• 환경생물
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• 제23권2호
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• pp.146-151
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• 2005

본 연구를 통한 결론은 다음과 같다. 5개의 염색폐수배출업소에서 각각 3회씩 채취한 최종 방류수를 대상으로 한 생물독성시험 결과 미생물독성시험에서는 B시료와 E시료에서 독성이 관찰되었고 급성 물벼룩시험에서는 반수치사농도가 C시료에서만 관찰되어 염색폐수의 독성이 시험 생물종별로 다르게 나타날 수 있음을 제시하였다. 동일 생물종을 대상으로 실시한 급성 및 만성시험에서는 급성반수치사가 5개 방류수 중 C시료에서만 비교적 낮은 농도에서 관찰이 된 것에 비해 만성반수치사는 3개 방류수에서 나타났고 $EC_{50}$도 급성영향의 $1/2\~1/5$ 수준에서 결정되었다. 특히 만성노출에 의한 생식 및 성장에 미치는 영향은 치사에 미치는 영향농도보다 더 낮은 농도에서 나타나는 경향을 보이고 있다 따라서 방류수가 연속적으로 수계에 배출되는 특성을 고려하면 만성노출에 의한 영향을 평가하는 것이 중요한 의미를 갖는다. 한편 염색폐수의 경우 동일업종 또는 동일한 시료에서도 독성평가방법에 따라 서로 다른 정도의 독성이 관찰되는 등 독성발현이 매우 다양하게 나타났다. 그러므로 염색폐수가 수중생태계에 미치는 영향을 정확하게 파악하고 제어하기 위해서는 물고기나 조류 등 다른 영양단계에 있는 생물종에 미치는 영향 등의 연구가 요구된다.

• 한국물환경학회지
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• 제24권2호
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• pp.185-194
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• 2008

There is increased soil erosion potential at highland agricultural crop fields because of its topographic characteristics and site-specific agricultural management practices performed at these areas. The agricultural upland fields are usually located at the sloping areas, resulting in higher soil loss, pesticides, and nutrients in case of torrential rainfall events or typhoon, such as 2002 Rusa and 2003 MaeMi. At the highland agricultural fields, the soil reconditioning have been performed every year to decrease damage by continuous cropping and pests. Also it has been done to increase crop productivity and soil fertility. The increased amounts of soil used for soil reconditioning are increasing over the years, causing significant impacts on water quality at the receiving water bodies. In this study, the field investigation was done to check soil reconditioning status for potato, carrot, and cabbage at the Doam-dam watershed. With these data obtained from the field investigation, the Soil and Water Assesment Tool (SWAT) model was used to simulate the soil loss reduction with environment-friendly and agronomically enough soil reconditioning. The average soil reconditioning depth for potato was 34.3 cm, 48.3 cm for carrot, and 31.2 cm for cabbage at the Doam-dam watershed. These data were used for SWAT model runs. Before the SWAT simulation, the SWAT ArcView GIS Patch, developed by the Kangwon National University, was applied because of proper simulation of soil erosion and sediment yield at the sloping watershed, such as the Doam-dam watershed. With this patch applied, the Coefficient of Determination ($R^2$) value was 0.85 and the Nash-Sutcliffe Model Efficiency (EI) was 0.75 for flow calibration. The $R^2$ value was 0.87 and the EI was 0.85 for flow validation. For sediment simulation, the $R^2$ value was 0.91 and the EI was 0.70, indicating the SWAT model predicts the soil erosion processes and sediment yield at the Doam-dam watershed. With the calibrated and validated SWAT for the Doam-dam watershed, the soil erosion reduction was investigated for potato, carrot, and cabbage. For potato, around 19.3 cm of soil were over applied to the agricultural field, causing 146% of more soil erosion rate, approximately 33.3 cm, causing 146% of more soil erosion for carrot, and approximately 16.2 cm, causing 44% of more soil erosion. The results obtained in this study showed that excessive soil reconditioning are performed at the highland agricultural fields, causing severe muddy water issues and water quality degradation at the Doam-water watershed. The results can be used to develop soil reconditioning standard policy for various crops at the highland agricultural fields, without causing problems agronomically and environmentally.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권2호
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• pp.207-218
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• 2008

The impacts of planted transgenic rice varieties on bacterial communities in paddy soils were monitored using both cultivation and molecular methods. The rice field plot consisted of eighteen subplots planted with two genetically modified (GM) rice and four non-GM rice plants in three replicates. Analysis with denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) of PCR-amplified 16S rRNA genes revealed that the bacterial community structures were quite similar to each other in a given month, suggesting that there were no significant differences in bacterial communities between GM and non-GM rice soils. The bacterial community structures appeared to be generally stable with the seasons, as shown by a slight variation of microbial population levels and DGGE banding patterns over the year. Comparison analysis of 16S rDNA clone libraries constructed from soil bacterial DNA showed that there were no significant differences between GM and non-GM soil libraries but revealed seasonal differences of phyla distribution between August and December. The composition profile of phospholipid fatty acids (PLFA) between GM and non-GM soils also was not significantly different to each other. When soil DNAs were analyzed with PCR by using primers for the bar gene, which was introduced into GM rice, positive DNA bands were found in October and December soils. However, no bar gene sequence was detected in PCR analysis with DNAs extracted from both cultured and uncultured soil bacterial fractions. The result of this study suggested that, in spite of seasonal variations of bacterial communities and persistence of the bar gene, the bacterial communities of the experimental rice field were not significantly affected by cultivation of GM rice varieties.

• Ocean and Polar Research
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• 제30권3호
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• pp.303-312
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• 2008

Despite the impacts of the climate changes on the pelagic ecosystem, few studies have examined the pelagic-benthic coupling in the adjacent East China Sea and Korea Strait. Therefore, the species composition and abundance of the macrobenthic community, as well as the potential food sources of benthic fauna were investigated in the present study using stable isotope analysis (${\delta}^{13}C\;and\;{\delta}^{15}N$) for suspended particulate organic matter (SPOM), sedimentary organic matter (SOM), phytoplankton, and zooplankton. A total of 157 macrobenthic fauna were collected, and the density of the macrobenthic fauna ranged from 4 to 434 ind./0.25 $m^2$, with an average density of 149 ind./0.25 $m^2$. The density of the benthic fauna increased moving from offshore shelf sites to coastal sites adjacent to the Korea Strait. Cluster analysis showed that the macrobenthic communities consisted of three distinct groups: group A in the Korea Strait, group B in the East China Sea, and group C near Ieodo. The dominant species in group A were the amphipods Photis japonica and Ampelisca miharaensis, followed by the polychaete Scolotoma longifolia. Environmental variables, such as the temperature of the seawater and sediment, and oxygen, and chlorophyll a levels, appeared to affect the structure of the community, suggesting the importance of coupling with the pelagic system. The ${\delta}^{13}C$ values of SPOM and zooplankton ranged from -22.97 to -23.5% and -19.92 to -21.86%, respectively, showing a relatively narrow range(<1%) between the two components. The difference between the ${\delta}^{13}C$ values of SOM and pelagic organic matter was also within 1%, suggesting that the SOM originated from the pelagic system, which is an important factor controlling the macrobenthic community.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.207-216
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• 2014

총유기탄소(TOC)는 해양의 탄소순환 연구분야에서 직접적인 생물학적 지표로 이용되는 중요한 인자다. 가용한 TOC 자료가 상대적으로 화학적산소요구량(COD) 자료 보다 부족하기 때문에 COD 자료를 활용하여 TOC 자료를 추정할 수 있다. COD를 TOC 로의 변환 시 TOC 추정에 직접적으로 영향을 미치는 COD 관측자료에 포함된 이상자료의 탐지와 적절한 처리는 합리적이고 객관적으로 수행되어야 한다. 본 연구에서는 국내 연안해역에서 관측된 염분, COD 및 TOC 자료에 대한 최적회귀모형을 제시하였다. 최적회귀모형은 이상자료와 영향자료를 여러 가지 탐색방법으로 진단하여 제거 전 후의 자료 개수 변화, 변동계수 및 RMS 오차를 비교 및 분석하여 선택하였다. 연구수행 결과, Cook의 진단방법과 SIQR의 boxplot 방법을 조합한 방법이 가장 적절한 것으로 파악되었다. 최적 회귀 함수는 TOC(mg/L) = $0.44{\cdot}COD(mg/L)+1.53$ 이고, 결정계수는 0.47 정도로 나타났으며, RMS 오차는 0.85 mg/L이다. RMS 오차와 지레계수(leverage values)의 변동계수는 이상자료 제거 전에 비하여 각각 31%, 80%로 크게 감소되었다. 본 연구에서 제시된 방법을 통해 COD와 TOC 관측자료에 포함된 이상자료와 영향자료의 과도한 영향을 진단 및 제거하였기 때문에 보다 적절한 회귀곡선식을 제시할 수 있었다.

• 생태와환경
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• 제34권4호통권96호
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• pp.261-266
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• 2001

이산화탄소 농도가 증가할 때에 북구 이탄 습지에서 나타나는 생지화학적 변화과정을 살펴보았다. 표면 식생을 포함한 온전한 코어를 북웨일스의 이탄습지로부터 채취하여, 높은 이산화탄소농도(700ppm)와 자연상태 (350ppm)환경에서 4개월간 배양하였다. 배양 후, 화학적인 저해제를 이용하여 습지 토양에서 미량기체의 생성과 소비를 측정하였다. 메탄의 경우, 불화메탄($CH_3F$)를 이용하여 메탄 산화율을 결정하였고, 질산화와 탈질작용을 측정하기위해 아세틸렌($C_2H_2$)저해 방법을 적용하였다. 이를 위해, 먼저 각 측정 방법을 습지 시료에 적합하도록 최적화 시켰고, 둘째로 두 수준의 이산화탄소에서 배양한 시료에 이 방법들을 적용하였다. 높은 이산화탄소 농도는 메탄의 생성량을 증가 시켰으나(210대 $100\;ng\;CH_4 g^{-1}\;hr^{-1}$), 메탄 산화의 양도 증가시켜서 (128대 $15\;ng\;CH_4 g^{-1}\;hr^{-1}$) 결국에는 순메탄 방출량에는 변화가 없었다. 아산화질소의 경우에는 증가된 발생량이 탈질 보다는 질산화 과정에서 생성된 것으로 사료된다. 이러한 변화들은 높은 이산화탄소 하에서 조류의 성장이 증가되어 야기된 것으로 추측된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권10호
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• pp.833-843
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• 2020

생태수리학은 수생생태학을 한 축으로, 지형학, 수문학, 유체동력학 등을 또 다른 한 축으로 1990년대 초 탄생한 다학제간 연구분야이다. 생태수리학을 흐름, 유사이송, 지형, 동식물, 수리구조물 등 5가지 주요인자 간 상호 관계나 작용을 기준으로 구분하면 서식처수리( 환경유량 포함), 식생수리, 생태통로수리, 부영양화수리, 생태복원수리의 5개로 나눌 수 있다. 지난 20여 년간 관련 국제논문집에 게재된 생태수리학 관련연구는 물고기반응, 수리모델링, 물리서식처반응 분야에 치우쳤으며, 이는 아직 진정한 학제 간 상호반응적 연구단계로 진입하지 못했음을 의미한다. 한편 1997년 이후 한국수자원학회 논문집에 게재된 생태수리학 관련논문 수는 전체의 3% 수준에 불과하며, 생태수리학과 더 밀접한 응용생태공학회 논문집에 게재된 논문 수도 20% 수준에 머물렀다. 이 두 논문집에 게재된 논문들은 주로 서식처수리, 식생수리, 생태복원수리 분야이었으며, 난류모의를 포함한 동적 흐름모의, 동물유영모의, 부영양화수리 분야는 사실상 없는 것으로 나타났다. 국내의 하천특성 및 생태수리학의 사회적 수요를 고려하여 앞으로 연구개발이 시급한 분야는 1) 국내하천 여건에 맞는 환경유량의 평가기법, 2) 화이트리버의 그린리버 변화현상을 평가할 수 있는 동적 홍수터식생모형(DFVM)의 개발, 3) 정수역 및 유수역에서 수리조건 중심으로 조류생성을 평가할 수 있는 모형개발, 4) 하천지형복원이나 소형 보/댐의 가동정지(decommissioning) 및 철거에 따른 물리/화학/생물적 영향을 평가할 수 있는 모형개발 등이다.

• 공학교육연구
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• 제17권6호
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• pp.69-76
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• 2014

본 연구는 기술과 사회에 관한 융합교육이 공대 남녀학생들의 정체성에 미치는 영향을 설문조사와 과제물 내용분석을 통해 검토하였다. 기술과 사회의 상호작용에 대한 수업을 수강한 여학생 집단에서는 엔지니어에 대한 호감, 자신이 엔지니어가 될 것이라는 사실에 대한 만족감, 엔지니어의 사회적 공헌도에 대한 긍정적 평가가 모두 통계적으로 유의미하게 증가하였다. 또한 수강 남학생 집단에서도 비수강 남학생 집단에 비해 더욱 긍정적인 공학 정체성이 형성되었고, 수강 남학생 집단과 여학생 집단 사이 에서는 통계적으로 의미 있는 성차가 나타나지 않았다. 이와 함께 수강생들은 이미 개발된 의료 기술을 개선하기 위한 방안을 논의하면서, 기술의 발전 과정을 새로운 사회적 가치를 실현해가는 과정으로 보는 관점을 습득하였다. 기술과 사회에 관한 융합교육은 공대 남녀학생들로 하여금 엔지니어의 역할을 더 넓은 사회적 맥락 안에서 이해하도록 도우며, 이는 공학도로서의 자기 정체성 형성에 긍정적 영향을 미칠 수 있다.

• 한국농공학회논문집
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• 제59권1호
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• pp.45-55
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• 2017

Climate change causes changes in rainfall patterns, temperature and drought frequency. Climate change impact influences on water management and crop production. It is critical issue in agricultural industry. Rice is a staple cereal crop in South Korea and Korea uses a ponding system for its paddy fields which requires a significant amount of water. In addition, water supply has inter-relationship with crop production which indicates water productivity. Therefore, it is important to assess overall impacts of climate change on water resource and crop production. A water footprint concept is an indicator which shows relationship between water use and crop yield. In addition, it generally composed of three components depending on water resources: green, blue, grey water. This study analyzed the change trend of water footprint of paddy rice under the climate change. The downscaled climate data from HadGEM3-RA based on RCP 8.5 scenario was applied as future periods (2020s, 2050s, 2080s), and historical climate data was set to base line (1990s). Depending on agro-climatic zones, Suwon and Jeonju were selected for study area. A yield of paddy rice was simulated by using FAO-AquaCrop 5.0, which is a water-driven crop model. Model was calibrated by adjusting parameters and was validated by Mann-Whitney U test statistically. The means of water footprint were projected increase by 55 % (2020s), 51 % (2050s) and 48 % (2080s), respectively, from the baseline value of $767m^2/ton$ in Suwon. In case of Jeonju, total water footprint was projected to increase by 46 % (2020s), 45 % (2050s), 12 % (2080s), respectively, from the baseline value of $765m^2/ton$. The results are expected to be useful for paddy water management and operation of water supply system and apply in establishing long-term policies for agricultural water resources.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제19권5호
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• pp.389-399
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• 2015

Zinc has been considered as a vital constituent of proteins, including enzymes. Mobile reactive zinc ($Zn^{2+}$) is the key form of zinc involved in signal transductions, which are mainly driven by its binding to proteins or the release of zinc from proteins, possibly via a redox switch. There has been growing evidence of zinc's critical role in cell signaling, due to its flexible coordination geometry and rapid shifts in protein conformation to perform biological reactions. The importance and complexity of $Zn^{2+}$ activity has been presumed to parallel the degree of calcium's participation in cellular processes. Whole body and cellular $Zn^{2+}$ levels are largely regulated by metallothioneins (MTs), $Zn^{2+}$ importers (ZIPs), and $Zn^{2+}$ transporters (ZnTs). Numerous proteins involved in signaling pathways, mitochondrial metabolism, and ion channels that play a pivotal role in controlling cardiac contractility are common targets of $Zn^{2+}$. However, these regulatory actions of $Zn^{2+}$ are not limited to the function of the heart, but also extend to numerous other organ systems, such as the central nervous system, immune system, cardiovascular tissue, and secretory glands, such as the pancreas, prostate, and mammary glands. In this review, the regulation of cellular $Zn^{2+}$ levels, $Zn^{2+}$-mediated signal transduction, impacts of $Zn^{2+}$ on ion channels and mitochondrial metabolism, and finally, the implications of $Zn^{2+}$ in health and disease development were outlined to help widen the current understanding of the versatile and complex roles of $Zn^{2+}$.