• 제목/요약/키워드: Isotope identification

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질산염 및 식물플랑크톤의 안정동위원소비를 이용한 팔당호 수계내의 질소원 기원 연구 (Determination of the Origin in both Dissolved Inorganic Nitrogen and Phytoplankton at the Lake Paldang using Stable Isotope Ratios (δ13C, δ15N, δ15N-NO3 and δ15N-NH4))

  • 김민섭;이은정;윤숙희;임보라;박재선;박현우;정현미;최종우
    • 생태와환경
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    • 제50권4호
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    • pp.452-458
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    • 2017
  • 본 연구는 암모니아성 질소 및 질산성 질소의 안정동위원소 분석방법을 적용하여, 호소 내 식물플랑크톤 성장에 영향을 미치는 외부 오염원의 기원을 추정함으로써, 효율적인 수질 관리 및 수생태계 기능해석 지원기능을 제공하기 위하여 연구하였다. 남한강, 북한강, 팔당호 지역에 비해서 경안천 지역의 유기물 기원이 뚜렷하게 차이를 보이며, 외부기원 유기물이 높은 영향을 미치는 것으로 여겨진다. 또한 식물플랑크톤(규조류, 남조류)이 자생기원 보다는 외부기원 질소원을 활용하고 있음을 확인하였다. 한강 유역에서 암모니아성 질소 및 질산성 질소의 안정동위원소비를 이용한 유기물 기원 연구는 적용가능 할 것으로 여겨지며, 식물플랑크톤의 탄소 및 질소 동위원소비를 활용하여 그 거동을 추정할 수 있었다. 추후 유역 오염원의 대표 값(end member)의 지속적인 조사를 통하여 자료구축이 이루어져야 할 것이다.

Utilization of nitrate stable isotopes of Chydorus sphaericus (OF Müller) to elucidate the hydrological characteristics of riverine wetlands in the Nakdong River, South Korea

  • CHOI, Jong-Yun;KIM, Seong-Ki;KIM, Jeong-Cheol;LA, Geung-Hwan
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제43권4호
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    • pp.461-468
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    • 2019
  • Background: This study aimed to identify NO3--N sources using the stable isotope δ15N in Chydorus sphaericus (OF Müller), to investigate hydrological characteristics and nutrient states in artificial wetlands near the Nakdong River. Chydorus sphaericus is dominant in wetlands where aquatic plants are abundant, occurring in high density, and is sensitive to wetland water pollution, making it suitable for identification of NO3--N sources. Results: NO3--N sources for each wetland were strongly dependent on hydrological characteristics. Wetlands with sewage or rainfall/groundwater as their main sources had high levels of NO3--N, whereas wetlands with surface water as their main input had comparatively lower levels. Since wetlands with sewage and rainfall/groundwater as their main water sources were mostly detention ponds, their inputs from tributaries or the main river stream were limited and nutrients such as NO3--N easily become concentrated. Changes in NO3--N levels at each wetland were closely associated with δ15N of C. sphaericus. Interestingly, regression analysis also showed positive correlation between δ15N of C. sphaericus and NO3--N level. Conclusions: We conclude that the nitrate stable isotope (δ15N) of C. sphaericus can be used to elucidate the hydrological characteristics of riverine wetlands. This information is important for maintenance and conservation of artificial wetlands at the Nakdong River.

Identification of the Food Sources-Metabolism of the Pacific Oyster Crassostrea gigas using Carbon and Nitrogen Stable Isotopic Ratios

  • Yang, Jin-Yong;Shin, Kyung-Hoon
    • 환경생물
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    • 제27권3호
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    • pp.279-284
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    • 2009
  • In order to understand food sources-metabolism for the pacific oyster (Crassostrea gigas), the stable isotope ratios of carbon (${\delta}^{13}C$) and nitrogen (${\delta}^{15}N$) of its gut, gill, and muscle as well as potential food sources (particulate organic matter, sedimentary organic matter, benthic microalgae, seagrass detritus) were determined in Dongdae Bay. Average ${\delta}^{13}C$ and ${\delta}^{15}N$ values reflect that oysters primarily fed on sedimentary organic matter as opposed to suspended organic matter during summer and winter seasons. However, the relatively enriched $^{15}N$ values of particulate organic matter (>$250{\mu}m$) and sedimentary organic matter in the summer may be due to the photosynthetic incorporation of $^{15}N$-enriched nitrogen (DIN) or the spawning events of bivalves. Specific oyster tissues (gut, gill, and muscle) revealed different metabolic pathways, which were determined through analysis of ${\delta}^{13}C$ and ${\delta}^{15}N$ in each organ. The present results suggest the determination of carbon and nitrogen stable isotopes to be a useful approach in ecological research related to the food sources- metabolism of Crassostrea gigas.

테프라 연대학: 화산유리의 세척, 분리 및 감정 (Tephrochronology: Washing, Separation and Identification of Volcanic Glass Shard)

  • 길영우;정창식;박세진;박명호
    • 한국석유지질학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.9-13
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    • 2006
  • 화산분출물 중에서 균질한 화학조성을 가지는 화산유리는 제4기 지형 발달순서 및 지층연대에 많이 사용된다. 비정질 화산유리는 실험실에서 세척, 분리, 감정의 과정을 걸쳐 시료로부터 분리되어 분석된다. 그러나 일련의 과정들 속에서 오류가 발생할 수 있고, 오류로부터 층서대비 및 연대측정에 오차를 발생시킬 수 있으므로 화산유리 연구의 오차 범위를 줄이기 위해, 간단하며 정확한 화산유리 세척, 분리, 감정과정의 이해가 필요하다. 여기에서는 테프라를 통한 정확한 실험을 하기 위해 필요한 올바른 절차에 대해 제안을 해본다.

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A Fluorescence-based cDNA-AFLP Method for Identification of Differentially Expressed Genes

  • Park, Sook-Young;Jwa, Nam-Soo;Chi, Myoung-Hwan;Lee, Yong-Hwan
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제25권2호
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    • pp.184-188
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    • 2009
  • Identification of differently expressed genes under specific tissues and/or environments provides insights into the nature and underlying mechanisms of cellular processes. Although cDNA-AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) is a powerful method for analyzing differentially expressed genes, its use has been limited to the requirement of radioactive isotope use and the difficulty of isolating the bands of interest from a gel. Here, we describe a modified method for cDNA-AFLP that uses a fluorescence dye for detection and isolation of bands directly from a small size polyacrylamide gel. This method involves three steps: (i) preparation of cDNA templates, (ii) PCR amplification and differential display, and (iii) identification of differentially expressed genes. To demonstrate its utility and efficiency, differentially expressed genes during vegetative growth and appressorial development of Magnaporthe oryzae were analyzed. This method could be applied to compare gene expression profiles in a diverse array of organisms.

입자성 유기물의 안정동위원소비를 이용한 팔당호 수계내의 유기물 기원 연구 (Determination of the Origin of Particulate Organic Matter at the Lake Paldang using Stable Isotope Ratios (${\delta}^{13}C$, ${\delta}^{15}N$))

  • 김민섭;김종민;황종연;김보경;조항수;윤석제;홍석영;권오상;이원석
    • 생태와환경
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    • 제47권2호
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    • pp.127-134
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    • 2014
  • 본 연구는 안정동위원소 분석방법을 적용하여, 호소내 식물플랑크톤 성장에 영향을 미치는 외부 오염원의 기원을 추정함으로써, 효율적인 수질 관리 및 수생태계 기능해석을 제공하기 위하여 연구하였다. POC, PN, Chl. a, 탄소 안정동위원소비 및 질소 안정동위원소비의 자료로 유추해 보았을 때, 팔당댐, 남한강, 북한강 지역에 비해서 경안천 지역에서 계절에 따른 유기물의 기원 변동이 뚜렷하게 관찰되고 있다. 유입량 및 강우량이 많은 시기인 7, 8월경에 입자성 유기물의 기원이 자생기원 유기물보다는 외부기원 유기물이 높은 영향을 미치는 것으로 여겨진다. 한강 유역에서 입자성 유기물의 탄소 및 질소 안정동위원소비를 이용한 유기물 기원 연구는 적용가능 할 것으로 여겨지며, 추후 유역 오염원의 대표값(end member)의 지속적인 조사를 통하여 자료구축이 이루어져야 할 것이다.

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.

Radionuclide identification based on energy-weighted algorithm and machine learning applied to a multi-array plastic scintillator

  • Hyun Cheol Lee ;Bon Tack Koo ;Ju Young Jeon ;Bo-Wi Cheon ;Do Hyeon Yoo ;Heejun Chung;Chul Hee Min
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제55권10호
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    • pp.3907-3912
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    • 2023
  • Radiation portal monitors (RPMs) installed at airports and harbors to prevent illicit trafficking of radioactive materials generally use large plastic scintillators. However, their energy resolution is poor and radionuclide identification is nearly unfeasible. In this study, to improve isotope identification, a RPM system based on a multi-array plastic scintillator and convolutional neural network (CNN) was evaluated by measuring the spectra of radioactive sources. A multi-array plastic scintillator comprising an assembly of 14 hexagonal scintillators was fabricated within an area of 50 × 100 cm2. The energy spectra of 137Cs, 60Co, 226Ra, and 4K (KCl) were measured at speeds of 10-30 km/h, respectively, and an energy-weighted algorithm was applied. For the CNN, 700 and 300 spectral images were used as training and testing images, respectively. Compared to the conventional plastic scintillator, the multi-arrayed detector showed a high collection probability of the optical photons generated inside. A Compton maximum peak was observed for four moving radiation sources, and the CNN-based classification results showed that at least 70% was discriminated. Under the speed condition, the spectral fluctuations were higher than those under dwelling condition. However, the machine learning results demonstrated that a considerably high level of nuclide discrimination was possible under source movement conditions.

금강하류의 어류상 및 안정동위원소 분석을 이용한 섭식길드 파악 (Characteristics of Fish Fauna in the Lower Geum River and Identification of Trophic Guilds using Stable Isotopes Analysis)

  • 윤주덕;박상현;장광현;최종윤;주기재;남귀숙;윤조희;장민호
    • 환경생물
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    • 제33권1호
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    • pp.34-44
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    • 2015
  • 본 연구에서는 금강의 먹이망 연구를 위한 기초작업으로 금강 하류에서 출현한 어류만을 대상으로 어류상, 담수역과 해수역에 출현하는 어류의 안정동위원소 차이, 담수어류의 섭식길드에 대한 분석을 실시하였다. 금강 하류지역을 대상으로 2011년 연구를 진행하였으며, 하구둑 기준 상류 20 km, 하류 10 km 구간에서 채집된 어류를 분석에 사용하였다. 섭식길드의 분석은 담수어류만을 대상으로 시행하였으며, 문헌연구를 통해 보고된 섭식길드의 적절성 여부를 판별분석을 통해 확인하였다. 연구결과 하구둑 상류와 하구둑 하류의 어류상은 완전한 차이가 있는 것으로 확인되었으며, 일부 회유성 어종 (웅어, 가숭어)들만 양측에서 모두 출현하는 것으로 나타났다. 안정동위원소 분석에서도 하구둑을 기준으로 상류와 하류에 서식하는 종들의 수치가 완전히 다르게 나타났다. 하구둑 하류에서 채집된 개체들의 경우 기수 및 해양 기원의 먹이를 선호하고 담수종의 경우 담수 기원의 먹이를 선호하기 때문으로 판단된다. 일부 회유성 종의경우 담수에서는 해수 신호가 해수에서는 담수신호가 감지되었는데 이는 생태적 특성에 의한 것으로 사료된다. 판별분석 결과 섭식길드는 문헌과 약간 차이가 나타나는 것으로 확인되었는데 이는 개체 발생 단계에 의한 결과일 것으로 판단되며, 관련된 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다. 특히 안정동위원소의 경우 지역, 시기, 발생단계에 따라 동일 종이라 할지라도 차이가 존재하기 때문에 이러한 부분을 항상 고려하여야 하며, 가능하다면 지역별로 개체를 분석하여 섭식길드를 제시하는것이 지역의 어류와 관련된 연구에 있어서 효율적일 것으로 판단된다.