• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.228-237
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• 2015

본 연구에서는 사질 해안인 해운대 해수욕장을 대상으로 수리 퇴적 작용의 동적구조 규명에 필요한 현장 관측실험을 수행하였다. 연안에서 발생하는 계절별 파랑 및 수리 현상을 정량적으로 파악하기 위하여, 동계 및 하계 집중 관측기간 중 해안선의 법선 방향으로 3개 정점 및 해안선 방향으로 3개 정점 등 공간적으로 여러 정점에 파랑 및 층별 유속 관측장비를 설치하였다. 파랑 관측자료의 분석결과, 동계에는 동해안으로부터 입사하는 E계열 파랑이 대부분이며, 하계에는 S계열과 ESE 계열이 공존하는 분포를 가지고 있다. 대상 해역에서 유속의 공간적분포는 전체적으로 주 흐름방향이 동계와 하계에 조석운동의 영향으로 동서방향으로 형성되어 있다. 심해역에서 천해역로 갈수록 연안지형의 영향으로, 유속의 세기는 약해지며 유속의 방향은 해안선 및 등수심선과 나란하게 변형되어 나타나고 있다. 본 연구를 통하여 제시된 파랑 및 흐름 등 수리특성에 관한 기초 분석자료는 동 기간에서 측정된 모래이동량 및 지형변화 관측자료와 연계하여, 대상 해역의 침퇴적 정도를 정량적으로 산출하는데 활용될 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제30권4호
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• pp.359-381
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• 2020

벤토나이트 완충재에서의 열-수리-역학적 복합거동을 예측하기 위해 TOUGH2-MP/FLAC3D 시뮬레이터를 기반으로 개발된 Barcelona basic 모델(BBM) 해석모듈의 현장 적용성을 검토하고자 국제공동연구 DECOVALEX-2019 Task D에 참여하여 스위스 Grimsel Test Site의 현장시험(full-scale engineered barriers experiment, FEBEX) 모델링을 수행하고 현장시험에서 계측된 히터 파워, 온도, 상대습도, 응력, 포화도, 함수율 그리고 건조밀도를 계산 값과 비교하였다. 수치해석을 이용하여 시간에 따른 히터 파워와 온도 변화는 전반적으로 잘 재현되었지만, 히터 1과 히터 2에서의 파워 차이를 계산할 수는 없었으며 이를 개선하기 위해서는 FEBEX 터널 주변에 분포하는 황반암과 시험장치 및 벤토나이트 블록의 설치 공정을 반영할 필요가 있을 것으로 판단된다. 상대습도 변화와 분포 역시 전반적으로 잘 모사되었으나, 수치해석에서 히터 부근에서의 재포화과정이 상대적으로 빠르게 진행된 것으로 보아 수리모델에 대한 일부 수정이 필요할 것으로 보인다. 현장시험에서는 벤토나이트 완충재와 암반 사이에 틈이 존재하지만 수치해석에서는 완벽하게 접촉하고 있는 것으로 가정하였기 때문에 운영 초기의 응력 변화는 다소 차이를 보였지만, 전반적으로 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 해체 이후 측정한 포화도, 함수율, 그리고 건조밀도의 분포 역시 전반적으로 잘 재현되었지만, 건조밀도가 터널 중심과 히터부근에서 조금 크게 계산되어 벤토나이트 블록의 투수계수가 상대적으로 작은 값으로 반영되어 포화도와 함수율이 작게 계산된 것으로 보이며, 이를 개선하기 위해서는 건조밀도에 따른 투수계수 모델에 일부 수정이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구의 결과를 토대로 수치모델을 수정하고 추가적인 연구를 수행한다면, 보다 나은 해석 결과와 벤토나이트 완충재에서의 THM 복합거동을 좀 더 현실적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국대기환경학회지
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• 제26권5호
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• pp.490-498
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• 2010

HCFC-22 (chlorodifluoromethane, $CHClF_2$), one of the major components in various refrigeration, is emitted mostly from developing countries, as its consumption is not limited until 2013 by the Montreal Protocol. In addition, HFC-23 (trifluoromethane, $CHF_3$), a by-product in the manufacture of HCFC-22, is also a powerful greenhouse gas. Here, we discuss the regional emission characteristics of these compounds based on high-frequency in-situ measurements using the "Medusa" GC-MS system. HCFC-22 and HFC-23 baseline concentrations measured at Gosan (Jeju Island, Korea) from November 2007 to December 2008 increased by 1.8 ppt/yr and 0.6 ppt/yr, respectively. Pollution events of these compounds were observed, very frequently (e.g., ~2~3 times) at Gosan than baseline levels. All the measurement data were divided into four groups by simultaneously considering the ratio (HFC-23/HCFC-22) and concentration (HCFC-22) at Trinidad Head (TH, California, USA). The residence time of trajectories were then analyzed in each of the four groups. The results exhibited the existence of a strong correlation with air mass origin for each group: 1) Air masses originating from Siberia in the north and from the Pacific in the south had ratios of 0.08~0.12 and concentrations of 196.9~254.3 ppt which is highly comparable to background air at TH. 2) Air masses passing over the Southern China exhibited similar ratios but higher HCFC-22 concentrations. 3) Air masses passing over the Northern China had ratios of 0.12~0.21. 4) Air masses passing over Korea and/or Japan had ratios of 0.01~0.08. Our results suggest that the HFC-23/HCFC-22 ratio can be used as a good indicator for the assessment of the pollution with Chinese origin. We also confirmed differences in air masses traveling over Northern and Southern China, most likely due to differences in air mass travelling speed over these regions before arriving at Gosan. This signature may be treated as one of the critical components in identifying the emission sources from different parts of China.

• 대한환경공학회지
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• 제30권9호
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• pp.918-924
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• 2008

이 연구는 습지의 수생 식물이 퇴적물에 유발하는 생지화학적 변화들을 식물이 존재하는 퇴적물과 존재하지 않는 퇴적물의 공극수 및 퇴적물을 비교 분석함으로써 살펴보았다. 현장 실험을 통하여 식물의 생장기간 동안 rhizosphere에서 높은 SO$_4{^{2-}}$ 농도가 관찰되었고, 이는 식물의 뿌리에서 방출된 산소가 주변 퇴적물에 존재하고 있는 sulfide를 산화시킨 결과라 판단된다. 측정된 AVS의 농도는 SO$_4{^{2-}}$ 농도 증가를 보여주기에 충분한 양이 존재하였고, 관찰된 SO$_4{^{2-}}$ 농도를 발생시키기 위해 AVS 산화에 요구되는 산소량은 0.85 g/m$^2$ day로 다른 연구자들의 연구결과와 부합되는 결과를 도출하였다. 식물이 존재하지 않는 퇴적물의 경우 대부분의 AVS가 지표면에 존재하고 있는데 비해 식물이 존재하는 경우 rhizosphere에서 가장 높은 농도의 AVS가 존재하고 있는 것으로 보아 식물의 evapotranspiration에 의해 지표수내 SO$_4{^{2-}}$가 혐기성 상태인 퇴적물 내부로 활발히 이동되어 졌음을 알 수 있다. 그 외에도, 식물에 의해 증가된 유기물은 퇴적물에서 탄소 순환에 중요한 역할을 하는 $\beta$-glucosidase 효소의 활성도를 증가시켰다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.108-109
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• 2013

Mitochondria play key roles in the production of cell's energy. Their dominant function is the synthesis of adenosine 5'-triphosphate (ATP) from adenosine diphosphate (ADP) and phosphate (Pi) through the oxidative phosphorylation. Evaluation of drug-induced mitochondrial toxicity has become increasingly important since mitochondrial dysfunction has recently been implicated in numerous diseases including cancer and diabetes mellitus. Mitochondrial functions have been monitored via oxygen consumption, mitochondrial membrane potential, and more importantly via ATP synthesis since ATP synthesis is the most essential function of mitochondria. Various analytical methods have been employed to investigate ATP synthesis in mitochondria, including high performance liquid chromatography (HPLC), bioluminescence technique, and pH measurement. However, most of these methods are based on destructive analysis or indirect monitoring through the enzymatic reaction. Infrared absorption spectroscopy (IRAS) is one of the useful techniques for real-time, label-free, and direct monitoring of biological reactions [1,2]. However, the strong water absorption requires very short path length in the order of several micrometers. Transmission measurements with thin path length are not suitable for mitochondrial assays because solution handlings necessary for evaluating mitochondrial toxicity, such as rapid mixing of drugs and oxygen supply, are difficult in such a narrow space. On the other hand, IRAS in the multiple internal reflection (MIR) geometry provides an ideal optical configuration to combine solution handling and aqueous-phase measurement. We have recently reportedon a real-time monitoring of drug-induced necrotic and apoptotic cell death using MIR-IRAS [3,4]. Clear discrimination between viable and damaged cells has been demonstrated, showing a promise as a label-free and real-time detection for cell-based assays. In the present study, we have applied our MIR-IRAS system to mitochondria-based assays by monitoring ATP synthesis in isolated mitochondria from rat livers. Mitochondrial ATP synthesis and hydrolysis were in situ monitored with MIR-IRAS, while dissolved oxygen level and solution pH were simultaneously monitored with O2 and pH electrodes, respectively. It is demonstrated that ATP synthesis and hydrolysis can be monitored by the IR spectral changes in phosphate groups in adenine nucleotides and MIR-IRAS is useful for evaluating time-dependent drug effects of mitochondrial toxicants.

• 한국지구과학회지
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• 제42권5호
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• pp.536-555
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• 2021

해상풍은 해양의 표층 해류 및 순환, 혼합층, 열속의 변화를 주도하며 해양-대기 상호작용을 이해할 수 있는 중요한 변수이다. 인공위성의 발달에 따라 산란계 관측 자료를 기반으로 산출한 해상풍은 여러 목적으로 광범위하게 사용되어 왔다. 한반도 연안과 같은 복잡한 해양 환경에서 산란계 관측 해상풍은 해양 및 대기 현상 이해에 중요한 요소이다. 따라서 위성 해상풍의 정확도 검증 결과가 다양한 활용을 위하여 중요하게 활용될 수 있다. 본 연구에서는 대표적인 산란계인 MetOp-A/B (METeorological OPerational satellite-A/B)에 탑재된 ASCAT (Advanced SCATterometer) 해상풍 자료를 한반도 주변의 16개 지점에서 2020년 1월부터 12월까지 실측된 해양기상부이 해상풍 자료와 비교하여 해상풍의 정확도를 검증하였다. 해수면으로부터 4-5 m 고도에서 관측된 부이 바람은 LKB (Liu-Katsaros-Businger) 모델을 활용하여 10 m의 중립 바람으로 변환하였다. 일치점 생산 과정 결과 MetOp-A와 MetOp-B에 대하여 5,544개와 10,051개의 일치점을 만들었다. 각 위성 해상풍 풍속의 평균제곱근오차는 1.36 m s^-1와 1.28 m s^-1, 편차는 0.44 m s^-1와 0.65 m s^-1로 나타났다. 산란계의 풍향은 MetOp-A와 MetOp-B에서 각각 -8.03°와 -6.97°의 음의 편차와 32.46°와 36.06°의 평균제곱근오차를 보였다. 이러한 오차들은 해양-대기 경계층 내의 성층과 역학과 관련된 것으로 추정된다. 한반도 주변 해역에서 산란계 해상풍은 특히 풍속이 약한 구간에서 실측 풍속보다 과대추정되었다. 또한 연안으로부터의 거리가 가까워질수록 오차가 증폭되는 특성이 나타났다. 본 연구 결과는 산란계 해상풍 자료를 이용하는 해양-대기 상호작용 및 태풍 연구와 같은 한반도 연안 해역의 예측 모델 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수산과학회지
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• 제27권6호
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• pp.771-781
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• 1994

광전도측정기(Beam Transmissometer)를 이용한 간접적인 부유물질농도결정의 신뢰도와 문제점을 조사하기 위하여, Neuse 강 (미국 North Carolina주) 하구의 15개 정점에서 13개월에 걸쳐 매월 광전도도와 부유물질의 농도를 측정, 상관관계를 분석하였다. 부유물질농도(SPM)와 광감쇄계수(Beam Attenuation Coefficient, c) 간의 상관계수(Coefficient of Determination, $r^2$) 및 상관함수의 기울기(a)는 월별($r^2:\;0.12{\sim}0.93,\;a:\;0.53{\sim}5.63$) 및 정점별($r^2:\;0.21{\sim}0.96,\;a:\;1.04{\sim}4.94$)로 극심한 변동폭을 보였으나, 표층이 저층보다 밀접한 상관관계를 보였으며, 해수의 영향이 연중 거의 미치지 않는 최상류지점에서 가장 높은 상관계수($r^2=0.96$)를 나타내었다. 계절별로 다양한 변화를 보이는 부유물질의 유기물함량은 SPM과 c 간의 함수관계에 중요한 영향을 미치지 않으나, 시간적, 공간적으로 다양하게 변화하는 부유물질응집체(aggregate)에 의해 부유입자의 광학적 특성 (입도, 모양 및 광굴절지수 등)이 변화하게되며, 따라서 SPM과 c의 관계를 복잡하게 하는 것으로 생각된다. 광전도측정기의 효과적인 이용을 위해서는 정확한 보정이 필요하나, 부유입자의 광학적 특성이 다양하게 변화하는 강하구와 같은 환경에서는 시간적, 공간적으로 빈번한 보정으로도 신뢰도 높은 상관관계의 획득이 불가능하다. 그러나 광전도측정기의 최선의 용도는 수괴의 탁도의 급격한 변동을 감지하는데 있으며, 부유입자의 광학적 특성이 비교적 균일한 외해에서나 혹은 오차범위를 허용할 수 있는 상황에서는 매우 유용하게 사용될 수 있다.

• 대한수의학회지
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• 제39권3호
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• pp.628-634
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• 1999

We have studied, by a nonisotopic in situ end-labeling(ISEL) technique, frequency of apoptosis in the external granular layer(EGL) of the cerebellum of immature mice by ${\gamma}$-rays irradiation from $^{60}Co$ or diagnostic ultrasound exposure. The total number of normal cells and cells showing morphological features of apoptosis were counted. The frequency of apoptotic cells was expressed as a percentage of the total number of cells in EGL. The extent of changes following 200 cGy(1090 cGy/min) was studied at 2, 4, 6, 8, 12, or 24 hours after exposure. The maximal frequency was found 6~8 hours after exposure. The immature mice that received 18, 36, 54, 108, 198, 396 cGy of ${\gamma}$-rays or diagnostic ultrasound(7.5MHz, 4.2mW, $I_{SPTA}=7.9mW/cm^2$, $I_{SPTA}=114.3W/cm^2$) for 10 or 30 minutes were examined 6 hours after irradiation. Measurements performed after ${\gamma}$-ray irradiation showed a dose-related increase in apoptotic cells in each of the mice studied. The dose-response curves were analyzed by a linear-quadratic model ; frequency of apoptotic cell in the EGL was y = $(0.1349{\pm}0.01175)D$+$(-0.0001522{\pm}0.0000334)D^2$+0.048($r^2$ = 0.981, D = dose in cGy). In the experiment of ultrasound exposure, the frequency of apoptotic cell was $0.106{\pm}0.130$(10 minutes exposure) and $0.167{\pm}0.220$(30 minutes exposure). We estimated the relative dose of the yield from the experiment with ultrasound by substituting the yield from ultrasound exposure into the curve from the ${\gamma}$-irradiation. The relative dose of ultrasound exposure compared with ${\gamma}$-irradiation were 0.432 cGy(10 minutes exposure) and 0.885 cGy(30 minutes exposure). We have found that there is no evidence to indicate that diagnostic ultrasound involves a significant risk.

• 대한원격탐사학회지
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• 제16권3호
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• pp.243-260
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• 2000

가시광 영역에서 해수의 원격반사($R_{rs}$)도 및 수출광(water leaving radiance: Lw) 스펙트럼 크기를 해수의 광 특성(흡광도; a, 역산란; $b_b$)에 영향을 가장 크게 미치는 3개 물질 즉, 클로로필, 무기성 부유입자, 용해유기물의 량으로 모델링 하였다. 모델은 간략하게 $R_{rs}$=0.046 $b_b$/(a+$b_b$)로 주어졌으며, 모델의 대상 해역은 광특성이 전혀 다른 적조 발생해역, 맑은 해수, 탁수해역으로 나우어 연구하였다. 모델로 얻어진 원격반사도는 형장 관측치와 스펙트럼의 모양, 값의 분포 및 기존의 해색 클로로필 알고리즘 등으로 비교하여 모델의 타당성을 검증하였다. 결과는 아주 다양한 광 특성을 같은 해양이라 하여도 본 연구의 모델은 거의 완벽하게 해색 스펙트럼, 원격반사도 혹은 water leaving radiance(Lw)를 재현할 수 있는 것으로 나타났다. 본 모델은 앞으로 OSMI와 같은 해색위성 알고리즘 개발, CASE-II water 알고리즘, neural network 알고리즘 개발에 크게 기여할 것으로 사료되며 그 외에도 해색 대기보정 모델 개발에서 대기 신호의 정밀 보정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권5호
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• pp.288-302
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• 2017

퇴적물이 수층의 영양염 분포에 미치는 영향을 평가하기 위해서 퇴적물의 용출률을 정확하게 측정할 필요가 있다. 이에 본 연구에서 퇴적물 용출률 측정 방법 중 퇴적물 코어 배양법을 대상으로 용출률의 측정 조건과 실험 절차를 제시하였다. 낙동강 수계 중류에서 2015년 7월에 표층이 교란되지 않은 퇴적물 코어 시료를 채취하여, pre-incubation 시간(6, 12, 24시간), 초기 산소농도(포화도 90, 70 50%), 확산경계층의 두께(0, 0.6-0.8, 1.2-1.4 mm), 배양 온도(10, 17, 20, $25^{\circ}C$) 등을 여러 가지 조건으로 조성하여 측정한 영양염 용출률의 결과를 그 바탕으로 하였다. 네 가지 주요 환경 조건이 달라지면, 안정화 시간 동안 유기물 분해 및 산화 과정에 의한 화학 조성 변화, 퇴적층의 산화-환원 환경 변화에 따른 흡착 및 탈착, 퇴적물-수층 경계면에서의 수리역학적 상황 변동에 의한 물질 교환 증감, 퇴적물 내 미생물의 활성 증가 등을 야기하여 퇴적물의 영양염용출률에 영향을 미친다. 따라서, 퇴적물 코어 배양법으로 실제 현장값과 유사한 결과를 생산하기 위해서는 현장 심수층의 수온 및 용존산소 농도, 유속을 자연 상태와 가깝게 재현하고 퇴적물 시료 채집 후 되도록 빠른 시간 안에 배양 실험을 수행해야 한다. 두 개의 반복구에 대하여 퇴적물 코어 배양법으로 영양염 용출률을 측정하였을 때 대부분의 실험 조건에서 상대백분율차가 20% 이하였다. 측정 조건과 절차를 엄밀히 준수하여 실험하였을 때 정밀도를 확보할 수 있는 것으로 사료되며, 향후 측정 결과의 정확도를 확인하기 위하여 현장 측정법과 비교할 예정이다.