• Journal of Ecology and Environment
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• 제46권4호
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• pp.282-291
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• 2022

Background: The Arctic permafrost stores enormous amount of carbon (C), about one third of global C stocks. However, drastically increasing temperature in the Arctic makes the stable frozen C stock vulnerable to microbial decomposition. The released carbon dioxide from permafrost can cause accelerating C feedback to the atmosphere. Soil organic matter (SOM) composition would be the basic information to project the trajectory of C under rapidly changing climate. However, not many studies on SOM characterization have been done compared to quantification of SOM stocks. Thus, the purpose of our study is to determine soil properties and molecular compositions of SOM in four different Arctic regions. We collected soils in different soil layers from 1) Cambridge Bay, Canada, 2) Council, Alaska, USA, 3) Svalbard, Norway, and 4) Zackenberg, Greenland. The basic soil properties were measured, and the molecular composition of SOM was analyzed through pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry (py-GC/MS). Results: The Oi layer of soil in Council, Alaska showed the lowest soil pH and the highest electrical conductivity (EC) and SOM content. All soils in each site showed increasing pH and decreasing SOC and EC values with soil depth. Since the Council site was moist acidic tundra compared to other three dry tundra sites, soil properties were distinct from the others: high SOM and EC, and low pH. Through the py-GC/MS analysis, a total of 117 pyrolysis products were detected from 32 soil samples of four different Arctic soils. The first two-axis of the PCA explained 38% of sample variation. While short- and mid-hydrocarbons were associated with mineral layers, lignins and polysaccharides were linked to organic layers of Alaska and Cambridge Bay soil. Conclusions: We conclude that the py-GC/MS results separated soil samples mainly based on the origin of SOM (plants- or microbially-derived). This molecular characteristics of SOM can play a role of controlling SOM degradation to warming. Thus, it should be further investigated how the SOM molecular characteristics have impacts on SOM dynamics through additional laboratory incubation studies and microbial decomposition measurements in the field.

• Animal Bioscience
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• 제36권6호
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• pp.840-850
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• 2023

Objective: This study aimed to investigate the polymorphisms of the dopa decarboxylase (DDC) gene and association analysis with lamb quality and expression quantification of the DDC gene in phenotypically divergent Indonesian sheep. Methods: The totals of 189 rams with an average body weight of 24.12 kg at 10 to 12 months were used to identify DDC gene polymorphism using polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP). Among 189 rams, several rams representing various sheep genotypes were used for an association study between genotypes and phenotypic traits with proc general linear model (GLM) analysis. In addition, the gene expression analysis of the DDC mRNA in the phenotypically divergent sheep population was analyzed using quantitative reverse-transcription PCR. Results: The DDC gene (g. 5377439 G>A) showed polymorphisms that indicated three genotypes: AA, AG, and GG. The DDC gene polymorphism was significantly associated (p≤0.05) with carcass characteristics including carcass percentage, carcass length, hot and cold carcass; physical properties of lamb quality including pH value; retail cut carcass; fatty acid composition such as fat content, pentadecanoic acid (C15:0), tricosylic acid (C23:0), lignoceric acid (C24:0), oleic acid (C18:1n9c), elaidic acid (C18:1n9t), nervonic acid (C24:1), linoleic acid (C18:2n6c), arachidonic acid (C20:4n6), cervonic acid (C22:6n3); and mineral content including potassium (K). The GG genotype of the DDC gene had the best association with lamb quality traits. The DDC gene expression analysis mRNA showed no significant difference (p≥0.05) between lamb quality traits. Conclusion: The DDC gene could be used as a potential candidate gene to improve lamb quality.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.269-285
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• 2014

터널내의 NVP(자연환기력)은 환기 및 방재시스템 설계시 중요성에도 불구하고, 측정 및 정량화의 어려움으로 인해 관련 연구가 극히 제한적이었다. 본 연구에서는 터널 환기시스템의 최적 설계를 위하여 지형 및 기상학적 자료를 이용한 국내 터널내 작용하는 NVP을 정량화함으로써 궁극적으로는 정량화 및 적용 설계지침의 마련을 목적으로 하였다. 국내 주요 노선상의 22개 터널을 분석대상으로 하였다. 기상자료에 기초한 NVP의 범위는 20~140 Pa이며, 지형자료에 기초한 경우는 20~200 Pa로 추정되었다. 터널내 제트팬의 대당 승압력이 10~15 Pa인 점을 감안하면, NVP는 제트팬 1대 이상의 영향력을 가지고 있음을 의미하므로 터널의 경제적이고 안전한 설계를 위해서는 NVP의 정량화 및 적용이 반드시 필요함을 알 수 있다. NVP의 크기 결정에 영향을 미치는 변수중, 터널 입출구 갱구사이의 기압차가 가장 중요한 변수이며 기여도는 평균 61%, 그리고 외풍에 의한 갱구면 작용 압력이 22%, 공기 밀도차에 의한 굴뚝효과가 17%의 기여도를 보인다.

• 대한화학회지
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• 제55권3호
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• pp.463-471
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• 2011

[ $N_2O_2$ ] 시프염기 리간드인 N,N'-bis(4-methoxysalicylidene) phenylendiamine(4-$CH_3O$-salphen)을 합성하였다. 분광광도법으로 4-$CH_3O$-salphen을 이용하여 수용액 중의 Fe(II)와 Fe(III)이온의 분리 정량실험을 위하여, 리간드 농도는 $4.0{\times}10^{-4}\;M$, DMF 용매와 물의 비율은 70/30(v/v), pH는 3.4~3.8 범위, 온도는 $55^{\circ}C$에서 1 시간 정도를 물 중탕하여 결과를 얻었다. 시료의 예비 산화 및 환원 전처리는 $5.0{\times}10^{-4}\;M$ 농도의 $H_2O_2$와 $NH_2OH{\cdot}HCl$을 사용하여 단일 원자가 상태의 시료를 만들어 사용하였다. 이때 Fe(II)와 Fe(III) 이온의 정량은 434 nm와 456 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이상의 최적화된 실험조건을 이용하여 약수, 온천수, 바닷물 및 하수 처리장의 처리수를 채취하여 Fe(II)와 Fe(III) 이온을 각각 정량 분석한 결과는 측정 평균값이 표준 값에 대하여 2.00~6.90% 범위에서 잘 일치 하였고, 정량검출한계는 Fe(II)의 경우 27.9 ng/mL이었고, Fe(III)은 55.8 ng/mL이었다.

• 한국광물학회지
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• 제29권2호
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• pp.79-87
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• 2016

황사는 태양광, 대기 가스, 에어로졸, 해양생태계와 상호작용하여 지구 기후에 영향을 미치며, 광물특성은 이와 같은 황사와 환경의 상호작용 이해에 필수적이다. 이 연구에서는 2015년 2월 22일 인천광역시 덕적도에서 포집된 황사시료의 광물특성을 분석하였다. X선회절분석(XRD) 결과, 층상규산염광물이 총 62 wt%이었는데, 일라이트류 점토광물(일라이트 및 일라이트-스멕타이트 혼합층)이 55%로 함량이 가장 높았으며, 그 외 녹니석이 5%, 캐올리나이트가 2% 정도 함유되어 있었다. 비층상규산염 광물로서 석영 18%, 사장석 10%, K-장석 4%, 방해석 5%, 석고 1% 등이 함유되어 있었다. 주사전자현미경(SEM)과 에너지분산분광분석(EDS)에 의한 황사 개별 입자의 광물학적 분석에서도 유사한 조성이 얻어졌다. 황사의 주성분인 극미립 층상규산염광물입자에 대하여 투과전자현미경(TEM) 및 EDS 분석을 실시한 결과, 다양한 성분비율과 혼합양상을 보이는 일라이트류 점토광물이 주요 광물로 확인되었다. SEM 형태 관찰에 의하면 황사입자들은 점토광물이 주성분인 덩어리, 혹은 점토광물로 피복된 석영, 장석, 운모 입자들로 구성되어 있었다. 석고가 점토와 함께 황사입자표면에서 자주 관찰된 반면, 이전에 황사입자에 흔히 수반되는 것으로 보고된 섬유상 방해석은 드물어서, 황사 이동 중에 방해석이 산성대기오염물과의 반응에 의하여 석고로 변한 것으로 추정된다. 2015년 분석 결과는 황사와 환경의 상호작용 모델링을 위한 광물의 대표 특성 수립에 기여할 것이다.

• 자원환경지질
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• 제50권1호
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• pp.15-26
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• 2017

열수 광상의 잠두 광체를 예측하는데 중요한 인자로 인식되는 고(산성)점토 변질대, 점토 변질대 및 필릭 변질대의 정량성을 확보하기 위해 명반석-고령석 조합과 일라이트-고령석 조합에 대한 합성 혼합시료를 대상으로 단파장적외선 스펙트럼의 흡광특성과 광물함량의 점이적인 변화추이를 비교하였다. 명반석-고령석 조합에서 명반석은 Hull quotient 반사도가 가장 높은 상관관계(0.99)를 보이며, 고령석은 가우시안 피크가 가장 높은 상관관계(0.92)를 나타내고 있다. 일라이트-고령석 조합은 흡수영역이 중첩하고 있어 가우시안 분해가 필수적이며, 일라이트와 고령석은 각각 0.93과 0.98의 높은 상관도를 보이고 있다. 단파장적외선 분광분석법에서 유도한 명반석-고령석과 일라이트-고령석 조합의 오차범위(8%, 5%)는 리트벨트 X-선 회절정량분석법에서 구한 성분비의 오차범위(29%, 26%)보다 작아 분광분석결과가 상대적으로 정량적 신뢰도가 높다는 것으로 확인되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권8호
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• pp.598-606
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• 2013

본 연구에서는 실제 매립장에 매립되어 있는 슬러지 고화물을 대상으로 생광물화 미생물 종분석을 위한 기초 연구를 수행 하였고, 또한 분석된 미생물을 배양하여 일반적으로 알려진 생광물화균과의 대조 실험을 통해 토착 미생물의 carbonate 생성능을 기기분석을 통해 비교 평가하였다. 시료내 미생물 종분석을 16S rDNA 시퀀스 분석을 통해 수행해본 결과, 다양한 미생물종이 관찰되었으며, 특히 생광물화 기작에 관여한다고 알려진 호기성 토양 미생물의 한종인 Bacillus megaterium과 금속을 환원시켜 미네랄염 상태로 전환시키는 Alkaliphilus metalliredigens의 근연종을 확인 하였다. 복토재에서 분리 배양한 균주를 이용하여 실험을 수행한 결과, 생광물화 균주가 주입된 실험군에서 미생물이 주입되지 않은 대조군보다 이산화탄소의 감소량이 더 컸다. 이와 연계하여 반응후 열중량분석기(TG-DTA)를 이용하여 탄산염(carbonate minerals)을 정량한 결과, 미생물이 주입된 실험군에서 대조군에 비해 약 30% 정도 더 생성된 것을 확인 하였다. 이러한 실험 결과로 비춰 볼 때 열중량분석법(TG-DTA)은 이산화탄소의 생물학적 전환에 의해 생성된 탄산염물의 정략적 분석에 적합할 것으로 판단된다. 이를 종합해 보면 복토재로 현장 매립된 슬러지 고화물은 매립장에서 표면 발산되는 이산화탄소의 자연적인 탄산염 전환 매체로서 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제15권4호
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• pp.329-344
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• 2002

국내산 벤토나이트들의 광물조성 및 특징과 양이온 교환특성과의 연계성을 규명하기 위해서, 정제나 분리 과정 없이 원광 단위로 XRD 정량분석, 화학적 용출실험, pH 및 양이온 교환능력 (CEC) 측정 등을 시행하였다. 리트벨트법에 의한 XRD 정량분석 결과, 국내산 벤토나이트들은 몬모릴로나이트(30～75 wt%) 외에 주요 불순물로서 제올라이트, 단백석, 장석류가 대개 25 wt% 이상 함유하는 것으로 밝혀졌다. 클리놉틸로라이트-휼란다이트 계열의 조성을 이루는 것으로 감정된 이 제올라이트들은 제올라이트질 벤토나이트의 양이온 교환특성에 심대한 영향을 미친다. 클리놉틸로라이트는 상대적으로 규질이며 밝은 색을 띠는 벤토나이트에서 흔히 볼 수 있고 단백석과 밀접한 공생관계를 이루며 산출되는 것이 특징이다. 대부분 Ca이 주된 교환성 양이온을 이루지만, 일부 제올라이트질 벤토나이트에서는 알칼리 이온의 함유도가 매우 높게 나타나기도 한다. 메칠렌블루법에 의해 측정된 CEC 값은 다소 산포되기는 하지만 몬모릴로나이트의 함량과 대체로 정비례하는 관계를 보이고 상대적으로 낮은 수준을 보인다. 이에 비해서 암모늄아세테이트법에 의해서 측정된 ‘Total CEC’ 값은 비교적 높은 수준(50～l15meq/100 g)을 보인다 이 같은 CEC 값의 차이는 특히 제올라이트질 벤토나이트에서 보다 크게 나타나고, 이는 제올라이트에 의한 CEC 증대효과로 간주된다. 단백석이나 장석류들은 벤토나이트의 양이온 치환능력에 별다른 영향을 미치지 않는 것으로 나타난다. 벤토나이트 현탁액의 pH는 교환성 양이온들 중에서 알칼리 성분 함유도, 특히 Na의 함유수준이 증가됨에 따라 pH=9.3에 이를 정도로 증대되는 경향을 보인다. 그렇지만 경우에 따라서는 소위 ‘산성백토’로 취급될 수 있을 정도로 낮은 pH(5～6) 값을 갖는 벤토나이트들도 있다. 이는 일부 국내산 벤토나이트들이 몬모릴로나이트의 층간 양이온으로서 $H^{＋}$ 을 일부 함유하고 있기 때문인 것으로 여겨진다. 궁극적으로 이 연구결과는 벤토나이트의 품위 산정에는 XRD 정량분석법이 적용되는 것이 합리적이고 CEC와 관련된 품질 특성은 전적으로 ‘Total CEC’ 개념에 의거하여 평가되어야 한다는 것을 시사한다.

• 자원환경지질
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• 제49권5호
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• pp.349-360
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• 2016

본 연구에서는 원동지역 하부 조선누층군을 대상으로 야외 지질조사 및 시추코어시료에 대해 수직적 암상 변화 기재, X-선 회절분석법을 이용하여 광물 정량분석 및 주사전자현미경 관찰을 통해 하부 조선누층군의 광물학적 특성을 알아보고 광물 조성 변화의 의미를 고찰하였다. 원동지역 내 석회석광상의 심도 약 250 m 시추 코어를 대상으로 심도별 100개의 시료를 채취하였다. 특히 대기층부터 화절층 시작 지점 사이의 변화양상을 보고자 이 구간은 약 0.3 m 간격으로 조밀하게 시료채취 하였다. X-선 회절 분석을 이용한 광물 정량 분석은 강옥 (Corundum)을 내부 기준 물질로 하는 Relative Intensity Ratio (RIR)법을 이용하여 실시하였다. 원동지역 대상 시료의 주구성광물은 방해석 (calcite), $2M_1$ 일라이트 ($2M_1$ illite) 및 석영 (quartz)으로 나타났으며, 세송층에서는 일부 백운석 (dolomite)과 능철석 (siderite)이 주구성광물로 나타나기도 한다. 주구성광물의 정량분석 결과, 대기층 상부에 해당하는 시추코어 하부시료들은 대부분 방해석이 80% 이상으로 우세하게 나타난다. 세송층에서는 백운석과 능철석의 함량이 높게 나타나고, $2M_1$ 일라이트와 방해석 함량이 높은 박층이 교호하는 특성을 보인다. 화절층은 전체적으로 $2M_1$ 일라이트 및 석영이 우세한 박층과 방해석이 우세한 박층이 교호되어 나타나는데, 화절층 하부에서는 $2M_1$ 일라이트와 석영이 우세한 박층의 빈도가 높게 나타나는 반면, 상부로 갈수록 방해석 함량이 높은 층의 비율이 높아지는 특성을 보였다. 대기층과 세송층은 상당히 뚜렷한 경계를 보이나, 세송층과 화절층의 경계부는 점이적으로 광물 조성이 변하는 경향을 보인다. 주사전자현미경 관찰결과, 석영과 $2M_1$ 일라이트는 모든 시료에서 전형적인 쇄설성 입자의 특성을 보였다. 방해석과 백운석은 결정화 작용을 통해 생성된 것도 관찰되지만 다수의 시료에서 재퇴적된 쇄설성 입자로 나타난다. 이같은 광물학적 특성은 하부 고생대의 천해성 퇴적환경에서도 반복적인 육성 퇴적물 유입의 변화가 있었음을 지시한다.

• 한국산림과학회지
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• 제113권1호
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• pp.118-130
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• 2024

채굴지역의 복구는 생태계에 대한 다양한 피해를 줄일 수 있지만, 생태계서비스(Ecosystem Service, ES)에 대한 영향과 지역사회에 대한 기여는 불확실하다. 채굴작업에 의해 영향을 받는 ES 수혜자와 그 주변 환경에 어떻게 이익이 도출되는지를 식별하고, 나아가 수혜자들이 원하는 ES로 채굴지역을 복구·관리해야 한다. 본 연구는 국내 폐광산 지역의 산림복구지와 관련하여 TEEB(The Economics of Ecosystems and Biodiversity) 기준에 따라 18개의 ES(공급서비스 4개, 조절서비스 7개, 문화서비스 5개, 서식지서비스 2개)를 선정하였다. 그리고 11점 리커트 척도(0점 '모름', 1점~5점 '부정적 혜택', 6점~10점 '긍정적 혜택')의 반 구조화(semi-structure)된 설문지로 지역사회 87명(태백시 62명, 정선군 25명)의 사회 인식을 조사하고, 핵심 ES를 도출하였다. 두 지역사회는 폐광산의 산림복구지에 대해 문화서비스(심신건강, 심미적 가치 및 영감, 레크리에이션)와 조절서비스(국지기후 및 대기조절, 자연재해조절)를 중심으로 인식과 수요가 높은 것으로 나타났다. 해당 서비스들은 지역사회에서 실생활과 밀접하게 연관되면서, 지역주민에게 긍정적 혜택을 주었거나 향후 삶의 질을 높일 수 있는 서비스였다. 하지만 평균 점수가 6~7점에 국한되어, 실제 지역사회에 미치는 혜택은 미비한 것으로 나타났다. 공급서비스는 식량, 원재료 등 이용가능성이 높은 재화를 창출하거나 수익기회를 제공하는데 기여하는 항목임에도 불구하고, 인식은 부정적이었다. 이는 광산활동 이전부터 전통적으로 특정 공급 ES에 의존했던 지역주민을 고려하지 않은 산림복구로 지역사회와 공급 ES의 흐름이 단절된 것을 보여준다. 향후 산림복구지의 지속가능한 이용 및 생태계 증진을 위해서 반드시 지역사회의 복지를 고려한 복구과정이 필요할 것이다. 본 연구결과는 국내 광산지역 개별 특성 및 상황에 맞는 산림복구를 위한 맞춤형 생태계서비스 증진 전략을 수립하는데 활용될 수 있을 것이다. 단, 빈도분석에 따른 정성적 평가로 연구결과가 도출되었으므로, 추후 폐광산 지역 산림복구에 대한 핵심 ES에 대한 정량화와 가치평가가 이루어져야 할 것으로 판단된다.