용시(施用時) 묘(苗)의 건물중(乾物重)은 묘중(苗中)의 인산(燐酸), 석회(石灰) 및 규산(珪酸)의 흡수량(吸收量)과 고도(高度)의 유의성(有意性)있는 정상관관계(正相關關係)가 있었고 철(鐵) 및 알루미늄 시용시(施用時) 건물중(乾物重)은 석회(石灰), 규산(珪酸)의 함량(含量) 및 그 흡수량(吸收量)과는 유의성(有意性) 있는 정상관(正相關), 철(鐵) 및 알루미늄의 함량(含量)과 이들의 흡수량(吸收量)과는 유의성(有意性)있는 부상관(負相關) 관계(關係)가 있었다. 12. 석회(石灰)와 인산(燐酸)을 시용(施用)하였을 때 묘(苗)의 건물중(乾物重)은 시험(試驗) 후(後) 토양(土壤)의 pH 및 Morgan 용액(溶液) 가용(可溶) 석회(石灰) 함량(含量)과 고도(高度)의 유의성(有意性)있는 정상관(正相關) 관계(關係)가 있었고 석회(石灰)와 철(鐵) 및 알루미늄을 시용(施用)한 시험(試驗) 후(後) 토양(土壤)의 pH와 석회(石灰) 및 규산함량(珪酸含量)과도 유의성(有意性)있는 정상관(正相關), 철(鐵) 및 알루미늄의 함량(含量)과는 부(負)의 상관관계(相關關係)가 있었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제40권3호
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• pp.213-222
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• 1993

연구배경 : 기관지천식은 일종의 염증성 질환으로서 다형핵구가 병태생리에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 특히 다형핵구로부터 생성되는 독성산화물들은 기도 및 폐조직 손상을 야기시켜 기관지 천식의 병인에 기여하는 것으로 알려져 있으나, 이에 대한 실질적인 증거가 아직 부족할 뿐아니라 이들이 폐조직손상을 일으키는 기전 또한 불분명하다. 이에 저자들은 기관지천식환자들의 다형핵구로부터 생성되는 과산화 음이온이 실제로 폐포세포손상에 중요한 역할을 하는지 여부와 과산화 음이온이 폐포세포 손상을 일으키는 기전을 보다 명확히 하고자 본 연구를 시작하였다. 방법 : 임상적으로 안정된 12명의 기관지천식환자와 5명의 정상인들을 대상으로 하였으며, 말초혈액 다형핵구는 말초혈액으로부터 dextran 침강법 및 Ficoll-Hypaque 밀도차 분리법을 이용하여 분리하였다. 다형핵구의 과산화 음이온 생성능 및 혈장 SOD 활성도는, 과산화 음이온이 cytochrome c를 환원시켜 나타나는 발색반응을 이용하여 분광측정법으로 측정하였으며, 다형핵구의 A549 폐포세포에 대한 세포독성작용은 $^{51}Cr$ release assay로 측정하였으며, A549 lysis 및 A549 detachment 두가지 측면에서 관찰하였다. 결과 1) 다형핵구의 과산화 음이온 생성능은 천식환자군이 정상군에 비해 현저히 높았으며 ($2.81{\pm}0.95$대 $6.65{\pm}0.58\;mmol/1{\times}10^6$ cells, p<0.05), 각 환자의 $FEV_1$과는 역상관관계를 보였으나 (R=-0.63, p<0.05), $PC_{20}$ histamine과는 상관관계가 없었다. 2) 혈장 SOD 활성도는 천식환자군이 정상군에 비해 다소 감소되어 있는 경향을 보였으나 통계학적 의미는 없었으며, 각 환자의 $FEV_1$과는 상관관계를 보였으나(R=0.63, p<0.05) $PC_{20}$ histamine과는 상관관계가 없었다. 3) 정상군에서는 혈장 SOD 활성도와 다형핵구의 과산화음이온 생성능간에 의미있는 상관관계를 보였으나(R=0.88, p<0.05), 천식환자군에서는 상관관계가 없었다. 4) 두군 모두에서 다형핵구에 의한 A549 폐포세포의 손상형태가 lysis 보다는 detachment가 더욱 현저한 경향을 보였으며, 두가지 모두 천식 환자군에서 다소 높은 경향을 보였다. 또한 두군 모두에서 SOD 전처치에 의해 A549 detachment는 현저하게 억제되었으나 A549 lysis는 억제되지 않았으며, 두가지 모두가 혈창 전처치에 의해서는 억제되지 않았다. 5) 두군 모두에서 다형핵구의 과산화 음이온 생성능과 A549 detachement와는 유의한 상관관계가 있었으나(정상군 : R=0.90, 환자군 : R=0.82), A549 lysis와는 별로 상관관계가 없었으며, 혈장 SOD 활성도는 상관관계를 보이지 않았다. 또한 천식환자군에서 A549 lysis나 A549 detachment는 환자의 $FEV_1$ 도는 $PC_{20}$ histamine과는 의미있는 상관관계를 보이지 않았다.6) 다형핵구에 의한 폐포세포손상의 양상에 있어서 알레르기성 천식환자와 비알레르기성 천식환자 사이에는 의미있는 차이가 없었다. 결론 : 이상의 연구결과 다형핵구로부터 생성되는 과산화 음이온에 의한 기도 및 폐조직 손상이 기관지천식의 병인에 부분적으로 영향을 미칠 것으로 생각되며, 과산화 음이온은 주로 폐포세포의 탈락을 야기시킴으로써 폐포세포 손상을 일으키는 것으로 추측된다.