• 제목/요약/키워드: Oxidation Rate

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옥수수와 톨페스큐 근권 유래의 메탄 산화 및 아산화질소 환원 세균 컨소시움 특성 (Characterization of CH4-oxidizing and N2O-reducing Bacterial Consortia Enriched from the Rhizospheres of Maize and Tall Fescue)

  • 이수정;김서영;김예지;이윤영;조경숙
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.225-238
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    • 2021
  • 옥수수(Zea mays)와 톨페스큐(Festuca arundinacea) 근권 토양을 접종원으로 사용하여 농화배양을 통해 CH4 산화컨소시움과 N2O 환원 컨소시움을 얻었다. Illumina MiSeq 염기서열 분석법으로 접종원과 컨소시움의 세균 군집 특성을 비교하였고, 컨소시움의 CH4 산화와 N2O 환원 활성에 미치는 뿌리삼출물의 영향을 규명하였다. 접종원이 다름에도 불구하고 옥수수와 톨페스큐 유래 CH4 산화 컨소시움 사이의 유사성이 높았고, 2종의 N2O 환원 컨소시움도 서로 유사성이 높았다. 2종의 CH4 산화 컨소시움에서 우점도가 높은 metanotrophs는 Methylosarcina, Methylococcus 및 Methylocystis이었다. 2 종의 N2O 환원 컨소시움에서 대표적인 N2O 환원 세균은 Cloacibacterium, Azonexus 및 Klebsiella이었다. 옥수수 근권 유래 N2O 환원 컨소시움의 N2O 환원 속도는 옥수수 뿌리삼출물 첨가에 의해 1.6배, 톨페스큐 유래 컨소시움의 N2O 환원 속도는 톨페스큐 뿌리삼출물 첨가에 의해 2.7배 향상되었다. 그러나 CH4 산화 컨소시움의 활성은 뿌리삼출물 첨가에 의해 향상되지 않았다. 본 연구의 옥수수 및 톨페스큐 근권 유래 CH4 산화 및 N2O 환원 컨소시움은 유류 오염 정화과정에서 non-CO2 온실가스배출을 저감하는데 활용 가능하다.

광주 지역에서 2018년 1월 측정한 초미세먼지의 오염 특성 (Pollution characteristics of PM2.5 observed during January 2018 in Gwangju)

  • 유근혜;박승식;정선아;조미라;장유운;임용재;김영성
    • 한국입자에어로졸학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.91-104
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    • 2019
  • In this study, hourly measurements of $PM_{2.5}$ and its major chemical constituents such as organic and elemental carbon (OC and EC), and ionic species were made between January 15 and February 10, 2018 at the air pollution intensive monitering station in Gwangju. In addition, 24-hr integrated $PM_{2.5}$ samples were collected at the same site and analyzed for OC, EC, water-soluble OC (WSOC), humic-like substance (HULIS), and ionic species. Over the whole study period, the organic aerosols (=$1.6{\times}OC$) and $NO_3{^-}$ concentrations contributed 26.6% and 21.0% to $PM_{2.5}$, respectively. OC and EC concentrations were mainly attributed to traffic emissions with some contribution from biomass burning emissions. Moreover, strong correlations of OC with WSOC, HULIS, and $NO_3{^-}$ suggest that some of the organic aerosols were likely formed through atmospheric oxidation processes of hydrocarbon compounds from traffic emissions. For the period between January 18 and 22 when $PM_{2.5}$ pollution episode occurred, concentrations of three secondary ionic species ($=SO{_4}^{2-}+NO_3{^-}+NH_4{^+}$) and organic matter contributed on average 50.8 and 20.1% of $PM_{2.5}$, respectively, with the highest contribution from $NO_3{^-}$. Synoptic charts, air mass backward trajectories, and local meteorological conditions supported that high $PM_{2.5}$ pollution was resulted from long-range transport of haze particles lingering over northeastern China, accumulation of local emissions, and local production of secondary aerosols. During the $PM_{2.5}$ pollution episode, enhanced $SO{_4}^{2-}$ was more due to the long-range transport of aerosol particles from China rather than local secondary production from $SO_2$. Increasing rate in $NO_3{^-}$ was substantially greater than $NO_2$ and $SO{_4}^{2-}$ increasing rates, suggesting that the increased concentration of $NO_3{^-}$ during the pollution episode was attributed to enhanced formation of local $NO_3{^-}$ through heterogenous reactions of $NO_2$, rather than impact by long-range transportation from China.

석탄 연소시 SOx 배출 특성에 관한 연구 (A Study on SOx Emission Characteristics in Coal Combustion)

  • 강연석;김성수;이현동;김재관;홍성창
    • 공업화학
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    • 제22권2호
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    • pp.219-223
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    • 2011
  • SM (India)탄과 Berau, C&A (Austria)탄을 이용하여 SOx 배출 특성을 조사하였다. 실험은 석탄 충진 후 노의 온도를 승온하며 발화점에서 연소되도록 하는 방법과 노의 온도를 일정온도로 유지한 후 석탄을 투입하는 두 가지 방법으로 수행하였다. 실험 결과 연소시 발생되는 SOx는 황 함량에 의해 의존됨을 확인하였다. Berau탄과 C&A탄의 경우 연소성의 증진 즉, 연소온도의 상승과 주입 공기량의 증가, 탄의 입자크기의 감소가 이루어질 경우, $SO_2$의 발생이 증가하는 경향을 나타내었다. 반면, SM탄의 경우에는 반대로 발생되는 $SO_2$의 농도가 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 회분 내의 $Fe_2O_3$의 높은 함량이 탄 자체의 산화력을 증가시켜 $SO_2$$SO_3$로 산화시키는 것으로 나타났다. C&A탄의 경우 $SO_2$ 발생 peak가 두 번 발생하였다. 이는 표면에서 내부로의 열 전달속도에 기인하는 것으로 판단된다.

오염총량 개념을 적용한 매립장 사후관리종료제도 개선 방안 (Improvement Method for the Post-Management End System of a Landfill by Applying Total Pollutant Load Concept)

  • 천승규;심낙종;전은정;류돈식
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.15-23
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    • 2021
  • 오염총량 개념을 반영한 매립장 사후관리종료제도 개선방안을 수도권매립지 제1매립장을 대상으로 적용하여 분석하였다. 매립가스 모델을 통해 분석한 메탄 잔여비율은 총 발생 가능량인 2,521×106 Nm3에 대하여 2020년 8.8%, 2030년 7.0%, 2040년 6.5%이었다. 2020년 이후의 표면발산 메탄량에 2005~2019년의 평균 산화율 89.1%를 적용할 경우, 실제 배출기준 메탄 잔여율은 2020년 1.01%, 2030년 0.76%, 2040년 0.70%로서 2025년 이후 메탄이 전량 표면 발산되어도 2019년 기준 표면 발산량보다 적어 사후관리 종료가 가능하였다. 침출수 수질에 대한 추이분석 결과, BOD는 2024년, COD 2047년, T-N은 2117년경에 배출허용기준을 만족할 수 있을 것으로 추정되었다. 사후관리종료를 배출부하량을 기준으로 변경할 경우 BOD는 현 시점에서 그리고 COD도 수년 내 사후관리종료가 가능하나, T-N의 경우 2041년 이후에나 가능하여 근본적인 관리방식의 전환이 필요한 것으로 분석되었다.

3차원 배양 인공피부를 활용한 마이크로바이옴 추출물의 선정 및 이를 함유한 에멀젼 제형의 피부주름개선 임상 평가 (Effect of Skin Wrinkle Reduction Using Emulsions with Microbiome Extracts Selected by 3D Human Skin Equivalents)

  • 임준우;김예림;정지민;권지은;조성현;장진동;박준수;김윤곤;정재현
    • 대한화장품학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.47-58
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    • 2023
  • 마이크로바이옴의 화장품 응용에 대한 관심이 높아지고 마이크로바이옴 추출물의 복합적인 효능에 의한 피부 개선 연구가 중요해지고 있다. 본 연구에서는 세포 및 3차원 배양 인공피부를 이용한 in vitro 시험법을 통하여 마이크로바이옴 중 피부 주름 개선 효능이 뛰어난 Bifidobacterium bifidum (B. bifidum)을 선정하였고, 이의 추출물을 함유한 화장품의 피부주름개선 효능평가를 진행하였다. 이후, 비피다발효여과물 원료의 세포독성 및 항산화, 항염 및 주름개선 유효성 시험을 실시하였다. 세포독성이 없고 효능이 우수한 5% (v/v) 농도의 비피다발효여과물이 함유된 에멀젼을 제조하였고 placebo 에멀젼와 비교하여 총 21 명 여성을 대상으로 2 주간 임상시험을 수행하였다. Antera 3D를 사용하여 눈가 부위의 주름을 기기 평가하였다. 주름 개선도는 placebo 에멀젼 사용군 대비하여 주름 감소율(%)에서 5.6% 차이를 보였다. 이러한 3차원 배양 인공피부를 활용한 마이크로바이옴 추출물 선정 및 이를 함유한 화장품의 효능 연구는 다양한 효능을 가지는 마이크로바이옴 화장품의 개발 및 메커니즘 연구에 응용될 수 있을 것이라 기대된다.

Effect of long-term high-fat diet and fasting on energy metabolic substrates utilization in resting rats

  • Jeon, Yerim;Kim, Jisu;Hwang, Hyejung;Suh, Heajung;Lim, Kiwon
    • 운동영양학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.163-171
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    • 2011
  • The effects of a high-fat diet and fasting on resting energy expenditure and energy substrate utilization were examined using the method of measuring whole body energy metabolism and oxygen uptake. Eight 4-week old male Sprague-Dawley rats were used for the high-fat diet experiment. Energy metabolism was measured using acrylic metabolic chambers over 24 hours. After 1-week of preliminary feeding, 4 rats were fed a chow diet, whereas the remaining 4 rats were fed a high-fat diet (HF) ad libitum, which contained 40% (w/w, calorie base 60%) more fat than that in the chow diet. The flow rate to measure energy metabolism inside the chamber was controlled at a mean of 3.5 L/min, and five chambers were subjected to measurement. One of the five chambers was used to correct errors by measuring the atmosphere. As a result of 5 weeks of control diet and high-fat diet feeding, body weight of the high-fat diet group tended to increase more than that in the control diet fed group, but the difference was not significant. Oxygen uptake and carbon dioxide production changed as time went on over the 24 hr. The respiratory exchange ratio also changed during the 24 hr, and the difference between the groups was significant. The control group showed significantly more carbohydrate oxidation than that of the high-fat diet fed group. A fasting experiment was conducted using six 7-week old Sprague-Dawley male rats. Energy metabolism measurements were performed using the same method as that used in the high-fat diet experiment; resting metabolism was measured prior to fasting, and a fasting condition began from 9:00 am the next day for 3 days to calculate energy metabolism. Both body weight and 24-hour oxygen uptake decreased significantly as a result of 3-day fasting. Total oxygen uptake in the first day decreased, and declined significantly on day 3 of fasting. Total 24-hour carbon dioxide production decreased significantly over the 3 days. The mean 24-hour respiratory exchange ratio decreased significantly. Additionally, energy expenditure during the dark period (20:00-08:00), which is the active period for rats, decreased significantly with fasting, whereas energy expenditure during the light period (08:00-20:00) did not increase by fasting.

Rutin alleviated lipopolysaccharide-induced damage in goat rumen epithelial cells

  • Jinshun Zhan;Zhiyong Gu;Haibo Wang;Yuhang Liu;Yanping Wu;Junhong Huo
    • Animal Bioscience
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    • 제37권2호
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    • pp.303-314
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    • 2024
  • Objective: Rutin, also called vitamin P, is a flavonoids from plants. Previous studies have indicated that rutin can alleviate the injury of tissues and cells by inhibiting oxidative stress and ameliorating inflammation. There is no report on the protective effects of rutin on goat rumen epithelial cells (GRECs) at present. Hence, we investigated whether rutin can alleviate lipopolysaccharide (LPS)-induced damage in GRECs. Methods: GRECs were cultured in basal medium or basal medium containing 1 ㎍/mL LPS, or 1 ㎍/mL LPS and 20 ㎍/mL rutin. Six replicates were performed for each group. After 3-h culture, the GRECs were harvested to detect the relevant parameters. Results: Rutin significantly enhanced the cell activity (p<0.05) and transepithelial electrical resistance (TEER) (p<0.01) and significantly reduced the apoptosis rate (p<0.05) of LPS-induced GRECs. Rutin significantly increased superoxide dismutase, glutathione peroxidase, and catalase activity (p<0.01) and significantly decreased lactate dehydrogenase activity and reactive oxygen species and malondialdehyde (MDA) levels in LPS-induced GRECs (p<0.01). The mRNA and protein levels of interleukin 6 (IL-6), IL-1β, and C-X-C motif chemokine ligand 8 (CXCL8) and the mRNA level of tumor necrosis factor-α (TNF-α) and chemokine C-C motif ligand 5 (CCL5) were significantly increased in LPS-induced GRECs (p<0.05 or p<0.01), while rutin supplementation significantly decreased the mRNA and protein levels of IL-6, TNF-α, and CXCL8 in LPS-induced GRECs (p<0.05 or p<0.01). The mRNA level of toll-like receptor 2 (TLR2), and the mRNA and protein levels of TLR4 and nuclear factor κB (NF-κB) was significantly improved in LPS-induced GRECs (p<0.05 or p<0.01), whereas rutin supplementation could significantly reduce the mRNA and protein levels of TLR4 (p<0.05 or p<0.01). In addition, rutin had a tendency of decreasing the protein levels of CXCL6, NF-κB, and inhibitor of nuclear factor kappa-B alpha (0.05

NCM 계 양극활물질 합성용 금속질 내화갑 가능성 연구-I (Study on the feasibility of metallic saggar for synthesizing NCM cathode active materials-I)

  • 박용일;정지훈;우성현;이정헌;김형준
    • 한국결정성장학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.103-107
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    • 2024
  • 본 연구에서는 NCM [Li(NixCoyMnz)O2] 양극활물질을 합성하기 위한 내화갑의 재료로 순수 금속 재료인 Nickel을 제안하였다. Nickel은 산화에 강하고 녹는점이 높은 금속으로 알려져 있다. 니켈은 NCM 양극활물질의 주성분 중 하나로 양극물질 합성 동안에 saggar로 부터의 오염에 대한 문제에 자유로울 것으로 기대하였다. 본 연구진은 니켈이 NCM 양극물질 합성용 내화갑으로서의 가능성을 확인하고자 하였다. 900℃에서 Ni 금속 도가니와 Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2 (NCM 811) 전구체 물질을 장시간 반응시켰을 때, 시간 변화에 따른 도가니 표면 반응층 변화를 분석하였다. 900℃에서 열처리 동안에 형성된 니켈 도가니 반응층은 니켈 산화물이었으며, 양극 전구체 산화물로 부터의 산소확산과 대기 중의 산소와 반응이 동시에 이루어져서 생성된 것으로 생각된다. 산화층은 480시간 이후로 그 두께의 변화가 느려지는 것으로 보아 전구체로 부터의 산소 확산속도가 감소되는 것으로 생각된다. 480시간까지는 도가니로 부터 탈락되지 않고 결합되어 있었다. 그러나 720시간 후에는 산화층이 탈락되는 것이 확인되어 일정 시간까지만 NCM 합성용 Saggar로서 사용 가능할 것으로 생각된다.

코발트(II)가 말똥성게($Hemicentrotus$ $pulcherrimus$)의 수정 및 배아 발생에 미치는 영향 (Effect of Cobalt (II) on the Fertilization and Embryo Development of the Sea Urchin ($Hemicentrotus$ $pulcherrimus$))

  • 황운기;류향미;최용환;이승민;강한승
    • 환경생물
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    • 제29권4호
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    • pp.251-257
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    • 2011
  • 코발트는 자연적으로 암석, 토양 물 등에서 발견되는 요소일 뿐만 아니라 산업화에 의해 생성되는 유해물질 중의 하나이다. 환경에서는 코발트 (II)와 코발트 (III)의 두 가지 산화물로 존재하며, 연안 해역으로 유입 시 먹이연쇄를 통해 해양생태계 전반에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구는 유용 수산생물로써 조간대 암반 지역에 서식하는 말똥성게($Hemicentrotus$ $pulcherrimus$)를 이용하여 cobalt (Co (II); 10, 100, 500, 1000, 2500 ppb)가 배우자 및 배아에 미치는 독성 영향을 조사하였다. 성숙한 말똥성게($H.$ $pulcherrimus$) 체강에 0.5 M KCl를 주입하여 방란 및 방정을 유도하였으며 수컷은 흰색 또는 크림색 정자를 분비하고 암컷은 노란색 또는 오렌지색 난자를 분비하였다. 실험은 30분 내에 배우자를 수집한 후 실행하였다. 수정률 및 배아 발생률을 조사하기 위한 실험은 수정 후 각각 10분 및 64시간 실시하였다. 수정률은 대조군과 실험군과의 유의적인 변화가 없었다. 배아발생률은 대조군에서 90% 이상 나타났고 실험군에서는 농도 의존적으로 유의적인 감소를 나타냈다. 말똥성게($H.$ $pulcherrimus$)의 정상 배아 발생에 대한 Co (II)의 독성치는 반수영향농도($EC_{50}$) 71.84 ppb와 95% Cl 16.71~203.36 ppb로 나타났다. 또한 무영향농도(NOEC)는 <10 ppb로 나타났고, 최소영향농도(LOEC)는 10 ppb로 나타났다. 본 연구 결과, Co (II)가 연안해역에 유입시, 10 ppb 이상의 농도로 존재할 경우 말똥성게($H.$ $pulcherrimus$)와 같은 연안정착성 생물의 초기 배아 발생단계는 심각한 영향을 받을 것으로 사료된다.

배양액 및 산소농도가 돼지 체외수정란의 발달에 미치는 영향 (Effects of Culture Media and Oxygen Concentration on In Vitro Development of Porcine IVM/IVE Embryos)

  • 최창용;조상래;최선호;김현종;한만희;강다원;신용원;한재희;손동수
    • 한국수정란이식학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.155-160
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    • 2007
  • 본 연구는 돼지 체외수정란 생산효율을 향상시켜 돼지의 품종개량, 형질전환 돼지생산 등과 멸실위험에 처해 있는 유전자원의 보존을 위한 기술로 활용하기 위해 미성숙 난포란의 적정 체외성숙 시간을 알아보고, 배양액의 종류 및 체외 배양시의 산소 농도에 따른 체외수정란의 생산 효율을 확인한 결과는 다음과 같다. 1. 돼지 미성숙 난포란의 체외성숙 시간별 제2감수분열중기(M II)까지 성숙된 비율이 체외성숙 38, 40, 42시간째에 각각 61.1%, 42.9% 및 69.6%를 나타내어 그 비율이 70% 미만으로 낮은 반면, 체외성숙 44, 46, 48시간째에 각각 73.7%, 94.1% 및 100%의 체외성숙률을 나타내어 최소한 44시간 이상의 체외성숙이 필요한 것으로 조사되었다. 2. 체외배양액의 종류에 따른 배반포 발달률이 NCSU-23 18.8%, PZM-5 16.3%를 나타내어 유의적인 차이를 보이지 않았으며(p>0.05), 산소분압에 따른 배반포 발달률이 5% 산소분압에서 11.9%, 20%의 산소분압에서 15.8%를 나타내어 두 군간의 유의한 차이는 보이지 않았다(p>0.05). 3. 체외배양 7일째 발달된 배반포 수정란의 총세포수는 40개 내 외를 나타내었다. 이상의 결과, 돼지 미성숙 난포란의 체외성숙 시간은 44시간 정도가 적정한 것으로 확인되었으며, 서로 다른 배양액과 산소농도가 돼지 체외수정란의 배발달에 있어서 유의적인 차이를 나타내지는 못하였다.