• 한국습지학회지
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• 제25권1호
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• pp.35-47
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• 2023

한국 시설원예 농업과 수경(양액)재배 방식은 증가하는 추세로 발생되는 배액(폐양액)의 관리 필요성이 확대되고 있다. 본 연구에서는 배출되는 폐양액의 비료 성분 양을 가격으로 평가하여 수처리비용 절감과 비료성분 재활용이라는 두가지 측면에서 기술개발과 활용 가능성을 알아보았다. 연구는 배출 배액의 수질환경 특성을 분석한 선행연구에서 제시한 분석결과를 바탕으로 비료성분의 유실 경제성을 평가하는 것으로 배출되는 배액의 총 배출량은 연간 259.7L·m2·^-1을 적용하여 분석에 사용하였다. 토마토, 파프리카, 오이, 딸기 등 작물별 배액(폐양액)의 주요 수질 분석 결과를 바탕으로 평가하였으며, 인(P) 성분의 경우 인산(P₂O₅)의 양으로 환산하여 분석되었다. 질소(N)의 양은 토마토 1145.90kg·ha^-1, 파프리카 920.43kg·ha^-1, 오이 804.16kg·ha^-1, 딸기가 405.83kg·ha^-1로 평가되고 P₂O₅의 비료성분은 파프리카 830.65kg·ha^-1, 토마토 622.32kg·ha^-1, 오이 477.67kg·ha^-1, 딸기 240.9·ha^-1의 양만큼 배출하는 것으로 계산할 수 있다. 이 외에도 칼륨(K), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg)을 비롯해 철(Fe), 망간(Mn) 등 미량원소도 배출되는 것으로 분석되었다. 시중판매 비료가격을 기준으로 평균하여 계산한 항목별 kg당 가격은 질소(N) 860.7원, 인(P) 2,378.2원, 칼륨(K) 2,121.7원, 칼슘(Ca) 981.2원, 마그네슘(Mg) 1,036.3원, 철(Fe) 126,076.9원, 망간(Mn) 6,232.1원, 아연(Zn) 15,825.0원, 구리(Cu) 31,362.0원, 붕소(B) 4,238.0원, 몰리브덴(Mo) 149,041.7원으로 평가할 수 있다. 시중판매 비료가격을 기준으로 평균하여 계산한 항목별 kg당 가격과 앞서 분석한 작물별 폐양액의 농도, 수경재배의 평균적인 연간배출량 등을 종합적으로 고려하여 연간 유실되는 작물별 비료 유실액을 산출하였다. 분석결과 토마토의 경우 6,995,622.3원, 파프리카는 7,384,923.8원, 오이는 5,091,607.9원의, 딸기는 2,429,290.6원으로 평가되어 수경재배 4가지 작물 평균은 1ha 재배면적 기준 5,475,361.1원의 비료성분 유실이 확인되었다. 수경재배 배액을 하천으로 유출시켜 오염원으로 처리하는것 보다 배출 전 자체 처리 또는 타작물 활용을 통해 관리한다면 수처리 비용 절감과 더불어 가치있는 재이용 가능한 비료성분이 될 수 있다고 기대하였다.

• 생태와환경
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• 제37권1호통권106호
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• pp.78-86
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• 2004

본 연구는 한강하류의 부영양화에 미치는 환경요인과 chlorophyll-a의 상관성을 파악하기 위하여 2001년 2월 24일부터 2002년 2월 9일까지 격주로 시료를 분석하였다. 수온은 $0.5^{\circ}C$에서 $26.4^{\circ}C$로 전형적인 온대성 기후를 나타내었고, pH는 약산성에서 약알칼리성을 보였다. TN과 TP의 농도 범위는 각각 1.68${\sim}$20.96 mg $L^{-1}$, 0.02${\sim}$1.17 mg $L^{-1}$이었고, TN/TP 비는 22.46로 상대적으로 높은 질소원을 보였다. Chlorophyll-a 는 2.3${\sim}$136.3 ${\mu}g\;L^{-1}$로 계절별 변이가 컸으며, 이를 물리 ${\cdot}$ 화학적 환경요인과 상관분석을 한 결과, 정의 상관계수를 나타내는 요인은 BOD. COD. pH. $NH_4\;^+$-N, TP. TN. 전기전도, $PO_4\;^{3-}$-P등의 순서였고, 부의 상관관계는 $NO_3\;^-$-N으로 나타났다. 한편 환경요인의 요인분석 결과, 제1요인은 "영양염류 요인"으로 전기전도도, BOD, COD, 부유물질, TN, TP, $NH_4\;^+$-N, $PO_4\;^{3-}$-P로 구분되었고, 제2요인은 "기후변동의 요인"으로 수온과 DO로 나타났으며, 제3요인은 "식물플랑크톤의 물질대사요인"으로 pH와 $NO_3\;^-$-N으로 나타났다. 요인분석의 3가지 요인 중에서 제1요인이 43.08%로 제2요인과 제3요인이 각각 18.84%와 14.28%로 한강하류수역의 수질 특성은 영양염류인자에 따른 영향이 크다고 판단된다. Chlorophyll-a의 농도와 환경요인의 상관관계를 바탕으로 단계적 회귀분석 후 표준화한 결과, 결정계수 (Ra)가 0.32로 전기전도도, $PO_4\;^{3-}$-P, $NO_3\;^-$-N,$NH_4\;^+$-N이 chlorophyll-a의 변화에 크게 작용하는 것으로 파악되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.279-289
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• 2000

본 연구에서는 정수공정에서 응집제 종류와 고액분리방법이 조류제거에 미치는 영향을 조사하였다. 따라서, 원수의 특성을 탁도, $KMnO_4$ 소비량, UV-254, chlorophyll-a 등으로 파악하고 이들 수질인자간의 상관관계를 분석하였다. 또한 시판중인 Alum계열 응집제(Alum, PAC, PACS)가 조류제거에 미치는 영향을 실험실 쟈테스트를 이용하여 탁도 및 유기물제거, pH 저하특성 및 알카리도 소모특성 및 개체수 제거율 등으로 연구하였다. 상관관계 분석에 의하면 유기물항목인 UV-254, $KMnO_4$ 소비량, chlorophyll-a와 탁도의 상관계수는 각각 0.775, 0.674 및 0.623으로 상관성이 매우 높은 것으로 나타났다. 조류발생시 응집제 종류별 응집침전에서 유기물 제거특성은 조류의 농도가 적을 경우에는 유사한 효율을 보였으나 조류농도 증가에 의한 높은 유기물 농도($KMnO_4$ 소비량 20mg/l 이상)와 높은 탁도(100NTU 이상)에서는 PAC, PACS와 같은 무기고분자 응집제가 Alum보다 제거효율이 우수하였다. 조류번성시 응집공정을 거친 후 침전과 부상공정의 비교실험에서 부상분리공정을 사용할 경우 Alum이 모든 분석항목에서 고분자 응집제인 PAC, PACS보다 우수하였으며, 95% 이상의 제거율을 나타내었다. 반면에 PAC와 PACS의 경우는 침전공정이 부상공정보다 효율이 높았으며, $KMnO_4$ 소비량의 경우 부상법 제거율의 2배 이상 효율을 보여주었다. 따라서 조류제거를 향상시키기 위해서는 Alum을 사용할 경우 부상분리, PAC, PACS를 사용할 경우 침전공정이 바람직한 것으로 나타났다. 대상원수에서는 남조식물문의 Microcystic와 녹조식물문의 pediastrum simplex 등 두 가지의 속이 다수 속으로 출현하였으며, Alum, PAC, PACS의 투입후 침전실험에서 27%, 45%, 22%의 조류개체수의 제거율을 보였으나, 용존공기부상법(DAF)을 적용한 경우에는 모든 응집제에서 동, 식물플랑크톤 모두가 100%에 가까운 제거율을 보여주었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.331-340
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• 2000

기존의 2상 생물학적 유동상은 산소 공급의 한계 및 유동 분산판 폐쇄 등의 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 3상의 선회류 유동상을 고안하여 그 운전특성을 연구하였다. 합성 폐수의 평균 TOC농도는 약 $70mg/{\ell}$($62{\sim}84mg-TOC/{\ell}$)이었고, HRT는 1.6시간, 평균입경이 0.397 mm인 모래의 충전량을 200에서 $600m{\ell}/{\ell}$까지 단계적으로 변화시키며, 미생물의 농도 및 처리 수질을 측정하였다. 실험 결과 기존 유동상 반응기의 분산장치의 폐색과 산소공급의 제한 등 연속운전에 지장을 주는 단점을 보완할 수 있었다. 실험 기간 중에 반응조의 DO의 농도는 $3mg/{\ell}$이상을 유지할 수 있었으며, TOC 제거율은 91~94 %, MLVSS농도는 $2,360{\sim}3,860mg/{\ell}$, F/M 비는 $0.59{\sim}1.04kg-TOC/kg-MLVSS{\cdot}day$, 생물막의 두께는 $35{\sim}71{\mu}m$, Media-g당 MLVSS는 8.4~17.3 mg/g, 그리고 슬러지 발생량은 $1.08{\sim}2.35kg-SS/m^3{\cdot}day$의 변화를 보였다. 충전량에 따른 MLVSS농도 변화를 분석한 결과 충전량이 $400{\sim}450m{\ell}/{\ell}$일 때 MLVSS농도를 가장 높게 유지할 수 있었고, Media-g당 MLVSS농도 측면에서는 충전량이 $250m{\ell}/{\ell}$일 때 가장 높은 농도를 유지할 수 있었다. 유출수의 SS는 $350{\sim}450m{\ell}/{\ell}$에서 낮게 나타났다. 적정 처리효율에서 F/M 비가 낮고, 슬러지 발생량이 적은 최적조건에서의 생물막의 두께는 약 $54{\mu}m$, g-Media당 MLVSS의 농도는 13 mg이였으며, 충진량은 $350{\sim}400m{\ell}/{\ell}$(35~40%)임을 알 수 있었다. 최적 충전 상태에서 광학 현미경으로 Media를 관찰할 때 Epistylis sp.의 고착성미생물을 일부 관찰할 수 있었으며, Media 표면을 전자현미경으로 촬영한 결과 구균류가 부착 성장하는 것을 알 수 있었다.

• 원예과학기술지
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• 제33권3호
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• pp.403-408
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• 2015

색도는 고추의 품질을 결정하는 중요한 요인으로, 색도 측정을 위해 high-performance liquid chromatography(HPLC), thin layer chromatography(TLC), ASTA-20 방법 등이 활용되고 있다. 특히 ASTA-20 방법은 간단하고 정확하게 다수의 시료에 대한 색도 분석을 수행할 수 있다는 장점 덕분에 주로 사용된다. 하지만 전처리 과정에 시간이 많이 소요되고 아세톤과 같은 폐시약이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 ASTA-20 방법을 대체하기 위하여 Vis/NIR 초분광 분석법을 활용한 빠른 색도 분석법을 개발하고자 하였다. ASTA-20 방법과 Vis/NIR 초분광 분석법의 상관관계를 분석하기 위하여 총 488점 고춧가루의 색도를 두 가지 방법으로 측정하였다. 이후 무작위로 선발한 366개의 시료를 이용하여 Vis/NIR 초분광 분석법으로 측정한 값으로부터 ASTA 값을 예측하는 부분최소자승법(PLS) 모델을 확립하였다. 모델 개발에 활용하지 않은 122개 시료의 ASTA 값을 PLS 모델을 이용하여 예측하고, ASTA-20 방법으로 측정한 값과 비교해본 결과, 매우 유의성 있는 상관관계($R^2=0.88$)를 나타내 Vis/NIR 초분광 분석법의 신뢰도를 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 개발한 간편하고 빠른 ASTA 값 측정 방법은 전처리 단계를 요구하지 않고, 30분 이내에 100개 시료에 대한 분석을 수행할 수 있어 다수의 고춧가루 색도를 빠르게 측정하는데 유용하게 사용될 것으로 기대한다.

• 동아시아식생활학회지
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• 제25권5호
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• pp.830-841
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• 2015

본 연구에서는 색이 다른 유색미를 이용한 식혜의 이화학적 특성과 항산화 특성을 평가하기 위하여 백미, 현미, 적미, 녹미, 흑미로 식혜를 제조하고, 식혜의 일반성분, pH, 정미성분, 항산화 특성 및 색상을 비교 검토하였다. 유색미 식혜의 일반성분은 조지방을 제외하고, 유색미 종류에 따라 유의적인 차이를 보였으며, 조단백질 함량은 현미 식혜가 가장 높게, 수분, 조지방 및 회분의 함량은 흑미 식혜가 가장 높게 나타났다. 식혜의 pH는 5.58~5.94로 유색미 종류에 따른 유의적인 차이를 보였고(p<0.05), 백미 식혜의 pH가 5.94로 가장 높았다. 정미성분으로 당 함량은 적미 식혜와 흑미 식혜가 가장 높은 $15.07^{\circ}Bx$를 나타냈으며, 환원당은 백미 식혜가, 유리당 함량은 현미 식혜가 가장 높은 값을 나타냈다. 적정산도와 총산도는 흑미 식혜가, 유기산 함량은 백미 식혜에서 가장 높은 값을 나타냈다. 항산화 성분으로 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, 총 안토시아닌 함량은 다른 유색미 식혜에 비해 흑미 식혜가 가장 높은 함량을 보여 각각 7.12 mg GAE/g, 2.32 mg CAE/g, 142.94 mg CGE/g으로 나타났다. 또한 흑미 식혜의 DPPH radical 소거능, 환원력 및 FRAP 법을 이용한 항산화력은 84.25%, 8.78 mg AAE/g, 7.32 mg AAE/g으로 다른 유색미 식혜에 비해 가장 높은 항산화력을 보였으며, 적미 식혜도 상당히 높은 항산화 특성을 나타냈다. 유색미 식혜의 백색도, 적색도 및 황색도는 쌀 자체의 색에 의해 영향을 받아 다른 색상으로 나타났다. 주성분 분석 결과, 백미식혜는 유기산, 환원당, pH 등의 특성과 높은 관련성이, 녹미, 현미 식혜는 식혜의 밝고 노르스름한 색상과 식혜 특유의 풍미를 나타내는 맥아당과 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 또한 적미 식혜는 산과 회분, 수분, 총 폴리페놀 함량과 포도당, 과당 함량, 흑미 식혜는 항산화 성분과 항산화력, 조지방, 조단백, 당도, 적색도와 밀접한 관련이 있었다. 이상으로 유색미를 이용하여 식혜를 제조할 경우, 백미로 만들어진 전통적인 식혜보다 다양한 색상의 식혜 제조가 가능하고, 흑미에 의한 항산화 기능이 우수한 식혜와 현미나 적미에 의한 단맛과 식혜 특유의 풍미가 풍부한 식혜 제조가 가능할 것으로 생각되어, 건강 지향적이며 맛이 더욱 향상된 식혜가 만들어질 수 있을 것으로 생각된다. 그리고 이러한 결과는 유색미 활용도나 식혜의 소비 촉진에 상당한 영향을 미칠 것으로 기대된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권5호
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• pp.25-36
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• 2005

옥동천 유역의 상류에 위치한 명진탄광, 서진탄광, 옥동탄광 등이 1988년 이후 석탄합리화 사업으로 인하여 휴폐광 되었다. 따라서 많은 양의 광산 폐재가 적당한 처리시설이 없이 그대로 유입되어 하류지역의 수질오염을 야기 시킨다. 폐탄광으로부터 유출되는 침출수와 산성광산배수는 pH $2.7\sim4.5$의 강한 산성을 나타내며, 총용존물질은 $1,030\sim1,947mg/L$로 높은 범위를 나타낸다. 또한 Fe, Cu, Cd 같은 중금속의 농도와 음이온인 황산이온 등도 매우 높은 농도를 보인다. 옥동천내에 포함된 중금속의 농도는 Fe>Al>Mn>Zn>Cu>Pb>Cd 순으로 나타났으며, 철의 경우 산성광산배수와 침출수로 부터 옥동천 하류의 수질과 토양의 질을 나타내는 지표가 된다. 구리농도는 풍수기에 공재댐 배출수에서 높은 농도를 나타냈다. 표층수의 수질오염지표는 폐탄광의 산성광산배수가 유입되는 옥동천 본류 상류에서 $16.3\sim47.1$을 나타냈다. 반면에 구광재댐과 신광재댐 및 폐탄광의 배출수가 유입되는 중류에서 $10.6\sim19.5$를, 하류에서는 평균값인 $10.6\sim14.9$를 보여, 상류지역의 폐탄광의 산성광산배수가 옥동천의 주 오염원인 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.85-92
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• 2005

도시하수 1차슬러지의 가수분해와 산발효특성 향상을 위해 슬러지상 형태를 가진 새로운 회분식 및 반연속시 발효시스템의 운전특성을 운전 온도와 pH를 함수로 평가하였다. 본 공정에서 적용한 산세정 슬러리 반응조는 pH 9와 고온($55^{\circ}C$)의 운전조건하에서 비교적 짧은 체류시간내 유출수내 다량의 유기산을 생산하는 우수한 운전특성을 가지고 있다. 가수분해 특성은 대상기질인 슬러지의 특성에 미치는 계절적 특성에 상당한 영향을 받았으나, 반면에 산형성특성은 거의 영향을 받지 않았다. 우기계절을 기준으로 할 때 최적 운전조건하에서의 휘발성 유기산의 생성과 회수율은 $0.18\;g\;VFA_{COD}\;g^{-1}\;VSS_{COD}$과 63.3%이었으며, 발효부산물로써 질소와 인의 용출율은 각각 $0.006\;g\;N\;g^{-1}\;VSS_{COD}$ 및 0.003 g $P\;g^{-1}\;VSS_{COD}$이었다. 실규모 처리장($Q=158,880\;$m^3\;day^{-1}$)에서의 물질수지 결과 우기계절동안의 휘발성 유기산과 비휘발성 유기산의 생산량은 약 $3,110\;kg\;VFA_{COD}\;day^{-1}$ 및 $1,800\;kg\;COD\;day^{-1}$이었는데, 이는 유입 하수기준으로 약 $31\;mg\;COD\;L^{-1}$, $20\;mg\;VFA_{COD}\;L^{-1}$, $0.7\;mg\;N\;L^{-1}$ 및 $0.3\;mg\;P\;L^{-1}$의 수질향상을 가져올 것으로 평가되었다. 이 공정의 적용에 따라 유입하수 $1,000\;m^3$ 당 약 $67 (에너지 비용 제외시)의 경제적 이득이 있으며, 건기계절시에는 이보다 더 높은 경제성을 가질 것으로 기대된다. 또한 본 연구결과 고성능 발효조는 병원성균이 없는 안정화된 고형물 생산, 우수한 고형물 분리특성 및 경제성 등 다양한 장점이 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.805-811
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• 2004

본 연구는 배합 및 재료요인에 따른 저수축 고성능 콘크리트의 기초적 특성 및 건조 자기수축 등 품질 특성에 대하여 검토한 것이다. 실험결과 고성능 콘크리트의 기초적 물성으로 배합요인에 따른 유동성은 W/B 및 단위수량이 작을수록 크게 감소하였고, 공기량은 W/B 변화에 따라 큰 차이가 없었으나, 단위수량 증가에 따라서는 증가하였다. 또한, 압축강도는 W/B가 클수록 크게 나타났고, 단위수량 변화에 따라서는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 재료요인에 따른 유동성은 시멘트의 경우 LPC가 OPC보다 작게 나타났고 SP제는 PS, NS, MS의 순으로 크게 나타났으며, 공기량은 OPC가 LPC보다 많게 나타났고, SP제는 MS PS NS의 순으로 크게 나타났다. 또한, 압축강도는 LPC가 OPC보다 초기재령에서는 작게 나타났지만, 91일 이후에는 유사하게 나타났고, SP제 종류에 따라서는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 건조 및 자기수축은 배합요인에서 W/B가 클수록 단위수량이 작을수록 작게 나타났다. 단, W/B $35\%$ 및 단위수량 $145 kg/m^3$에서는 재령 49일까지 자기수축이 발생하지 않았는데, 이는 팽창재와 수축저감제의 중첩효과에 의해 자기수축이 상쇄된 것으로 분석된다. 재료요인에서 시멘트는 LPC가 OPC보다 작게 나타났고 SP제의 종류는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 따라서, FA, SF, EA, SR를 혼입한 저수축 고성능 콘크리트에서 W/B는 가능한 범위내에서 크게, 단위수량은 적게 되도록 배합설계 하곤 시멘트는 IPC, SP제는 MS를 사용할 때 수축특성이 우수해짐을 알 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제18권3호
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• pp.179-185
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• 2007

본 연구는 자기공명분광법(Magnetic Resonance Spectroscopy: MRS)에 있어서 기존 개발된 Multi-Voxel Spectroscopy (MVS)을 위한 MR 원뿔형 팬톰을 Single voxel spectroscopy (SVS)용으로 개선하여 선정된 Voxel내의 대사물질의 양과 TE 변화에 따른 스펙트럼의 변화를 관찰하였다. 원뿔형 팬톰은 Voxel를 선정하는 위치에 따라서 그 안에 포함되는 대사물질의 양을 변화시킬 수 있다는 점에 착안하여 Voxel안에 포함되는 뇌대사물질의 양과 TE시간에 따른 각 대사물질(NAA, Cr, Cho, Lac 등)의 Peak에 대한 정량적인 분석을 시도하였다. 실험은 3T MRI/MRS 장비에서 이루어졌고, 데이터를 분석하는데 $jMRUI^{(R)}$라는 프로그램이 사용되었다. 실험 및 분석 결과 대체로 Echo Time (TE)가 커질수록 잡음이 감소하는 경향을 확인할 수 있었고 또한 TE가 커질수록, Voxel 안의 뇌대사물질의 양이 적을수록 각 대사물질의 peak intensity가 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 특히 Lactate의 경우, 정위선정된 Voxel안에 가장 많은 양의 대사물질이 포함되었을 때만 스펙트럼 분석이 가능한 정도의 Peak intensity를 얻을 수 있었고 대부분의 TE에서 분석 가능한 것으로 보아 각 대사물질의 intensity는 TE보다는 Voxel내의 대사물질의 양에 더욱 민감하다는 결론을 도출 할 수 있었고, 이러한 Lac에 대한 in vitro 데이터는 정량분석 시에 있어서 in vivo상에서 대사물질의 정량화를 하는 데 있어서 중요한 가이드라인을 제시할 것으로 예상된다. 그러나, 원뿔의 모서리 부분에 표면장력에 의하여 수많은 공기방울이 MR image상에서 관찰되고 또한 MRS상에서 그 스펙트럼을 얻을 수 없었는데 이는 앞으로 원뿔형 MRS 팬톰을 구조적, 기술적으로 더욱 개선해야 할 여지를 남겨두고 있다.