• 청정기술
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• 제29권4호
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• pp.272-278
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• 2023

흡착을 이용한 오염물질 정화 방법에 많은 관심이 집중되고 있으며, 최근에는 바이오차를 이용하여 유기 및 무기오염물질 제거에도 이용할 수 있다는 연구가 진행되고 있다. 특히 폐자원 바이오매스로 폐목재는 바이오매스 재활용 방안이 필요한 상황으로 폐목재를 이용하여 생성된 바이오차를 흡착용량을 증가하기 위한 방법이 필요하다. 저온고압을 이용하여 에너지 소비가 낮고 수분 제거 전처리가 필요없는 열수가압탄화(Hydrothermal Carbonization, HTC)를 이용하여 탄화하여 바이오차를 생성하고, KOH, NaOH, ZnCl₂ 약품을 이용한 화학적 활성화법으로 생성된 바이오차를 약품별 활성화에 따른 요오드 흡착능, 비표면적, 세공크기, 세공부피, 세공분포 및 SEM을 분석하여 흡착특성을 파악하였다. HTC 300℃, 4 hr에서 생성된 바이오차를 KOH, NaOH, ZnCl₂ 약품별로 활성화로 생성된 바이오차 중 요오드흡착능이 높은 바이오차를 선정하여 비표면적, 세공부피, 세공크기 및 세공분포를 분석한 결과, 비표면적은 774~1.387 m²/g으로 활성탄과 같은 높은 비표면적을 나타냈으며, 평균세공크기 21~24 Å 범위의 미세공이 형성되었음을 확인하였다. 또한 SEM 관찰한 결과 활성화에 따라 표면이 일정한 형태의 균일한 세공이 발달되고 세공의 수가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국산림과학회지
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• 제113권2호
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• pp.143-152
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• 2024

본 연구는 울산광역시에 위치한 봉대산 산불피해지의 식생복원을 위해 2009년에 조림된 4 수종(백합나무, 왕벚나무, 상수리나무, 곰솔)을 대상으로 시비처리 후 임목생장 및 토양특성 변화를 조사하였다. 조림 4년 후인 2013년 4월과 2014년 3월 복합비료(N₆P₄K₁)를 시비하고 2016년 10월까지 매년 임목의 생장과 토양 및 잎의 양분 동태를 조사하였다. 조림목의 흉고직경 생장 증가에 대한 시비구와 대조구 사이의 회귀계수(slope)는 4 수종 모두 유의적인 차이가 있어 시비는 조림목의 흉고직경 생장에 효과가 있었으나, 수고 생장의 회귀계수는 곰솔을 제외하고 유의성이 없었다. 시비 처리에 따른 토양 호흡과 토양 EC 값은 대조구에 비해 유의적으로 높았으나 토양수분 함량, 토양 유기탄소 및 전질소 농도는 대조구에 비해 낮았다. 그러나 토양 유효 인, 교환성 칼슘과 마그네슘은 시비구가 대조구에 비해 높은 값을 보였다. 조림목의 잎 내 질소 및 인 농도는 시비구가 대조구에 비해 증가하였으나, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 농도는 시비의 영향이 뚜렷하지 않았다. 조사한 4 수종 중 왕벚나무와 백합나무는 잎 내 양분 농도가 상수리나무나 곰솔에 비해 높아 토양 양분요구량이 큰 것으로 나타났다. 본 연구 결과에 따르면 도시 숲의 산불피해 복원지에 시비 처리는 조림된 수목의 생장과 토양 양분의 유효도 향상에 효과적이었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제29권1호
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• pp.1-13
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• 2024

동해 남서부해역은 대마난류나 연안 용승에 의한 영양염 공급 등으로 동해 북부나 동부에 비해 일차생산력이 높은 것으로 알려져 있지만, 이 해역의 생물 펌프에 관한 연구는 제한적이다. 본 연구에서는 O₂/Ar 측정으로 산출한 고해상도 순군집생산 현장 관측 결과와 기계학습 모형을 결합하여 시공간 해상도가 8일 간격, 4 km인 봄과 여름 순군집생산 시계열 자료를 추정하였다. 기계 모형의 예측과 실측의 평균 제곱근 오차는 6 mmol O₂ m^-2 d^-1로 관측값 평균의 15%에 해당했다. 울릉분지 중앙부의 순군집생산은 3월에 49 mmol O₂ m^-2 d^-1로 가장 높았고, 6월과 7월에 18 mmol O₂ m^-2 d^-1로 가장 낮았다. 이 같은 계절 변화는 ³He 기체교환율로 추정한 질산염 공급률이나 ²³⁴Th 비평형법으로 추정한 입자유기탄소 방출률과 유사하였다. 봄과 여름의 순군집생산 추정으로 한정된 이 연구방법을 가을과 겨울로 확대하기 위해서는 아표층수의 표층 혼입에 따른 O₂/Ar 순군집생산의 오차를 보정하는 연구가 필요하다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제30권3호
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• pp.459-471
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• 2023

뱀장어 생산단계 안전성조사 부적합여부에 영향을 미치는 특성변수를 베이지안 네트워크(BN) 모델을 적용하여 분석하였다. 2012년부터 2021년까지의 통합식품안전정보망(IFSIN)의 뱀장어 생산단계 안전성조사 데이터에 양식장의 HACCP 정보, 지리적 정보 및 용수환경 데이터를 연계하여 BN 모델을 수립하였다. 뱀장어의 부적합여부에 영향을 주는 특성변수로 양식장의 HACCP 인증여부, 양식장의 이전 5년간 검사대상 유해물질의 검출여부, 해당 양식장의 이전 5년간 부적합적발이력, 사용되는 용수환경의 적정성이 제안되었으며, 이때 용수환경의 적정성은 총대장균군과 총유기탄소량으로부터 산출되었다. 뱀장어 부적합이 발생할 확률이 가장 높은 경우는 지난 5년간 검사대상 유해물질의 검출이력이 있으면서 동시에 부적합 적발 이력이 있는 HACCP 인증을 받지 않은 양식장으로서, 용수환경도 총대장균군 또는 총유기탄소가 높아 오염이 의심되는 용수를 사용하는 경우로 이때 부적합이 발생할 확률은 24.5%로 뱀장어 생산단계 안전성 조사 시 부적합률인 0.26%의 94배 높았다. 2022년 1월부터 8월까지 뱀장어 양식장 안전성조사 결과를 시험용 데이터세트(6,785건 중 부적합 15건)로 하여 BN 모델의 적정성을 검토하였다. 영향강도가 높았던 설명변수인 HACCP, 검출이력, 부적합이력으로 구성한 BN 모델을 시험용 데이터세트에 적용한 결과 부적합일 확률이 15.8%로 시험용데이터의 부적합률인 0.22%의 약 71.4배 개선할 수 있었다. 그러나 이 모델의 재현율은 0.2에 머물렀는데, 이는 특히 부적합항목인 유해물질의 기준·규격이 신설되어 해당 양식장에서 검사기록이 없는 경우와, 매우 드물게 발생하여 10년 동안 검출이력이 없어 학습데이터세트에는 없는 경우이었다. 베이지안 네트워크를 적용하여 부적합확률이 높은 생산단계 안전성 조사대상을 선정하게 되면 설명변수별로 시나리오에 따라 부적합확률을 설명가능하게 되어 다른 머신러닝 알고리즘을 적용하는 경우 지적되어온 설명불가능이라는 문제점을 해소할 수 있으며, 향후 안전성조사 데이터 축적 시 용이하게 모델 업데이트가 가능하며 이를 통해 모델의 예측성능개선도 기대할 수 있다는 장점이 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제30권1호
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• pp.20-31
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• 2024

본 연구는 패류양식업이 밀집한 남해 강진만 해역에서 수하식 및 살포식 양식해역과 비양식해역을 구분하여 양식활동으로 인한 유기물 축적과 저서다모류군집 변화를 파악하고, 어장환경평가 기법을 활용하여 건강도를 평가하고자 수행되었다. 남해 강진만 해역의 평균 입도, 수온, 염분농도, 총유기탄소 등의 시·공간 분포는 정점간에 큰 차이가 없었던 반면, 출현 종수, 개체밀도와 종다양도 등은 살포식 양식 해역의 정점이 다른 해역의 정점과 비교해 상대적으로 낮은 경향을 보였다. 한편 집괴분석과 주요좌표분석 결과에서도 살포식 양식해역 정점의 저서다모류군집이 나머지 정점의 군집과 뚜렷하게 구분되었다. 수하식 양식해역의 정점과 비양식해역 정점에서는 오염지시종인 Scolectoma longifolia와 Sigambra tentaculata가 우점종으로 출현하였으나, 수심과 해수 유통 등의 물리적인 요인에 의한 영향을 받는 일부 정점을 제외하면 점유율이 높지 않았다. 강진만 해역의 저서생태계 건강도는 1~2등급으로 양호한 상태였다. 그러나, 다모류군집구조의 시·공간 분포와 저서생태계 건강도지수를 고려하면 살포식 양식해역의 퇴적환경은 양식으로 인한 물리적인 교란에 영향을 받는 것으로 보여진다.

• 환경생물
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• 제41권4호
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• pp.370-385
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• 2023

수자원의 부영양화와 인위적인 수변환경 조성 및 기후 변화의 영향으로 인한 유해 남세균의 대발생의 빈도와 강도가 증가하고 있다. 유해 남세균은 시아노톡신 (Cyanotoxins)을 배출하여 수자원의 안전뿐 아니라 생태계에 악영향을 주기 때문에 국제적인 환경문제로 관심을 받고 있다. 특히, 독성이 강한 마이크로시스틴(microcystins, MCs)의 제거를 위한 연구가 가장 활발히 연구되어 왔으며 이를 위한 다양한 수처리 방법이 제안되고 있다. 본 논문에서는 기존에 보고된 마이크로시스틴 제거를 위한 기술 중 경제적, 효율적인 방안으로 평가받고 있는 흡착기술(adsorption)에 대하여 주안점을 두고 조사하였다. 활성탄(activated carbons)은 마이크로시스틴 제거를 위한 흡착소재로 가장 광범위하게 활용되고 있으며 우수한 마이크로시스틴 흡착성능이 보고되고 있다. 바이오차(biochar), 생체흡착소재(biosorbents)와 같은 활성탄을 대체하는 흡착소재의 활용 연구도 진행되고 있으나 활성탄에 비하여 그 효과가 미흡한 실정이다. 이러한 마이크로시스틴 흡착에는 흡착소재의 특성(기공 특성과 표면화학적 특성)과 환경인자(용액의 pH, 온도, 자연 유기물 및 이온성 물질)가 영향을 미치는 것으로 보고되고 있으며 이에 대한 고찰을 진행하였다. 또한, 보다 효과적인 제어를 위하여 용존 마이크로시스틴의 제거뿐 아니라 유해 남세균의 직접적인 제거를 위한 흡착기술의 활용 가능성도 확인하였다. 하지만, 마이크로시스틴의 제거를 위한 실질적인 흡착소재의 활용을 위해서는 실제 환경조건에서 적용과 환경적, 경제적인 관점에서의 최적화 연구가 필요하다고 판단된다. 본 논문은 체계적인 자료 조사 및 분석을 통하여 향후 마이크로시스틴의 제거를 위한 효과적인 흡착소재 및 적용방법의 개발 및 선별에 관한 통찰을 제시할 수 있을 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.672-677
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• 2012

Chlorella sp. KR-1 바이오매스에 대한 열분해를 통하여 세포 내 지질을 회수하였다. 중성지질 함량이 10.8%와 36.5%인 두 종류의 KR-1 샘플에 대하여 $600^{\circ}C$에서 열분해를 수행함으로써 지질 함량이 열분해 오일 수율 및 품질 등 반응 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 열분해 결과, 중성지질 함량이 높아 C/H 비가 낮은 샘플이 열분해 전환율 및 오일 수율이 높았다. 저분자량의 유기산, 케톤, 알데히드, 알콜은 두 시료의 열분해에서 모두 발생하였으나 중성지질 함량이 높은 미세조류의 경우 palmitic acid와 oleic acid를 비롯한 유리 지방산의 함량이 높은 대신 질소 함유 유기화합물의 함량은 상대적으로 적었다. 미세조류 열분해 오일은 두 개의 층으로 분리되는데 상부의 경질 분획은 지질 분해에 의하여, 하부의 중질 분획은 당류나 단백질의 분해에 의하여 생성된 것으로 판단되었다. 상부의 경질 분획에는 중성지질의 분해 산물인 유리지방산 이외에 직쇄형 알칸도 상당 부분 포함되어 있었으며 이는 미세조류 열분해시 열분해와 함께 탈카르복실 반응을 비롯한 탈산소 반응이 동시에 일어났기 때문이다. GC 분석을 통하여 생성된 열분해 오일의 품질을 조사하고 지질 추출 방법으로서의 열분해 공정을 평가하였다. 중성지질 함량이 36.5%인 KR-1 샘플의 경우 열분해 수율이 56.9%이며 이 중 경질분획은 68.2%로서 경질분획 만의 수율은 38.8%였다. 또한, 경질분획의 80% 이상이 유리지방산과 순수 탄화수소로 구성되어있어 열분해를 통하여 대부분의 지질을 회수할 수 있음을 확인하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권3호
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• pp.201-207
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• 2007

답리작 보리재배 후 보릿짚을 시용하고 관개량, 경운방법을 달리하여 만추벼를 전북통에서 2년 동안 재배시 토양이화학성, 작업정도, 생육 및 수량성을 검토한 결과는 다음과 같다. 보릿짚 시용 후 경운방법 및 관개량에 따른 작업정도는 마른로타리 1회 + 물 로타리 1회 처리구에서 경운 + 물 로타리 1회(관행)보다 보릿짚 피복정도가 적었고 결주율 2.6%, 부묘율 1.7% 낮았으며 관개량이 많을수록 결주율과 부묘율이 낮아지는 경향을 나타냈다. 토양이화학성 변화는 마른로타리 1회 + 물 로타리 1회 처리구 심토에서 토양경도, 용적밀도가 낮아지고 공극율, 기상율이 증가되어 토양물리성이 개선되었으며 마른로타리 1회 + 물 로타리 1회 처리구에서 CEC가 높아지고 유기물, 유효인산 함량이 증가되었으며 C/N율이 낮아져 토양화학성이 개량되었다. 경운방법에 따른 벼의 유효경비율은 마른로타리 1회 + 물 로타리 2회 > 마른로타리 1회 + 물 로타리 1회 > 경운 + 물 로타리 1회 > 물 로타리 1회 순으로 높았으며 쌀 수량은 $500Mg\;ha^{-1}$ 관개시 마른로타리 1회 + 물 로타리 1회, $700Mg\;ha^{-1}$ 관개시 마른로타리 1회 + 물 로타리 2회 처리구에서 수수 및 영화수 확보가 많았고 현미천립중이 무거워 경운 + 물 로타리 1회(관행) 대비 각각 7%, 5% 증수되었다.

• 한국유기농업학회지
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• 제21권4호
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• pp.629-646
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• 2013

본 연구는 Terpenoid 함유 식물 추출물을 이용하여 in vitro 반추위 발효성상 및 메탄생성에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다. 반추위액은 티머시(timothy)와 농후사료를 6:4의 비율로 급여한 반추위 cannula가 시술된 한우 암소에서 채취하였다. 본 실험에 사용한 식물추출물은 박하(Mint), 소나무(Pine), 삼나무(Japan cedar), 초피나무(Sichuan pepper), 편백(Hinoki cypress) 그리고 해송(Japanese black pine)을 사용하였으며, 반추위액과 McDougall buffer를 1:2의 비율로 혼합한 배양액을 0.3g 티머시와 식물 추출물(기질의 5%)이 담긴 50ml serum bottle에 혐기상태로 15ml를 분주하였다. Serum bottle은 $39^{\circ}C$, 150rpm으로 3, 6, 9, 12, 24, 48 및 72시간 동안 배양하였다. 실험 결과 pH 값은 점점 감소하였으며, 전 배양시간에 걸쳐 대조구보다 유의적(p<0.05)으로 높았다. 건물 소화율은 배양 3시간대는 Mint 처리구만 유의적(p<0.05)으로 높았으나, 이후 24시간까지 모든 처리구에서 유의성이 없었다. 총 가스발생량은 전 처리구에서 유의적(p<0.05)으로 낮았으며, 이산화탄소 발생량은 배양 12시간대까지 감소하였으나, 그 이후는 유의적 차이가 없었다. 메탄 발생량의 경우 24시간대에 대조구에 비해 모든 첨가구에서 유의적(p<0.05)으로 감소하였다. 미생물 성장량은 첨가구에 따라 각각 다른 양상을 나타냈으나 24시간대는 모든 처리구에서 유의적(p<0.05)으로 성장량이 감소하였다. 암모니아 측정량은 배양 12시간부터 첨가구에서 증가하는 경향을 보였으나 72시간대는 감소하였다. acetic acid 및 propionic acid도 대조구보다 유의적(p<0.05)으로 높은 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 본 실험에 사용한 Terpenoid 함유 식물 추출물 6종 모두 소화율에 영향을 미치지 않으며 메탄저감 효과를 나타내었다. 특히 Mint 및 Pine 추출물은 총 VFA, acetic acid 및 propionic acid의 생성을 증가시켰으며 상기의 결과를 종합하였을 때, 반추위 발효성상에 악영향을 미치지 않으며 메탄 발생을 저감하는 식물 추출물로는 Mint 및 Pine이 적합하다고 생각된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권5호
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• pp.47-56
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• 2008

금속이 염 용액 형태로 토양에 유입될 때, 그 금속의 용해도는 시간이 지남에 따라 감소하는 경향(aging)을 보이는데, 이러한 시간 의존성 외에 토양 내 금속 용해도의 변화에 영향을 미치는 또 다른 요인들에 대한 고찰은 아직 미비한 상태이다. 본 연구에서는 물리화학적 성질이 다른 5 종류의 토양 (히스토졸, 앤디졸, 옥시졸, 미세입자 알피졸, 조대입자 알피졸)에 여러 비율의 카드뮴(2.5-20 mg ${kg}^{-1}$)/ 구리(50-400 mg${kg}^{-1}$)/ 아연(50-400 mg ${kg}^{-1}$) 염 용액을 혼합하여, 상온에서 1년 동안 토양의 성질, 금속의 종류, 금속의 농도에 따른 용해도 변화관찰을 시도하였다. 그 결과, 히스토졸에서는 카드뮴이, 앤디졸에서는 구리가, 미세입자 알피졸에서는 아연이 가장 높은 분배 계수를 보였고, 옥시졸과 조대입자 알피졸에서는 모든 금속들이 가장 낮은 분배 계수를 나타내었다. 또한, 카드뮴과 아연의 경우 토양의 종류와는 무관하게 시간에 따른 분배 계수의 증가를 보였지만, 구리의 경우 토양 내 유입된 후 일주일 부터는 이러한 경향성를 찾아보기 어려웠다. 구리는 토양의 유기물이 많을 경우에는 빠른 흡착성을 보이지만, 토양수에 녹아있는 유기물이 많을 경우에는 그 흡착 특성이 제한됨을 관찰하였다. 더욱이, 흡수력이 높은 토양의 경우 금속의 분배 계수는 유입된 금속의 양과는 무관할 뿐만 아니라, 높은 농도로 처리된 토양의 금속 분배 계수가 낮은 농도로 처리된 토양의 분배계수와 유사해지기 까지는 더 오랜 시간이 요구되는 반면, 낮은 흡수력을 가진 토양의 경우에는 시간보다는 금속의 초기 유입양이 분배 계수 결정에 더욱 큰 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 본 연구를 통해, 토양에 유입된 금속의 용해도 변화는 시간 뿐만 아니라, 토양의 성질, 금속의 종류와 농도에도 상당히 의존함을 입증하였다.