• 대한토목학회논문집
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• 제26권6A호
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• pp.965-976
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• 2006

지진하중에 대한 구조물의 생애주기비용 최적설계나 성능개선을 위해서는 생애주기 지진신뢰성해석에 기초한 접근이 불가피하다. 최근 몇몇 연구자들이 생애주기비용에 기초한 구조물의 내진설계 및 성능개선을 위한 방법론은 제안하여 왔지만, 대부분의 연구가 생애주기비용 산정을 위한 방법론 개발에 중점을 둔 연구이다. 따라서 대부분의 기존연구에서는 열화하는 구조물의 생애주기 지진신뢰성해석에 있어서 내진보강, 유지관리, 그리고 환경적 열화와 같은 주요한 인자들을 고려하지 못한 것이 사실이다. 이에 본 연구에서는 교량의 체계적인 생애주기 지진신뢰성해석 방법론을 제안하였고, 교량의 지진신뢰성해석을 위한 프로그램인 HPYER-DRAIN2DX-DS를 개발하였다. 개발된 프로그램은 내진보강이나 유지전략의 적용유무에 따른 예제교량의 생애주기 지진신뢰성해석 문제에 적용되었으며, 이를 통해 프로그램의 적용성을 검토해 보았다. 적용 예를 통해 본 연구에서 개발된 HPYER-DRAIN2DX-DS는 지진에 대한 교량의 생애주기비용 최적설계, 내진보강 및 유지관리에 있어 서 매우 유용한 도구로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제30권1호
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• pp.116-126
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• 2013

Glycol ethers는 페인트에 흔히 사용되는 ethylene glycol의 alkyl ethers에 기반을 둔 용제들이다. 이 용제들은 일반적으로 저분자량 에테르와 알코올의 용제 친화적 성질과 더불어 더 높은 비등점을 가지고 있다. Union Carbide Corp.는 "Glycol ethers"를 하나의 미국 상표로 등록했으며, 이는 제약, 자외선차단제, 화장품, 잉크, 염료 및 수성페인트에서 찾아볼 수 있다. 반면 glycol ethers는 그리스 제거제, 세제, 에어로졸 페인트와 접착제에서도 발견된다. 대부분의 glycol ethers는 수용성, 생분해성이며, 아주 적은 수의 glycol ethers만이 유독성이라고 여겨진다. 그러므로 glycol ethers는 환경에 부작용을 낳을 것 같지는 않다. 최근 연구는 glycol ethers에 작업상 노출되는 것이 남성 정자의 저 운동성과 연관이 되어 있다고 제시했지만, 이는 다른 이들에 의해 반박되어지고 있다. 본 연구에서는 3가지 종류의 glycol ethers의 피부침투성에 관해 용제와 세제의 조합을 사용하여 시험관을 통해 연구한다. Methyl glycol ethers, ethyl glycol ethers and butyl glycol ethers의 흡수는 쥐의 피부를 통해 시험관에서 측정되었다. Epidermal membranes는 Franz diffusion cells에 세워졌으며, 그들의 PBS 침투율은 glycol ethers가 epidermal surface에 적용되기 전, 피부의 보전을 위해 처리하였다. 개별 glycol ethers의 흡수율은 최대 흡수 파장(${\lambda}_{max}$)에서 흡광도를 측정하여 결정하였으며, 침투율의 측정은 esters와의 접촉을 이유로 장벽 기능 내 불가역 변화를 정량화하였다. 시험관 실험 결과 glycol ethers의 종류는 methyl glycol ethers > ethyl glycol ethers > butyl glycol ethers의 순에 따라 빠르게 나타났다. 피부침투는 저분자량 피부침투, 친수성과 같은 화학적구조의 차이에서 유익했다. 이는 분배계수와 용해 방법 및 수동확산이 전달이 고려되는 곳에서 속도를 올렸기 때문이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제35권4호
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• pp.245-256
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• 2008

본 연구에서는 GM과 non-GM작물 특히 최근 들어 그 인증량이 급격하게 증가하고 있는 친환경작물과의 공존에 관하여 검토하여 보았다. 국내의 현행 법령에 의하면, 친환경 농산물은 GM농산물의 혼입허용치를 3%로 규정하고 있다. 특히 우수농산물의 경우 단계별 조사내용을 보면 "파종단계에서 GM종자를 포함하지 않을 것"을 명시하고 있다. 반면에 우리나라에서는 아직까지는 GM 작물의 상업적인 재배를 승인하지 않고 있다. 그러나 현재 GM 벼, 배추, 감자, 들잔디 등의 환경위해성평가가 수행 중에 있는 것으로 알려져 있으며, 농촌진흥청은 "유전자변형생물체의 국가 간 이동 등에 관한 법률"이 정하는 바에 따라 GM작물의 환경위해성 평가를 전담할 수 있도록 농촌진흥청산하 소속기관 및 대학교, 출연기관 등 11개 기관을 평가기관으로 지정하여 조만간 상업적인 GM작물의 재배를 승인하기 위한 준비를 하고 있는 것으로 조사되었다. 또한 국내의 친환경농산물의 인증기관은 2008년 8월 현재 34개 민간기관으로 증가하였으며 이들 인증기관에서 부여한 친환경 인증 농산물의 재배면적 및 생산량은 해마다 기하급수적으로 늘어나고 있다. 예로서 친환경곡류의 경우 1999년도에 비하여 2007년도에는 그 인증량이 100배 (유기농)에서 2,324배 (저농약)까지 증가한 것으로 조사되었다. 이들은 2007년도의 전체 곡류생산량에 비하여 약 6.4%를 차지하였다. 특히 감자와 고구마 등 서류의 경우는 전체 생산량의 약 24%가 친환경인증농산물인 것으로 조사되었다. 이러한 현실에서 GM작물의 상업적인 재배를 승인할 경우 기존의 국내 친환경농산물시장의 유통질서에 큰 혼란을 야기시킬 수 도 있을 것으로 사료된다. 따라서 저자는 아직 시간적인 여유가 있을 때에 EU에서 제기한 GM과 non-GM 특히 유기 농작물과의 공존을 위한 제도 보완에 관한 제안서와 다양한 연구보고서들을 면밀하게 검토할 필요성이 있다고 사료된다. 특히 작물별로 친환경작물과의 구분 생산 유통을 위한 최소격리거리, 작부체계, 수확 및 포장시스템, 그리고 GM작물의 검출기법 표준화 등에 관한 상세한 실시요령을 보완할 필요가 있다고 사료된다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제53권2호
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• pp.193-197
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• 2014

해충저항성 유전자변형 작물은 대상 해충에 대한 방제 효과를 증진시킬 수 있는 효과적인 수단이 될 수 있지만, 생태계 내의 다른 비표적 생물에 부정적인 영향을 줄 가능성 또한 있기 때문에 상업적인 재배에 앞서 이에 대한 충분한 연구가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 배추좀나방내성 유전자변형 Bt (Cry1Ac1)양배추가 비표적 곤충인 복숭아혹진딧물에 미치는 영향을 알아보기 위한 기초적인 실험으로서 기주선택실험 및 성장실험을 실시하였다. 기주선택실험에서, 두 개체씩의 Bt 양배추와 모본 양배추에 각각 10마리의 유시 성충(alate virginoparae)을 접종하고, 사흘간 생식(reproduction) 기회를 제공한 후 생산한 약충의 마리수를 측정한 결과, Bt 양배추와 모본 양배추에 낳은 약충의 수가 각각 $21.9{\pm}1.8$와 $22.5{\pm}2.2$로 비슷하였다. 성장실험에서, 갓 태어난 무시 약충(apterous virginoparae)을 Bt 양배추 및 모본 양배추를 기주로 하여 키웠을 때, 성충이 될 때까지 걸린 시간은 Bt 양배추와 모본 양배추에서 각각 $5.8{\pm}0.2$, $5.9{\pm}0.1$ 일(day)로 통계적으로 유의한 차이가 없었고, 개체군 생장률(rm) 또한 $0.7{\pm}0.1$, $0.8{\pm}0.1$로 유사하였다. 이상의 결과들로 볼때 Bt 양배추가 복숭아혹진딧물에 미치는 영향이 없거나 미미함을 알 수 있으나, 다양한 관점에서의 보완 연구가 더 필요하다.

• 한국환경농학회지
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• 제37권4호
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• pp.291-301
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• 2018

본 연구에서는 최근 국제적으로 논란이 되고 있는 쌀의 안전성과 관련하여, 무기비소 오염도 파악을 위한 분석법 확립과 국내에서 생산되는 쌀(현미, 백미)의 섭취량을 고려한 무기비소 위해수준을 확인하고자 하였다. 실험재료는 지역별 대표성을 고려하여 경상북도 전 지역에 걸쳐 생산된 벼 137점(현미 상태 137, 백미 가공 137)을 생산농가에서 직접 수거한 시료를 활용하였다. 총비소 분석은 일정량의 시료에 질산을 주가한 다음 microwave digestion system을 활용하여 전처리한 후 ICP-MS를 이용하여 정량 분석하였다. 무기비소 화학종의 분리 및 정량을 위하여 국제적으로 많이 활용되고 있는 HPLC를 이용하여 비소 종을 선택적으로 분리하고, 검출기 역할을 하는 ICP-MS를 결합한 형태인 HPLC-ICP-MS를 이용하여 비소 화학종을 분리하고 정량하였다. 추출 용매 선정 및 분석법 확립을 위하여 0.28 M nitric acid, 5 mM malonic acid, 그리고 1% nitric acid를 이용한 3가지 추출 방법 중 추출 효율 및 안전성 등이 가장 양호한 5 mM malonic acid를 이용한 추출법(동일한 조건으로 조제한 이동상)을 최종 시험법으로 선택하였다. 시험법 검증을 위하여 기기검출한계, 정량한계, 직선성 및 회수율 등 모두 AOAC에서 권장하는 기준을 만족하여 총비소 및 무기비소 시험법과 결과에 대한 신뢰성을 확인하였다. 비소 분석에 있어서 시료 전처리부터 기기분석까지 발생할 수 있는 다양한 분석오차 요인들을 일련의 과정을 통하여 추적한 결과, 각 불확도 요인이 전체 불확도에서 차지하는 비율은 검량곡선의 직선성 유지가 88.67%로 가장 높았고, 표준용액 제조 과정에서 11.09%, 시료 전처리 과정에서 0.24%로 가장 낮은 비율을 보였다. 현미의 총비소 함량은 평균 $0.142{\pm}0.061mg/kg$, 무기비소 함량은 평균 $0.077{\pm}0.038mg/kg$, 백미의 총비소 함량은 평균 $0.083{\pm}0.037mg/kg$, 무기비소 함량은 평균 $0.047{\pm}0.020mg/kg$으로 조사되었고, 총비소 함량 대비 무기비소 함량 비율은 53-88%(현미 평균 54.2%, 백미 평균 56.6%) 범위에 있음을 확인하였다. 우리나라 국민들의 일상적인 식이 섭취량에서 무기비소 위해 정도를 평가하였는데, 연령별 현미 섭취로 인한 1일 단위체중당 평균 노출량은 $4.97{\times}10^{-3}$(${\geq}20$세) $-1.36{\times}10^{-2}$(${\leq}2$세) ${\mu}g/kg\;b.w./day$로 위해도는 0.23-0.63% 수준으로 상당히 낮은 것으로 평가되었고, 연령별 백미 섭취로 인한 1일 단위체중당 평균 노출량은 $1.39{\times}10^{-1}$(${\geq}20$세) $-3.21{\times}10^{-1}$(${\leq}2$세) ${\mu}g/kg\;b.w./day$로 위해도는 6.47-15.00% 수준으로 백미 섭취로 인한 무기비소의 인체 노출수준 및 위해 정도는 우려할 수준이 아닌 것으로 확인되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제38권3호
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• pp.173-184
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• 2019

우리나라 주요 하천수의 사용 중인 농약의 실태조사를 위해서 전국 50지점을 선정 후, 1차 (농약 사용 비성수기, 4/5월)및 2차(농약 사용 성수기, 8/9월)로 나누어 실시를 하였다. 하천수 모니터링 결과 농약 1차, 2차 때 각각 11, 28개의 농약이 검출되었다. 농약은 7월부터 기온이 올라가면서 병 해충 방제를 위해 농약사용량이 증가하기 때문에 2차시기에 농약검출량이 증가한 것으로 판단된다. 검출빈도 10회 이상의 농약은 1차 시기에는 butachlor, carbofuran, 2차 시기에는 tricyclazole, azoxystrobin, chlorantraniliprole, thiamethoxam, isoprothiolane 5종이었다. 검출농약은 대부분 수도용 농약으로 검출비율은 90%, 81%로 높게 나타났다. 이러한 이유는 하천수 중 잔류농약은 논에서 사용된 농약이 비산되어 직접적으로 하천수로 잔류되기도 하며 또는 토양에 잔류된 농약이 논물을 방류하면서 하천수로 이동하기 때문이다. 네 개의 scenario를 이용하여 위해성 평가를 진행하였을 때, butachlor, carbofuran, carbendazim, chlorantranilprole 및 oxadiazon에서 잠재위해성 및 위해성이 있는 것으로 평가되었다. 추후 모니터링 연구와 수서생물에 위해성이 나타나지 않는 농도 이하로 잔류할 수 있도록 농약안전사용기준 설정연구가 필요할 것으로 보인다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제57권3호
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• pp.267-277
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• 2014

골프장에서 제초와 병해충방제를 위해 농약의 사용은 필수적인 요소이다. 농약은 적절하게 관리되지 않을 경우 주변 환경과 생태계에 악영향을 초래할 수 있다. 그러나 우리나라의 경우 골프장의 농약사용에 관한 구체적인 통계나 체계적 관리방안이 없는 실정이었다. 본 논문에서는 골프장에서 사용되는 농약의 실태를 파악하고 이를 국가적 차원에서 체계적으로 관리할 수 있는 방안에 관해 조사하였다. 골프의 대중화로 인해 우리나라의 골프장은 급격히 증가하여 2011년 말 기준으로 421개소가 운영되고 있으며 이는 면적으로 $379.53km^2$이다. 이와 더불어 농약사용량도 매년 증가하고 있으며 2011년에는 216품목의 농약이 성분량 기준으로 총 118,669.4 kg이었고, 살균제(54.9%) > 살충제(24.4%) > 제초제(13.3%) > 생장조정제(0.1%) 순이었다. 2011년 골프장별 평균 농약사용량은 성분량으로 280.9 kg이였으며, 단위면적당 평균 농약사용량은 $5.4kg\;ha^{-1}$이였으나 이는 일반 농경지에서의 사용량의 50%에 해당되는 것이다. 골프장별 사용량은 $0.0-21.9kg\;ha^{-1}$ 범위로 편차가 매우 컸다. 골프장내 잔류농약성분의 검출빈도는 green > fairway, 잔디 > 토양 순이었다. 과거에는 일부 골프장에서 고독성농약을 사용하거나 검출되기도 하였으나 최근에는 사용하지도 않으며 검출되지도 않았다. 골프장의 농약사용의 실태를 파악하고 농약에 따른 환경피해를 예방하기 위해서 환경부에서는 2010년 초에 '골프장 농약 사용실태 관리시스템'(환경부 토양지하수정보시스템)을 개발하였다. 이 시스템을 통해 골프장에서의 농약사용 모니터링과 잔류 농약 검사에 관한 선진화된 관리체계를 구축하였다. 농약 잔류량 검사는 토양, 잔디 및 유출수 시료에 대해 실시하고 있고 검사시료는 골프장의 규모에 따라 결정할 수 있도록 정하였다. 우리나라는 골프장의 농약사용에 관련된 업무를 여러 부처에서 담당하다가 2009년부터 환경부로 일원화하여 추진하고 있으나 아직까지 법령과 행정규칙 등이 체계적으로 정비되지 않은 상태이다. 골프장에서의 농약사용과 관리 및 주변 생태계와 인간에 미치는 영향 등을 파악하기 위해서는 개별 골프장에 적합한 지역특이적 최적 관리방안(site-specific best management practices)이 우선적으로 마련되는 것이 바람직하며, 이는 위해서는 위해성평가의 도입이 우선적으로 이행되어야 할 것이다. 우리나라는 골프장의 농약사용 및 농약잔류량 검사, 환경오염피해에 대한 기초연구, 환경오염 저감기술 등 관련 인프라가 매우 부족한 실정이다. 따라서 향후 정부에서는 관련제도를 정비하고, 개선 발전시켜 골프장에 의한 환경피해를 최소화하여 골프장이 친환경적으로 운영될 수 있도록 지속적인 관심과 지원이 이루어져야 할 것이다.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제15권4호
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• pp.131-137
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• 2000

최근 독성 유해물질의 환경으로의 방출로 인해 인간 및 생태계에 대한 위해성 문제가 심각하게 제기되고 있다. 독성화학물질을 포함한 여러 환경 오염물질의 위해성평가는 화학물질의 유해성과 노출량 측정을 동시에 측정함으로써 가능한데 이 경우 생물지표(biomarker)가 최근 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 동물의 행동에 관련된 신경전달물질의 생성에 결정적 역할을 하는 tyrosine hydroxylase(TH)및 그 유전자가 생물지표로서 이용 가능성이 있는지를 검토하였다. Ovary cDNA library의 PCR 스크리닝을 통한 송사리 TH유전자를 부분적으로 를론하였으며(327 bp), DNA염기서열 분석 결과 쥐 (rat)의 TH유전자와 동일한 염기서열을 보였다. 그리고 다이아지논 처리구 및 무처리구에서 송사리의 머리부분(head)및 몸통 부분(body)에서 추출된 총RNA에 TH mRNA가 존재함을 RT-PCR를 통하여 확인하였다. 그러나 다이아지논의 처리효과가 송사리의 행동에 미치는 영향을 보기 위해서는 TH의 발현을 보다 정량적으로 검토할 필요가 있을 것으로 판단된다. 생물지표로서 TH의 활성 및 mRNA의 기관별 또는 조직별 검출은 독성물질에 영향을 받는 어류 신경행동 변화를 모니터링 할 수 있는 유용한 수단이 될 것이다. 나아가 환경관리에 있어서 신경화학물질과 분자생물학적 상관관계를 통한 이상반응행동의 분석은 환경 위해성평가에 상당히 기여할 것이다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제9권4호
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• pp.243-252
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• 2006

산업혁명이후 대기중 이산화탄소 등 온실기체의 농도는 꾸준히 증가하고 있고, 이에 따른 기후변화와 해수면 상승 등의 문제의 심각성에 대한 전세계적인 관심이 증가하고 있다. 따라서 인간활동에 의해 대기중으로 방출되는 $CO_2$의 배출량을 줄이기 위한 다양한 방법이 제안되고 있다. 그 중에서 최근 $CO_2$를 해양 심층부에 직접 투기하거나(해양분사법), 해저면(해양저류법)또는 지중에 주입(해양지중법)하여 격리하고자 하는 방안에 대한 국내외 관심이 높아지고 있다. 특히 해양은 대기와는 비교도 할 수 없을 만큼 큰 $CO_2$의 저장고로서 이미 대기중 $CO_2$ 농도의 증가는 표층해수로 유입되는 $CO_2$ 유입량을 증가시키고 있다. 향후 100년간 해수로 유입되는 $CO_2$는 크게 증가할 것으로 예상되는데 이에 따라 표층 해수의 pH는 최대 0.4이상 낮아질 수 있다는 전망이 나오고 있다. 이와 같은 해수의 산성화는 산호, 석회조류(cocolithophorid)와 같이 몸의 일부를 석회질로 구성하는 생물들의 성장에 심각한 저해 영향을 미칠 수 있음이 실험적으로 밝혀지고 있다. 뿐만 아니라 성게나 어류의 유생과 같이 환경변화에 민감한 생물들은 $0.1{\sim}0.2$ 정도의 pH 변화에 의해서도 발생이 저해될 수 있다는 연구 결과는 대기중 $CO_2$ 농도 증가에 따른 해양생태계 훼손의 가능성을 더욱 높이고 있다. 반면에 대기중으로 배출되기 전에 포집된 $CO_2$ 심해처리는 처리지역 주변의 용존 이산화탄소 농도를 증가시키고 해수의 pH를 감소시켜 심해생태계를 교란할 수 있는 가능성이 높다. 따라서 심해처리 기술을 개발하는 단계에서 처리과정에서 발생할 수 있는 다양한 생물학적 위해성에 대한 충분한 검토가 필요할 것이다. 국내에서는 발광미생물과 저서단각류에 대한 용존 $CO_2$의 저해 영향에 대한 시범적인 연구가 본 연구진에 의해 수행되었는데 해수의 pH가 1.5 이상 감소한 경우에는 유의한 저해영향이 관찰됨을 알 수 있었다. 특히 단각류의 경우 동일한 pH에서도 $CO_2$로 산성화된 해수의 독성영향이 더욱 큰 것으로 나타났다. 본 논문에서는 현재까지 $CO_2$ 해양생물학적 영향에 관련하여 국내외에서 이루어진 여러 연구 결과들을 방법론에 따라 정리하였다. 이러한 연구 결과들은 향후 대기중 $CO_2$ 증가 또는 해양처리에 따른 용존 $CO_2$ 농도 증가에 따른 생태계 위해성을 예측하는 데에 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권8호
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• pp.623-634
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• 2022

하천 주변 친수구역 조성, 4대강 사업 등과 같은 하천정비 사업으로 인해 하천의 흐름특성은 계속적으로 변동하고 있으며, 각종 오염물질 유입으로 인한 수질사고의 위험이 높아지고 있다. 수질사고 발생시 하천의 흐름특성을 고려해 오염물질의 농도 및 도달시간을 예측해 신속한 방제작업으로 하류로의 영향을 최소화해야한다. 이러한 오염물질의 거동을 추적하기 위해서는 하천의 구간별 확산계수, 분산계수 산정이 필요하며 그중 분산계수는 용존성 오염물질의 확산범위 해석에 사용된다. 오염물질의 거동을 추적하기 위한 기존 실험적 연구사례들은 많은 인력과 비용이 소요되고, 한정적인 장비의 운용으로 공간적으로 높은 해상도의 자료 취득이 어려웠다. 최근에는 RGB드론을 이용한 오염물질의 추적연구가 수행되었지만, RGB영상 역시 분광정보를 한정적으로 수집한다는 한계가 있다. 본 연구에서는 기존 연구들의 한계점들을 보완하기 위해 드론을 활용한 원격탐사 플랫폼에 초분광센서를 탑재하여 기존 접촉식 측정보다 시간적, 공간적으로 고해상도의 자료를 수집하였다. 수집된 시공간(Spatio-temporal) 초분광영상을 활용해 추적자의 농도를 산정하고, 횡분산계수를 도출하였다. 향후 연구를 통해 드론 플랫폼의 한계를 극복하고, 분산계수 산정 기술을 고도화하면 수계로 유출되는 각종 오염물질의 감지 및 다양한 수질항목 및 하천인자의 변화량 감지가 가능할 것으로 기대된다.