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복령 균핵의 에탄올 추출물에서 분리한 화합물의 조골세포 분화 촉진 및 파골세포 생성 억제 효과 (Effects of Compounds Isolated from an Ethanol Extract of the Sclerotium of Wolfiporia hoelen on Osteoblast Differentiation and Osteoclast Formation)

  • 이소라;김석주;문보욱;최식원;유림;이형원
    • 한국산림과학회지
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    • 제113권1호
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    • pp.73-87
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    • 2024
  • 복령(Wolfiporia hoelen (Fr.) Y.C.Dai & V. Papp)은 아시아 및 유럽 등 많은 나라에서 약용 및 식용으로 사용하고 있는 중요한 약재이다. 복령의 주요 성분들의 약리 활성이 많은 연구를 통해 밝혀지고 있으며, 골대사에도 영향을 주는 것으로 나타났다. 이에 본 연구는 복령 균핵 50% 에탄올 추출물이 골질환 예방 및 천연 치료제의 소재로 활용 가능성이 있는지 알아보고자 하였다. 복령 균핵의 에탄올 추출물을 계통분획법에 따라 n-헥산, 디클로로메탄, 에틸아세테이트순으로 분획하여 C2C12세포에 처리하였으며, 디클로로메탄 분획물에서 C2C12 세포의 ALP 분화 활성이 대조구보다 약 29%가 증가함을 알 수 있었다. 활성을 보인 디클로로메탄 분획물로부터 총 4개의 화합물을 분리하였으며, 기기분석 결과와 문헌을 참고하여 3α-dehydrotrametenolic acid, ergosterol, pachymic acid와 dehydrotumulosic acid로 동정할 수 있었다. 골대사 효능이 있는 지표물질을 찾기 위하여 4개의 화합물을 C2C12 세포의 ALP 분화 활성과 BMMs의 RANKL 유도 억제 활성을 농도별(1, 3, 10, 30, 100 μM)로 평가하였으며, 세포독성 검정도 동일한 농도에서 수행하였다. 그 결과 분리된 화합물 중 dehydrotumulosic acid의 3 μM 농도에서 ALP 활성이 160%로 나타났으며, BMP-2 대조구보다 약 24% 유의미하게 증가하였다. 또한 BMMs의 RANKL 유도 억제 활성은 dehydrotumulosic acid를 10-100 μM 농도로 처리할 때 대조구보다 약 15-86%로 유의미하게 감소하였으며, 10 μM 농도에서 나타난 RANKL억제 활성은 세포독성과 다른 패턴으로 나타나는 것을 확인하였다. 본 연구결과를 토대로 복령의 균핵 에탄올 추출물이 골모세포 분화를 증진시키거나 억제할 수 있는 가능성을 확인하였으며, 복령의 디클로로메탄 분획물로부터 분리 정제된 dehydrotumulosic acid가 골다공증 예방 및 치료에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

오리엔탈 나리 '카사블랑카'의 개화단계별 향기성분 변화 (Change of Fragrant Components by Flowering Stages in Lilium Oriental Hybrid 'Casa Blanca')

  • 노아란;박천호
    • 원예과학기술지
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    • 제19권2호
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    • pp.163-169
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    • 2001
  • 본 실험은 오리엔탈 나리 'Casa Blanca'의 유용한 향기성분을 찾아내어 이 성분들의 개화단계별 정유함량과 정유성분 구성의 차이를 알아보고 각각의 이용 가능한 추출적기를 규명하고자 수행하였다. 'Casa Blanca'의 개화단계별 정유함량은 꽃봉오리 단계를 제외하고는 개화단계가 진행됨에 따라 증가하여 만개 후 개화 단계에서 가장 높았다. 오리엔탈 나리 'Casa Blanca'의 정유성분을 분석해 본 결과 이들의 주성분은 각 단계에 따라 farnesol(18.96%), benzyl salicylate(13.81%), butyl-hydroxy toluene(12.87%), geranyl linalool isomer(7.46%), isoeugenol(7.17%)이었다. 이들의 개화 단계별 정유성분을 비교해 보면, fatty acid derivative류는 개화 초기와 개화 후기에 많은 반면 benzenoid류는 개화 중기, 만개 단계에서 많았다. 오리엔탈 나리 'Casa Blanca'의 주성분 중 butyl-hydroxy tolune과 isoeugenol과 같은 benzenoid류 물질들은 대부분 강한 항산화 효과가 있어 식품의 첨가제나 방부제로 이용 가능할 것으로 기대된다. Geranyl linalool isomer와 같은 monoterpene계 물질은 개화 후기로 갈수록 함량이 증가되었고 나리의 구성 성분 중 가장 많은 함량을 나타내는 farnesol과 같은 sesquiterpene계 물질은 만개 시에만 나타났고 이는 geranyl linalool isomer와 함께 좋은 향기를 가져 중요한 향료로 이용 가능할 것으로 기대된다. 이러한 오리엔탈 나리 'Casa Blanca'의 유용한 주성분들의 개화단계에 따른 추출적기를 살펴보면 farnesol, benzyl salicylate은 만개단계, butyl-hydroxy tolune은 1/2 개화한 단계, geranyl linalool isomer, isoeugenol는 만개 후 단계였다. 이로 미루어 보아 오리엔탈 나리 'Casa Blanca'의 정유는 개화단계에 따라 정유성분과 정유함량에 변화가 있었으며, 이들 성분은 추출적기를 알맞게 고려한다면 향장류나 식품첨가제, 아로마테라피 등에 유용하게 이용될 것으로 기대된다.

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대두(大豆)에 대(對)한 제지(製紙) Sludge의 영양학적(營養學的) 연구(昭究) (Nutritional Effects of Paper Board Sludge on the Soybean(Glycine max. L.))

  • 김문규;장기운;최우영;함선규;남윤규;이창준
    • 농업과학연구
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    • 제17권1호
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    • pp.1-8
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    • 1990
  • 판지(板紙)스럿지 자체(自體)의 사용(使用) 적량(適量)을 보기 위(爲)하여 1,200, 1,600, 2,000Kg/10a을 사용(使用)하였을 경우(境遇)와 판지(板紙)스릿지에 톱밥, 계분(鷄糞) 및 요소(尿素)를 배합(配合)하여 부숙(腐熟)시킨 처리구(處理區)를 대두(大豆)에 시용(施用)했을 때 생육특성(生育特性)과 수량(收量) 및 식물체중(植物體中) 화학성분(化學成分) 함량(含量)을 조사(調査)한 결과(結果) 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 1. 시용(施用)한 판지(板紙)스럿지 자체(自體)가 토양중(土壤中)에서 분해시(分解時) 발아(發芽)에 지장(支障)을 초래(招徠)하여 결주율(缺株率)이 대조구(對照區)보다 5-9%, 배합(配合)스럿지퇴비(堆肥) 시용시(施用時) 3.6-4.1%가 증가(增加)하였으나, 그 후(後) 생육기(生育期) 전반(全般)에 걸쳐 별(別)다른 지장(支障)이 없는 것으로 나타났다. 그러나, 판지(板紙)스럿지 자체(自體)를 시용(施用)하거나, 배합(配合)스럿지퇴비중(堆肥中)에서 스릿지 함량(含量)이 높고, 부재료(副材料) 함량(含量)이 낮은 배합구(配合區)는 파종(播種)기나 이식기(移植期)에 시용(施用)하는 것은 적합(適合)하지 않다. 2. 생육(生育) 현황(現況)은 판지(板紙)스럿지 자체(自體)와 배합(配合)스럿지퇴비(堆肥) 시용시(施用時) 초장(草長)의 경우(境遇) 초기(初期)에 성장(成長)이 약간(若干) 저조(低調)하였으나, 생육(生育) 후기(後期)에 별(別) 차이(差異)가 없었으며, 최대엽(最大葉)의 엽폭(葉幅) 및 엽장(葉長), 주경절수(主莖節數), 협수등(莢數等)도 대조구(對照區)와 큰 차이(差異)가 없었다. 3. 수량요소(收量要素)에서는, 판지(板紙)스럿지를 1,200, 1,600, 2,000Kg/10a로 증량(增量) 시용(施用)한 결과(結果) 수량(收量)이 증가(增加)하였고, 배합(配合)스릿지퇴비구(堆肥區)에서 협수(莢數) 및 개체당(個體當) 알 수(數)는 판지(板紙)스럿지 양(量)보다 톱밥과 계분(鷄糞) 및 요소(尿素) 함량(含量)이 많은 CS-3구(區)에서 많았고, 100립중(粒重), 1리터 중(重)은 판지(板紙)스럿지 양(量)이 많고 톱밥, 요소(尿素), 계분(鷄糞)이 상대적(相對的)으로 적은 CS-1에서 많았다. 이는 콩의 경우(境遇) 관행(慣行) 시비량(施肥量)에 추가(追加)된 배합(配合)스럿지퇴비중(堆肥中) 질소(窒素) 성분(成分)의 과다(過多) 현상(現象)이 아닌가 추측(推測)된다. 4. 화학성분중(化學成分中)에서 질소(窒素) 함량(含量)은 판지(板紙)스럿지와 배합(配合)스럿지퇴비(堆肥) 시용구(施用區)가 무처리구(無處理區)나 대조구(對照區)보다 현저(顯著)히 많았고, 판지(板紙)스럿지 처리구(處理區) 중(中)에서는 2,000Kg/10a 시용구(施用區)가 전(全) 생육(生育)단계에 걸쳐 높은 수준(水準)이었으며, 배합(配合)스럿지퇴비(堆肥) 시용구(施用區) 간(間)에는 별(別) 차이(差異)가 없었다. 그 외(外) $P_2O_5$, $K_2O$, Ca 및 Mg의 함량(含量) 변화(變化)는 처리(處理)간 차이(差異)가 발견(發見)되지 않았다. 5. 결론적(結論的)으로 볼 때, 판지(板紙)스럿지 자체(自體)의 비효(肥效)는 인정되나, 그 자체(自體)를 사용(使用)할 때, 불균일(不均一)하게 처리(處理)되어 스럿지가 뭉쳐있으면 토양중(土壤中) 분해(分解)가 어렵고, 균일(均一)하게 처리(處理)되여도 급격(急激)한 분해(分解)가 문제(問題)되어 바람직하지 않으며, 적절(適切)한 부재료(副材料)와 C/N율(率)을 조절(調節)하고, 미생물(微生物), 통기성등(通氣性等) 부숙(腐熟) 조건(條件)을 유지(維持)시켜 충분(充分)히 부숙(腐熟)시킨 후(後) 시용(施用)할 때 유기물(有機物) 비료자원(肥料資源)으로 작물(作物)에 처리(處理) 시용(施用) 가능성(可能性)이 있으며, 동시(同時)에 폐기물(廢棄物) 활용(活用) 및 처리(處理) 효과(效果)도 기(期)할 수 있다.

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진해만 하천에서 다환방향족탄화수소 유입부하량과 오염특성 (Pollution Characteristics and Loading Flux of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons(PAHs) in Riverine Waters of Jinhae Bay, Korea)

  • 유영석;김좌관;조현서
    • 해양환경안전학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.275-282
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    • 2009
  • PAHs(다환방향족탄화수소) 화합물은 해양환경으로 다양한 경로를 통해 유입되며, 연안역과 하구역에 있어서는 도시화와 산업활동 중 연소에 의하여 발생되어 주로 대기와 하천을 통하여 유입된다. 유입된 PAHs 화합물은 잠재적으로 해양 수서환경 생물에 대해서 발암 및 돌연변이를 일으키고 있다. 따라서 PAHs 화합물의 오염이 예상되는 진해만에 유입되는 주요하천에서 PAHs 화합물의 분포특성과 유입부하량을 조사하여 PAHs 화합물의 오염특성을 파악하였다. 진해만으로 유입되는 주요 하천수 및 하수처리수에서 용존 Total PAHs 화합물의 농도범위와 평균값은 9.79~128.25 (평균 36.94)ng/L를 나타내었으며, 부유입자물질 중 Total PAHs 화합물의 농도범위와 평균값은 1,814.34~8,893.37(평균 4,657.73)${\mu}g$/kg dry wt.로 나타났다. 용존 PAHs 화합물과 부유입자물질 중 PAHs 화합물 모두 유사하게 도시화와 산업화가 이루어진 마산시로부터 유입되는 삼호천에서 기장 높은 값을 나타내었다. 하천수 및 하수처리수에서 PAHs 화합물의 조성 형태는 용존 PAHs 화합물은 저분자량 PAHs 화합물이 대부분을 차지하고 있어 PAHs 화합물의 물리 화학적 성질에 의한 것으로 판단된다. 조사된 하천을 통해 진해만으로 유입되는 용존 Total PAHs 화합물의 유입부하량 범위는 0.06~12.05g/day, 평균 유입부하량은 1.86g/day 그리고 총 유입부하량은 14.85g/day로 산정되었다. 부유입자물질 중 Total PAHs 화합물의 유입부하량 범위는 0.12~16.00g/day, 평균 유입부하량은 평균 2.41g/day 그리고 총 유입부하량은 19.27 g/day로 산정되었다. 용존 PAHs 화합물과 부유입자물질 중 PAHs 화합물 모두 진해만으로 유입되는 유입부하량은 덕동하수처리장이 약 80% 이상으로 대부분을 차지하는 것으로 나타났다. 그리고 타 연구들과 비교에서 진해만 주요 하천수와 하수처리수는 아직까지 낮은 농도를 나타내지만 진해만 연안에 PAHs 화합물의 오염발생원이 주변에 산재하고 있어 PAHs 화합물의 오염정도가 심화될 수도 있다.

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백작약 열수추출물의 산화적 스트레스 억제효과 및 유효성분 동정 (Inhibitory Effect of Hot-Water Extract of Paeonia japonica on Oxidative Stress and Identification of Its Active Components)

  • 정일윤;이주상;오헌;정우희;박혜란;조성기
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.739-744
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    • 2003
  • 백작약(Paeonia japonim)의 열수추출물로부터 산화적 스트레스에 대한 억제 효과를 나타내는 유효 성분을 규명하고자 하였다. 열수추출물은 총매의 극성도에 따라 4종의 분획물(CHCl$_3$, EtOAc, n-BuOH, water)로 구분하였다. 항산화활성 시험 중 hydroxyl 라디칼 소거 시험에서는 열수추출물 및 각 용매 분획물은 모두 아주 낮은 활성을 보였다. 지질 과산화 시험에서는 열수추출물과 EtOAc 및 물 층 분획물이 50%(50 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$ 농도에서 ) 이상의 억제활성을 보였다. DPPH 라디칼 소거 시험에서는 열수추출물과 EtOAc 및 n-BuOH 분획물이 80% 이상의 높은 활성을 보였으며, 특히 EtOAc 분획물은 50과 100 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$의 농도에서 BHA와 거의 동등한 전자 공여능(EDA값)을 나타내었다. 따라서, EtOAc 분획물에서 2종의 단일 물질을 분리하였다. 분리된 단일 물질인 PJE021-1과 PJE024-l은 10 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$의 농도에서 BHA보다 높은 DPPH 라디칼 소거 활성을 나타냈다. PJE021-1은 $H_2O$$_2$에 의한 DNA의 산화적 손상에 대해 최고농도50 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$에서 $H_2O$$_2$처리구에 비해 93%의 경감 효과를 나타냈고, PJE024-1은 0.5 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$의 낮은 농도에서 71%의 경감 효과를 나타냈다. 이상의 결과로부터 이 2종의 단일 물질이 산화적 스트레스 억제 유효 성분임을 확인하였다. 이 단일 물질은 분광학적기기 분석과 물리적 특성을 분석한 결과 gallic acid(PJE021-1)와 (+)-catechin(PJE024-1)으로 동정되었다. 상기의 결과로부터 백작약은 산화적 스트레스에 대한 경감제로서의 가능성이 시사되었다.

국내 경수로형 원자로 냉각재 중의 $^{14}C$ 거동 특성 평가 (Evaluation of $^{14}C$ Behavior Characteristic in Reactor Coolant from Korean PWR NPP's)

  • 강덕원;양양희;박경록
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.1-7
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    • 2009
  • 본 논문은 국내에서 가동되고 있는 3개 로형의 원자로 냉각재로부터 유기 및 무기 $^{14}C$의 특성을 평가하는데 초점을 맞추었다. 주목적은 국내 원전 부지에서 환경으로 방출되는 $^{14}C$에 대한 신뢰할 만 한 특성을 평가하는데 있다. $^{14}C$는 방사성핵종 인벤토리 중 가장 중요한 핵종중의 하나로서 처분장에서의 방출 시나리오에서 가장 중요한 선량 기여 핵종중의 하나이다. $^{14}C$는 반감기가 5,730 년인 순수 베타방출체로써 환경으로의 이동성이 높을 뿐 아니라 생물학적인 유용성이 높다. 최근의 연구결과에 의하면, 유기화합물 형태의 $^{14}C$는 환원환경 하에서 원자로 냉각재내에서 주종을 이루고 있는 것으로 밝혀졌으며 그 외의 유기화합물인 formaldehyde, formic acid 및 acetate도 함께 형성되는 것으로 알려졌다. 그러나 정지화학 처 리 기간인 산성 산화환경 하에서는 산화성 탄소형태로 바뀌면서 $^{14}CO_2$$H^{14}CO_3^-$형으로 바뀌어 지는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 원자력발전소의 다양한 처리계통의 시료에 대해 유기 및 무기화학형의 $^{14}C$ 농도를 측정, 평가하였다 원자로 계통 내에서의 $^{14}C$ 인벤토리는 약 3.1 GBq/kg로 나타났으며 냉각재 계통 내에서는 주로 유기화학형 이 주종을 이루고 있었으며 무기화학형은 10% 이내인 것으로 나타났다 용액중의 $^{14}C$ 측정은 기상과 액상으로 분리하여 분석하였다. 정상 운전 중에는 유기화학형의 $^{14}C$가 주종을 이루고 있지만 발전소의 배기구를 통해 방출되는 $^{14}C$의 화학형은 온도, pH, 체적제어탱크의 방출 및 정지화학 처리에 따라 화학형이 달라지고 있는 것으로 나타났다.

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퉁퉁마디의 아미노산함량과 항산화 활성 (The Amino Acid Content and Antioxidant Activities of Glasswort (Salicornia herbacea L.))

  • 김해섭;박정욱;이영재;신궁원;박인배;조영철
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.427-434
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    • 2009
  • 퉁퉁마디를 기능성 식품소재로 이용하기 위한 자료로 전남지역(해남 황산면, 신안 증도면, 영광 염산면)의 퉁퉁마디를 6월부터 10월까지 채취하여 구성아미노산, 유리아미노산, 폴리페놀함량, 전자공여능, SOD 유사활성을 조사하였다. 그 결과, 3지역 퉁퉁마디의 구성아미노산은 6월부터 9월까지는 Glutamic acid, Aspartic acid, Leucine 순으로, 10월에는 Glutamic acid, Aspartic acid, Arginine 순으로 많은 함량을 나타났다. 구성아미노산 총함량은 해남지역의 경우, $3,338.75{\sim}4,491.63\;mg$/100 g를, 신안지역의 경우, $3,086.48{\sim}3,782.89\;mg$/100 g를, 영광지역의 경우, $3,134.3{\sim}4,364.17\;mg$/100 g를 함유하였다. 유리아미노산 함량은 전체적으로 6월부터 9월까지 Proline이 가장 많았으며, 초기성숙 6월에 높았다가 성숙하면서 감소하는 경향을 보였는데, 유리아미노산 총함량은 해남지역의 경우, $472.75{\sim}1,080.98\;mg$/100 g를, 신안지역의 경우, $440.46{\sim}621.77\;mg$/100 g를, 영광지역의 경우, $387.64{\sim}669.28\;mg$/100 g를 함유하였다. 폴리페놀함량을 분석 결과, 8월까지 함량이 높았다가 퉁퉁마디가 붉어지는 10월에 가장 낮아졌으며 영광지역이 대체로 높았으며 해남지역은 $11.1{\sim}15.61\;mg/g$, 신안지역은 $12.71{\sim}21.03\;mg/g$, 영광지역은 $13.13{\sim}22.28\;mg/g$을 나타냈다. 전자공여능 분석한 결과, 신안지역이 좀더 높았고 전반적으로 8월이후 높게 나오는 경향을 보였는데 해남지역은 $53.8{\sim}70.9%$, 신안지역은 $62.7{\sim}88.8%$, 영광지역은 $63.0{\sim}72.7%$ 범위를 나타내었다. 퉁퉁마디 추출물의 SOD 유사활성은 해남지역 $28.7{\sim}41.0%$, 신안지역 $28.5{\sim}36.5%$, 영광지역 $23.5{\sim}39.6%$로 모두 7월에 가장 낮았고 10월에 가장 높은 활성을 보였다.

시화호 산화-환원 환경하의 용존 유, 무기 화합물의 생지화학적 연구 (Biogeochemical Study of Dissolved Organic and Inorganic Compounds under Oxic/Anoxic Environment in Lake Shihwa)

  • 박용철;박준건;한명우;손승규;김문구;허성회
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제2권2호
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    • pp.53-68
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    • 1997
  • 인공적으로 조성된 시화호는 현재 부분적인 해수혼입을 제외하고는 해수의 순환이 차단된 폐쇄 환경을 이루고 있으며 끝막이 공사 후 6 m 이심에 갇혀있는 잔존 저층해수로 인하여 수직적으로 강력한 염분 의존형 밀도 성층에 의한 2층 구조(two-layered system)를 보이고있다. 이러한 물리적 조건에서 시화호 주변의 6개 주요 하천으로부터 유입되는 막대한 양의 유기물질 및 암모니아염은 시화호의 저산소 및 무산소 환경을 가속화시키고 있으며 이에 따라 시화호의 생지화학적 환경은 흑해(Black Sea)와 같이 전 계절을 통하여 6 m 부근 심도의 밀도경사면을 상하로 뚜렷한 산화와 환원 환경으로 나뉘어지고 있다. 본 연구는 이러한 인위적 환경에서 나타나는 여러 유, 무기 화합물과 원소의 생지화학적 분포특성과 종분화 그리고 과정에 대하여 산화-환원 경계면을 중심으로 다루고자 하였다. 연구 결과 용존산소는 유기물이 축적되어 있는 밀도 경계면 이심의 저층 잔존 해수층에서 고갈되어 있으며 이에 띠라 약 1억톤에 달하는 저층 해수수괴가 환원환경을 이루고있다. 질산염과 아질산염은 산화 환경인 저염의 표층에서 높게 나타났고 환원 환경인 고염의 저층에서는 급격히 감소하여 나타났다. 반면 암모니아염은 저층수괴에서 75에서 360 ${\mu}M$에 이르는 매우 높은 농도를 보이는데 이는 저층으로 침강 유입된 유지불의 혐기성 분해에 따른 ammonification이 주된 원인으로 보인다. 1996년 4월부터 8월까지 약 3억톤의 시화호 내 표층수가 연안으로 방류되고 상당량의 외해수 혼입에도 불구하고 시화호 내 저층수의 환원환경이 유지 또는 가속화되는 주된 원인은 저층의 잔존 해수수괴에 trap 된 침강 유기물의 산소 소비 속도와 제한적으로 공급되는 산소공급이 불균형을 이루고 있기 때문이다. 시화호의 수질 환경면에서 볼 때 현재와 같이 2층구조의 염분도의존형의 밀도 성층이 유지되는 한 사화호 수질의 개선 전망은 밝지 못한 것으로 판단된다.

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Nano-ZnO/Laponite/PVA 광촉매 흡착볼의 메틸렌블루 제거효율 평가 (Evaluation on Removal Efficiency of Methylene Blue Using Nano-ZnO/Laponite/PVA Photocatalyzed Adsorption Ball)

  • 오주현;안호상;장대규;안창혁;이새로미;주진철
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권9호
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    • pp.636-642
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    • 2013
  • 광촉매인 나노크기의 산화아연(ZnO)과 흡착기능의 지지체인 Laponite, 결합제인 poly vinyl alcohol (PVA)를 혼합하여 붕산(boric acid)과 가교반응(crosslinking)을 통해 흡착과 광분해가 동시에 발생하며 회수가 불필요한 nano-ZnO/Laponite/PVA (ZLP) 광촉매 흡착볼을 개발하였다. ZLP 광촉매 흡착볼 제작을 위한 최적의 배합비는 Nano-ZnO:Laponite:PVA:deionized water의 구성비가 3:1:1:16 (by weight)으로 도출되었으며, PVA가 붕산과의 가교결합을 통해서 다층의 망(mesh network)과 막(film)을 형성하여 Laponite의 팽윤과 ZnO의 탈리 현상을 억제하는 것으로 사료된다. 수중안정성을 개선하고 비표면적을 높이기 위한 최적의 건조방법은 microwave를 활용하는 방법이며, SEM과 TEM의 분석을 통해 다양한 크기(55~500 ${\mu}m$)의 공극(pore)이 분포하며 ZnO의 균질한 분포를 확인할 수가 있었다. 메틸렌블루 광분해 특성은 반응 초기(40분)에는 Laponite와 메틸렌블루의 이온결합에 따른 흡착제거가 주요 제거 기작이며, 메틸렌블루의 흡착이 포화상태에 도달 후 광분해를 통한 제거가 발생함을 확인하여 흡착과 광분해가 동시에 발생하여 수중에 용해된 메틸렌 블루를 효과적으로 제거할 수 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 짧은 시간에 흡착과 광분해가 동시에 진행되어 난분해성 오염물질을 효과적으로 제거하는 광촉매 흡착볼의 제작이 가능하며, 나노물질의 탈리로 인해 발생하는 환경 및 수용체에 미치는 위해성도 최소화 할 수 있을 것으로 판단된다.

전기분해원리를 이용한 선박평형수관리장치의 배출수에 대한 해양생태독성 및 해양환경위해성에 관한 연구 (The Study on the Marine Eco-toxicity and Ecological Risk of Treated Discharge Water from Ballast Water Management System Using Electrolysis)

  • 손명백;손민호;이지현;손영준;이광현;문창호;김영수
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.88-101
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    • 2013
  • 외래종의 유입을 막기 위해 '선박평형수와 침전물의 제어와 관리를 위한 국제협약'이 2004년에 체결되었고 이에 따라 다양한 선박평형수 관리장치가 개발되고 있다. 본 연구에서는 전기분해를 이용하여 선박평형수 내 해양생물 제거를 위한 장치로 개발된 AquaStar$^{TM}$ BWMS가 해양생태계에 미치는 영향을 파악하기 위하여 1차 생산자로서 규조류 Skeletonema costatum, 1차 소비자로서 윤충류 Brachionus plicatilis 및 포식자로서 어류(넙치) Paralichtys olivaceus를 이용하여 AquaStar$^{TM}$ BWMS의 배출수독성시험과 생성된 화학물질에 대한 환경위해성 평가를 수행하였다. 배출수독성시험결과 가장 민감한 생물은 S. costatum이었고 염분 20 psu 배출수에 노출되었을 때 NOEC 25.00%, LOEC 50.00% 및 72hr-$EC_{50}$이 69.97%였다. B. plicatilis와 P. olivaceus는 염분 20 psu 배출수에 노출되었을 때 NOEC 및 LOEC가 각각 50.00 및 100.00%였다. AquaStarTM BWMS에서 생성된 물질은 총 18개로, bromate, 7개의 volatile halogenated organic compounds, 7개의 halogenated acetic acids, 3개의 halogenated acetonitriles 및 chloropicrin이었다. 생성된 물질들의 지속성과 생물축적성을 보이는 화학물질은 없었으나, 물질의 생태독성을 평가하기에는 불확실성이 높았다. 그러나 MAMPEC 모델을 이용하여 생성된 18개 물질의 PEC는 $4.58{\times}10^{-4}{\sim}4.87{\mu}g\;L^{-1}$였고, PNEC는 $0.016{\sim}320.00{\mu}g\;L^{-1}$였으며, 18개 화확물질의 PEC/PNEC 비율은 1을 초과하지 않았다. 따라서 환경위해성평가결과는 AquaStar$^{TM}$ BWMS에 의하여 처리된 해수가 해양생태계에 수용 불가한 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 또한 전기분해를 이용하는 BWMS의 배출수에 대한 S. costatum의 $EC_{50}$은 초기 TRO농도, HAAs의 농도 및 종류수와 양의 상관관계가 있었다.