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CANDU 사용후핵연료 처분시스템 효율향상 개념 도출 (Alternative Concept to Enhance the Disposal Efficiency for CANDU Spent Fuel Disposal System)

  • 이종열;조동건;국동학;이민수;최희주
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.169-179
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    • 2011
  • 우리나라에서 운영하는 원자력발전소는 PWR형과 CANDU형 2종류가 있으며, 원자력발전에 의한 지속적인 에너지 공급을 위하여 이들로부터 발생하는 사용후핵연료에 대한 안전관리는 매우 중요한 인자이다. 사용후핵연료 처분을 위한 연구는 1997년부터 시작하여 한국형 사용후핵연료 처분시스템을 개발하였으며, 현재는 개발된 기술에 대한 실증 및 처분시스템의 효율향상을 위한 연구를 진행하고 있다. 또한, PWR형 사용후핵 연료의 경우 사용후핵연료 재활용 공정을 거쳐 원료물질로 다시 사용하는 연구가 진행 중이므로, 이들 공정으로부터 발생하는 고준위폐기물을 처분하는 방안을 강구하고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 PWR형과 CANDU형 사용후핵연료 모두를 직접 처분하는 개념으로 개발한 한국형 사용후핵연료 처분시스템을 바탕으로 CANDU형 사용후핵연료 처분 시스템의 처분효율을 향상시키는 방안을 도출하고자 하였다. 이를 위하여, 한국형 사용후핵연료 처분시스템의 CANDU 사용후핵연료 처분용기를 개선하여 현재 원자력발전소에서 사용하고 있는 사용후핵연료 60 다발(Bundle) 용량의 저장바스켓을 포장 활용하는 개념을 도출하고, 열해석을 통하여 처분시스템 완충재의 온도가 $100^{\circ}C$를 넘지 않도록 하는 요건을 만족하는 처분터널 및 처분공 간격을 정하여 이들에 대한 처분시스템 개념을 도출하였다. 이렇게 설정된 개념들을 단위면적당 열효율, 우라늄밀도(U-density), 처분면적, 굴착량, 완충재 및 폐쇄 물질량 측면에서 분석하여 처분효율이 가장 높은 방안을 제안하였다. 본 연구의 결과는 추후 실제 부지특성자료와 연계하여 PWR 사용후핵연료 재활용공정으로부터 발생한 고준위폐기물 처분시스템과 함께 복합 처분장 설계에 활용될 것이다.

심지층 처분을 일한 사용후핵연료 냉각기간 분석 (Analysis of the Spent Fuel Cooling Time for a Deep Geological Disposal)

  • 이종열;조동건;최희주;최종원;이양
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.65-72
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    • 2008
  • 사용후핵 연료 심지층 처분의 목적은 그 독성이 인간 및 자연환경에 영향을 미치지 않도록 장기간 동안 격리하고, 방사성물질의 누출을 지연시키는 것이다. 이러한 심지층 처분장 설계시 주요한 요건은 처분시스템의 건전성 유지를 위하여 폐기물로부터 발생된 열로 인하여 완충재의 온도가 $100\;^{\circ}C$를 넘지 않도록 하는 것이다. 따라서, 원자력 발전소에서 방출된 후의 사용후핵연료 냉각기간은 심지층 처분장 설계시 효율 및 경제성을 위한 중요한 고려인자이다. 본 연구에서는 가장 적절한 사용후핵연료 냉각기간 설정을 위하여 처분시스템 온도요건을 만족하는 심지층 처분장 배치에 필요한 처분터널-처분공 간격 및 그에 따른 면적, 열하중에 대한 분석을 수행하였다. 이를 위하여, 기준 처분개념을 바탕으로 사용후핵연료의 냉각기간 및 처분터널/처분공 간격을 다양하게 설정하여, 처분시스템에서의 열적 안정성을 해석하고 그 결과를 비교분석하였다. 그리고 분석 결과를 바탕으로 처분면적 측면에서 효율적인 사용후핵연료 냉각기간을 도출하였다. 그 결과, 사용후핵연료의 냉각기간이 짧을수록 처분장에서 설계온도 제한치 범위내 최고온도에 이르는 시간은 빨라지고, 사용후핵연료 냉각기간이 길수록 처분장에서 온도상승 및 하강속도는 완만해지는 것으로 나타났다. 또한, 본 연구에서 고려대상으로 삼은 처분장 규모와 사용후핵연료를 심지층에 처분한다고 할 때 그 냉각기간을 40-50년으로 함이 적합한 것으로 나타났다.

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흰쥐 해마에서 Norepinephrine 유리를 조절하는 $A_1-adenosine$ 수용체의 역할에 미치는 $K^+$ 통로 차단제의 영향 (Effect of $K^+-channel$ Blockers on the $A_1-adenosine$ Receptor-Coupled Regulation of Electrically-Evoked Norepinephrine Release in the Rat Hippocampus)

  • 최봉규;김상훈
    • 대한약리학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.301-309
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    • 1996
  • 흰쥐 해마(hippocampus)에서 norepinephrine(NE) 유리에 미치는 $A_{1}-adenosine$ 수용체의 post-receptor 기전에 $K^+$-통로가 관여하는지에 대한 지견을 얻고자 하여 $^3H-NE$로 평형시킨 해마 절편을 사용하여 adenosine의 $^3H-NE$ 유리에 미치는 $K^+$-통로 차단제의 영향을 관찰하였다. Adenosine$(1{\sim}30{\mu}M)$은 전기자극(3 Hz, 2 ms, 5 $VCm^{-1}$, 구형파)에 의한 NE 유리를 용량 의존적으로 감소시켰다. $K^+$-통로 차단제의 하나인 4-aminopyridine(4AP, $1{\sim}30{\mu}M$)은 자극에 의한 NE 유리를 용량 의존적으로 증가시켰으며 특히 10 및 $30{\mu}M$의 투여에 의해 기저 유리 또한 증가시켰다. 또 다른 $K^+$-통로 차단제인 tetraethylammonium(TEA, $1{\sim}10mM$) 역시 자극에 의한 NE 유리를 용량 의존적으로 증가시켰으나 이때 기저 유리에는 변화를 보이지 않았다. $K^+$-통로 차단제의 adenosine 효과에 미치는 실험에서는 adenosine에 의한 NE 유리 감소효과가 4AP $3{\mu}M$ 동시 투여에 의해 억제되었으며, 또한 1 mM TEA에 의하여는 영향을 받지않았으나 3 mM TEA 동시 투여에 의하여는 억제됨을 볼 수 있었다. 한편 $30\;{\mu}M$ 4AP 에 의한 NE 유리 증가효과는 $Ca^{++}$ 제거 영양액에서는 완전히 소실되었고 영양액 내의 $Ca^{++}$을 정상 농도의 1/4로 하였을때에는 NE 유리 억제가 어느정도 회복됨을 볼 수 있었으며 이때 기저 유리 또한 증가됨을 볼 수 있었다. l/4 $Ca^{++}$ 농도시에 4AP의 NE유리에 미치는 효과는 영양액내의 $Mg^{++}$을 4mM로 올렸을때 크게 억제되었으며 $0.3\;{\mu}M$ tetrodotoxin(TTX) 동시 투여에 의해 완전히 차단됨을 볼 수 있었다. TEA 10mM에 의한 NE 유리 증가효과 역시 $Ca^{++}$ 제거 영양액에서 완전히 소실되었고 이 또한 1/4 $Ca^{++}$ 영양액에 의하여는 회복됨을 볼 수 있었으며 $Mg^{++}$ 증가 영양액에서는 억제, TTX 동시 투여시에는 완전히 소실되었다. 이상의 실험결과로 흰쥐 해마에서 $A_1-adenosine$ 수용체를 통한 adenosine의 NE 유리 감소는 TEA 및 4AP에 예민한 $K^+$-통로가 관여하고 여기에는 세포외액의 Ca^{++}의 농도가 중요한 인자의 하나로 관여 하는 것으로 사료된다.

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가공식품에 대한 이력추적관리번호 부여체계의 표준화 방안 (Standardization of Identification-number for Processed Food in Food-traceability-system)

  • 최준호
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.194-201
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    • 2012
  • 식품이력추적관리번호는 식품이력추적관리를 위한 식별의 기준으로서 식품이력정보와 직접적으로 연결되어 있으며, 식품공급체인에 따라 각 단계별로 기록, 관리, 보관하는 이력정보를 연결시키는 연결고리의 역할을 하는 중요한 인자이다. 그럼에도 불구하고 우리나라에서 가공식품에 대한 식품이력추적관리번호를 자율적으로 부여하는 방식을 적용하고 있어 혼란이 야기되고 있는 실정이다. 실제 식품이력추적관리번호는 식품관련 산업분야에서 운영되고 있는 기존의 식별방법과 조화롭게 연계되지 않으면 그 효용성과 적합성이 낮아 산업현장과 소비자로부터 외면 받을 수밖에 없는 처지에 놓이게 될 것이다. 본 연구에서는 가공식품에 대하여 국제적으로 사용되는 바코드체계와 국내의 식품관련 법규를 접목하여 식품이력추적관리번호를 부여하는 표준화 방안을 제안하였다. 또한 이러한 식품이력추적관리번호를 실제 산업현장의 운영체계에 활용할 수 있는 방안도 함께 제시하였다. 제안하는 식품이력추적관리번호는 총 20자리로서 해당 상품(식품)의 기본정보에 해당하는 13자리의 GTIN 바코드, 표시기준으로 의무화된 6자리의 유통기한(제조년월일 또는 품질유지기한), 1자리의 추가정보(공장식별코드 또는 생산관리단위)로 구성되도록 하였다. 이러한 부여체계는 식품 산업과 유통(판매) 현장에서 운용되고 있는 기존 시스템과의 연계성을 높이고 식품이력추적관리체계의 도입에 따른 투입비용을 최소화하여 식품이력추적관리체계의 도입을 활성화하기 위한 목적도 포함하고 있다. 이는 국제적인 추세와 기존의 식품관련 정책 및 규정과도 무리 없이 조화가 이루어진다. 또한 식품이력추적관리 로고를 별도로 부착하여 식품이력추적관리번호를 인식하는 방법을 안내하여 소비자의 인식을 제고하고 식품이력추적관리번호를 최소 판매 포장단위에 추가로 표기하기 위한 별도의 투입비용을 제거하는 효과도 고려하였다. 식품이력추적관리시스템은 이력정보를 종합적으로 기록 관리 연계 활용하여 식품사고 발생 시 명확한 원인규명과 이력추적을 통한 위해식품의 신속한 차단 및 회수, 식품과 관련된 이력정보 제공 등의 기능을 수행하여야 한다. 본 연구에서 제안하는 식품이력추적관리번호의 표준화 방안은 현재 운영되고 있는 "위해상품 판매차단시스템"에서 위해식품을 신속하고 정확하게 차단하는 기능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 "위해식품 회수지침"에 따른 체계적인 회수과정과 검증체계 역시 효율적으로 도입할 수 있도록 하는 효과가 있다. 또한 전자통관시스템인 "UNI-PASS"와의 연계는 모든 수입식품을 대상으로 식품안전관리 범위를 확대할 수 있으며 "전자세금계산서 제도"에서 기록되는 거래정보와의 연계로 유통과정에 대한 투명한 관리체계의 도입을 앞당길 수도 있는 기폭제가 될 수 있다. 또한 소비자의 알권리 충족을 위한 식품이력정보의 조회과정에서 식품이력추적관리번호의 표준화로 입력오류를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 기존의 바코드 인식기능에 유통기한과 추가정보를 조회하는 기능을 부가적으로 도입하면 스마트 기기나 키오스크를 활용하여 실시간으로 식품이력정보를 조회할 수 있게 하는 장점도 있다.

다양한 한국식 소스를 이용한 닭강정의 관능적 특성과 중국 및 한국 소비자의 교차문화적 소비자 기호도 (Sensory Characteristics and Cross-cultural Acceptability of Sweet Crispy Chicken (Dakgangjeong) Prepared Using Sauces with Different Ethnic Korean Style Flavors among Korean and Chinese Consumers)

  • 이소민;배수진;김광옥
    • 한국식품과학회지
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    • 제47권5호
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    • pp.623-632
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    • 2015
  • 본 연구는 한국식 소스의 세계화를 위해, 훈련된 패널을 대상으로 묘사분석을 수행하였으며, 한국 및 중국 소비자들을 대상으로 다양한 한국식 소스를 적용한 닭강정에 대한 전반 기호도, 외관 기호도, 향미 기호도 및 익숙한 정도를 알아보았으며, 각각의 시료에 대해 좋아하는 이유 및 싫어하는 이유에 대해 CATA 설문을 이용하여 조사하였다. 한국 및 중국 소비자들은 다양한 한국식 소스를 이용한 6종의 닭강정 시료에 대해, 한 두 시료를 제외하고는 전반적으로 선호하는 경향을 보였다. 한국 소비자는 다진 마늘을 주재료로 이용한 닭강정 시료에 대해, 중국 소비자는 고추장 및 다진 마늘을 주재료로 이용한 닭강정 시료를 각각 비선호하였다. 해당 시료들은 각 나라에서 각각 익숙한 정도가 낮게 나타났으며, 낮은 향미 기호도 점수를 나타냈다. 따라서 이전 연구들과 마찬가지로 '익숙함'은 문화권이 다른 소비자들의 기호도에 있어 중요한 영향을 미치는 동인임을 알 수 있었다. 특히, 본 연구의 경우 '익숙함'에 의해 시료를 선호하기 보다는, '익숙하지 않음'에 의해 시료를 비선호하는 경향을 더 분명하게 관찰할 수 있었다. 한국 및 중국 소비자들이 시료의 좋아하는 이유 및 싫어하는 이유에 대해 응답한 CATA 결과는 각각의 시료에 대한 소비자의 구체적인 기호유도인자를 이해할 수 있도록 하였다. 전체적인 결과를 살펴보면, 한국 소비자들은 국내에서 판매되는 닭강정에서 주로 이용되는 재료인 케첩과 고추장의 특징이라 할 수 있는 토마토 향미, 윤기, 신맛, 색의 붉은정도, 입안부 착성, 점도 및 고추장 향미와 같은 특성들에 대해 긍정적으로 반응하였다. 반면, 중국 소비자들은 상대적으로 단맛 및 물엿향미가 강하고 매운 감각이 약한 닭강정 시료들에 대해 긍정적으로 생각하는 것을 알 수 있었다. 또한 중국 소비자들은 기호도가 높았던 케첩을 주재료로 이용한 시료들(KET-I 및 KET-II)에 대해서는 익힌 토마토 향미 특성을, 간장을 주재료로 포함한 시료들(SOY 및 JASOY)에 대해서는 간장향미 특성을 CATA 선호 이유로 보고하여, 위의 특성들에도 긍정적으로 반응하는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과로 도출된 한국식 소스에 대한 한국 및 중국 소비자의 교차문화적 기호도 연구 결과는 향후 한국식 소스를 개발하고 세계화 하는데 있어 유용한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 보이며, 이를 통해 한국식 향미를 세계화하는 데 있어 이바지할 수 있을 것으로 여겨진다.

홍역 후 천명환아의 기도내 세포양상 및 IL-8치 (Bronchoalveolar Cellularity and IL-8 Levels in Patients with Post-measles Wheezing)

  • 정다은;김병의;정주영;김정연;마상혁;김창근
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제46권8호
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    • pp.763-768
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    • 2003
  • 목 적 : 본 연구의 목적은 홍역 바이러스 감염 후 발생한 천명성 질환에서 기도내 세포양상과 화학주성인자IL-8의 변화를 알아봄으로써 홍역 후 후기 폐 합병증의 병태생리를 밝히는데 도움을 얻고자 했다. 방 법 : 이전에 건강했으나, 홍역 폐렴 후 적어도 3회 이상의 천명으로 내원하여 고식적인 천명치료를 하였으나 이에 잘 반응하지 않아 기관지내시경을 시행받은 12명의 환아(홍역 후 천명군, 중간연령 1.3세)를 후향적으로 분석하였다. 이들은 홍역 감염 평균 6개월(1-15개월) 후 고해상 전산화 단층촬영(HRCT)을 시행 받았다. 기관지폐포세척액에서는 총세포수와 세포분획을 분석하였다. IL-8 농도는 ELISA로 측정하였다. 이 결과들을 7명의 정상 대조아(대조군, 중간연령 7.4세)와 비교하였다. 결 과 : 1) 기관지폐포세척세포의 비교에서 호중구 분획이 홍역 후 천명군에서 16.0%로 대조군의 3.8% 비해 의미있게 증가되어 있었다(P<0.01). 그 외 임파구나 호산구의 분획은 양군간의 차이가 없었다. T세포아형에 대한 면역조직화학염색 결과에서는 CD4+/CD8+비가 1/14.1로 CD8+이 현저하게 상승되어 있었다. 2) IL-8치의 비교에서는, 홍역 후 천명군($mean{\pm}SD$, $512.7{\pm}324.0pg/mL$)에서 대조군($41.7{\pm}67.7pg/mL$)에서 보다 의미있게 높았다(P<0.01). 3) BAL 호중구와 IL-8치의 상관성에 관한 분석에서 홍역 후 천명군의 BAL 호중구와 IL-8치는 서로 유의한 상관관계를 나타내었다(r=0.816, P=0.001). 4) 의미있는 HRCT 소견으로는 모자이크성 관류, 기관지 확장, 기관지벽 비후 그리고 폐혈관 감소로 후기 만성 폐합병증 소견을 보여 주었다. 결 론 : 홍역 후 천명성 질환에서 기도내 호중구와 IL-8치가 현저히 상승하였으며 호중구와 IL-8은 유의한 상관관계를 나타내었다 따라서 홍역 후 천명의 병태생리에 기도내 호중구와 IL-8의 역할이 중요하리라 생각된다.

직접분사식 디젤엔진에서 아산화질소의 생성에 관한 실험적 연구 (A Experimental Study on Nitrous Oxide Formation in Direct Injection Diesel Engine)

  • 유동훈
    • 해양환경안전학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.188-193
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    • 2015
  • 일반적으로 선박용 디젤엔진의 아산화질소($N_2O$)배출률은 이산화황($SO_2$)배출률과 밀접한 상관성을 갖고 있고, 선박에서 사용되는 연료의 다양성은 $N_2O$배출특성에 영향을 미친다고 받아들여져 왔다. 최근의 연구보고에 의하면 연료 연소에서 발생한 충분한 일산화질소(NO)가 존재할 경우, 배기의 $SO_2$배출률이 $N_2O$생성에 미치는 영향은 NO의 영향보다 막대하게 크다. 그러므로 $SO_2$성분으로부터 기인하는 $N_2O$생성은 NOx저감을 위한 배기가스 재순환(EGR) 시스템에서 중요한 인자로 작용한다. 본 실험적인 연구의 목적은 $SO_2$유량 증가를 갖는 디젤엔진의 흡기가 배기의 $N_2O$배출률에 미치는 영향에 대하여 조사하는 것이다. 실험에 사용된 테스트 엔진은 2600rpm에서 12kW의 출력을 갖는 4행정 직접분사식 디젤엔진이고, 운전조건은 75% 부하에서 실시되었다. 0.499%($m^3/m^3$)의 $SO_2$표준가스는 흡기의 $SO_2$농도를 변화시키기 위해 사용되었다. 결과적으로 황 성분을 포함하지 않는 연료는 $SO_2$를 배출시키지 않았고, 흡기 중에 $SO_2$표준가스의 증가에 따른 배기의 $SO_2$배출률은 $SO_2$흡입률과 비교하여 거의 같은 비율이었다. 또한, 흡기의 $SO_2$유량 상승은 $N_2O$배출률을 상승시켜 배기 중의 $N_2O$는 흡기의 $SO_2$혼합기에 의해 생성되었다. 결국 황 성분을 함유한 연료는 연소 중에 $SO_2$를 형성하고 배기 중의 $N_2O$는 연소실에 존재하는 NO와 $SO_2$의 반응에 의해 발생된다고 할 수 있다.

하.폐수 고도처리시 F/M비 변화에 따른 유기산 잔류 농도가 슬러지 침강성에 미치는 영향 (Influence of Organic Acids Residual Concentration by the Change of F/M Ratio on Sludge Settleability in Advanced Sewage Treatment Processes)

  • 박영기;김영일;김슬기
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.42-47
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    • 2006
  • 생물학적 고도처리는 혐기, 무산소, 호기의 조건을 반복하거나 재배열함으로서 이루어지는데 이때 혐기조와 무산소조에서는 유기산이 발생한다. 여기서 발생한 유기산은 질소와 인의 제거와 슬러지침강성에 중요한 인자로 작용한다. 따라서 본 연구에서는 하 폐수 고도처리 시 F/M비 변화에 따른 유기산의 발생정도와 잔류농도 변화와 기에 따른 유기물과 질소의 제거 특성과 처리효율 및 슬러지 침강성과의 관계를 모색하기 위해 특성을 검토 하였다. 고도처리를 위해 $A^2/O$ 공정을 사용하였고 MLSS의 농도의 변화로 F/M비를 조절하였다. F/M비를 $0.16{\sim}0.08$ kg-BOD/kg-MLSS/day로 변화 시켰을 때 F/M비에 감소에 따라 회분식 반응기에 의한 유기산의 생성량의 증가하였고 잔류 유기산 농도는 감소하였다가 증가하였다. F/M비가 $0.16kg/kg{\cdot}d$ 실험 조건에서 SVI와 SS는 높게 나타났으며 F/M비가 $0.11{\sim}0.13kg/kg{\cdot}d$로 높아짐에 따라 감소하여 양호한 상태를 보이다 F/M비가 증가함에 SVI와 SS도 지속적으로 증가하여 $0.08kg/kg{\cdot}d$에서 높은 SVI와 SS 농도를 나타내었다. 무산소조의 유기산 잔류 농도 그리고 탈질률을 비교한 결과 무산소조의 유기산 잔류량이 적을수록 탈질률은 증가하였다. 슬러지 침강성과 질소 제거효율을 고려한 최적의 유기산 잔류 농도는 $1.4{\sim}2.2$ mg/L이며 이때의 F/M비는 $0.11{\sim}0.13$ kg-BOD/kg-MLSS/day범위로 나타났다.

환원전극 DO 농도에 따른 단일 및 직렬연결 미생물연료전지 전기발생량 평가 (Evaluation of Single and Stacked MFC Performances under Different Dissolved Oxygen Concentrations in Cathode Chamber)

  • 유재철;이태호
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.249-255
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    • 2009
  • 미생물연료전지(Microbial fuel cell, MFC)의 효율은 산화전극부내의 유기물 산화율, 전기활성박테리아에 의한 전자 전달, 수소이온 전달, 환원전극내의 전자수용체의 농도 및 환원율, 내부저항 등 다양한 요소에 영향을 받는다. 특히 산소를 전자수용체로 이용하는 MFC의 경우, 환원전극내 산소농도는 MFC의 제한요소로 작용한다고 알려져 있다. 한편 MFC의 전기발생량을 높이기 위하여 여러 개의 MFC를 직렬 또는 병렬로 연결하여 전기발생량을 높이는 다양한 방법들이 연구되고 있다. 본 연구에서는 acetate를 산화전극부의 기질로 이용하고 산소를 환원전극의 전자수용체로 이용하는 단일 MFC와 직렬연결 MFC에서 환원전극의 용존산소 농도의 변화가 MFC 효율에 미치는 영향을 평가하였다. 단일 MFC의 전력밀도값(W/$m^3$)은 DO 5 > 3 > 7 > 9 mg/L으로 나타났으며, 최대전력밀도값은 42 W/$m^3$으로 나타났다. 직렬연결 MFC의 전력밀도값은 DO 5 > 7 > 9 > 3 mg/L으로 나타났으며, 최 대전력밀도값은 20 W/$m^3$이었다. 이러한 결과로부터 환원전극의 DO 농도는 MFC 설계 및 운전시에 중요한 제어인자로 고려해야 될 것으로 판단되었다. 또한 본 연구에서는 직렬연결 MFC의 운전 시, 일부 MFC에서 염의 축적으로 인한 전위역전 현상이 발생하여 전체 전기발생량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 전기생산량을 높이기 위하여 MFC를 직렬로 연결하는 것보다 병렬로 연결하는 것이 보다 타당한 것으로 사료되었다.

근육세포 내 Glucose 농도와 AICAR에 의한 단백질 합성 저해 (AICAR (5-aminoimidazole-4-carboxamide-1-β-D-ribonucleoside) Decreases Protein Synthesis in C2C12 Myotubes Cultured in High Glucose Media)

  • 박창석;김재환;오영균;김경훈;최창원;조은석;정용대;박성권
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제54권5호
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    • pp.369-373
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    • 2012
  • AMP-activated protein kinase (AMPK)는 체내 에너지 수준을 감지하고 당과 지방의 대사를 조절하는 인자로 밝혀졌다. 이러한 에너지 센서로서 AMPK의 역할은 심혈관계 및 비만과 당뇨 등의 대사성 질환에 밀접한 관계가 있다. 영양적 관점에서 AMPK는 지방산의 합성 및 분해를 통해 간에서 지방대사 조절에 중요한 역할을 한다. 특히 근육의 경우 glucose 흡수를 관장하며, 근육세포 내 glucose의 유입을 증가 시킨다. 하지만, AMPK의 활성이 대사기질의 흡수와 이용에 미치는 영향에 대한 정확한 기전은 아직까지 불분명하다. 또한 영양적 수준 차이에 따른 AMPK의 활성이 단백질 합성에 미치는 영향은 아직 보고된 바 없다. 따라서 본 연구의 목적은 C2C12 myotube에서 AMPK 활성물로 알려진 5-aminoimidazole-4-carbozamide-1-${\beta}$-D-ribonucleoside (AICAR)가 glucose 농도차이에 따른 AMPK 활성과 단백질함량에 미치는 영향을 알아보기 위함이다. 배양된 C2C12 근육세포에서 AICAR는 glucose의 함량에 관계없이 AMPK를 활성화 시켰다. 단백질 농도는 낮은 수준 (LG)에 비해 높은 수준의 glucose (HG)가 처리된 myotube에서 증가되었고, AICAR에 의해 그 효과는 더욱 증대 되었다. C2C12 myotube에서 HG 처리는 AMPK와 acetyl CoA carboxylase (ACC)의 인산화에 영향을 주지 않았지만, LG의 처리로 인해 AMPK와 ACC의 인산화가 증가되었다 (p<0.05). 또한, AICAR (2mM)의 처리는 glucose의 수준과는 관계없이 AMPK와 ACC의 인산화를 증가시켰다. 총 단백질 수준은 HG 처리에 의해 증가 되었고, 이는 AICAR의 처리에 의해서 더 높게 증가되었다. Proteasome 활성은 HG 처리구에서 LG에 비해 7.5% 낮게 나타났고, AICAR 처리는 proteasome 활성을 LG와 HG 처리구에서 각각 63%와 54% 감소 시켰다. Glucose의 수준은 mTOR의 인산화 수준에 영향을 주지 않았다. 하지만, AICAR는 LG 처리구에서 만 mTOR의 인산화 수준을 유의적으로 증가시켰고, HG 처리구에는 mTOR에 영향을 주지 않았다. 따라서, glucose 처리는 단백질을 proteasome으로부터 보호 하거나, glucose가 AMPK의 단백질 합성 저해 기능을 방해하여 세포내 단백질 합성을 중가 시키는 것으로 사료 된다. 결론적으로, 영양적 수준에 의해 AMPK 활성 및 단백질 합성과 분해가 조절된다는 것을 의미한다.