• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제8권4호
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• pp.223-232
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• 2021

일반적으로 도심지에서의 유출은 도로 노면을 따라 유출되어 빗물받이를 통해 우수관거로 배수된다. 따라서 적절한 도로 배수능력의 평가는 도로와 빗물받이 뿐만 아니라 우수관거의 설계에서도 필수적이다. 하지만 도시 도로부의 지형학적 및 수리학적 조건을 반영한 흐름해석 방안에 대한 명확한 기준이 제시되어 있지 못한 실정이다. 그러므로 기존에 적용되던 흐름해석 모형(등류/ 부등류) 및 도달시간 산정방법 (임계/고정)을 분석하여 최적의 도로의 흐름해석 방안이 제시되어야 한다. 본 연구에서는 도로 표면 흐름해석을 위한 알고리즘을 개발하고 등류와 부등류 흐름해석 모형 및 도달시간 산정방법을 매개변수로 적용한 수치적 분석을 수행하여 다양한 도로조건에서의 강우 유출특성을 모의하였다. 도로조건은 국내의 설계기준을 고려하여 2차선 도로의 폭 (6 m)과 경사 (도로 종경사 1 - 10%, 도로 노면경사 2% 및 측구 횡경사 2 - 10%)가 고려되었다. 또한, 도로 표면의 흐름은 노면경사를 따라 측구에서 차집되어 하류부의 빗물받이를 통해 배수되도록 하였으며, 측구의 폭은 0.5 m로 선정하였다. 모의 결과 도로의 유출특성은 도로 경사 조건에 따라 민감하게 변화하였으며, 부등류 해석모형이 도로의 하류부로 강우가 차집되며 변화하는 측구부에서의 유출특성을 반영하여 등류 흐름해석 모형에 비해 최대 23.66%, 평균 11.80% 긴 도달시간과 최대 9.50%, 평균 4.73% 작은 도로 표면 총 유출량을 나타냈다. 따라서, 우수 유출량을 산정하기 위하여 도달시간을 강우의 지속시간으로 반영하는 임계지속시간을 적용한 부등류 흐름해석을 수행하는 것이 적합하다고 판단되었다. 개발된 알고리즘은 다양한 흐름해석 기법을 통합하여 도로 노면에서의 유출특성을 정밀하게 모의하고 있으므로 도로의 배수 설계에 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제32권6호
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• pp.603-617
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• 2018

본 연구는 2017년 5월부터 9월까지 민통선이북지역 서부평야 일대에서 수생태계의 주요 분류군인 저서무척추동물과 담수어류의 다양성 및 군집특성을 조사하였다. 조사결과 저서무척추동물은 총 4문 19목 66과 108속 125종이 확인되었다. 저서무척추동물의 분류군별 출현종수는 딱정벌레목이 27종(21.60%)으로 가장 높은 다양성을 나타냈고, 잠자리목 26종(20.80%), 비곤충류가 22종(17.60%), 노린재목 11종(8.80%)이 채집되어 정수성 저서무척추동물의 분류군들이 우점하였다. 섭식기능군은 잡아먹는 무리(51종, 56.67%)가 높게 나타나 습지성 형태의 무리들이 우점하고 있는 것으로 나타났으며, 서식기능군은 기어오르는 무리(33종, 24.44%)가 높게 나타났으며, 단순한 하상에서 나타나는 굴파는 무리(17종, 12.59%)도 다소 높게 출현하였다. 이는 유속이 느린 서식처에서 나타나는 특징으로 분류군간에 동종포식을 유발하여 생태계의 교란이 심각해 질 것으로 평가되었다. 수환경평가의 ESB 값은 S13지점에서 82점으로 최우선보호수역으로 평가되었으며, 대부분 지역에서 수질 III등급의 ${\alpha}$-중부수성으로 오염이 심각한 환경상태로 나타났다. 군집안정성분석결과 회복력과 저항력이 높은 I특성군과 교란에 민감한 III특성군으로 평가되었으며, 전체적으로 균일하지 못하고 불안한 군집을 형성하였다. 어류는 잉어과에서 30종(65.2%)으로 가장 높게 나타났으며, 계류에 서식하는 참갈겨니가 728개체(21.4%)로 우점 하였다. 어류 조사결과 총 18목 39과 46종(3,405개체)이 출현하였으며, 군집분석 결과 우점도지수가 낮고(0.39) 다양도지수가 높은(2.29) 안정된 지점(S7, S13)과 반대성향의 불안정한 지점(S2-3, S8, S10)이 복합적으로 평가되었다. 본 조사에서 출현한 저서무척추동물의 법정보호종은 한반도고유종 5종, 국외반출승인종 17종, 멸종위기야생생물 II급인 물장군과 물방개 2종이 출현하였다. 그 외 희귀종인 배물방개붙이의 서식처가 확인되었으며, 생물 위해외래종인 왕우렁이가 전지역에 분포하여 민통선이북 서부평야지대의 생태계 교란이 끊임없이 발생할 것으로 판단되었다. 어류에서는 천연기념물 1종(어름치)와 멸종위기야생생물 II급 3종(묵납자루, 꾸구리, 돌상어)의 서식처가 확인되어 보호 및 보전대책이 마련되어야 할 것으로 판단되었다.

• 자원환경지질
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• 제53권6호
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• pp.667-675
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• 2020

본 연구에서는 정수 처리장 침전지에서 채취한 알럼 기반의 슬러지를 수열합성 방법으로 흡착제(Alum Sludge Based Adsorbent, ASBA)를 제조하고, 이를 인공 수용액 및 광산배수 내 불소와 비소의 제거에 적용하여 ASBA의 흡착 특성을 평가하였다. ASBA의 광물학적 결정 구조, 구성 성분 및 비표면적을 조사한 결과, ASBA는 표면에 불규칙한 기공과 87.25㎡ g-1의 비표면적을 갖는 흡착에 유리한 구조로 나타났다. ASBA를 구성하는 주요 광물 성분은 석영(SiO2), 몬모릴로나이트((Al,Mg)2Si4O10(OH)2·4H2O), 알바이트(NaAlSi3O8)임을 확인하였다. 다음으로 회분식 흡착실험을 수행하여 pH, 흡착 반응시간, 초기 농도 및 온도 등의 인자가 ASBA를 활용한 불소와 비소 흡착에 미치는 영향을 살펴보았다. 실험 결과, 용액의 pH 환경이 염기 영역으로 갈수록 불소와 비소의 흡착률은 감소하는 경향을 보였으며, 흡착제의 영전하점은 pH 7 부근으로 나타났다. 등온 흡착실험을 통해 확인한 불소와 비소의 최대 흡착량은 각각 7.6mg g-1, 5.6mg g-1이었고, 동적 흡착실험에서 불소와 비소는 반응이 시작한 후 각각 8h, 12h이 경과하면서 흡착농도의 증가율이 감소하는 것으로 나타났다. 한편 흡착평형 실험을 통한 ASBA의 흡착 메커니즘을 알아본 결과. 불소와 비소의 흡착은 Langmuir 등온 흡착모델 및 Freundlich 등온 흡착모델과 높은 상관관계를 가지며 일치하는 경향을 보여주었다. 또한 열역학적 연구에서는 25℃부터 35℃까지의 온도 증가에 따른 불소와 비소의 흡착 양상을 실험하여, 양의 값을 갖는 열역학적 상수 ΔH°와 ΔG°을 도출함으로써 ASBA의 흡착 특성은 흡열반응이자 비자발적인 반응임을 검증하였다. 재생실험 결과, ASBA는 1N NaOH을 이용하여 재생 가능하였으며, 광산배수를 이용한 불소와 비소의 흡착실험에서 각각 77%, 69%로 비교적 높은 제거율을 보여 현장 적용 가능성을 지닌 것을 알 수 있었다. 분석 결과를 종합하여 볼 때, 소규모 유량을 가지며 pH 환경이 산·중성 영역인 광산배수 내 불소와 비소가 흡착되어 제거되는 데 흡착제로서 ASBA가 효과적임을 제안한다.

• 생태와환경
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• 제55권3호
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• pp.231-243
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• 2022

인위적 교란은 담수 생태계에서 어류 군집의 생물다양성을 저하시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 교량건설이 어류 군집에 미치는 영향을 파악하기 위해, 단장천과 동천 내 총 8개 지점에서 2021년 6월부터 11월까지 어류조사를 총 5회 실시하였다. 조사 결과, 총 10과 23종 782개체가 채집되었으며, 우점종은 참갈겨니 (Zacco Koreanus)로 상대풍부도(Relative Abundance)는 50.89%로 나타났다. 유사도 지수와 UPGMA 결과, St. 3은 공사로 인해 정수역이 형성되고 하류 지점과 하상이 유사해졌음을 유추할 수 있다. 생활상에 따라 어류를 저서성(demersal)과 중층성(benthopelagic)으로 나누었을 때, 중층성 어류인 참갈겨니의 건강도가 공사지점 기준 상류지점보다 하류지점에서 낮게 나타났으며, 저서성 어류의 상대밀도는 과거에 비해 상류지점, 하류지점 모두 감소한 것으로 나타났다. 이는 교량 건설이 어류의 서식지에 부정적인 영향을 미치며, 특히 저서성 어류의 서식환경에 부정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다. 공사에 의한 서식지 단편화, 미소서식처 파괴와 같은 교란을 완화하기 위해서는 하천의 저질상태, 유속 등을 고려한 오탁방지막과 침사지 설치와 같은 보전 방안이 필요한 것으로 사료된다.

• 농업생명과학연구
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• 제50권2호
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• pp.125-138
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• 2016

산업화를 위한 지구자 및 12가지 식물성 원료 추출물의 생리학적 효과를 평가하기 위하여, 만성 에탄올을 투여한 마우스 혈청 내에서의 생리학적 지표 및 간과 뇌 조직 내에서의 산화적 스트레스에 대한 보호효과를 확인하였다. 에탄올을 투여한 마우스의 혈당은 정상 대조군 그룹(NG)과 에탄올 투여 그룹(EG)에서 각각 119.43mg/dL, 305.25mg/dL로 나타났고, 에탄올과 혼합 추출물을 동시에 투여한 그룹(100, 200mg/kg body weight + 25% ethanol 5g/kg body weight, ME100, ME200)에서 각각 272.76mg/dL, 234.60mg/dL로 감소하였다. 혈중 에탄올 함량은 EG에서 4.08mg/dL를 나타내었고 ME100, 200에서 각각 3.85mg/dL, 3.08mg/dL로 감소하였으며, 혈중 아세트알데하이드 함량은 18.72mg/dL에서 각각 15.76mg/dL, 15.16mg/dL로 감소하였다. 또한 ME100, ME200은 혈청 내의 생리학적 지표에서 간 독성 지표인 glutamine pyruvic transaminase(GPT), glutamic oxaloacetic transaminase(GOT)와 신장 독성 지표인 blood urea nitrogen(BUN), creatine(CRE), 혈중 total cholesterol(TCHO), triglyceride(TG)의 함량이 유의하게 감소하였다. 뇌 조직에서 에탄올에 의해 acetylcholinesterase(AChE)가 EG(116.10%)에서 NG(100.00%)와 비교하였을 때 증가된 활성을 나타냈으나, ME에서 각각 109.00%와 108.47%로 유의적으로 감소하였다. ME에서 EG에 비해 간과 뇌 조직에서 superoxide dismutase(SOD)의 함량이 증가하였고, oxidized glutathione(GSH)/total GSH 비율과 malondialdehyde(MDA)의 함량이 감소하였다. 이러한 결과들을 통해 지구자를 포함한 혼합 추출물은 간, 뇌 조직 및 혈액 등에서 만성 에탄올 섭취에 의해 유발된 산화적 스트레스를 효과적으로 보호할 수 있는 제품으로의 개발이 가능할 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권3호
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• pp.378-387
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• 2023

석유화학은 전체 산업에너지 소비량 중 약 30%를 소비하는 에너지 다소비 업종으로써 대표적인 이산화탄소(carbon dioxide, CO₂) 배출원이다. 그 중 에틸렌, 프로필렌, 프로판 및 혼합 C4를 생산하는 납사 분해 공정(naphtha cracking center, NCC)은 많은 양의 에너지를 소비하고 상당한 양의 CO₂를 배출한다. 이러한 이유로 경제성과 환경적 측면에서의 효율성을 보장하기 위해 에너지 사용량 및 환경 영향 인자 감소를 목표로 하는 통합 기술경제적-환경영향 평가가 필요하다. 본 연구는 핀치분석에 근거하여 기존 NCC에서 사용되는 열 교환망의 효율성을 분석하고 이를 통해 에너지 사용량을 감축 시킬 수 있는 개선안을 선정하는 것을 목표로 한다. 공정 내 유틸리티 소비량을 줄이기 위하여 고온 스트림과 저온 스트림 사이를 고려한 최적의 열 교환망을 도출하고, 유틸리티 사용량 감소와 열교환기 설치 비용 증가 사이의 트레이드 오프를 고려하여 경제성 평가를 진행하였다. 또한, 환경적 측면을 고려하여 감소된 CO₂ 배출에 대한 환경영향평가를 실시하였고, 경제적-환경 영향 평가는 투자된 자금을 회수하는 회수기간을 사용하여 실제 공정을 바탕으로 적용 가능성이 있는 에너지 절감안을 도출하였다. 경제적-환경영향평가를 고려한 결과 경제성만을 고려한 부분에서는 각 사례별로 4.29개월, 3.21개월, 3.39개월로 나타났고, 경제적-환경 통합 평가의 경우에는 각 사 례별로 4.24개월, 3.17개월, 3.35개월로 각각의 회수기간을 보였다. 이러한 결과는 환경영향평가를 포함하지 않았을 때와 포함하였을 때 모두 동등하게 나타났다. 추가로 주요한 요소가 회수기간에 어느정도 영향을 미치는지 확인하기 위해 각 사례별 민감도 분석을 진행하였다. 민감도 분석결과 열 교환기 비용이 전체적인 비용에 영향을 미치는 주요 원인으로 확인되었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제43권3호
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• pp.209-223
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• 2023

이 연구는 초·중등 학생의 극지 소양 함양을 위해 개발된 극지 소양 교육 프로그램을 적용한 효과를 평가하고, 기후 변화 대응 교육을 위한 시사점을 도출하기 위해 수행되었다. Polar-ICE 단체가 정립한 7가지 극지 소양 원리를 중심으로 개발한 모듈식 프로그램 중 과학개념을 강조한 프로그램과 인문학과 사회학적 쟁점을 강조한 프로그램 등 두 과정에 적합한 세부 프로그램을 선정해서 구조화했다. 이들 두 가지 프로그램은 서울 소재 대학 과학교육과에서 주최한 토요 과학교실에서 초등학생과 중학생 26명에게 약 69시간에 걸쳐 적용되었다. 26명의 학생을 세 집단으로 나누어 두 집단에게는 각각 극지 소양을 위한 과학 교육 프로그램과 인문 사회학적 쟁점 교육 프로그램을 실시했고, 나머지 한 집단은 극지 소양과 관련 없는 일반 과학 교육을 적용하여 대조군이 되었다. 프로그램을 적용하기 전후에 세 집단의 학생들은 모두 동일하게 극지 소양 검사와 극지에 대한 연상 단어와 장면을 진술하는 설문에 응답했다. 검사 결과는 비모수검정 방법인 Wilcoxon의 대응쌍 부호순위로 나타내어 프로그램 적용 전후의 향상도를 비교했다. 연구 결과 인지적 측면에서 실험군과 대조군 모두 지식 측면에서 프로그램 적용 후 향상이 나타났으나 실험군이 대조군 보다 향상의 정도가 더 컸으며, 명시적으로 다룬 내용이나 소재에서 특히 분명한 차이를 나타냈다. 정의적 측면에서 프로그램 전후의 차이는 그다지 큰 차이를 나타내지 않았지만, 인문 사회학적 쟁점을 다루었던 집단은 통계적으로 유의미한 향상을 보였다. 극지 심상의 변화는 실험 집단인 두 집단이 대조 집단에 비해 단조로운 이미지에서 좀 더 다양한 이미지로 분산되는 경향이 보였다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 극지 소양 원리 과학 교육 프로그램의 효과를 높이기 위해 유의할 점, 과학적 사고를 함양하고 지구계 교육에 도움이 되는 소재로 활용할 필요성, 극지에 대한 태도를 향상하기 위한 방안, 기후 위기 대응을 준비하는 학교 교육 과정과의 연계 등의 시사점을 제안했다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.327-351
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• 2009

본 논문은 대심도 또는 과지압 암반에서 2차지압으로 인해 발생되는 취성파괴와 관련한 실내실험을 수행하고, 취성파괴 현상을 잘 예측할 수 있는 CWFS(Cohesion Weakening Frictional Strengthening)모델을 이용한 수치해석을 수행하였다. 암석의 거동을 분석하고 손상의 함수인 암석강도정수를 도출하기 위하여 일축압축강도실험과 손상제어실힘을 수행하였다. 일축압축강도실험결과 균열개시응력은 화강암, 편마암 구분 없이 일축압축강도의 41~42% 정도로 분석되었으며, 반면 균열손상응력은 화강암은 일축압축강도의 75%, 편마암은 일축압축강도의 97%의 값으로 분석되었다. 손상제어실험결과 균열손상응력과 최대하중은 Peak하중 이후 감소하는 것으로 나타났다. 또한 점착력은 감소하고 마찰각은 증가하는 양상을 보였다. Peak하중 이전에는 탄성계수가 증가하고 Peak하중 이후에는 감소하였다. 그리고 포아송비는 손상이 진행될수록 증가하는 양상을 보였다. 일축압축강도실험과 손상제어실험의 균열개시응력과 균열손상응력의 비교분석결과 손상제어실험의 균열개시응력은 일축압축강도실험에서 얻어진 균열개시응력의 범위에서 변화하는 양상을 보였고, 균열손상응력은 일정 손상수준에서 일축압축강도실험에서 얻어진 값보다 작은 값으로 나타났다. 실내실험결과로부터 CWFS모델의 입력 파라미터를 도출하여 수치해석에 적용하여 취성파괴 발생 한계토피고를 구했다. CWFS모델을 이용한 수치해석으로부터 예측된 한계토피고와 손상지수로부터 예측된 한계토피고를 비교한 결과, 취성파괴 발생 한계토피고를 정확히 예측하지 못하는 결과를 나타냈다. 따라서 원형터널에만 적용기한 손상지수를 사용하는 것은 문제가 있다고 판단된다. 이를 개선하기 위해 터널의 형상을 고려한 형상계수를 손상지수에 적용하였다. 터널의 형상을 고려한 수정된 손상지수로부터 예측된 한계토피고는 수치해석결과와 거의 동일한 결과를 보였다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제56권6호
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• pp.667-682
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• 2023

본 연구는 국민건강영양조사 2019-2020년 자료를 활용하여 한국 남녀 중, 고등학생을 대상으로 coronavirus disease 2019 (COVID-19) 전후의 건강행태, 정신건강 및 영양 상태를 비교하기 위해 수행되었다. 신체계측은 COVID-19 이후 남자 중학생에서 과체중과 비만 비율이 증가하는 경향을 보였으나 유의적인 차이는 아니었다. 건강행태 및 신체, 정신건강을 비교하면 COVID-19 이후 남자 고등학생에서 하루 60분 신체 활동 실천 일수가 줄고 중성지방, 헤모글로빈 수치가 낮아졌다. 남자 중학생은 이완기 혈압과 인슐린농도가 높아지고, 여자 중학생은 공복혈당, 여자 고등학생은 당화혈색소 수치가 낮아졌다. 남녀 중학생에서 COVID-19 이후 스트레스를 조금 느끼거나 거의 없다는 비율이 높았으며 여자 중학생에서는 아침식사 결식률이, 남녀 중, 고등학생 모두에서는 가족과 점심식사를 동반한다는 비율이 높아졌다. COVID-19 이후 남자 중학생은 우유류가, 여자 중학생은 감자류, 야채류, 음료류에서 평균섭취량이 낮으며 전반적으로 영양소 섭취가 부족했음을 알 수 있었다. 영양소 섭취량은 COVID-19 이후 남자 중학생에서 인과 나이아신 섭취량의 감소, 여자 중학생에서 칼륨, 비타민 C 섭취량의 감소, 그리고 여자 고등학생에서는 비타민 C와 리보플라빈의 섭취량이 감소하는 변화를 나타냈다. 위 결과를 통해 COVID-19 팬데믹 상황에서 청소년의 건강상태는 비교적 잘 유지하고 있었으나 신체활동 부족, 식습관 변화, 일부 영양소 섭취 부족이 나타났음을 확인하였다.

• 농촌의학ㆍ지역보건
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• 제44권4호
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• pp.165-184
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• 2019

이 연구는 도시와 농촌에 거주하는 노인인구의 일반적 특성변수, 건강행태와 만성질병 진단 및 치료경험 등의 차이와 그 관련요인을 비교하고자 하였다. 이 연구는 질병관리본부의 2017년 지역사회건강조사 원시자료를 활용하였다. 연구 대상은 만 65세 이상 노인으로 총 67,835명의 자료를 이용하였다. 카이제곱검정과 단변량 및 다변량로지스틱회귀분석 등을 이용하여 비교분석하였다. 분석결과, 도시 농촌 간의 건강행태, 진단 경험과 치료 경험 등에서 차이가 있는 것으로 확인되었다. 특히, 로지스틱회귀분석 결과, 도시 노인에 비해 농촌 노인에서 당뇨 진단 경험이 1.136배 (1.092-1.183), 이상지질혈증 진단 경험 1.278배(1.278-1.386), 백내장 진단 경험 1.159배(1.116-1.203), 백내장 치료 경험 1.285(1.200-1.375)로 높았고, 관절염 진단 경험은 0.940배 (0.904-0.977) 낮았다. 백내장 치료 경험에서는 농촌 노인이 1.285배(1.200-1.375) 높았으며, 관절염 치료 경험은 0.785배(0.736-0.837) 낮았다. 만성질환 진단 및 치료 경험에는 각 질환별로 다양한 변수들이 기여변수로 도출되었는데 특히, 만성질환 진단 경험에서는 고혈압 진단 경험을 제외한 당뇨병 진단 경험, 관절염 진단 경험, 백내장 진단 경험 및 이상지질혈증 진단 경험에서 도시 농촌 지역변수가 통계적으로 유의의한 차이가 있었다(p<0.01). 치료 경험에서는 관절염과 백내장 치료 경험에서 도시 농촌 지역변수가 통계적으로 유의의한 차이가 있었으나(p<0.01) 기타 고혈압, 당뇨병, 이상지질혈증 등의 치료 경험은 유의한 차이를 보이지 않았다. 따라서 도시 농촌 간의 노인 만성질환의 관련요인을 반영하여 진단과 치료 경험에 차이가 있는 질환에 대한 전략적인 보건관리 사업의 추진이 필요해 보인다. 추후 각 만성질환별로 도시와 농촌의 지역 차이와 이환 및 예방관리 등 차이와 그 관련요인에 대한 추가적인 연구가 필요해 보인다.