• 제목/요약/키워드: Mass Balance

검색결과 929건 처리시간 0.035초

3차원 수치 모델을 이용한 대청호 유기탄소 물질수지 해석 (Analysis of Organic Carbon Mass Balance in Daecheong Reservoir Using a Three-dimensional Numerical Model)

  • 김동민;안인경;민경서;정세웅
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
    • /
    • pp.62-62
    • /
    • 2021
  • 산업 고도화로 인하여 복잡하고 다양한 유기물의 사용량이 증가하였으며, 공공수역 내 새로운 오염물질이 유입됨에 따라 생화학적 산소요구량(BOD) 중심의 수질평가에 한계를 나타내었다. 이후 난분해성 물질을 고려한 유기물관리 정책과 총량관리의 필요성이 제기되었고 국내 하천과 호소에서는 총 유기탄소(TOC)를 유기물 관리지표로 설정하였다. 그러나 부영양 하천과 호소에서 TOC는 외부 부하뿐만아니라 식물플랑크톤의 과잉성장에 의해 증가할 수 있는 항목이므로 TOC 관리정책 추진을 위해서는 유기물의 기원에 대한 파악이 필요하다. 특히, 국내 하천에서 나타나고 있는 난분해성 유기물 오염도의 증가 추세에 대응한 실효성 있는 유기물 오염관리 정책을 수립하기 위해서는 다양한 유기물의 근원을 정확하게 파악하는 것이 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 금강 수계 최대 상수원인 대청호를 대상으로 3차원 수리-수질 모델을 적용하여 유기탄소 성분 별 유입과 유출, 내부생성 및 소멸량을 평가하고 저수지시스템에서의 유기탄소 물질수지를 해석하는 데 있다. 유기탄소 물질수지 해석을 위해 AEM3D 모델을 사용하였으며 2017년을 대상으로 입력자료를 구축한 후 보정을 수행하였고 2018년을 대상으로 모델을 검정하였다. 모델은 유기탄소를 입자성, 용존성, 그리고 난분해성과 생분해성으로 구분하여 모의하며 유기물질 성상별 실험결과를 이용하여 입력자료를 구축하였다. 유기탄소 물질수지 해석을 위해 4가지의 탄소성분과 조류 세포 내 탄소의 질량 변화율을 계산하였다. 이를 위해 외부 유입·유출부하율, 수체 내 생성(일차생산, 재부상, 퇴적물과 수체 간 확산) 및 소멸률(POC 및 조류 침강, DOC 무기화, 탈질)을 고려하였다. 모델은 2017년과 2018년의 물수지를 적절히 재현하였으며 저수지의 성층구조를 잘 재현해내면서 전반적인 수온, 수질을 적절하게 모의하였다. 연간 TOC 부하량 중 내부기원 부하량은 2017년 68.4 %, 2018년은 높은 강우량의 영향으로 55.0%로 산정되었다. 내부 소멸 기작 중 침전으로 인한 손실이 가장 높은 것으로 나타났으며, 2017년과 2018년 각각 31.3%, 29.0%로 나타났다. TOC의 공간분포는 Chl-a 농도 분포와 유사하게 나타났으며, 댐 설치로 형성된 정체수역은 유역의 유기물 순환에 많은 영향을 미치는 것으로 평가되었다. TOC 관리 정책 기초자료 확보를 위해서는 향후 유역-저수지 시스템을 연계한 유기물 물질순환 심층 연구가 필요하다.

  • PDF

베인 형태에 따른 하상세굴 저감 효과에 관한 연구 (The Study for Reduction Effect of Riverbed Scour due to Shape of Vanes)

  • 노해민;이호진;김성덕
    • 한국방재안전학회논문집
    • /
    • 제16권2호
    • /
    • pp.57-63
    • /
    • 2023
  • 기후변화로 인하여 발생하는 집중호우와 슈퍼태풍은 우리나라에서 많은 피해를 야기한다. 이러한 피해를 저감하기 위해서 다양한 형태의 하천정비사업이 추진되고 있으나, 홍수기와 갈수기가 뚜렷한 우리나라에서는 하천 균형을 유지하기가 어렵다. 특히, 하천정비 사업으로 설치된 하천구조물은 홍수기에 구조물 및 그 기초의 세굴이 발생되고 하상 변화 등 다양한 문제를 일으키고 있다. 이러한 하상세굴을 저감하기 위하여 하천의 만곡부에 다양한 베인이 많이 설치되며, 베인의 배치와 크기, 모양에 따라서 다양한 하상세굴 저감 효과가 나타난다. 베인은 원심력에 의해 발생하는 2차 흐름과 반대 방향으로 2차 흐름을 다시 생성함으로써 외측 하상 주변의 세굴이 감소하고 퇴적이 촉진된다. 본 연구의 이론은 질량보존법칙을 만족하는 연속방정식과 운동량 보존을 만족하는 운동량방정식을 적용한 지배방정식을 이용하고, 다양한 조건 하에서 베인의 영향을 조사하기 위해 설계 요인에 따라 전체 평균 유속 변화율을 측정한다. 사다리꼴 베인과 사각형 베인 모두에서 평균유속과 횡단면 유속이 모두 감소하였고, 이는 베인 설치로 인해서 원심력을 갖고 유하하는 하천유속이 방해를 받아 유속이 저감되기 때문이다. 또한, 하천흐름 방향에 수직으로 또는 경사적으로 설치된 베인은 원심력에 의해 발생하는 2차흐름의 역방향으로 2차흐름을 발생시켜 원심력 2차흐름의 상쇄를 나타내기 때문에 베인의 효과가 나타난다.

낙동강 하구 갯벌 사질 퇴적물에서 생지화학적 유기탄소순환 (Biogeochemical Organic Carbon Cycles in the Intertidal Sandy Sediment of Nakdong Estuary)

  • 이재성;박미옥;안순모;김성길;김성수;정래홍;박종수;진현국
    • 한국해양학회지:바다
    • /
    • 제12권4호
    • /
    • pp.349-358
    • /
    • 2007
  • 투수성이 큰 낙동강 하구 사질 갯벌 퇴적물에서 유기탄소의 생지화학적 순환을 이해하기 위해 현장과 실험실에서 유기탄소 생산 및 소비에 대한 정보를 추정했다. 퇴적물 상부층의 Chl-a 농도와 공극수의 영양염 농도는 니질 퇴적물에 비해 낮았다. 반면, 사질 퇴적물의 산소소모율은 유기물 함량이 높은 연안 니질 퇴적물 보다 높아 이류에 의한 유기탄소의 분해와 물질의 이동이 큰 것을 의미했다. 간단한 유기탄소의 물질수지는 퇴적물에서 유기탄소의 주 공급원이 퇴적물 표층에 서식하는 저서미세조류와 수생식물의 쇄설성 유기물로 나타났다. 해수 여과율에 낙동강 전체 면적을 외삽한 일당 자연 생촉매 여과양은 부산시 7개 주요 하수종말처리장의 최대 처리량 보다 한 자리수 이상 크게 나타나 연안환경에서 사질퇴적물이 생지화학적 정화와 물질의 재분배에 매우 큰 기여를 할 것으로 판단된다.

상류 오염원 추적을 위한 용존 유기물질 Synchronous 형광스펙트럼 분석 연구 (Analyses of Synchronous Fluorescence Spectra of Dissolved Organic Matter for Tracing Upstream Pollution Sources in Rivers)

  • 허진;김미경;박성원
    • 대한환경공학회지
    • /
    • 제29권3호
    • /
    • pp.317-324
    • /
    • 2007
  • 형광측정법은 자연유기물질을 간편하고 신속하게 분석함으로써 타 분석법에 비해 현장에서 실시간으로 수질관리에 활용할 수 있는 월등한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 버섯배지용 톱밥 침출수와 생활하수의 영향을 받는 부산지역 수영천 상류 소하천에서 채집한 제한된 수의 대표시료를 대상으로 synchronous 형광스펙트럼을 분석하고 오염원 추적 및 감시 모니터링 가능성 여부에 대한 예비 실험을 실시하였다. 형광스펙트럼 분석에는 오염원 상류 하천, 생활하수 2개 지점, 톱밥 침출수, 하류지점 하천의 5가지 현장 시료를 사용하였다. 사용된 시료 중에서 톱밥 침출수는 다른 시료와 뚜렷한 형광 스펙트럼 차이를 보여 synchronous 형광 스펙트럼 측정을 통해 톱밥 침출수에 의한 오염 추적 및 감시가 가능함을 보여 주었다. Synchronous 형광 스펙트럼에서 적용 가능한 오염원 식별지표(discrimination index)로는 ${\Delta}\lambda=30nm$의 경우 276 nm와 350 nm에서의 형광세기, 275 nm와 285 nm에서의 형광세기 1차 미분 값이 선택되었고, ${\Delta}\lambda=60nm$의 경우 239 nm, 275 nm, 347 nm에서의 형광세기와 315 nm에서의 형광세기 1차 미분 값이 포함되었다. 다양한 혼합비율을 가진 톱밥 침출수와 상류 하천수 혼합 시료를 사용하여 선택된 식별지표의 민감도를 다음의 두 가지 기준을 바탕으로 비교하였다 - (1)실측치와 두 시료 간 혼합 비율에서 예측되는 지표 값과의 차이와 (2)식별 지표와 혼합 비율 사이의 일차 상관관계 정도. 그 결과 276 nm(${\Delta}\lambda=30nm$ 조건)와 347 nm(${\Delta}\lambda=60nm$ 조건)에서의 형광 세기가 현장에서 톱밥 침출수 오염을 식별하는 가장 이상적인 식별지표로 밝혀졌다. 비록 이 연구가 제한된 대표시료와 오염원 종류에 국한되었지만 여기에 사용된 식별지표 평가 과정 및 구체적인 실험방법은 향후 형광측정을 이용한 실시간 오염원 추적 연구에 중요한 기초자료를 제공할 것으로 기대한다.

상향류 인 결정화공정을 이용한 슬러지 발효 유출수로 부터의 영양소 회수 (Nutrient Recovery from Sludge Fermentation Effluent in Upflow Phosphate Crystallization Process)

  • 안영호
    • 대한환경공학회지
    • /
    • 제28권8호
    • /
    • pp.866-871
    • /
    • 2006
  • 연속 회분식 방식의 실험실 규모 상향류 반응조를 사용하여 인 결정화공정을 이용한 영양물질 회수에 대한 연구를 수행하였다. 양이온 공급원으로서 산업폐기물인 폐석회와 마그네슘염을 이용하여 그 운전특성을 비교하였다. 이 연구는 고성능 발효조와 인 결정화 반응조로 구성된 새로운 통합 슬러지 처리 공정에 있어서 인 결정화공정의 성공적인 적용성 평가에 초점을 두고 있다. 발효조 유출수와 유사한 특성으로 제조된 합성폐수를 이용한 첫 번째 struvite 결정화 실험에서 반응은 $0.5{\sim}1$ hrs 사이의 반응시간에서 빠르게 진행되었는데, 그 동안 상당량(약 60% 이상)의 암모니아와 인이 제거되었다. 알칼리성 조건이라는 기질의 고유특성으로 인하여 암모니아 탈기 현상이 다소 발생하였으나 그 정도는 미미한 것(<5%)으로 나타났다. 또한 공기주입에 의한 이산화탄소 탈기조건을 추가적으로 제공하였을 때 struvite 형성속도의 향상은 일어나지 않았다. 실폐수로서 발효조 유출수를 사용한 두 번째 실험에서 stuvite 결정화를 위한 마그네슘염의 최적주입량은 struvite형성질량비와 유사한 0.86 g Mg $g^{-1}$ P이었다. 반면에 폐석회의 최적주입량은 0.3 g $L^{-1}$으로 다소 높게 나타났으며, 약 3시간의 반응시간 조건에서 $NH_4$-N과 $PO_4$-P의 제거효율은 각각 80%와 41%로 나타났다. 각 실험에서 침전물을 현미경으로 분석한 결과 마네슘염을 사용한 경우 프리즘과 같은 결정체가 관찰된 반면 폐석회를 사용한 경우는 비결정질의 결정체가 주로 관찰되었다. 하수처리용량 158,880 $m^3\;d^{-1}$의 실규모 처리시설의 경우를 대상으로 한 통합 슬러지처리시스템의 물질수지 분석결과 결정화 반응조 유출수로 부터의 반송되는 영양물질의 재순환 부하(각각 하수 1 $m^3$ 당 0.13 g N와 0.19 g P)는 매우 낮게 유지되는 것으로 나타났다. 그러므로 이미 산업폐기물 형태로 존재하는 폐석회를 본 연구에서와 같이 통합 슬러지 처리시스템의 영양물질 회수 공정에서 재이용하는 것은 높은 환경적 및 경제적 이익과 동시에 산업폐기물의 지속발전적 처리/처분이라는 다양한 장점을 가질 것이다.

호주제 폐지에 대한 뉴스 프레이밍 비교 연구: 조선일보, 국민일보, 한겨레신문을 중심으로 (A Comparative Analysis over News Framing of the Abolition of the Family Headship (Hoju) System: Examining Three Major Korean Dailies: Chosun, Kukmin, Hankyoreh)

  • 이민규;김수정
    • 한국언론정보학보
    • /
    • 제34권
    • /
    • pp.132-160
    • /
    • 2006
  • 본 논문은 1990년 2월부터 2005년 7월까지 호주제와 관련된 $\ulcorner$국민일보$\lrcorner$, $\ulcorner$조선일보$\lrcorner$, $\ulcorner$한겨레$\lrcorner$의 신문기사를 대상으로 기사 수, 기사유형별, 등장인물별, 프레이밍 방식, 보도기사 형식별 프레임을 기준으로 살펴보았다. 본 연구에서는 호주제와 관련된 논의를 5시기로 구분하여 각 시기별 두드러지는 프레임과 소외된 프레임에 대해 분석했다. 분석결과에 따르면 호주제 논의와 관련된 프레임은 총 3가지 차원의 6가지 속성으로 구분될 수 있었다. 시기별로 볼 때 호주제에 관한 논의는 호주제 자체에 대한 속성적 차원에서 정치적 법적논의에 대한 차원으로, 그리고 사회적 논의와 관련된 차원으로 이행함을 발견할 수 있었다. 전반적으로 호주제 관련 기사는 '사회변화 혹은 시대정신 반영' 프레임이 우세하나, 속성적 차원에서는 '남성중심 사회의 반영' 프레임이, 대선 및 총선에 가까운 시기에 가서는 '정치적 성향파악의 잣대' 및 '가족법 개정 및 절차' 프레임이 우세했다. 각 신문사별 특성은 조선일보의 경우 호주제를 남성중심 사회의 전통적으로 내려오는 관습으로 바라보면서 기존 전통유지를 강조하는 프레임을 보여주었다. 반면, 한겨레는 호주제를 여성 권익의 향상과 관련짓고 양성평등의 확대를 주장하고 있었다. 국민일보는 호주제 폐지는 여성의 존엄성을 인정하는 시작이며 이 같은 시대적 윤리의 변화를 수용하는 법개정이 중요하다고 보았다.

  • PDF

금강하구의 물질수지: 1. 영양염의 계절적 분포 (Chemical Mass Balance of Materials in the Keum River Estuary: 1. Seasonal Distribution of Nutrients)

  • 양재삼;정주영;허진영;이상호;최진용
    • 한국해양학회지:바다
    • /
    • 제4권1호
    • /
    • pp.71-79
    • /
    • 1999
  • 금강에서 외해역으로 전달되는 물질의 수지를 이해하기 위한 연구의 일환으로 금강하구의 영양염의 계절적인 분포를 조사하였다. 1997년에서 1998년간 금강하구의 6개 정점에서 13~24시간동안 연속관측을 통하여 영양염, 부유현탁물질(SPM; Suspended Particulate Matter), 엽록소와 염분을 분석하였으며, 조석자료, 기상자료와 금강 하구언의 담수 방출량 자료도 보조자료로서 사용하였다. 이 연구를 통하여 하구내 영양염의 계절적인 분포의 차이와 이런 현상을 주도하는 요인을 밝히는데 주목적이 있고, 부차적으로 금강하구언 조성 이전과 이후 영양염 분포의 차이를 조사하였다. 금강 배출수내 영양염들의 농도는 계절에 따라 확연히 구별된다. 인산염과 암모니움염은 갈수기에 농도가 높게 나타나는 반면, 풍수기에는 규산염이 높게 나타났고 이때 SPM의 농도도 높게 출현하였다. 그러나 질산염은 연중 일정한 농도를 유지하였다. 이러한 계절적인 차이를 결정하는 주원인은 일차적으로 담수의 유입량이다. 강우에 의한 담수의 희석효과가 이러한 영양염과 SPM의 계절적인 변화를 야기하는 것으로 생각된다. 이러한 과정을 통하여 증가하는 SPM의 농도가 2차적으로 영양염의 분포에 영향을 주는 것으로 생각된다. 조사된 모든 영양염의 주 공급원은 금강에서 유입하는 담수이며 조사된 영양염의 기본적인 분포는 이들이 보존적임을 보인다. 조사를 총괄하여 보면 질산염, 아질산염 그리고 규산염은 계절에 상관없이 거의 보존적인 성격을 나타냈다. 그러나 다른 영양염(인산염, 암모니움염)과 SPM은 계절에 따른 차이가 나타났다. 인산염과 암모니움염은 6월과 10월의 갈수기동안에는 거의 보존적인 성향을 보인 반면, 풍수기와 5월의 조사에서 첨가현상을 보였다. 이러한 첨가현상에 영향을 주는 주 요인은 봄철 대량 번식된 담수성 플랑크톤이 해수와 접촉함에 따라 사멸하고, 이와 동시에 유입된 유기물의 분해와 SPM에 흡착되어잇던 인산염이 용출되는 것으로 생각되며, 저층 플럭스(benthic flux)도 기여하는 것으로 보인다. 하구언 조성 이전과의 비교에서 SPM의 농도가 감소함에 따라 SPM이 하구내 영양염의 재생과정에 미치는 중요성은 현저히 약화되었다. 또한 하구내 영양염의 분포를 결정하는 염분의 분포가 갈수기에는 하구언에서 1~2 km 정도로 근접한 곳에서 염분의 구성이 5~15 psu로 나타나 영양염의 첨가현상등 화학적 변화가 이곳에 집중되고, 풍수기 동안에는 하구 전역에서 이러한 염분분포가 나타난다. 따라서 하구언 조성 이후에 갈수기 동안 하구언에 근접한 일부만이 진정한 하구의 역할을 하고 나머지는 만과 같은 특성을 보이고 있다. 하구언 갑문 폐쇄 이전과 이후의 비교 결과 조석의 차단으로 인한 조류속도의 감소로 인하여 부유현탁물질의 농도가 감소하였으며 영양염류의 농도가 증가하였고, 따라서 식물플랑크톤의 대량번식이 발생할 가능성이 있다.

  • PDF

경남 일부 지역 여자 대학생의 상하체 균형 계측치와 운동 습관 (Anthropometric Measurements of the Upper and Lower Body Balance and Exercise Habit among Female College Students in Some Parts of the Gyeongnam)

  • 김영식;윤임실;이원준;남정수;윤중수;윤려민;정한나;고재식;최현주
    • 생명과학회지
    • /
    • 제20권4호
    • /
    • pp.535-542
    • /
    • 2010
  • 경남지역 모 대학교에 재학 중인 여자 대학생 212명을 대상으로 인체 계측과 건강에 관련된 습관에 대하여 설문 조사를 실시하였다. 총대상자의 평균 연령은 20.7 세, 신장은 161.8 cm, 체중은 53.5 kg이었으며, 비만도는 98.4%이었으며 체질량 지수는 $20.6\;kg/m^2$이었고 허리-엉덩이 둘레 비율은 0.80이었다. 이와 같은 신체 계측치는 한국인의 정상 범위에 속하는 것이지만, 조사 대상자의 63.7%가 상체가 하체에 비하여서 불균형적으로 약한 체형인 것으로 나타났다. 이들 대상자를 불균형적으로 상체가 약한 군(UU, n=135)으로 하고 대조군으로써 상 하체가 균형인 군(BU, n=77)의 두 군으로 나누어서 측정 결과치를 비교 분석하였다. 체중, 비만도, 체질량지수, 허리-엉덩이 둘레비가 BU군에 비하여서 UU군이 유의적으로 낮았다. 체단백질, 체지방, 체무기질량도 역시 UU군에서 유의적으로 낮았다. 상완근육 둘레를 측정한 결과, UU군이 BU군에 비하여 유의적으로 낮았다. 운동의 규칙적 수행 여부를 알아본 결과 UU군의 1.5%, BU군에서 7.8%가 '운동을 규칙적으로 하고 있다'고 답하였다. 한편 '운동을 전혀 하고 있지 않다'라고 답한 비율이 UU군과 BU군에서 각각 55.5%, 31.2%로써, 운동을 하지 않는 경우가 UU군에서 1.8배 정도 많았다. 운동을 할 경우에 얼마나 오래하는지에 대한 질문에 UU군의 38.4%와 BU군의 35.8%가 30분 이하로 운동을 한다고 답하여서, 여자 대학생이 운동을 한다 하더라도 운동 시간이 충분하지 않은 것으로 사료된다. 본 연구 조사 결과, 상체가 하체에 비하여서 불균형적으로 약한 여자 대학생이 총 조사 대상자의 63.7%이나 되었으며, 이들의 운동 습관에 문제가 있는 것으로 나타나서 운동을 습관화하여 꾸준히 하고 특히 상체와 팔 근육을 발달시키는 운동을 실천하는 것이 필요하다고 사료된다. 아울러 여자 대학생만을 대상으로 하여 체형의 올바른 인식을 위한 교육의 필요성이 절실하며, 신체 부위의 균형을 고려한 운동 프로그램 개발이 시급하다고 생각한다.

GPU Based Feature Profile Simulation for Deep Contact Hole Etching in Fluorocarbon Plasma

  • Im, Yeon-Ho;Chang, Won-Seok;Choi, Kwang-Sung;Yu, Dong-Hun;Cho, Deog-Gyun;Yook, Yeong-Geun;Chun, Poo-Reum;Lee, Se-A;Kim, Jin-Tae;Kwon, Deuk-Chul;Yoon, Jung-Sik;Kim3, Dae-Woong;You, Shin-Jae
    • 한국진공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
    • /
    • pp.80-81
    • /
    • 2012
  • Recently, one of the critical issues in the etching processes of the nanoscale devices is to achieve ultra-high aspect ratio contact (UHARC) profile without anomalous behaviors such as sidewall bowing, and twisting profile. To achieve this goal, the fluorocarbon plasmas with major advantage of the sidewall passivation have been used commonly with numerous additives to obtain the ideal etch profiles. However, they still suffer from formidable challenges such as tight limits of sidewall bowing and controlling the randomly distorted features in nanoscale etching profile. Furthermore, the absence of the available plasma simulation tools has made it difficult to develop revolutionary technologies to overcome these process limitations, including novel plasma chemistries, and plasma sources. As an effort to address these issues, we performed a fluorocarbon surface kinetic modeling based on the experimental plasma diagnostic data for silicon dioxide etching process under inductively coupled C4F6/Ar/O2 plasmas. For this work, the SiO2 etch rates were investigated with bulk plasma diagnostics tools such as Langmuir probe, cutoff probe and Quadruple Mass Spectrometer (QMS). The surface chemistries of the etched samples were measured by X-ray Photoelectron Spectrometer. To measure plasma parameters, the self-cleaned RF Langmuir probe was used for polymer deposition environment on the probe tip and double-checked by the cutoff probe which was known to be a precise plasma diagnostic tool for the electron density measurement. In addition, neutral and ion fluxes from bulk plasma were monitored with appearance methods using QMS signal. Based on these experimental data, we proposed a phenomenological, and realistic two-layer surface reaction model of SiO2 etch process under the overlying polymer passivation layer, considering material balance of deposition and etching through steady-state fluorocarbon layer. The predicted surface reaction modeling results showed good agreement with the experimental data. With the above studies of plasma surface reaction, we have developed a 3D topography simulator using the multi-layer level set algorithm and new memory saving technique, which is suitable in 3D UHARC etch simulation. Ballistic transports of neutral and ion species inside feature profile was considered by deterministic and Monte Carlo methods, respectively. In case of ultra-high aspect ratio contact hole etching, it is already well-known that the huge computational burden is required for realistic consideration of these ballistic transports. To address this issue, the related computational codes were efficiently parallelized for GPU (Graphic Processing Unit) computing, so that the total computation time could be improved more than few hundred times compared to the serial version. Finally, the 3D topography simulator was integrated with ballistic transport module and etch reaction model. Realistic etch-profile simulations with consideration of the sidewall polymer passivation layer were demonstrated.

  • PDF

Mammary Performance of First Lactation Bali Cows (Bibos banteng) Fed Grass-Legume Based Diets in Relation to the Role of Glucose

  • Sukarini, I.A.M.;Sastradipradja, Djokowoerjo;Nusada, N.;Mahardika, I.G.;Kiranadi, B.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
    • /
    • 제14권5호
    • /
    • pp.615-623
    • /
    • 2001
  • A study of mammary function in relation to glucose metabolism of first lactation Bali cows on grass-legume diets was carried out using 12 primiparous cows (initial BW $263.79{\pm}21.66kg$) for 16 weeks starting immediately post calving. The animals were randomly allocated into 4 dietary treatment groups R1, R2, R3 and R4, receiving from the last 2 months of pregnancy onwards, rations based on a mixture of locally available grass and legume feed ad libitum. On a DM basis R1 contained 70% elephant grass (PP, Penicetum purpureum) plus 30% Gliricidia sepia leaves (GS), R2 was 30% PP plus 25% GS supplemented with 55% Hibiscus tilliacius leaves (HT, defaunating effect), R3 and R4 were 22.5% PP+41.25% GS+11.25% HT+25% concentrate, with R4 supplemented with zinc-diacetate. TDN, CP and zinc contents of the diets were 58.2%, 12.05% and 18.3 mg/kg respectively for R1, 65.05%, 16.9% and 25.6 mg/kg respectively for R2, 66.03%, 16.71% and 29.02 mg/kg respectively for R3 and 66.03%, 16.71% and 60.47 mg/kg respectively for R4. Milk production and body weights were monitored, an energy and protein balance trial conducted, overall glucose kinetics parameters assessed, mammary blood flow (MBF) and metabolite arteriovenous differences (${\Delta}AVs$) measured to get uptake data and mammary performance relationships. Parameters of glucose kinetics at peak lactation or during dry condition were not affected by ration quality. Glucose pool size, space of distribution and flux increased by 61.77, 62.26 and 82.08%, respectively, during lactation compared to the dry period. Mean glucose flux of lactating Bali cows was $5.52mg/min.kgBW^{0.807}$ which resembles the range of values of temperate dairy cows. Calculation showed that glucose requirements for maintenance, milk lactose and fat-glycerol synthesis, and the formation of NADPH reached 461.69 g for a yield of 1 kg/d or equal to 320.62 mg/min, which was less than the average glucose flux of lactating Bali cows of 481.35 mg/min. Mammary blood flow (MBF) values ranged from 56 to 83 l/h for the different treatments and the ratio MBF per kg milk produced improved from av. 1540 l/kg for R1 to av. 967 l/kg for R4 treated cows. Mammary glucose uptake ranged from 6.27 to 12.03 g/h or 120 to 140 g/kg milk. Glucose uptake was mass-wise 2 to 4 times the amount secreted as lactose, which indicated values less than the calculated mammary glucose needs and that little lactose was synthesized. The excess glucose taken-up was used for other metabolic processes. Linear relationships between metabolite ${\Delta}AVs$ and arterial blood plasma concentration [A] showed that in Bali cows triglycerides (TG), phenylalanine (Phe) and tyrosine (Tyr) have high coefficients of determination, i.e. 0.77, 0.81 and 0.69, respectively. For glucose, the relationship is quadratic with an $R^2$ value of 0.49. It was concluded that lactose synthesis was inadequate, which led to a speculation that milk yield could be improved by increased lactose synthesis.