• Journal of Ecology and Environment
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• 제36권3호
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• pp.183-191
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• 2013

Dissolved organic carbon (DOC) concentrations and zooplankton and particulate organic matter (POM) ${\delta}^{13}C$ values were measured in five reservoirs in Korea. Zooplankton ${\delta}^{13}C$ and POM ${\delta}^{13}C$ showed large range from -33‰ to -22‰ and a significant difference among the reservoirs. One eutrophic reservoir, Lake Masan, showed unique characteristics with the highest zooplankton density, the highest ${\delta}^{13}C$, and the highest DOC. Zooplankton ${\delta}^{13}C$ was similar to POM ${\delta}^{13}C$, implying that zooplankton occupies substantial portion of POM or that zooplankton isotopic composition is related to selective grazing and assimilation of food sources from bulk POM. Except Lake Masan zooplankton ${\delta}^{13}C$ values were negatively correlated to DOC concentration in four reservoirs with mostly forest land use. This pattern can be probably attributed to intensive agricultural land use in the watershed of Lake Masan compared to the mostly forest land use in the other watersheds. Understanding the relationship between zooplankton ${\delta}^{13}C$ values and the origin of organic matter associated with watershed characteristics will be valuable to better understand trophic relationships in reservoirs in the summer monsoon region.

• 한국환경과학회지
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• 제29권11호
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• pp.1089-1098
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• 2020

To assess the trophic function of an artificial macroalgal habitat, we compared the stable carbon and nitrogen isotope ratios of two amphipods (Caprella sp. and Ampithoe sp.) and their potential food sources in a transplanted macroalgal habitat (Grateloupia asiatica) with those in a natural habitat. There were no significant differences in the isotopic values of both consumers and their potential food sources between the transplanted and natural habitats. Such isotopic similarities between the two sites indicate a comparable resource consumer relationship. Additionally, our results showed similar isotopic niche areas and high dietary overlap (>65%) of the two amphipods between the transplanted and natural sites, suggesting that the transplanted habitat plays ecological roles similar to the natural habitat. Overall, isotopic assessment can provide information on the trophic function of diverse transplanted macroalgal habitats and improve post-monitoring efforts in the management of artificial ecosystems.

• 대한지리학회지
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• 제43권4호
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• pp.477-494
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• 2008

호수나 습지 퇴적물을 대상으로 동위원소분석을 실시하여 얻은 결과들은, 다양한 해석들을 통해 고기후를 복원하는데 일조할 수 있다. 호소퇴적물의 경우 보통 유기 무기 탄산염 등을 추출하여 산소 탄소 동위원소 분석을 실시하게 된다. 산소동위원소 분석은 과거의 기온과 습도 변화를 정량적 정성적으로 복원하는데 이용되며, 탄소동위원소 분석결과는 호수의 주위환경 변화나 인간의 영향 등을 파악하는데 유용하다. 그리고 고산습지의 피트 층에 존재하는 반부패상태의 물이끼는 탄소동위원소분석의 좋은 시료이며 기온, 대기 중 이산화탄소압 등 고기후 정보를 제공해준다. 해안의 염습지나 염하구 등의 습지지역에서는 육상기원의 유기물과 해상기원의 유기물이 서로 탄소동위원소비율값에서 차이를 보인다는 점을 이용하여 해수면 상승에 관한 연구를 할 수 있다. 또한 탄소동위원소비율이 상이한 C4 식물과 C3 식물이 염도에 따라 분포가 변한다는 점을 이용하여 몬순과 관련된 연구를 할 수도 있다. 우리나라의 경우 아직까지 동위원소분석방법을 이용한 고환경 연구들이 활성화되어있지 않은 상태이며, 이는 연구방법에 대한 관심 부족과 국내에서는 적절한 시료 채취에 어려움이 존재한다는 점에 기인한다. 제주도의 하논, 무제치늪이나 용늪 같은 고산습지, 그리고 해안의 염습지 등에서 얻은 퇴적코어들에 동위원소 분석을 시행하면, 우리나라 고환경 연구에 도움이 되는 흥미로운 결과가 산출될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권2호
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• pp.242-251
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• 2010

이 논문은 장기간에 걸쳐 논 생태계에서 측정된 이산화탄소와 메탄의 순교환량 과 이와 동시에 모니터링된 다양한 환경요소들과의 상관관계들을 살펴보고, 이들 플럭스와 환경 요소 및 생태계 요소들이 어떻게 교환된 이산화탄소와 메탄의 동위원소비에 영향을 미치는 지를 파악하고자 하였다. 생육기간 동안 관측된 이산화탄소 및 메탄의 순교환량은 는 담수기에는 각각 일사량과 토양온도의 변화에 따라 경시적인 변화를 보였으나, 낙수기를 전후해서는 토양에 저장되어 있던 가스들이 낙수 후 확산장벽이 사라짐으로 인해 급격히 대기 중으로 대량 방출되는 경향을 보였다. 이러한 플럭스의 변화는 토양 중에 저장되어 있는 이산화탄소와 메탄의 저장량 감소와 직접적으로 연결되었고, 이에 상응하는 순교환량 중 토양의 기여분 증가와 대기 중 이산화탄소 및 메탄의 농도 증가 및 동위원소비 변화가 관찰되었다. 이러한 변화는 환원상태에서 진행되는 메탄생성의 결과로, 기질인 이산화탄소는 상대적으로 무거운 $^{13}C$ 동위원소가 축적되는 반면, 생성물인 메탄은 가벼운 $^{12}C$ 동위원소가 축적되기 때문으로 판단된다. 따라서, 토양 유래 이산화탄소는 식물체 호흡 유래 이산화탄소와 구분되는 동위원소 특성을 지내게 된다. Keeling plot 혼합 모델로 추정된 이산화탄소와 메탄의 가스교환 동위원소 지문은 담수기와 낙수기에 걸쳐 매우 뚜렷한 변화를 보였으며, 그 변화 정도는 토양 중 가스 저장량, 교환된 플럭스의 크기 및 방향, 이동 경로, 부분적인 방출 이산화탄소의 재흡수도, 메탄의 산화정도 등에 의해 크게 달랐다. 본 연구의 결과들은 자연상태에서 관측된 플럭스와 결합된동위원소 기술이 생태계 내 다양한 가스 교환 메커니즘을 이해하는데 매우 유용한 도구가 될 수 있음을 보여주였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.567-575
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• 2021

석탄화력발전소, 제철소 등 대규모 배출시설이 밀집되어 있는 충청남도 당진시는 지자체 차원에서 대기질 개선과 온실가스 감축 등을 위해 적극 노력하고 있음에도 불구하고 시민들의 건강에 대한 우려가 높다. 이에 본 연구에서는 석탄화력발전소와 외부요인 등이 지역 대기오염에 미치는 영향 파악을 위해 일반적으로 미세먼지 또는 초미세먼지 등의 기원 추적자로 이용하는 탄소 안정동위원소를 활용하여 지역 오염원의 기원을 추정하였다. 또한, 석탄화력발전소로부터의 이격거리를 고려하여 선정한 2지점에 대한 계절별 실측데이터와 선행연구 분석을 통해 구축한 라이브러리 및 역궤적 분석으로 오염원의 기원을 해석하였다. 탄소 안정동위원소비의 분석결과 겨울 > 봄 > 가을 > 여름 순으로 고농도 경향성을 보였으며, 라이브러리와의 매칭결과 이동오염원과 노천소각의 영향이 상대적으로 높은 것으로 분석되었다. 본 연구는 시범연구로 지속적인 모니터링과 데이터 축적을 통한 연구결과의 신뢰성 확보에 주력해야 할 것으로 판단된다.

• 한국축산식품학회지
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• 제33권1호
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• pp.39-44
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• 2013

Origin authenticity of the animals used as food has always been a major concern to consumers around the world. In the past twenty years, a stable isotope ratio has been used for origin authentication. In this study, pork samples, both local and imported, were collected from the major markets from all around South Korea and analyzed for stable isotope ratios of nitrogen (${\delta}^{15}N$‰) and carbon (${\delta}^{13}C$‰), using Isotope Ratio Mass Spectrometry (IR-MS). A total of 599 samples with 335 Korean and 264 imported from 13 countries within America and Europe were investigated in accordance to the standard established methods for isotope ratio analysis. The results showed a significant variation related to the origin of the samples, explaining the difference in the feeding styles of the pork in each country. The stable isotope ratio values of carbon (${\delta}^{13}C$‰) were found in the decreasing order of: America ($-15.55{\pm}1.01$‰)>Korea ($-19.62{\pm}0.89$‰)>Europe ($-24.79{\pm}1.35$‰). Canada was having ${\delta}^{13}C$ ratio of $-22.87{\pm}0.92$‰, which is very low in the region of America and very close to Europe (-23.78 to -27.17‰). For nitrogen ${\delta}^{15}N$‰ the order was: America ($4.92{\pm}0.71$‰)>Europe ($4.54{\pm}0.66$‰)>Korea ($3.69{\pm}0.54$‰), with a slight variation among countries in each region studied. From the results it was concluded that the stable isotope ratio of the pork samples from different countries provide enough information about the origin and is therefore a potential tool which can be employed for origin authentication.

• 생태와환경
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• 제40권1호
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• pp.93-102
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• 2007

남한강과 북한강 상류지역에 위치한 11개 하천을 대상으로 강우 시 발생하는 탁수의 생지화학적 특성을 조사하였다. 강우 시 하천에서 POM와 DOM의 유출특성은 유량변동에 따라 다르게 나타났으며, 특히 POM의 유출은 하천의 유역특성과 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 강우의 영향에 따라 DOM내 용존 부식물질(Humic substance)의 비율을 반영하는 SUVA값이 증가하였고, 이는 하천유역으로부터 난분해성유기물의 유입이 증가함을 의미한다. 강우 시 발생된 탁수의 생지화학적 특성을 분석한 결과 농경지역에서 유출되는 탁수가 삼림지역으로부터 유출되는 탁수보다 안정탄소동위원소비가 약 $1{\sim}2%_{\circ}$정도 높게 나타났다. 이는 상대적으로 안정탄소동위원소비가 높은 $C_4$계열의 작물이 농경지역에서 우세한 경우 또는 삼림지역으로부터 유출된 탁수에서 주로 $C_3$계열의 식물체의 리그닌(Lignin)의 함량이 높기 때문이다. 유기물의 기원에 따라 Isotopic mass balance를 적용한 결과 농경지나 경작지의 비율이 높아질수록 $C_4$계열 작물의 기여도가 높아지고 이에 따라 탄소동위원소비가 증가하는 경향을 보였다. 본 연구결과를 바탕으로 안정탄소동위원소를 이용한 탁수 연구는 유기물의 기원특성을 연구하는데 유용한 지표가 될 수 있다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.435-437
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• 2003

In order to investigate processes and factors controlling the chemical and isotopic compositions of the Han River, seasonal studies were carried out. The North Han River was much lower in the concentrations of total dissolved solids (TDS), dissolved inorganic carbon (DIC) and major ions than the South Han River, but higher in $SiO_2$ concentration, $\delta$$^{34}$ $S_{so4}$ value and $^{87}$ Sr/$^{86}$ Sr ratio. This indicates that the chemical and isotopic compositions of the Han River were strongly controlled by the geology of their drainage basins: silicate rocks in the North Han River and carbonate rocks in the South Han River. The $\delta$$^{34}$ $S_{so4}$ values were relatively higher in the North Han River (5.90$\pm$1.46$\textperthousand$)) than in the South Han River (3.48$\pm$0.73$\textperthousand$). This implies that dissolved S $O_{4}$$^{2-}$ in the North Han River might be mostly derived from deposition of atmospheric sulfates, whereas in the South Han River from oxidation of sulfide minerals in the abandoned poly-metallic deposits and the coal-bearing sedimentary rocks distributed over the upstream as well as deposition of atmospheric sulfates. The $^{87}$ S $r^{86}$ Sr ratios in the North Han River were distinctly higher than those in the South Han River, reflecting water-rock interaction with different rock types.pes.

• 보존과학연구
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• 통권23호
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• pp.197-214
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• 2002

It is very important to determine the age of the Cultural Properties in archeology. In about 1950, W.F. Libby and a team of scientists at the University of Chicago developed the Radiocarbon Dating technique. Radiocarbon($^14$C) Dating is probably one of the most widely used and best known absolute dating methods. Radiocarbon ages are conventionally specified to the year 1950. This year is 0 BP year. BP is the initial of Before Present. The $^14$C within an organism is continually decaying into stable carbon isotopes. When $^14$C decays, it emits a $\beta$ - particle with an energy content of 156 KeV and becomes 14N. Only the $\beta$ - particle is detected by Liquid Scintillation Counting. $^14$C has a half life of 5730 years. It has been used to date samples as old as 50,000 years. Radiocarbon determinations can be obtained on organic material : wood, charcoal, shell, etc. The results of radiocarbon dating using Benzene Synthesizer and Liquid Scintillation Counter are KCP539 $4030\pm60$BP year, KCP540 $3980\pm60$BP year, KCP575 $4870\pm50$, KCP576 $100\pm50$BP year, KCP577 $130\pm50$BP yea and KCP578 $210\pm70$BP year.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권1호
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• pp.57-66
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• 2007

일반적으로 천연가스는 대부분의 $^{12}C$로 구성되어 있고 탄소 동위원소 $^{13}C$ 성분이 약 1.1％가 분포되어 있다. $^{13}C$은 안정한 동위원소로써 의학, 약리학, 농학 등 많은 분야에 트레이서 물질로 사용되는 중요한 원소이다. 따라서 가스 성분의 탄소로부터 $^{13}C$를 분리 및 농축하는 기술 개발은 고부가가치 제품을 생산할 수 있으며, 새로운 탄소 소재 산업의 개발 가능성을 부여할 것이다. 안정적인 $^{13}C$ 동위원소를 극저온 증류로 분리하는 일반적인 두가지 방법이 있는데 첫번째는 천연가스로부터 $^{13}CH_4$ 동위원소를 농축하는 방법이고 또 다른 방법은 $CH_4$와 $H_2O$의 화학 반응을 통하여 얻어진 $^{13}CO$를 증류를 통해 농축하는 방법이다. 본 연구에서는 LNG 또는 NG로부터 $^{13}C$ 동위원소를 분리 농축하기 위하여 상용 공정모사기를 사용하여 Rigorous한 극저온 증류 공정모사를 수행하고 검토하였다. $^{13}CH_4$와 $^{12}CH_4$간의 상대 휘발도나 분리도의 값이 매우 작아 공정 설계 및 $^{13}C$의 효과적인 분리 및 농축 작업은 특수한 전략 및 Feasibility Study가 필요하다. SRK 상태방정식의 Acentric factor를 증기압 데이터에 부합하는 Acentric factor 값을 구하여 농축 전략 및 Feasibility Study에 따른 최적화된 공정 조건으로 극저온 증류를 통한 $^{13}C$의 분리 효율 및 농축 경향을 예측할 수 있었다. 회분식 및 연속식 극저온 증류공정의 여러 가지 운전 전략을 연구하고 공정의 기본 설계를 제안하였다. 본 연구에서는 $^{13}C$의 극저온 분리의 효과적인 설계 및 운전 방법을 제시할 수 있었다.