• 한국해양학회지:바다
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• 제27권2호
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• pp.71-86
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• 2022

해양환경을 정량적으로 평가하기 위해 수질평가지수(water quality index, WQI)가 사용되고 있다. 우리나라는 해양수산부고시 해양환경기준에 따라 WQI를 5개 등급으로 구분하여 수질을 평가한다. 하지만, 방대한 수질 조사 자료에 대한 WQI 계산은 복잡하고 많은 시간이 요구된다. 이 연구는 기존의 조사된 수질 자료를 활용하여 WQI 등급을 예측할 수 있는 기계학습(machine learning, ML) 기반의 모델을 제안하고자 한다. 특별관리해역인 시화호를 모델링 지역으로 선정하였다. AdaBoost와 TPOT 알고리즘을 모델 훈련을 위해 사용하였으며, 분류 모델 평가 지표(정확도, 정밀도, F1, Log loss)로 모델 성능을 평가하였다. 훈련하기 전, 각 알고리즘 모델의 최적 입력자료 조합을 탐색하기 위해 변수 중요도와 민감도 분석을 수행하였다. 그 결과 저층 용존산소(dissolved oxygen, DO)는 모델의 성능에서 가장 중요한 인자였다. 반면, 표층 용존무기질소(dissolved inorganic nitrogen, DIN)와 표층 용존무기인(dissolved inorganic phosphorus, DIP)은 상대적으로 영향이 적었다. 한편, 최적 모델의 시공간적 민감도와 WQI 등급 별 민감도를 비교한 결과 각 조사 정점 및 시기, 등급 별 모델의 예측 성능이 상이하였다. 결론적으로 TPOT 알고리즘이 모든 입력자료 조합에서 성능이 더 우수하여 충분한 자료로 훈련된 최적 모델은 새로운 수질 조사 자료의 WQI 등급을 정확하게 분류할 수 있을 거라 판단된다.

• 환경생물
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• 제24권3호
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• pp.240-247
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• 2006

가막만 소호 인근해역의 용존산소 농도에 따른 등물 플랑크톤 군집 동태를 연구하기 위해 2005년 8월 22일 부터 9월 15일까지 연구를 실시하였다. 본 연구결과 저층의 용존산소 농도가 $3mgL^{-1}$ 이하일 때는 동물플랑크톤 출현 개체수는 현저히 낮게 나타나거나 전혀 나타나지 않았다. 수층별 분포와 출현 개체수에 대한 저층의 저산소화 영향을 연구한 결과, 용존산소 농도는 저층으로 갈수록 낮게 나타났으며, 연구해역의 동물플랑크톤 출현 개체수는 대부분 표층에서 많게 나타났다. 연구 해역의 수층별 동물플랑크톤 총 출현 개체수를 분산분석 (ANOVA-test)을 실시한 결과 유의한 차이를 나타냈다 (P<0.05).동물플랑크톤의 전체적인 출현 개체수에서는 요각류 유생, Oithona sp., 그리고 유종섬모충류가 용존산소농도가 $3mgL^{-1}$이하인 수층에서 낮게 나타났다. 결과 적으로, 이러한 환경 조건은 가막만 소호 인근해역의 동물플랑크톤 수층 분포에 영향을 주는 환경요인으로 용존산소 농도에 의해서 조절되고 있음을 확인할 수 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제2권1호
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• pp.63-73
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• 1999

3파원 해수유동모델을 이용하여 황해의 잔차류를 시뮬레이션한 결과, 북위 34° 25' 위도선을 통한 잔차류량은 조석주기당 약 4km³, 체류시간은 약 6년으로 산성되었고, 황해의 남동 경계선을 통한 잔차류량은 조석주기당 약 13km³, 체류시간은 약 2.5년으로 산정되었다. 황해의 용존산소량은 하계의 해수중 용존산소를 5.0mg/ℓ이상으로 유지하면서, 약 58×10/sup 6/ton의 화학적 산소요구량(COD)윽 수용할 수 있으므로, 유기오염 부하량의 한계로 표현한 황해의 환경용량은 황해고 유입하는 주요 하천들의 연간 유기오염 부하량의 약 8배에 해당한다. 하계에 있어서, 북위 34ℓ 25' 위도선의 전체 수층을 통한 잔차류량은 하루에 약 57×10³ton의 용존산소를 수송하고, 또한 황해의 남동 경계선의 전체 수층을 통한 잔차류량은 하구에 약 203×10³ton의 용존산소를 수송하는 것으로 산정되었다. 따라서 황해가 해수중의 용존산소를 전혀 감소시키지 않고, 유입 하천의 유기오염 부하량을 수용할 수 있는 환경용량은, 북위 34° 25' 위도선을 통한 잔차류에 의한 용존산소 수송량을 기준으로 표현할 경우에는 황해고 유입하는 주요 하천들의 화학적 산소요구량(COD) 부하의 약 3배에 해당하고, 또한 황해의 남동 경계선을 통한 잔차류에 의한 용존산소 수송량을 기준으로 표현하면, 황해로 유입하는 주요 하천들의 화학적 산소요구량(COD) 부하의 약 10배에 해당한다.

• 한국수산과학회지
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• 제24권1호
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• pp.21-30
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• 1991

충무시 북서쪽에 위치한 폐쇄성 내만으로 만 외측에는 굴 양식을 하고 있는 북만의 부영양화현상을 구명하고 수질이 최악에 달하는 하계에 일정수준 이상의 용존산소를 유지하기 위한 적정오염부하량 산정을 위해 1988년 1월부터 동년 12월까지 평균 월 4회 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 전 조사 지점에서 총무기질소는 $0.10{\~}127.41$(평균: 10.71)$\{mu}g-at/l$, 인산 인은 ND-4.29(평균: 0.40) ${\mu}g-at/l$, Chlorophyll-a는 $0.35{\~}132.75$(평균; 11.90) $mg/m^3$이었고, 여름철 동안 평균농도는 각각 $11.06{\mu}g-at/l,\;0.80\mu g/l,\;11.11mg/m^3$로 이미 부영양상태에 있었다. 용존산소는 전 조사지점에서 $0.00{\~}13.42$(평균:6.45)ml/l 였고, 장마가 끝나고 일정한 기간이 경과한 시점인 7월에 전 지점의 저층에서 평균 2.08ml/l의 저산소수괴가 형성되었으며, 8월이후 증감을 되풀이하면서 점차 회복되는 경향을 보였다. 하계에 북만의 시간에 따른 용존산소 변화곡선은 $DO(ml/l)=15.57-1.40{\times}(day)+0.03{\times}(day)^2+0.0001{\times}(day)^3+......$와 같이 나타낼 수 있었고, 이와 같은 산소변화 특성으로부터 구한 산소소비계수 및 공급계수의 고유치는 각각 0.222/day, 0.018ml/l/day로 북만의 용존산소 수지 특성으로 볼 때 하계에 무산소 또는 저산소 상태를 막고 4ml/l이상의 용존산소를 유지하기 위해서는 이 일대의 해역에 수로의 변경이나 산소 공급장치를 이용 0.856ml/l/day 만큼의 산소를 공급하든지 또는 이 량에 해당되는 유입 BOD 부하를 폐수처리장 건설 등을 통하여 감소시켜야 할 것으로 생각된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.9-13
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• 2015

본 연구에서는 일본 히로시마시 텐마강 하구에 위치한 점토질 갯벌을 대상으로 투수성이 높은 다공질 파일을 설치하여 갯벌 내부에서의 지하수 흐름 형성여부를 확인하고 그에 따른 저질의 성상변화를 조사하였다. 하천의 수위가 변할 때 하천수가 다공질 파일의 하부 및 상부를 통해 공급되면서 갯벌 내부에서 지하수의 흐름이 형성되는 것이 확인되었다. 지하수의 흐름을 통해 다공질 파일내의 DO 농도가 최대 4 mg/L까지 증가하였다. 다공질 파일 내부의 DO 농도의 증가는 저질내의 환원물질과 유기물량을 감소시키는데 효과적이었으며, 지하수의 흐름은 퇴적된 점토질 입자의 재부상을 촉진시키는 것으로 조사되었다. 이상의 결과로부터 점토질 갯벌 내에 다공질 파일을 설치함으로써 점토질 갯벌의 저질 환경을 효과적으로 개선할 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권1호
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• pp.1-7
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• 2002

The effects of DO and pH on the mass production of pullulan with high molecular weight and the morphology of A. pullulans ATCC 42023 were evaluated. A. pullulans showed a maximum production of pullulan (11.98 g/l) when the initial pH of the culture broth was 6.5 in a shake-flask culture. In a batch culture, the mixture of a yeast-like and mycelial cell forms was found at a pH of 4.5, and the maximum production of pullulan (13.31 g/l) was obtained. However, a high proportion of high molecular weight pullulan (M.W.>2,000,000) was produced at a pH of 6.5, with a yeast-like morphology. The maximum pullulan production yield ($51\%$) was obtained at a pH noncontrol (initial pH 6.5) and DO control (above $50\%$) condition. Pullulan degrading enzyme was activated when the pH of the broth was lower than 5.0 and the portion of low molecular weight pullulan was increased. The formation of a black pigment was observed at an initial stationary phase, at 40 h of fermentation. Therefore, the fermentation should be carried out in a pH noncontrol (initial pH of 6.5) and DO control (above $50\%$) condition, and should be harvested before reaching the stationary phase (around 40 h) for the production of high molecular weight pullulan.

• Corrosion Science and Technology
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• 제11권6호
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• pp.257-262
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• 2012

Flow accelerated corrosion (FAC) of the carbon steel piping in nuclear power plants (NPPs) has been major issue in nuclear industry. Rotating cylinder FAC test facility was designed and fabricated and then performance of the facility was evaluated. The facility is very simple in design and economic in fabrication and can be used in material and chemistry screening test. The facility is equipped with on line monitoring of pH, conductivity, dissolved oxygen(DO), and temperature. Fluid velocity is controlled with rotating speed of the cylinder with a test specimen. FAC test of SA106 Gr. B carbon steel under 4 m/s flow velocity was performed with the rotating cylinder at DO concentration of less than 1 ppb and of 1.3 ppm. Also a corrosion test of the carbon steel at static condition, that is at zero fluid velocity, of test specimen and solution was performed at pH from 8 to 10 for comparison with the FAC data. For corrosion test in static condition, the amount of non adherent corrosion product was almost constant at pH ranging from 8 to 10. But adherent corrosion product decreased with increasing pH. This trend is consistent with decrease of Fe solubility with an increase in pH. For FAC test with rotating cylinder FAC test facility, the amount of non adherent corrosion product was also almost same for both DO concentrations. The rotating cylinder FAC test facility will be further improved by redesigning rotating cylinder and FAC specimen geometry for future work.

• 물과 미래
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• 제26권3호
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• pp.75-85
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• 1993

본 연구에서는 QUAL2E 모형의 계산구간을 유입지점마다 분할하여 정하고, 계산에 피룡한 수문인자들 및 수질자료를 가능한한 실측치나 또는 직접계산치로 사용했다. 대상하천은 미국 Clorado 주의 South Platte 강을 선정하고, 수질항목 용존산소(DO)와 생물학적 산소요구량(CBOD5)에 대하여 1991년 9월과 1992년 1월 자료를 사용하여 계산하고 관측치와 비교한바, DO는 5%이내, CBOD5는 20% 정도에서 잘 일치하였다. 수질예측결과에 의하면 2001년에는 대상하천의 수질이 미환경청 기준으로 4등급수에 해당되는 것으로 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권6호
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• pp.652-658
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• 2011

The growth kinetics of Streptomyces noursei NRRL 5126 was investigated under different aeration and agitation combinations in a 5.0 l stirred tank fermenter. Poly-${\varepsilon}$-lysine biosynthesis, cell mass formation, and glycerol utilization rates were affected markedly by both aeration and agitation. An agitation speed of 300 rpm and aeration rate at 2.0 vvm supported better yields of 1,622.81 mg/l with highest specific productivity of 15 mg/l.h. Fermentation kinetics performed under different aeration and agitation conditions showed poly- ${\varepsilon}$-lysine fermentation to be a growth-associated production. A constant DO at 40% in the growth phase and 20% in the production phase increased the poly-${\varepsilon}$-lysine yield as well as cell mass to their maximum values of 1,992.35 mg/l and 20.73 g/l, respectively. The oxygen transfer rate (OTR), oxygen utilization rate (OUR), and specific oxygen uptake rates ($qO_2$) in the fermentation broth increased in the growth phase and remained unchanged in the stationary phase.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.457-460
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• 2000

Biofilm airlift 반응기를 이용한 선택적 질산화는 air가 2.5 L/min, $NH_4\;^+-N$ load가 $2.5\;kg-N/m^3/d$에서 약 90% 이상의 질소 제거율과 75-90%의 아질산성 질소의 축적이 일어났다. nitrite oxidizer가 낮은 DO의 영향으로 activity가 저해를 받아서 nitrite를 산화시키지 못하여 축적을 일으킨 것으로 보인다. 반응기 내부의 미생물의 양이 가장 많은 기간에 질소 제거율이 저하하고 nitrite ratio가 약간 감소됨을 보였다. 이는 많은 미생물의 양으로 용존산소가 감소되었기 때문이다. 미생물의 양에 따른 질소 부하의 증거로 F/M 비를 맞추어 그에 따른 질산화를 관찰하는 연구를 할 수 있을 것 같다.