• 제목/요약/키워드: Carbon stable isotope

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분자지표 및 탄소안정동위원소 조성비를 이용한 국내 수입 주요 원유의 식별 (Identification of Major Crude Oils Imported into Korea using Molecular and Stable Carbon Isotopic Compositions)

  • 김은식;안준건;김기범;심원준;주창규;김문구
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.247-256
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    • 2012
  • 원유의 탄소안정동위원소비는 증발, 생물분해, 용해 등 풍화작용에 의해 큰 영향을 받지 않는 것으로 알려져 있어, 유출유의 기원을 확인하는 추적자로서 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 국내에 수입되고 있는 유류 중 주요 14종 원유와 제품유 1종의 분자단위 유지문 지표와 탄소안정동위원소비 조성을 분석하고, 이를 유지문으로 활용하여 각 지표의 유류 간 식별력을 비교하였다. Bintulu 원유와 제품유(B-C(1%)) 만이 다른 원유와 구별되는 고유한 alkane 분포패턴을 보였고, 나머지 원유들은 매우 유사한 분포특성을 나타내었다. Alkane 분자지표를 사용하였을 때, 원유를 크게 3개 그룹으로 분류할 수 있었으나 그룹 내 식별은 불가능하였다. PAHs 분자지표인 C2D/C2P와 C3D/C3P 이중지수를 이용해서 A.L., A.S.L., Foroozan, B-C(1%)을 다른 원유들로부터 구별할 수 있었으며, 4-mD/1-mD와 2/3-mD/1-mD 이중지수는 A.S.L., Bintulu, Oman 원유를 뚜렷이 식별할 수 있었다. 하지만 나머지 원유들은 매우 유사한 값을 가지고 있어서 원유 간 식별이 어려웠다. 반면 탄소안정동위원소비를 활용한 식별법은 A.L., A.M., Qatar-Marine, B-C(1%)를 제외한 나머지 모든 원유 사이의 식별을 가능하게 하였다. 개별화합물의 탄소안정동위원소 조성비를 활용한 유지문 분석법은 기존의 PAHs와 alkane의 대표적인 분자지표들과 비교했을 때 상대적으로 높은 원유 간 식별력을 보여 주었다.

대구 안심연료단지 환경오염물질 노출 평가(III) - 원소 탄소, 결정형 실리카 및 안정동위원소비를 이용한 오염원 기여율 및 분포특성 - (Exposure Assessments of Environmental Contaminants in Ansim Briquette Fuel Complex, Daegu(III) - Contribution and distribution characteristics of air pollutants according to elemental carbon, crystalline silica, and stable isotope ratio -)

  • 정종현;피영규;손병현;배혜정;양원호;김지영;김근배;최종우;박성준;이관;임현술
    • 한국산업보건학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.392-404
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    • 2015
  • Objectives: This study measured and analyzed the concentrations of crystalline silica, elemental carbon and the contribution ratio of pollutants which influence environmental and respiratory disease around the Ansim Briquette Fuel Complex in Daegu, Korea. Methods: We analyzed the crystalline silica and elemental carbon in the air according to FTIR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy) and NIOSH(National Institute of Occupation Safety and Health) method 5040, respectively. In addition, lead stable isotopes, and carbon and nitrogen stable isotopes were analyzed using MC-ICP/MS(Multi Collector-Inductively Coupled Plasma/Mass Spectrometer), and IRMS(Isotope Ratio Mass Spectrometer), respectively. Results: The concentration of crystalline silica in the direct exposure area around the Ansim Briquette Fuel Complex was found to be $0.0014{\pm}0.0005mg/Sm^3$, but not to exceed the exposure standards of the ACGIH(American Conference of Governmental Industrial Hygienists). In the case of the autumn, the direct exposure area was found to show a level 2.5 times higher than the reference area, and on the whole, the direct exposure area was found to have a level 1.4 times higher than the reference area. The concentration of elemental carbon in the direct exposure area and in the reference area were found to be $0.0014{\pm}0.0006mg/Sm^3$, and $0.0006{\pm}0.0003mg/Sm^3$, respectively. This study confirmed the contribution ratio of coal raw materials to residentially deposited dusts in the area within 500 meters from the Ansim Briquette Fuel Complex and the surrounding area with a stable isotope ratio of 24.0%(0.7-62.7%) on average in the case of carbon and nitrogen, and 33.9%(26.6-54.1%) on average in the case of lead stable isotopes. Conclusions: This study was able to confirm correlations with coal raw materials used by the Ansim Briquette Fuel Complex and the surrounding area. The concentration of some pollutants, crystalline silica, and elemental carbon emitted to the direct-influence area around the Ansim Briquette Fuel Complex were relatively higher than in the reference area. Therefore, we need to impose continuous and substantive reduction countermeasures in the future to prevent particulate matter and coal raw materials in the study area. It is time for the local government and authorities to prepare active administrative methods such as the relocation of Ansim Briquette Fuel Complex.

Assessment of Organic Matter Sources in the Singil Stream Flowing into Lake Shihwa, South Korea

  • Kim, Dahae;Kim, Jung-Hyun;Kang, Sujin;Kim, Min-Seob;Shin, Kyung-Hoon
    • 생태와환경
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    • 제53권2호
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    • pp.138-147
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    • 2020
  • The Singil Stream, flowing into an artificial lake, Lake Shihwa (South Korea), experiences a strong anthropogenic pressure with continuous organic matter (OM) inputs from rural, urban, and industrial areas. In this study, we investigated suspended particulate matter (SPM) and streambed sediments collected along the Singil Stream in 2014 and 2016, by applying a dual element approach (δ13C and δ15N) to identify OM sources. The SPM and streambed sediment samples from the indusrial area showed higher organic carbon and nitrogen concentrations (or contents) than those from the other areas, with distinctively lower δ15N values. Accordingly, our dual element approach indicates that the industrial area was the predominant OM source influencing OM quality and thus water quality of the Singil Stream flowing into Lake Shihwa during the study periods. However, further studies are necessary to better constrain OM sources in the Singil Stream since OM sources from the industrial area appear to be complex.

암석의 자장특성과 안정동위원소를 이용한 고기후의 복원 (A Paleo-Climatic Reconstruction using Rock Magnetism and Stable Carbon Isotope: Bignell Hill Case, Lincoln County, Nebraska)

  • Kyeong Park;Soon Shik Kwon
    • 한국제4기학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.41-68
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    • 1993
  • Loess를 이용한 제4기 연구는 최근에 있어서 미국 중서부 캔자스대학을 중심으로 집중적으로 이루어지기 시작하였는데 그 이유는 그레이트 플레인즈 지역에 광범위하게 퇴적되어 있는 뢰스층때문이다. 중국의 황토고원에서 연구가 진행되면서 미국내에서도 뢰스층을 통하여 제4기 기후환경 변화추적이 시도되어 온 것이다. 그러나 퇴적층내의 꽃가루, 연체동물 등의 화석의 보존 상태가 극히 불량하여 뢰스층내의 지자기와 안정동위원소인 $^{13}C$를 이용한 복원에 중점을 두어 왔으며 본 논문 내용도 그의 일환이다. 36.000년 전 (Interstadial)부터 현세까지 퇴적된 뢰스가 본 연구지역인 네브라스카주 Bignell구릉지대에서 약 80m에 걸쳐 다양한 퇴적상을 보여 주고 있다. 최종간빙기 및 빙기에 형성된 Peoria loess Brady soil에서 현재까지의 퇴적물을 분석하여 기후환경을 복원하였다. 여기에서는 암석자장을 이용한 자성반응과 $^{13}C$를 이용한 식생의 복원으로 많은 샘플을 분석하여 미시적 데이타가 추출되었다. 한국과 같이 화분분석이 어려운 실정을 감안한다면 이와같은 연구를 통하여 고기후 복원에 기여할 수 있으리라고 생각된다.

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위내용물 분석과 안정동위원소 분석을 이용한 겨울철 동해 북부 연안에 출현하는 명태(Gadus chalcogrammus)와 대구(G. macrocephalus)의 먹이분할 연구 (Winter Food Resource Partitioning between Sympatric Gadus macrocephalus and G. chalcogrammus in the Northern Coast of East Sea, South Korea Inferred from Stomach Contents and Stable Isotopes Analyses)

  • 박주면;정해근;이충일;박현제
    • 한국어류학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.102-112
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    • 2022
  • 본 연구는 위내용물 분석과 안정동위원소(δ13C and δ15N) 분석을 통하여 우리나라 동해 북부 연안에 출현하는 명태(Gadus chalcogrammus)와 대구(G. macrocephalus)의 종내 및 종간 먹이자원 분할을 조사하였다. 두 종은 중층성 육식성 어종으로 명태는 저서성 및 중층성 갑각류를 주로 섭식하였고, 대구는 어류를 주로 섭식하였다. 위내용물 분석 결과에 대한 Non-metric multidimensional scaling (nMDS) ordination과 permutational multivariate analysis of variance (PERMANOVA)은 두 종의 종내 및 종간 먹이조성의 차이와 먹이자원 분할을 보여줬다. 안정동위원소 분석 결과 δ15N 값은 종간 유사하였지만, δ13C 값은 대구가 높은 값을 나타내어 두 종간 생태지위 차이를 보여줬다. 명태는 체장 증가에 따라 큰 체장군에서 새우류와 두족류를 더 많이 섭식하는 먹이 전환을 나타냈지만, 대구는 체장군 간 먹이조성이 유사하였다. 안정동위원소 분석에서도 체장군 간 차이를 보였는데, 두 종의 큰 체장군은 작은 체장군에 비해 더 높은 δ15N 값을 나타낸다. 결론적으로 본 연구는 명태와 대구의 위내용물 분석과 안정동위원소 분석을 통하여 종내 및 종간 먹이 차이와 생태지위 분할의 증거를 보여줬다.

태백산 분지 캄브리아기 세송층의 암상과 안정 탄소 동위원소 층서 (Lithofacies and Stable Carbon Isotope Stratigraphy of the Cambrian Sesong Formation in the Taebaeksan Basin, Korea)

  • 임종남;정공수;박태윤;이광식
    • 한국지구과학회지
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    • 제36권7호
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    • pp.617-631
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    • 2015
  • 태백산 분지에 분포하는 탄산염 및 규질쇄설성 혼합 퇴적물로 구성된 세송층(late Middle Cambrian to Furongian)은 ${\delta}^{13}C$값이 1.14에서 2.81‰을 갖는 SPICE (Steptoean positive carbon excursion)를 15 m 두께의 층서구간에서 보여준다. SPICE는 Fenghuangella laevis대, Prochuangia mansuyi대 그리고 Chuangia대로 구성된 삼엽충 생물대에서 산출되며 이는 Paibian Stage의 하부에 해당된다. 세송층은 엽층리 이암, 단괴상 셰일, 엽층리 사암, 균질사암, 석회역암, 석회암-셰일 쌍을 포함한 6개의 암상으로 구성된다. 세송층은 폭풍파도기저면 아래의 외대륙붕에서 퇴적된 것으로 알려져 있다. 시기적으로 Paibian Stage에 속하는 SPICE는 세송층에서 고수위 퇴적계 다발, 대비 정합면과 해침퇴적계 다발에서 발견된다. SPICE의 최대 안정 탄소 동위원소 값은 상대적인 해수면 하강에 의해 형성된 대비 정합면과 일치한다. 세송층에서 SPICE의 산출은 SPICE가 화석의 산출이 결여된 지층의 전세계적 대비를 위해 사용될 수 있는 도구임을 암시한다.

Stable Carbon Isotope Stratigraphy of the Cambrian Machari Formation in the Yeongweol Area, Gangweon Province, Korea

  • Chung, Gong-Soo;Lee, Jeong-Gu;Lee, Kwang-Sik
    • 한국지구과학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.437-452
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    • 2011
  • The Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion (SPICE) is found in the Machari Formation which was interpreted to have been deposited on the middle to outer carbonate ramp environment. The Machari Formation is the Middle to Late Cambrian in age and distributed in the Yeongweol area, Gangweon Province, Korea. The SPICE event in the Machari Formation begins with the first appearance datum of trilobite Glyptagnostus reticulatus and ends with the first appearance of datum of trilobite Irvingella. The SPICE is found in approximately 120 m thick sequence and ${\delta}^{13}C$ values in the SPICE interval range from 0.6 to 4.4‰. The SPICE in the Machari Formation is interpreted to be caused by burial of organic matter in the sea floor and subsequent increase of $^{13}C$ isotope of the Late Cambrian ocean. The SPICE interval in the Machari Formation corresponds to the highstand to transgressive systems tracts.

상동광상(上東鑛床)의 동위원소연구(同位元素硏究) (Stable Isotope Study on the Sangdong Deposit)

  • 문건주
    • 자원환경지질
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    • 제17권3호
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    • pp.171-177
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    • 1984
  • Representative sulphide samples from the Sangdong skarn orebody and quartz veins show relatively narrow ranges of sulphur isotope values ranging from $^+5.5$ to $^+6.9$ permil and average $^+5.0$ permil with a standard deviation of 0.77 permil. Much higher temperature isotopic temperatures than homogenization temperatures may indicate even minerals in contact did not form together in isotopic equilibrium. Under conditions of formation of the skarn and quartz veins, ${\delta}^{34}\;H_2S$ ranges from $^+4.5$ to $^+5.3$ permil, suggesting a magmatic origin for the sulphur. Carbon and oxygen isotope values seem to show some of the spread of increasing ${\delta}^{13}C$ values of the interbedded limestone with distance from the central zone of the Sangdong mineralization. Negative values of ${\delta}^{13}C$ fluids appear to be typical of many ore deposits including those of magmatic origin. Calculated ${\delta}^{18}C$ values of the fluids are typical of those derived from magmatic sources.

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뼈 콜라겐의 탄소와 질소 안정동위원소에 기록된 6세기대 나주 영동리 고분군 피장자 집단의 식생활 양상 (Palaeodietary Reconstruction of 6th Century Naju Yeongdong-ri People Recorded in Stable Carbon and Nitrogen Isotope Analysis of Human Bone Collagen)

  • 최현구;신지영
    • 보존과학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.533-539
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    • 2017
  • 뼈에서 추출된 탄소와 질소 안정동위원소 정보는 과거 사람들의 식생활, 영양상태, 생계경제와 고환경 등을 연구하는데 매우 중요한 자료이다. 본 연구에서는 6세기대 나주 영동리 고분군 제1호분 돌방무덤과 돌덧널무덤에서 출토된 옛사람 뼈 9개체에서 추출된 콜라겐의 안정동위원소 분석을 실시하였다. 탄소와 질소 안정동위원소 결과는 다음과 같다(${\delta}^{13}C=-19.5{\pm}0.7$‰, ${\delta}^{15}N=9.6{\pm}0.7$‰, (n=9)). 탄소 안정동위원소 분석 결과 나주 영동리 고분군 피장자 집단은 벼, 보리, 콩 등 $C_3$ 작물 위주의 섭취를 하였다고 추정되며, 질소 안정동위원소 값으로부터 동물성 단백질은 주로 육상 동물로부터 얻었다고 추정된다. 이 결과로부터 백제식 무덤 양식을 갖고 영산강유역 토착 세력의 매장 양식이 보이는 피장자 집단의 식생활 양상을 확인할 수 있었다.

하계 한반도 해역(동해, 서해, 남해 및 동중국해)의 하위영양단계 먹이망 구조 : 탄소 및 질소 안정동위원소 활용 (Food-Web Structures in the Lower Trophic Levels of the Korean Seas (East Sea, West Sea, South Sea, and East China Sea) during the Summer Season: Using Carbon and Nitrogen Stable Isotopes)

  • 민준오;이창화;윤석현
    • 해양환경안전학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.493-505
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    • 2020
  • 본 연구는 2019년 8월 한반도 주변해역(동해, 서해, 남해, 동중국해)에서 탄소 및 질소 안정동위원소 기법을 활용하여 하위영양 단계에서의 먹이망 구조를 파악하였다. 입자성 유기물(POM)의 δ13C 범위는 -26.18 ~ 20.61 ‰, δ15N 범위는 5.36 ~ 15.20 ‰의 넓은 범위를 보였다. POM과 각 생물별 개체군 사이의 δ13C 분별작용의 결과는 대부분 micro-POM을 섭식하는 것으로 확인하였으나 해역 간 차이를 보였다. 각 생물별 영양단계는 chaetognaths (3.40±0.61)가 가장 높은 영양단계에 있음을 확인하였다. 동위원소 혼합모델을 적용한 결과에서 chaetognaths의 먹이원으로 copepods (13 ~ 48 %)와 euphausiids (20 ~ 51 %)가 가장 높은 기여도를 나타냈다. 본 연구결과 각 해역별 먹이원의 제한적 공급 및 다양성의 차이가 먹이망 구조 및 각 생물별 동위원소 비에 영향을 미친 것으로 판단된다.