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골 밀도 평가를 위한 뼈의 전기 전도도 재구성: 시뮬레이션 (An Electrical Conductivity Reconstruction for Evaluating Bone Mineral Density : Simulation)

  • 최민주;김민찬;강관석;최흥호
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.261-268
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    • 2004
  • 골다공증은 골 조직의 량이 감소하여 골절의 가능성이 증가하는 상태이다. 뼈의 전기적 특성은 골 밀도와 관련이 있으며, 특히 뼈의 절기 저항은 골 소실이 증가할수록 감소하는 것으로 알려져 있다. 만일 신뢰성 있는 측정이 가능하다면, 뼈의 전기적인 특성은 골다공증 진단을 위한 유용한 변수가 될 수 있음을 의미한다 본 연구에서는 EIT (electrical impedance tomography) 기술을 이용하여 뼈의 전기 전도도 평가를 시도하였다. 뼈와 주위의 연조직 간의 전기적인 특성의 차이가 크기 때문에 (100 정도), 일반적으로, 뼈의 EIT를 얻기는 쉽지 않다. 본 연구에서는 이상 경계 검출을 위해 개발된 adaptive mesh regeneration 기법을 이용하여, 주어진 경계면의 기하학적 조건하에서, 경계 내부의 전기전도도를 복원할 수 있도 록 하였다. 수치 해석은 균일한 타원형 (장경 17 mm, 단경 15 mm) 뼈와 주위의 연 조직으로 구성된 반경 40 mm인 원통형 팬텀으로 모의한 경골에 대해 수행하였다. 타원형 뼈는 팬텀의 원형 단면 중심에서 15 mm 위쪽에 위치하도록 하였다. 연 조직의 전기 전도도는 4 mS/cm로 고정하였고, 뼈에 대해서는 0.01 - 1 mS/cm에서 변하도록 하였다. 측정 오차에 의한 효과를 분석하기 위해 시뮬레이션은 측정 오차를 포함하도록 하였다. 시뮬레이션 결과, 만일 측정 오차가 5 % 미만으로 유지될 경우, 재구성된 뼈의 전기전도도는 10 % 이내의 오차를 갖는 것으로 나타났다. 예측할수 있듯이 복원의 정확도는 뼈의 전기 전도도가 증가함에 따라 증가하였다. 이것은 사용된 EIT가 골 소실이 진행된 뼈에 대한 좀더 정확한 정보를 제공할 수 있음을 시사한다. 본 연구는, 뼈의 해부학적인 정보를 알고 있을 때 뼈와 주위의 연조직에 대한 단순한 이상 영상에 한정된 결과를 제공하지만, EIT 기술이 골다공증 골절을 예측하는 새로운 방법으로 활용될 가능성을 시사한다.

3D 프린팅 기법을 통한 전립샘암 환자의 내부장기 팬텀 제작 및 생체내선량측정(In-vivo dosimetry)에 대한 고찰 (A phantom production by using 3-dimentional printer and In-vivo dosimetry for a prostate cancer patient)

  • 서정남;나종억;배선명;정동민;윤인하;배재범;곽정원;백금문
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.53-60
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    • 2015
  • 목 적 : 본 연구는 3D 프린터를 이용하여 전립샘부위 팬텀을 제작하고 생체내선량측정(In-vivo dosimetry)을 통해 그 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 전립샘암 환자의 3차원 치료체적을 바탕으로 3D 프린터(3D EDISON+, Lokit, KOREA)를 이용하여 전립샘과 직장의 체적을 동일하게 모사한 팬텀을 제작하고, 컴퓨터단층촬영(Lightspeed CT, GE, USA)을 통해 팬텀영상을 획득하였다. 전립샘암 환자의 체적과 팬텀의 체적을 비교 한 후, 전산화치료계획시스템(Eclipse version 10.0, Varian, USA)을 이용하여 치료계획을 설계하였다. 팬텀 내 측정지점인 방광(Bladder), 전립샘(Prostate), 직장 위벽(Rectal anterior wall), 직장 아래벽(Rectal posterior wall)의 임의의 지점에 모스펫검출기(Metal OXIDE Silicon Field Effect Transistor, MOSFET)를 위치시켜 선량 측정값과 치료계획을 비교분석 하였다. 결 과 : 전립샘과 직장풍선의 환자체적은 각각 30.61 cc, 52.19 cc 이고, 팬텀체적은 31.12 cc, 53.52 cc로 각 체적의 차이는 3% 미만으로 확인되었다. 모스펫검출기의 정밀도는 3%이내로 측정되었고 선량의 변화에 따라 상관계수 R2 = 0.99 ~ 1.00 의 선형성을 보였다. 네 곳의 측정 지점을 치료계획된 선량과 비교한 결과 방광 1.4%, 전립샘 2.6%, 직장 위벽 3.7%, 직장 아래벽 1.5%로 나타났고 모스펫검출기의 정밀도를 고려한 선량측정의 정확성은 5% 이내로 평가되었다. 결 론 : 본 실험을 통해 3D 프린터를 이용하여 제작한 전립샘 부위 팬텀은 체적의 차이 3% 미만으로, 인체를 모사하는데 효과적으로 사용될 수 있음을 확인하였다. 제작된 팬텀을 이용한 생체내선량측정은 모스펫검출기의 정밀도를 고려하더라도 방광, 전립샘, 직장 위벽, 직장 아래벽의 모든 측정점에서 5% 이내의 정확도로 수행 할 수 있었다. 따라서 3D 프린트를 이용해 제작된 전립샘 부위 팬텀은 생체선량측정을 하는데 있어 매우 유용하였으며 향후 환자에게 직접 적용하기 어려운 부위를 팬텀으로 대체 제작하여 생체내선량측정이 가능할 것으로 사료된다.

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조기 위암에서 CT Gastrography를 이용한 위점막 표면 거리 측정 (Measurement of the Mucosal Surface Distance in the Early Gastric Cancer Using CT Gastrography)

  • 최향희;유완식;염헌규;이재혁;최재정;김희수;;;정호영
    • Journal of Gastric Cancer
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    • 제6권3호
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    • pp.161-166
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    • 2006
  • 목적: 위암의 조기발견이 갈수록 많아져서 근래에는 수술 환자에서 조기위암의 비율이 50%를 넘고 있다. 그런데 조기위암은 수술 중 촉각이나 시각에 의해 인지되지 않는 경우가 드물지 않게 있으며 수술 전 위 내시경조차도 병변의 위치에 대한 정확한 정보를 제공하지 못하여 술 중에 절제범위를 결정하는 데 어려움이 있다. 저자들은 이 연구를 통하여 1) CT gastrography를 이용하여 해부학적 경계지점에서부터 조기 위암 병변까지의 생체내 실제의 표면 거리를 측정할 수 있는 소프트웨어를 개발하고 2) 개발된 소프트웨어에 의해 측정된 거리와 술 후 병리 표본에 의해 측정된 거리를 비교하여 수술에서의 유용성을 알고자 하였다. 대상 및 방법: 2004년 1월부터 2005년 9월까지 경북대학교 병원에서 술 전 복부 3차원 CT gastrography를 촬영하고 위 절제술을 시행한 60명의 조기 위암 환자를 대상으로 하였다. 이들은 남자 45명, 여자 15명이었으며 평균 연령은 57.8세였다. 수술 전 컴퓨터 단층촬영은 5 Fr 비위장관을 통해 실내 공기를 흡입시킨 후 시행되었고 이 영상은 절편 두께 0.625 mm의 thin section과 kVp:120, mAs:200의 low dose radiation의 Protocol을 적용하였다. 본 연구에서 개발된 표면거리 측정 소프트웨어를 Rapidia 2.8 CT 3차원 재구성 프로그램과 연동하여 3차원 볼륨 렌더링 및 조기 위암 병변에서 유문, 또는 분문까지의 표면 거리를 측정하였고, 술 후 병리 표본에 의해 측정된 거리와 개발된 소프트웨어에 의해 술 전 생체 내에서 측정된 거리 사이의 관계를 평가하였다. 결과: 병소와 유문, 또는 분문 사이의 거리에 대한 병리 표본과 CT gastrography로부터 측정된 거리간의 차이는 $5.04{\pm}2.97\;mm(range,\;0{\sim}11\;mm)$였으며 CT gastrography에 기초한 거리측정은 병리표본에 비하여 18명의 환자에서는 더 길었고 3명의 환자에서는 더 짧았다. CT gastrography로 측정된 술 전 생체 내 표면거리와 술 후 병리 표본에서 측정된 거리 사이에는 유의한 상관관계가 있었다(r=0.995, P<0.01). 결론: 이러한 결과들은 해부학적 경계지점으로부터 조기위암 병변까지의 표면 거리가 CT gastrography에 의해 정확하게 측정될 수 있다는 사실을 시사한다. 이 기법은 수술적 절제의 적절한 범위를 결정하기 위한 조기 위암의 술 전 위치 결정에 이용될 수 있을 것으로 보인다.

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국내 선형가속기의 포괄적인 품질관리체계에 대한 제언 (Suggestion for Comprehensive Quality Assurance of Medical Linear Accelerator in Korea)

  • 최상현;박동욱;김금배;김동욱;이재기;신동오
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제26권4호
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    • pp.294-303
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    • 2015
  • 미국의학물리학회는 포괄적인 방사선치료기기의 품질관리를 위한 작업그룹(Task Group: TG) 40 보고서를 1994년 발표한 이후로 세기조절방사선치료, 정위적방사선치료, 및 영상유도방사선치료 등의 고정밀 방사선치료를 포함한 선형가속기에 대한 품질관리를 권고하기 위해 2010년에 AAPM TG-142를 발간하였다. 그리고 최근 국내에서도 최신 치료기법에 대한 품질관리의 필요성에 따라 원자력안전위원회는 원자력안전위원회고시 제2015-005호 "의료분야의 방사선안전관리에 관한 기술기준"을 발표하였다. 원자력안전위원회고시에는 각 의료기관에서 품질관리전문인력을 두어 품질관리 조직 및 직무, 품질관리에 필요한 장비, 품질관리 방법/주기/관리오차 및 관리오차 초과 시 조치방법 등에 대한 내용이 포함된 품질관리절차서를 수립하고 품질관리를 수행하도록 규정되어 있다. 이에 따라 의료기관에서는 3차원 입체조형방사선치료, 세기조절방사선치료, 정위적방사선치료 등과 같은 방사선치료유형별(Non-IMRT, IMRT, SRS/SBRT)로 방사선치료기기에 맞는 품질관리 항목, 주기 및 관리오차를 설정하고, 적절한 품질관리 장비 등을 사용하여 기관의 실정에 맞게 품질관리를 수행하여야 한다. 그러나 국내에는 선형가속기의 체계적인 품질관리를 구축할 수 있는 지침서나 학회 보고서 등이 미비하여 현재 각 의료기관별로 각기 다른 품질관리의 항목, 주기 및 관리오차를 설정하여 품질관리를 수행하고 있는 실정이다. 그러므로 본 논문에서는 방사선치료의 안전성 및 정확성을 확보하기 위해 원자력안전위원회 고시 및 TG-142에 기반한 국내 실정에 적합한 선형가속기에 대한 품질관리체계 구축 방안 등을 제안하였다. 제안된 선형가속기에 대한 품질관리 체계는 다른 고정밀 방사선치료기기 등의 품질관리 체계 구축에도 도움이 될 것으로 사료된다.

절제 불가능한 원발성 간암의 입체조형 방사선치료의 초기 임상 결과 (Preliminary Results of 3-Dimensional Conformal Radiotherapy for Primary Unresectable Hepatocellular Carcinoma)

  • 금기창;박희철;성진실;장세경;한광협;전재윤;문영명;김귀언;서창옥
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제20권2호
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    • pp.123-129
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    • 2002
  • 목적 : 수술적 절제가 불가능한 원발성 간암 환자들을 대상으로 삼차원적인 방사선치료계획 시스템을 이용한 입체조형 방사선치료를 전향적으로 실시하고 조기 임상 결과를 분석하였다. 또한, 이를 통해 원발성 간암의 비수술적 치료에서 입체조형 방사선치료의 잠재적인 역할과 가능성을 판단해 보고자 하였다. 대상 및 방법 : 1995년 1월부터 1997년 6월까지 원발성 간암으로 진단 후 입체조형 방사선치료의 기법을 적용하여 치료를 받은 17명의 환자가 본 연구 대상에 포함되었다. 대상 환자의 선정 기준은 방사선치료의 과거력이 없는 경우, 간외 전이가 없는 경우, 간경변증의 정도가 Child-Pugh classification A또는 B군인 경우, 종양이 전체 간 용적의 2/3를 넘지 않는 경우, 전신수행도가 European Cooperative Oncology Group (ECOG) 3기 이상으로 악화되지 않은 경우이었다. 15명의 환자에서 경동맥화학색전술과 입체조형 방사선치료의 병용요법이 시행되었다. 대상 환자는 In-ternational Union Against Cancer (UICC) 병기별로 II기 1명, III기 8명, IVA기 8명이었다. 4명의 환자에서 간문맥 혈전증이 동반되었으며, 종양의 평균 직경은 8 cm이었다. 조사영역은 종양과 주변 1.5 cm이었고 조사선량의 분포는 $36\~60\;Gy$로 중앙값은 59.4 Gy이었다. 종양의 반응은 치료 후 $4\~8$주에 시행한 영상 진단을 기준으로 평가하였다. 추적관찰기간의 중앙값은 15개월이었다. 결과 : 2년 생존율은 $21.2\%$였고 평균 생존 기간은 19개월이었다. 완전 반응과 부분 반응을 포함하여 11명의 환자에서 치료에 대한 반응을 보여 반응률은 $64.7\%$였다. 종양의 진행을 보인 환자는 3명으로 이 중 2명의 환자가 조사영역 밖에서 종양의 진행을 보였다. 추적 기간 중 6명의 환자에서 원격 전이가 나타났고 폐 전이와 뼈 전이가 각각 5명과 1명이었다. 삼차원 입체 조형 치료와 관련된 것으로 판단되는 방사선 간염은 발생하지 않았으며 Grade 2의 위염과 십이지장염이 각각 1명씩 발생했다. 치료로 인해 사망하였던 경우는 없었다. 결론 : 절제 불가능한 원발성 간암의 치료에 입체조형 방사선치료를 적용할 것은 비교적 안전하였고 실제적인 치료 효과를 나타내었다. 향후 원발성 간암의 비수술적 치료에 입체조형 방사선치료의 역할이 기대되며 이 치료법의 우수성을 입증하기 위한 제 3상 연구가 뒤따라야 할 것으로 사료된다.

비오톱 지도와 항공라이다 자료를 이용한 바람통로 분석 및 기후평가 (Wind Corridor Analysis and Climate Evaluation with Biotop Map and Airborne LiDAR Data)

  • 김연미;안승만;문수영;김현수;장대희
    • 한국조경학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.148-160
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    • 2012
  • 본 연구는 비오톱 지도와 항공 라이다 자료만을 이용해 GIS 분석기법을 적용하여 개개의 비오톱에 대한 기후분석 및 평가정보를 제공함을 목적으로 하고 있다. 1차 분석단계에서 비오톱 지도로부터 면적, 경사, 경사길이, 표면특성, 바람통로 기능, 바람통로 폭, 바람통로 장애물 요소를 각각 구하여 냉기/신선기 생성 및 바람통로 기능을 평가하였으며 2차 분석단계에서는 이들 요소를 종합하여 기후평가를 수행하여 비오톱 단위 별로 기후평가 자료를 생성하였다. 항공라이다 자료는 비오톱을 이용한 바람통로 분석에 유효하였다. 평가인자와 평가 등급 간의 상관성을 그래프 및 상관계수를 통해 확인한 결과 냉기/신선기 생성 등급과 Surface_GRD 평균값과의 상관계수가 (-)0.967로 높게 나타났으며 바람통로 기능에서는 등급별 Function_GRD 평균값과의 상관계수가 (-)0.884, Obstacle_GRD 평균값과의 상관계수는 (-)0.834로 나타났다. 기후평가 등급과 WindCorridor_GRD 상관계수는 0.928, 기후평가 등급과 ColdAir_GRD 상관계수는 0.855로 나타나 비오톱의 WindCorridor_GRD가 ColdAir_GRD에 비해 상관성이 높게 나타났으며 항공사진 정사영상을 이용한 육안 검수에서도 기후평가 및 등급화 결과가 잘 반영된 것으로 나타났다. 결과적으로, 비오톱 지도와 항공라이다 자료를 이용해 기후 분석 및 평가 방법을 적용한 결과 광명-시흥시 보금자리 주택개발 예정지의 기후평가등급에 따른 면적분포 비율은 1등급 18.5%, 2등급 18.2%, 3등급 30.7%, 4등급 25.2%, 5등급 7.4% 순으로 나타났으며 본 연구방법을 통해 기후평가 정보를 각각의 비오톱 단위별로 통계적 정보와 함께 제시할 수 있었다.

축추이하 경추 손상에서 이차적으로 발생하는 연속적, 비연속적 연골하골 압박손상의 빈도와 원발부위 손상 패턴 (The Secondary Contiguous or Non-contiguous Subchondral Bone Impactions in Subaxial Cervical Spinal Injury: Incidence and Associated Primary Injury Patterns)

  • 한준구;김여주;윤승환;조규정;김유진;강영혜;이하영;조순구;김미영
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제18권3호
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    • pp.232-243
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    • 2014
  • 목적: 축추이하 경추 손상시 발생하는 연속적, 비연속적 연골하골 압박손상의 빈도와 원발부위 손상 패턴에 대해 알아보고자 하였다. 대상과 방법: 축추이하 경추 손상이 있는 환자 47명의 전산화 단층촬영, 자기공명영상, 의무기록을 후향적으로 검토하여 연속적, 비연속적 연골하골 압박손상의 발생유무와 수, 레벨, 손상 부위를 기록하였다. 원발부위 손상 패턴을 알아보기 위하여 손상된 원발부위의 레벨, 수, 손상 형태, 전/후방 추간판인대복합체의 손상유무, 후방인대복합체의 손상유무, 척수 손상유무를 분석하고 손상 기전을 분석하였다. 분석된 원발손상 패턴과 손상기전은 Mann-Whitney U test, Pearson's chi square test, Fisher's exact test의 통계적 기법으로 연골하 압박손상의 발생유무와 연관성을 조사하였다. 결과: 총 18명에게서 (18/47, 38.29%) 연골하 압박손상이 발생했으며 그 중 9명은 원발부위와 인접하여 연속적으로, 다른 9명은 원발부위와 떨어져 비연속적으로 발생하였다. 3번 흉추에 가장 흔하게 발생하였고 (15/47, 31.91%), 세 개의 레벨에 걸쳐있는 경우가 가장 많았다 (6/18, 33.33%). 모든 연골하 압박손상은 척추체의 전상방 부위나 상종판 주변에 발생하였으며 강한 외력의 외상과 연관되었다. 연골하 압박손상의 발생은 원발부위의 손상형태와 후방인대복합체의 손상과 통계학적으로 유의한 연관성을 보였다. 비연속적 연골하 압박손상은 연속적 연골하 압박손상에 비해 비교적 상부 경추에 원발 손상부위가 있고 후방추간판인대 복합체의 손상을 동반하는 경우가 통계학적으로 유의하게 많았다. 그외 분석한 다른 인자들은 통계학적으로 유의한 결과를 보이지 않았다. 결론: 이차성 연골하 압박손상은 흔하며 강한 외력에 의한 굴곡압박성 경추 외상과 관련 있을 것이다.

적극적 주민참여를 통한 전통문화시설 복원 성공요인 분석 - 전주천 섶다리 놓기 사업을 중심으로 - (Success Factors of the Supdari(A Wooden Bridge) Restoration in Jeonju-River through Citizens' Initiative)

  • 김상욱;김길중
    • 한국전통조경학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.93-101
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    • 2010
  • 본 연구는 전주천 지역주민들의 주도적 참여를 통해 도시 내 하천에 섶다리라는 전통문화 시설물을 조성한 사례를 다루고 있다. 섶다리란 섶나무를 엮어서 만든 다리로 추수철에 만들어 이듬해 홍수에 떠내려 보내는 자연다리를 말한다. 본 연구에서는 주민권력단계인 주민통제, 권한위임, 파트너십형성을 의사결정에서 주민이 주도권을 행사할 수 있는 적극적 주민참여사업의 성공단계라 전제하였다. 소공원의 조성 등에 소극적 주민참여기법을 도입한 기존의 사례와 달리 섶다리 사업은 사업의 제안, 사업화 준비, 개발계획 협의, 섶다리 놓기(계획 설계 시공), 철거, 보관, 재설치 및 안전관리의 모든 과정이 주민들의 자율적 통제에 의해 추진된, 실질적인 주민참여가 실현된 사업이라 할 수 있다. 지역의 전통문화 자원인 섶다리의 복원은 유역공동체를 묶는 사회적 자본으로서의 역할을 통해 하천 양안의 지역주민들이 화합할 수 있는 매개를 제공하였으며, 전주시민들에게는 문화적 랜드마크 및 전통문화 체험의 장으로서의 역할을 수행하고, 전주천 생태자원 관찰용 데크의 역할 또한 수행하고 있다. 섶다리 복원 사업의 운영상 성공요인을 정리해보면, 첫째, 엘리트 중심의 주민 참여가 아닌 일반 주민의 자발적 참여를 위한 다양한 소통의 장을 마련하였는데, 섶다리 시민모임, 온라인 카페 개설, 동영상 UCC 제작, 섶다리 모형전시 및 다양한 축제프로그램 기획 등이 그 예라 할 것이다. 둘째, 시민모임을 중심으로 행정당국, 지방의회, 시민단체 및 전문가들의 역할과 책임이 명료하였다. 셋째, 지역의 역사문화시설의 복원을 통한 공동체 의식 회복이라 는 차원에서 사업을 추진함으로써, 영향력 있는 정치지도자 및 관련 전문가 등의 적극적 지지를 이끌어 낼 수 있었다. 특히 지방의회의 적극적 중재로 하천점용허가 및 축제 예산지원의 성과를 얻어낼 수 있었다. 넷째, 행정조직의 공개적이며, 수평적인 행정지원 또한 큰 역할을 하였는데, 예를 들자면 안전성을 담보로 한 유연한 행정력 발휘로 우기를 제외한 시기에는 섶다리를 상시적으로 설치할 수 있도록 하고 있다.

종관자료를 이용한 벼 재배지대별 군락 내 기온 예측 (Using Synoptic Data to Predict Air Temperature within Rice Canopies across Geographic Areas)

  • 윤영관;윤진일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.199-205
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    • 2001
  • 넓은 지역에 걸친 병 예찰모형의 동시 다지점 적용은 지역특이적 식물 병 관리체계 구축을 위한 전제조건이다. 예찰모형의 구동변수로서 군락내부 기온자료 역시 충분한 공간해상도와 공간범위로 준비되어야 한다. 생육중기의 여 군락기온구조에 관한 실측정보를 토대로 만들어진 실용성 있는 광역 군락기온분포 예측 기법을 제시한다. 이앙 후 한 달째부터 출수기까지 벼 군락 내 기온 연직구조의 경시변화를 관측하여 맑은 날, 흐린 날, 비오는 날의 군락외부기온(250 cm)과 군락내부기온(10cm)간 편차의 경시변화양상을 정량화 하였고, 이를 토대로 군락외부 기온값이 주어지면 군락내부 임의높이의 기온을 추정할 수 있는 경험식을 작성하였다. 벼논의 경우 맑은 날 인근 관측노장 대비 전국적으로 0.6~1.2$^{\circ}C$ 낮다는 사실을 근거로 기온 공간내삽시 지표피복 특성이 벼논인 경우의 보정량을 결정하였다. 전라남북도 지역을 대상으로 기상청 정규관측소의 매 시간 관측값을 공간내삽 함으로써 초지로 덮여있는 가상지형상의 기온표면을 1km$\times$1km 해상도로 생성하였고, 위성영상자료의 분석을 통해 이들로부터 벼논에 해당되는 픽셀만 추출하여 기온 하강분을 보정함으로써 군락외부 기온을 준비하였다. 벼논특성을 가진 픽셀에 준비된 군락내부 기온추정식을 각각 적용하여 층위별 기온값을 추정하였다.

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낙동강 수계 고령지 밭의 비점오염 물질 유출 특성 조사 및 단위 유출량 산정 (Assessment of Pollutant Loads from Alpine Agricultural Practices in Nakdong River Basin)

  • 주진호;양재의;옥용식;오상은;유경렬;양수찬;정영상
    • 한국환경농학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.233-238
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    • 2007
  • 낙동강 상류에 위치한 고랭지 농업 지대의 수질 특성을 조사하고 토지 이용 형태에 따른 부하 원단위를 산정하였다. 낙동강 고령지 농업지대에서 나오는 유출수가 하천 수질에 미치는 영향을 조사하기 위하여 낙동강 권역 중 고령지 농업 활동이 주로 이루어지는 상류권역인 강원도 태백, 경상북도 봉화, 영주 주변의 지점을 선정하여 물 시료를 채취하여 모니터링 하였다. 낙동강 상류권인 강원도 태백과 경상북도 봉화 및 영주 지역의 시기별 BOD 농도는 $6\sim7$월에 석천계곡, 삼계삼 거리, 도촌교 밑, 내성천에서는 $10.71{\sim}18.25$ mg/L로 BOD의 농업용수질기준인 8 mg/L를 초과하였다. 이는 초기 강우 영농활동으로 인해 토양에 시비된 비료 성분들이 유출되었기 때문으로 판단된다. COD 농도는 BOD 값과 비교할 때 대체적으로 모두 높았으며, 특히 $6\sim7$월에 석천계곡, 삼계삼거리, 도촌교 밑, 내성천에서는 $18.11{\sim}21.26$ mg/L로 COD의 호소수질환경기준 중 농업용수질기준인 8 mg/L를 초과하였다. 이는 BOD와 마찬가지로 초기 강우 영농활동으로 인해 토양에 시비된 비료 성분들이 유출되었기 때문으로 판단된다. T-N 농도는 $0.1{\sim}14$ mg/L의 범위로 측정되었고 대부분의 경우 상류지역 몇 군데를 제외하고는 거의 전 지역에서 호소수질환경 농업용수기준인 1 mg/L을 초과하였다. 종합해보면 상류에서 하류로 갈수록, 비영농기보다 영농기에서 대체적으로 총 질소의 농도가 높아지는 것을 알 수 있다. 이는 상류에서 하류로 갈수록 자정작용에 의해 희석되어야 하지만 계속해서 질소를 함유한 영양물질(영농활동)이 유입되기 때문이며, 또한 영농기에는 비료의 사용과 집중 강우로 주변 하천으로 유입되기 때문인 것으로 판단된다. 총 인(T-P)은 영농활동이 집중적으로 이루어지는 7월의 경우 하류 지역의 총인의 함량이 약 0.4 mg/L로 조류발생가능수준(0.05 mg/L)보다 8배 정도 높았으며, 이는 영농활동을 위하여 시용된 인산질 비료가 토양에 흡착되어 강우 시 토양유실과 함께 하천으로 이동되었기 때문으로 판단된다. 낙동강 조사 고랭지 밭 유역의 밭의 BOD 부하 원단위는 12.25 $kg/km^2{\cdot}day$이었으며, T-P의 부하 원단위는 0.55 $kg/km^2{\cdot}day$, T-N의 부하 원단위는 32.35 $kg/km^2{\cdot}day$이었다. 밭에서 나오는 오염부하량이 산림지에 비해 BOD에서 약 14배, 총 인(T-P)에서 약 9배, 총질소(T-N)에서 약 19배 이상 정도 높다. 현재도 계속해서 임야가 개간되어 영농 활동이 이루어지고 있기 때문에 밭에 대한 오염 부하량은 관리 대책이 없을 경우 계속 높아질 것으로 판단되므로 최적영농관리기법이 도입되어야 할 것으로 판단된다.