• 생명과학회지
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• 제29권8호
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• pp.861-870
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• 2019

본 연구에서는 경제성 있는 생물학적 만니톨 고생산을 위해 선별균주의 만니톨 생산 최적화 배지조성을 RSM 방법을 이용하여 확립하고자 하였다. 먼저 김치로부터 분리된 10균주의 만니톨 생산량과 과당으로부터 만니톨 전환율 분석을 통하여 SRCM201425 균주를 선발하였으며, 선발균주는 16S rRNA 유전자 염기서열과 당 발효 분석을 통하여 Leuconostoc mesenteroides로 동정하였다. Plackett-Burman design (PBD)을 이용하여 만니톨 생산에 영향을 주는 배지 인자를 선별하기 위해 총 11개의 탄소원, 질소원, 무기원소의 영향을 조사하였으며, 통계학적 분석을 통하여 최종적으로 fructose와 sucrose, peptone을 선정하였다. 만니톨 생산을 위한 선별된 각 변수의 최적 농도를 결정하기 위한 방법으로 central composite design (CCD)과 반응표면 분석법을 이용하였으며, 최종적으로 CCD를 통해 만니톨 생산을 위한 배지 조성의 최적 농도는 fructose 38.68 g/l, sucrose 30 g/l, peptone 39.67 g/l으로 예측되었으며, 통계학적 분석을 통해 실험모델의 적합성을 확인하였다. 최종적으로 MRS 배지에서의 생산량의 약 20배의 만니톨을 생산할 수 있었으며, 100 g/l의 fructose가 포함된 MRS 배지 대비 97.46%의 만니톨을 생산하면서, 산업화시 기존 배지 대비 생산비용을 크게 절감할 수 있을 것으로 예상되었다. 본 연구를 통하여 만니톨 생산을 위한 배지 조성의 최적화를 확립하였으며, 만니톨을 생산하기 위한 방법으로 주로 사용되고 있는 고비용의 촉매환원 방법을 대체할 방법을 제시할 수 있는 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제34권2호
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• pp.115-123
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• 2019

본 연구는 농산물 중 잔류허용기준 신설 예정 농약인 펜프로피모르프의 안전 관리를 위한 공정 시험법을 개발하기 위하여 수행되었다. 펜프로피모르프는 모르폴린계 살균제로 스테롤 생합성을 저해하여 곡류와 채소류에 발병하는 녹병과 흰가루병 및 바나나에 발병하는 시가토카병을 방제 하는 데 사용되고 있다. 현재 국내에는 농산물 중 펜프로피모르프의 잔류물의 정의 및 잔류허용기준이 설정되어 있지 않고, 수입식품 바나나에 대한 잔류허용기준을 신설할 예정이다. 이에 농산물 중 잔류농약 분석 및 검사를 위한 공정 시험법 마련이 시급하여 본 연구에서는 대표농산물 5종(현미, 감자, 대두, 감귤, 고추)을 대상으로 시험법을 개발하고자 하였다. 따라서 QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe)법을 이용한 추출 및 정제법을 최적화하여 LC-MS/MS에 의한 분석법을 확립하였다. 펜프로피모르프의 시험법 정량한계는 0.01 mg/kg이며 5종의 농산물에 0.01, 0.1 및 0.5 mg/kg의 처리농도로 회수율 실험을 한 결과 평균 회수율은 90.9~110.5%이었고, 상대표준편차는 5.7% 이하로 조사되었다. 또한 실험실간 검증 결과 두 실험실간 회수율 결과에 따른 평균값은 88.6~101.4%이며 변이계수(CV) 또한 14.6% 이하로 조사되어 국제식품규격위원회 가이드라인(CAC/GL 40-1993, 2003)의 잔류농약 분석 기준 및 식품의약품안전평가원의 '식품등 시험법 마련 표준절차에 관한 가이드라인(2016)'에 적합한 수준임을 검증하였다. 따라서 본 연구에서 개발한 시험법은 국내 및 수입 농산물 중 펜프로피모르프의 안전 관리를 위한 공정시험법으로 활용될 수 있으며 잔류물의 정의 및 잔류허용기준을 설정하는 데 기초자료로써 활용 가능할 것이다.

• 환경영향평가
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• 제28권5호
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• pp.492-506
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• 2019

공용화기사격장 내 중금속 오염물은 대부분 탄두원형으로 존재하거나 입자로 존재하는 금속조각편이며 이들 미세한 금속입자들은 오랜 기간 풍화되어 표면이 산화물 또는 탄산화물로 존재할 가능성이 매우 높다. 특히 사격장 토양에서 대표적 오염물질인 납은 연성이 높아 무르고 잘 늘어나므로 더 미세입자로 존재한다. 따라서 물리적 세척 실험으로 입도분석, 입경별 중금속농도, 금속물질 성분분석, 비중, 자력, 부상선별의 적용성 평가를 실시하였다. 금속파편의 경우 FESEM분석과 무게측정결과 납은 무른 특성에 따라 얇게 조각나고 편모양의 구조로 비슷한 면적의 구형 토양보다 무게가 더 적게 나가는 것을 확인하였으며 비중선별 적용성이 높은 것을 확인할 수 있었다. 이 결과를 적용하여 하이드로사이클론을 이용한 정화효율평가 결과 1회 71%, 2회 80%, 3회 91%의 누적 정화효율을 보였다. 이에 비해 자력선별은 17%의 낮은 효율을 보였고 부상선별은 입경 0.5 mm 미만으로 선별한 대상토는(-35 mesh) 39%로 비교적 높은 효율을 보였으나 입경 2 mm 미만으로 선별한 대상토의(-10 mesh) 효율은 16%에 불과하였다. 토양세척의 대상 처리입경은 2 mm ~ 0.075 mm로 입도구분을 추가로 하여 실규모 장치에 적용하여야 하며 이는 설치비용과 공정이 추가로 구성됨에 따른 관리가 필요할 것으로 분석되었다. 결과적으로 공용화기사 격장 오염의 토양정화는 탄두 원형을 유지한 탄두는 5.56 mm 이상으로 자갈입경보다 크므로 고비중을 이용한 비중선별을 실시하고, 금속파편으로 존재하는 오염물질은 얇게 조각나고 편모양의 구조로 같은 입경의 토양보다 무게가 더 적음에 따라 토양세척의 하이드로사이클론을 이용하여 분리하여 처리할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제55권1호
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• pp.305-321
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• 2022

부여 응평리 석실묘는 두 개체를 합장한 형태로 피장자 간의 상관관계 및 석실묘의 성격에 대해 조사하였다. 부여 응평리 석실묘는 지리적 입지·공반유물·출토인골을 통해 백제 사비기에 위계가 있는 도성민 혹은 지방관료로 추정할수 있었다. 본 연구는 인골 특성에 적합한 수습 및 보존처리와 함께 과학적 분석을 수행한 결과이다. 현장에서 출토되는 인골 수습에서 가장 중요한 사항은 과학적 분석용 시료를 제외한 잔존 뼈들에 대한 강화제의 종류와 농도이다. 부여 응평리 인골의 경우 paraloid B-72를 사용하였으며 현장에서 강화 처리 시 사용했던 약품을 동일하게 사용하여 표면의 이물질 제거·강화·접합 등 최소한의 보존처리를 수행하였다. 토양의 영향으로 인골의 외부 형태 식별이 어려운 경우 X-ray와 CT촬영 자료를 활용하였다. 안정동위원소와 DNA분석을 수행하기 앞서 근적외선 분석을 진행하였으며 그 결과를 토대로 시료 채취 부위를 선정하였다. 인골의 콜라겐을 이용하는 탄소·질소 안정동위원소 분석의 경우 콜라겐의 수율이 3.8~6.1%로 나타났으며 안정동위원소비는 EBW, EBE 개체 각각 δ¹³C -18.3‰±0.1‰, -19.0‰±0.1‰이고, δ¹⁵N 10.7‰±0.5‰, 10.6‰±0.1‰로 확인되었다. 두 개체는 C₃ 식물을 위주로 약간의 잡곡류를 함께 섭취했고, 단백질은 육상 동물로부터 공급되었을 것으로 판단된다. 또한 두 개체의 데이터 편차가 근소하여 유사한 식이를 하였을 것으로 추정된다. DNA 분석의 경우 증폭이 불가능하여 결과를 얻기 어려웠으며 이는 시료의 보존상태 등을 연관 지어 보았을 때 DNA가 극미량으로 잔존하여 증폭에 어려움이 있었을 것으로 생각된다. 부여 응평리 유적 석실묘에서 출토된 인골의 경우 안정동위원소분석 및 DNA 분석과 근적외선 분석의 연관성은 도출하기 어려웠으며 뼈의 보존상태 평가를 위한 추가 분석이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국지구과학회지
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• 제43권1호
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• pp.60-76
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• 2022

본 연구는 기상청에서 운용 중인 영국 the United Kingdom Earth System Model (UKESM)을 리눅스 클러스터에 설치하여 과거 28년 기간에 대해 적분을 수행하고, 추가적인 수치 실험을 수행하여 얻은 결과와 비교한다. 설치한 UKESM은 저해상도 버전이지만, 대류권 대기 화학-에어로졸 과정과 성층권 오존 화학 과정을 동시에 모의하는 United Kingdom Chemistry and Aerosol (UKCA) 모듈을 포함하고 있는 최신 버전이다. 본 연구에 사용된 UKCA가 포함된 UKESM (UKESM-UKCA)은 전체 대기에서의 화학, 에어로졸, 구름, 복사 과정이 연동된 모델이다. CMIP5 기존 배출량 자료를 사용하는 UKESM 기준 적분 수치 모의와 함께, 동아시아 지역 이산화황(SO₂) 배출이 기상장에 미치는 영향을 평가하기 위하여 CMIP5 SO2 배출량 대신 최신의 REAS 배출자료로 교체한 실험 적분 수치 모의를 수행하였다. 두 수치 모의의 기간은 모두 1982년 1월 1일부터 2009년 12월 31일까지 총 28년이며, 모델 결과는 동아시아 지역 에어로졸 광학 두께, 2-m 온도, 강수 강도의 시간 평균값과 시간 변화 경향의 공간 분포를 분석하고 관측자료와 비교하였다. 모델에서 얻어진 온도와 강수 강도의 공간 분포 패턴은 관측자료와 전반적으로 유사하였다. 또한 UKESM에서 모의된 오존 농도와 오존전량의 공간 분포도 위성 관측 자료와 분포 패턴이 일치하였다. 두 UKESM 실험 적분 모의 결과로 얻어진 온도와 강수 강도의 선형 변화 경향의 비교를 통해, 동아시아 지역 SO2 지면 배출은 서태평양과 중국 북부지역에 대한 온도와 강수량의 변화 경향에 중요한 요인임을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 슈퍼컴퓨터에서만 운용되던 UKESM이 리눅스 클러스터 컴퓨팅 환경에도 설치되어 운용이 가능하다는 점을 제시한다. 대기 환경 및 탄소순환을 연구하는 다양한 분야의 연구자들에게도 대기-해양-지면-해빙이 상호작용하는 UKESM와 같은 지구시스템모델이 활용될 가능성과 접근성이 높아졌다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권5호
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• pp.721-734
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• 2022

본 논문은 남해안 자란만 패류양식어장에서 약 2년 동안 월별로 기초생산력, Chl. a, 영양염류, 입자유기물질과 퇴적물의 유기오염 정도 및 생화학 조성 등 주요 양식생물의 서식환경인자의 변동특성과 상관성 등을 분석하였다. 또한, 다른 연안 어장과 기초생산력을 비교하고 어장환경관리와 관련된 정책방안을 제시하였다. 월별 평균 기초생산력은 6.43~115.43 mgC m^-2 hr^-1 범위로 여름과 가을에 높았는데, 가막만과 마산만 보다는 낮았고, 가로림만과 서해보다는 높았으며, 대체적으로 양식장이 많이 분포한 내만은 그 변동 폭이 상대적으로 컸다. Chl. a를 구성하는 식물플랑크톤의 크기별 점유율이 시기별로 다소 차이가 있었고, 영양염의 고갈로 인한 식물플랑크톤의 생산력 제한은 거의 없었으나, 대부분 시기에 N/P비가 16 이하로 질소가 상대적으로 부족한 것으로 판단되었다. 수층 입자유기물질의 생화학적 조성은 탄수화물이 가장 높았으나, 반면 표층 퇴적물에서는 지질과 단백질 함량이 높았다. 퇴적물의 TOC와 AVS 농도는 만 안쪽에서 높았고 일부 시기에는 어장환경기준을 초과한 상태였으며, C:N 비는 평균 8.1~10.4 범위로 나타났다. 기초생산력은 Chl. a와의 상관성이 가장 높았고, 입자물질성분 중에서는 탄소보다는 질소 및 단백질과의 상관성이 높았다. 최근 5년 동안의 수층에서의 Chl. a, DIN, DIP 농도는 감소하는 경향이었지만, 반대로 퇴적물의 오염도는 증가하는 추세였다. 자란만의 연간 기초생산력 125.9 gC m^-2 yr^-1, 굴 양식장 면적 4.97 km²를 고려하면 연간 식물플랑크톤으로부터 생산되는 탄소량이 약 625 ton이며, 연간 굴 생산 습중량은 약 6,250 ton으로 추정되었다.

• 기술혁신연구
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• 제31권1호
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• pp.29-63
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• 2023

세계화와 지방화 추세의 가속화와 21세기 지식기반경제의 발전에 따라 지역의 장기적 발전을 위한 과학기술의 중요성이 강조되면서 과학기술정책의 대상으로 지역이 주목받게 된다. 행정적으로는 지방자치제의 실시가 기점이 된 것으로 평가되며, 1999년 제1차 지방과학기술진흥종합계획의 수립과 관련 내용의 법제화 이후에 비로소 독립적인 정책으로 자리매김하게 된다. 이후 국가과학기술정책과 지역발전정책이 연계되고 정부의 국정방향 구현을 위한 다양한 정책이 구현되면서 변화 발전하게 된다. 시기적으로 구분하면 1994년 지방자치제 실시 이전까지 국가의 경제발전을 위한 부문계획으로서 국가과학기술정책의 정립과 지역과학기술정책의 태동기, 1994년 지방자치제 실시 이후 국가과학기술기본법 제정의 시기 동안 지역의 과학기술정책이 재조명되고 1차 지방과학기술진흥종합계획이 수립된 지역과학기술정책의 형성기, 이후 지역과학기술정책이 별도의 정책적 위상을 가지고 국가 과학기술정책 및 지역발전정책과 상호 작용하면서 현재까지 추진된 발전기로 나눌 수 있다. 지방과학기술진흥종합계획의 수립과 함께 다양한 정책사업이 추진되면서 지역의 자립적 발전기반이 확충되고 지역의 과학기술혁신역량이 발전하게 되었다. 그럼에도 중앙정부의 종속적 정책추진의 틀을 벗어나지 못하고 있고 실질적인 지역과학기술의 자립적 생태계 구축이 미흡한 실정이다. 특히 최근에 직면하고 있는 고령화, 저출산 등으로 인한 인구감소, 지역주력산업 침체로 인한 일자리 감소, 청년인구의 수도권 집중 등 지역간 격차문제가 심화되고 있다. 디지털전환, 탄소중립 등 전환의 위기를 극복하기 위해서 지역과학기술정책은 새롭게 추진될 필요가 있다. 2022년은 신정부 출범으로 지역정책의 패러다임을 근본적을 바꾸고자 노력하고 있으며, 더불어 과학기술기본계획, 지방과학기술진흥종합계획, 국가균형발전 5개년계획 등 새로운 지역과학기술관련 중장기 계획이 수립되는 시점이다. 디지털전환과 탄소중립 등 대외 기술환경 또한 대전환의 시기를 맞이하고 있다. 변화하는 환경에 대응하면서 확대되는 지역 격차를 해소하고 지역의 지속가능한 성장을 위해서는 1990년대 후반에 형성된 중앙정부 중심 지역과학기술정책의 제도적 기반을 지역 자율적인 체계로 근본적으로 전환하고 새로운 정책추진을 위한 새판을 짤 필요가 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권5호
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• pp.417-426
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• 2023

세종기지가 위치한 마리안 소만은 기후 변화로 인한 빙하후퇴로 다량의 융빙수가 유입되고 있다. 이러한 빙하후퇴에 따른 생태계 반응을 예측하기 위해, 해양 환경 변화의 지시자인 식물플랑크톤 생체량 및 크기 구조와 물리, 화학적 매개변수에 대한 현장 조사를 2021년 12월, 2022년 1월 두 차례 수행하였다. 2022년 1월의 수온과 염분은 평균 1.41 ± 0.13 ℃, 33.9 ± 0.10 psu로 2021년 1월의 수온과 염분인 0.87 ± 0.17 ℃, 34.1 ± 0.12 psu보다 상대적으로 고온, 저염의 양상을 보였다. 조사시기 동안 영양염류는 대체로 높은 농도를 보여 식물 플랑크톤의 제한요소로 작용하지 않은 것으로 판단된다. 식물플랑크톤 생체량의 지표인 엽록소는 2021년 12월, 2022년 1월에 각각 1.03 ± 0.64 ㎍ L^-1, 0.66 ± 0.15 ㎍ L^-1로 나타났으며 부유물질은 전체 조사기간 평균 24.9 ± 3.54 mg L^-1로 나타났다. 부유물질의 농도가 높은 소만내측에서 엽록소는 낮은 농도를 보였는데 이는 융빙수로부터 유입되는 고농도의 부유물질로 인해 수층 내 빛이 강하게 제한되어 식물플랑크톤의 성장이 저해된 것으로 판단된다. 또한, 빙벽 주변 정점에서 크기가 작은 미소 식물플랑크톤이 전체 식물플랑크톤 생체량에서 70% 이상 차지하는 것으로 나타났으며 이는 융빙수 유입으로 유발된 저조도 환경에서 미소 식물플랑크톤의 기여도가 증가할 수 있음을 시사한다. 따라서 본 연구는 빙하후퇴 지역에서 유입되는 담수와 부유물질이 식물플랑크톤의 생체량 및 군집구조 조절 요인이 될 수 있음을 시사하며, 결과 자료는 추후 마리안 소만의 탄소순환 변동을 파악하는 기초자료로 활용될 수 있다.

• 청정기술
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• 제29권1호
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• pp.31-38
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• 2023

수자원 오염 그리고 기후변화로 인한 극한의 기상현상으로 물 부족 현상 심화로 공공하수처리 시설의 폐수 배출시 총유기탄 소량(TOC) 기준이 시행되고, 대체 수자원 확보를 위해 하수처리수 재이용에 연구와 관심이 증가하고 있다. 현장에서는 하폐수고도처리로 MBR(membrane bio-reactor)공법을 보편적으로 사용하며, 유기 및 무기 이온 제거 그리고 화학물질의 사용 및 배출이 없다는 친환경적인 장점이 있다. 하지만, 분리막을 사용한 MBR공정은 고농도 활성슬러지 부유물질(mixed liquor suspended solid, MLSS)로 인한 분리막의 막오염(파울링) 현상으로 잦은 막세정 비용 발생의 문제가 있다. 본 연구에서는 분리막 운영시 최대 단점이었던 분리막의 차압 상승, 통수량 저하, 파울링 현상을 개선하고자 i) 공정 개선과 ii) 마이크로버블의 세정 효율을 평가하였다. 기존 MBR공법에 원수가 유입되는 호기조와 MBR조 사이에 침전조를 설치하여 침전조를 거친 상등수가 유입된 분리막조 내부로 마이크로버블을 주입하였다. 마이크로버블은 5개월간 15일 간격으로 마이크로버블 발생장치를 작동(ON), 미작동(OFF)하여 방류수 시료(4L)를 채취 후 TOC를 측정하였다. 침전조를 거친 상등수가 분리막조로 유입하여 원수 MLSS의 95%이상이 제거되어 생물막 등의 오염으로부터 막의 파울링 현상을 1차 방지할 수 있었다. 침전조를 거친 상등수에 마이크로버블의 적용으로 분리막의 차압은 1.6 ~ 2.3배 감소 및 통수량은 최대 1.4배 증가하였다. 마이크로버블의 적용(ON)으로 TOC 제거율은 58% 이상 증가했다. 호기조와 분리막조를 분리 운영함에 따라 침지식 분리막의 파울링 현상을 저감할 수 있고, 추가로 마이크로버블을 적용하여 분리막의 차압, 통수량과 막오염(파울링)이 개선으로 효율적인 고도처리공법을 제시했다.

• 서비스연구
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• 제13권1호
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• pp.63-75
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• 2023

산업이 발전하면서 대기오염물질에 대한 관심도는 높아졌다. 대기오염물질은 환경오염, 지구 온난화 등 다양한 분야에 영향을 미쳤다. 그 중 환경성 질환은 대기오염물질에 의해 영향을 받은 분야 중 하나이다. 대기오염물질은 분자의 크기가 작아 인체의 피부나 호흡기를 통해 영향을 미칠 수 있다. 이러한 점 때문에 대기오염물질과 환경성 질환에 대한 연구가 다양하게 진행됐다. 환경성 질환의 일환인 천식은 증상이 심해져 천식발작을 일으킬 경우 생명에 위협을 줄 수 있고 성인 천식의 경우 한번 발병을 하면 완치가 어렵다. 천식을 악화시키는 요인에는 황사, 대기오염이 포함된다. 전 세계적으로 천식은 유병률이 증가하고 있는 추세이다. 본 논문에서는 대기오염물질이 천식 환자의 응급실 입원 건수와 어떤 상관관계를 가지는지 연구하고 상관관계가 높은 대기오염물질을 이용하여 미래의 천식 환자 수를 예측했다. 대기오염물질은 아황산가스(SO₂), 일산화탄소(CO₂), 오존(O₃), 이산화질소(NO₂)와 미세먼지(PM₁₀) 5가지 대기오염물질의 농도를 이용하고 환경성 질환은 천식 환자의 응급실 입원 건수 데이터를 이용하였다. 대기오염물질과 천식의 응급환자 수에 대한 데이터는 2013년 1월1일 부터 2017년 12월 31일 까지 총 5년 치의 데이터를 이용하였다. 모델은 Informer와 LTSF-Linear의 두 가지 모델을 이용하여 예측을 진행하였고 모델의 성능을 측정하기 위해 MAE, MAPE, RMSE 의 성능지표를 이용했다. 천식의 응급환자 수 예측은 응급환자 수를 포함하여 예측을 진행한 경우와 포함하지 않고 진행한 두 가지 경우 모두 진행하여 결과를 비교했다. 본 논문은 Informer와 LTSF-Linear 모델을 이용한 천식 응급환자 수의 예측에 모델의 성능을 향상 시키는 대기 오염물질을 제시한다.