Dissolved organic matter (DOM), which changes according to various factors, is ubiquitously present from natural environments to engineered treatment systems. Only limited information is available regarding the environmental functions of DOM after bulk analyses are only applied for characterization. In this paper, latest DOM analytical techniques are briefly introduced, which include fluorescence excitation-emission matrix with parallel factor analysis (EEM-PARAFAC), size-exclusion chromatography with an organic carbon detector (SEC-OCD), carbon/nitrogen stable-isotope ratio, and Fourier transform-ion cyclotron resonance-mass spectroscopy (FT-ICR-MS). Recent examples of using advanced analyses to interpret the phenomena associated with DOM occurring in natural and engineered systems are presented here. Through EEM-PARAFAC, different components like protein-like, fulvic-like, and humic-like can be identified and tracked individually through the investigated systems. SEC-OCD allows researchers to quantify different size fractions. FT-ICR-MS provides thousands of molecular formulas present in bulk DOM samples. Lastly, carbon/nitrogen stable-isotope ratio offers reasonable tools for tracking the sources in environments. We also discuss the advantages and weakness of the above-mentioned characterizing tools. Specifically, they focus on single environmental factors (different sourced-DOM and interaction of sediment-pore water) or simple changes after individual treatment processes. Through collaboration with the advanced techniques later, they help the researchers to better understand environmental behaviors in aquatic systems and serve as essential tools for addressing various pending problems associated with DOM.
남한강과 북한강 상류지역에 위치한 11개 하천을 대상으로 강우 시 발생하는 탁수의 생지화학적 특성을 조사하였다. 강우 시 하천에서 POM와 DOM의 유출특성은 유량변동에 따라 다르게 나타났으며, 특히 POM의 유출은 하천의 유역특성과 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 강우의 영향에 따라 DOM내 용존 부식물질(Humic substance)의 비율을 반영하는 SUVA값이 증가하였고, 이는 하천유역으로부터 난분해성유기물의 유입이 증가함을 의미한다. 강우 시 발생된 탁수의 생지화학적 특성을 분석한 결과 농경지역에서 유출되는 탁수가 삼림지역으로부터 유출되는 탁수보다 안정탄소동위원소비가 약 $1{\sim}2%_{\circ}$정도 높게 나타났다. 이는 상대적으로 안정탄소동위원소비가 높은 $C_4$계열의 작물이 농경지역에서 우세한 경우 또는 삼림지역으로부터 유출된 탁수에서 주로 $C_3$계열의 식물체의 리그닌(Lignin)의 함량이 높기 때문이다. 유기물의 기원에 따라 Isotopic mass balance를 적용한 결과 농경지나 경작지의 비율이 높아질수록 $C_4$계열 작물의 기여도가 높아지고 이에 따라 탄소동위원소비가 증가하는 경향을 보였다. 본 연구결과를 바탕으로 안정탄소동위원소를 이용한 탁수 연구는 유기물의 기원특성을 연구하는데 유용한 지표가 될 수 있다.
한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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pp.262-262
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2017
Brown rice contains a variety of nutritional and bio-functional components compared to milled rice. However, low consumer preference for steamed brown rice and short shelf life has been implicated as deterrents to the direct consumption of brown rice. This study was undertaken to determine the effect of degree of milling (DOM) on pasting and aging properties of brown rice cultivar. Short-grain (Japonica type) brown rice cv. Boseogchal (BSC), Baegjinju (BJJ), and Hiami (HIAM) were evaluated every month during 4 months storage. Rice cultivar were categorized into waxy (BSC), medium-waxy (BJJ), and non-waxy (HIAM) of which amylose contents were 6.81%, 10.06%, and 16.69~16.72%, respectively. Peak viscosity was the highest in BJJ followed by HIAM, and BSC, showing peak viscosity was lower at low temperature storage. At storage at room temperature from 60 to 120 days, the FFA content significantly increased in the rice samples with DOM1% followed by 3% and 5%, while not significant increase in DOM0% brown rice: at 120 days, the FFA ranged in 28.35~41.48, 111.99~130.06, 76.87~91.99, and 47.13~62.37 mg KOH/100g for DOM 0%, 1%, 3% and 5%, respectively. It indicated that the fat rancidity was the least in the order of DOM 0%, 5%, 3% and 1%. Storage at low temperature could reduce fat hydrolysis with lower FFA release, but rice grain with 1% MD also released more FFA compared to the other samples. It could be assumed that the most outer bran layer, approximately 1~3%, could provide a strong protection from fat rancidity. Pasting viscosity of rice samples also increased with increasing DOM rate. Results indicated that DOM was the most significant factor for lipid rancidity during storage, resulting in high FFA formation. It suggested that brown rice with DOM 0% and/or more than DOM 5% could provide the best shelf life.
Three-dimensionally ordered macroporous (3DOM) structures of the $LiCoO_2$ electrode materials for Li secondary batteries were fabricated by using the close-packed arrays of PMMA spheres served as templates. In order to successfully fabricate the cathode materials with highly ordered array form, the metal citrates were applied to new precursors. The precursor/template composites were prepared by the infiltration with metal citrate precursors into the voids of template. By removing the PMMA templates, then, the inverse opal structures with the uniform pores of narrow size distribution were resulted. It was confirmed that the 3DOM $LiCoO_2$ material is to take a single phase of rocksalt (R3m) structure. In addition, 3DOM $LiNiO_2$ and $LiMn_{2}O_4$ cathode materials were fabricated using an identical preparation procedure. Also, the morphology of the 3DOM cathode materials calcined at $500^{\circ}C\;to\;700^{\circ}C$ was observed by scanning electron microscope.
Mixed and augmented reality (MAR) refers to a spatially coordinated combination of media/information components that represent on the real world and its objects, and on the other those that are virtual, synthetic and computer generated including any combination of aural, visual and touch. The extensible 3D (X3D) is the ISO standard for defining 3D interactive web-based 3D content integrated with multimedia. In this paper, we propose a model to integrate live actor and entity that captured from Microsoft Kinect to be represented in Web-based mixed augmented reality world by using X3DOM by which X3D nodes can be integrated seamlessly into HTML5 DOM content.
Park, Jongkwan;Choi, Mijin;Cho, Jaeweon;Chon, Kyongmi
Environmental Engineering Research
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제23권4호
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pp.390-396
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2018
This study investigated the transformation of dissolved organic matter (DOM) in a free-water surface flow constructed wetland. Pyrolysis gas chromatography-mass spectrometry (Py-GC/MS) coupled with preparative high-performance liquid chromatography (prep-HPLC) was used to analyze the compositions of biopolymers (polysaccharides, amino sugars, proteins, polyhydroxy aromatics, lipids and lignin) in DOM according to the molecular size at three sampling points of the water flow: inflow, midflow, and outflow. The prep-HPLC results verified the decomposition of DOM through the decrease in the number of peaks from three to one in the chromatograms of the sampling points. The Py-GC/MS results for the degradable peaks indicated that biopolymers relating to polysaccharides and proteins gradually biodegraded with the water flow. On the other hand, the recalcitrant organic fraction (the remaining peak) in the outflow showed a relatively high concentration of aromatic compounds. Therefore, the ecological processes in the constructed wetland caused DOM to become more aromatic and homogeneous. This indicated that the constructed wetland can be an effective buffer area for releasing biochemically stable DOM, which has less influence on biological water quality indicators, e.g., biochemical oxygen demand, into an aquatic ecosystem.
This study investigated the fate of dissolved organic matter (DOM) in a water reclamation facility (WRF) in Korea. The WRF consists of coagulation, sedimentation, microfiltration, and reverse osmosis (RO) components. The production capacity of WRF is 90,000 m3/day. The reclaimed water is reused as industrial water. We also characterized DOM in raw, processed, and finished waters based on analysis of dissolved organic carbon (DOC), ultraviolet absorbance at 254 nm (UVA254), fluorescence excitation emission matrix (FEEM), and DOC fractions via liquid chromatography-organic carbon detection (LC-OCD). Based on the results of DOC, UVA254, and FEEM analyses, neither the coagulation/sedimentation nor the microfiltration at the WRF effectively removed DOM. The RO process removed more than 94% of DOM. The raw water (i.e., secondary treated effluent obtained from a wastewater treatment plant) exhibited tryptophan-like peaks, which are a promising marker of wastewater, in the FEEM analysis. Coagulation and microfiltration failed to eliminate the wastewater marker, whereas RO completely removed it. The raw water also carried high levels (89.4%) of hydrophilic and low-molecular weight substances, which are difficult to remove via coagulation-sedimentation or microfiltration. Humic substance was a major component of the hydrophilic fractions. Based on the LC-OCD analysis, RO effectively removed the humic and polymeric materials from DOM.
자외선에 의한 조류기원 용존유기물의 특성변화를 조사하기 위하여 배양한 남조류 두종 (Microcystis aeruginosa, Oscillatoria agardhii)의 체외배출용존유기물에 자외선 처리전과 처리후의 생분해도와 유기물의 화학적조성을 비교하였다. 자외선처리는 pyrex용기에 시료를 넣고 인공자외선램프(UVA: 40 W/$m^2$, UVB: 2 W/$m^2$)로 24시간 조사하였다. 유기물의 화학적조성은 XAD-8, 양이온, 음이온수지를 이용하여 소수성 산 (hydrophobic acids; HoA), 소수성 중성 (hydrophobic neutrals;HoN), 친수성 산 (hydrophilic acids; HiA), 친수성 염기 (hydrophilic bases; HiB), 그리고 친수성 중성 (hydrophilic neutrals; HiN)의 5개 분획으로 분류하였다. 자외선처리동안 유기물의 농도변화는 거의 없었던 반면 생분해도는 자외선처리 전에 비해 현저히 감소하였다(M. aeruginosa: 17%, O. agardhii: 28% 감소). 또한 자외선 처리 전과 후의 유기물의 화학적조성도 상당한 차이를 보였다. 자외선처리 후 HiB분획(단백질, 아미노산류)은 감소한 반면 HiA분획 (카복실산류)은 증가하였다. 유기산분석에서도 3종류의 카복실산이 자외선처리 후 증가하는 것으로 나타났다. 일반적으로 수체의 유기물은 자외선에 의해 난분해성 유기물이 분해되거나 잘게 쪼개져 이분해성 유기물로 전환되는 것으로 알려졌다. 그러나 본 연구에서는 조류기원의 이분해성 유기물의 경우는 자외선에 의해 완전한 광분해는 보이지 않았지만 난분해성 유기물로 전환되었고 화학적조성도 바뀌었다. 이는 유기물의 기원과 종류에 따라 자외선에 대한 영향이 다르다는 것을 시사한다.0.73, P< 0.001). 본 연구기간동안 동물플랑크톤 섭식에 의한 청수기는 관찰되지 않았으며, 동 ${\cdot}$ 식물플랑크톤의 다양성은 식물플랑크톤의 생물량 증가 시 회복되는 것으로 나타났다. 본 연구결과에서는 부영양 호수에서 동물플랑크톤의 섭식이나 제한영양염의 결핍이 식물플랑크톤의 현존량에 영향을 출 수 있으나 군집의 변화를 야기하지는 못함이 제시되었다.X>$NH_4\;^+$, $NO_3\;^-$, $PO_4\;^{3-}$ 및 $SiO_2$의 용출량 범위는 각각 -9${\sim}$ 105 mgN $m^{-2}day^{-1}$, -156${\sim}$62 $m^{-2}day^{-1}$ -5${\sim}$5 $m^{-2}day^{-1}$, 및 12 ${\sim}$ 117 $m^{-2}day^{-1}$였다. 낙동강과 서낙동강에서 식물플랑크톤의 1차 생산성과 조체의 C:N:P의 Redfield 비율 106: 16: 1을 이용하여 추정한결과 저질에서 용출되는 $NH_4\;^+$는 식물플랑크톤의 요구량의 9 ${\sim}$23%이었고, $PO_4\;^{3-}$는 11 ${\sim}$ 22%를 차지하였다.도로 검출되어 이를 고려한정수공정의 관리가 필요하리라 생각된다.$yr^{-1}$)의 71%가 감소되어야 할 필요성이 제기되었다. 또한 여름철 심층 산소 고갈이 야기되었고, 이 시기에 퇴적물로 용출된 인이 식물플랑크톤 성장에 이용될 수 있기때문에 퇴적물에 대한 관리도 수행될 필요가 있다
구조적 정보의 표현방법으로 제시된 XML 문서를 가공하고 저장하는 방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. XML을 가공하는 형태로는 몇 가지가 제시되어 일반화 되어있으나 계층적 특성을 가진 XML 문서를 관계형 데이터베이스에 효율적으로 저장하기는 어렵다. 본 연구에서는 XML 문서의 계층 구조를 DFS Numbering 으로 저장하고 데이터베이스에 저장된 문서에 대한 DOM 인터페이스를 효과적으로 제공하는 시스템의 설계 및 구현이다. 문서의 변경 내용을 저장할 때 SQL Query 횟수를 최소화하는 효율적인 기법을 제시한다.
OGC(Open GIS Consortium)에서는 GIS 분야에서 표준포맷을 이용한 공간데이터의 저장 및 상호운용성을 활성화하기 위하여 공간데이터를 XML(eXtensible Markup Language)로 인코팅하는 GML(Geographic Markup Language) 표준 메커니즘을 제안하였다. GML의 공간데이터를 이용하여 공간연산을 하기 위해서는 GML 문서에 접근하여 문서 내에 있는 공간객체를 다룰 수 있는 기능이 필요하다. GML의 기반인 GML에는 이러한 기능을 가진 표준인터페이스인 DOM(Document Obejct Model)이 있으나, GML문서 내의 공간객체에 대한 공간연산을 위한 인터페이스는 지원하지 않는다. 그래서 본 논문에서는 GML 문서의 공간데이터에 대한 공간연산을 위해 XML의 DOM 인터페이스를 확장하는 방안을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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