• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제9권4호
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• pp.228-236
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• 2022

하천의 안정성과 이용도를 높이기 위하여 설치하는 하천 호안이 최우선으로 여기는 가치는 홍수에 견딜 수 있는 치수적인 안전성 확보이다. 이러한 구조물은 물의 하천의 안정성을 확보하면서 호안의 세굴을 막기위해 설치된다. 기존에 하천에 설치된 호안 기술은 사석, 돌망태 및 콘크리트 등으로 구성되어 있다. 하지만 사석 및 돌망태 기술은 급격한 홍수로 인해 쉽게 유실 및 파괴되는 단점을 지니고 있으며, 콘크리트 기술은 소재의 안정성은 강하지만, 물속에 오랜 시간동안 존재할 경우 수생태계에 악영향을 미치는 강염기가 약 10년간 용출되고, 콘크리트 표면에 식생이 성장하지 못하기 때문에 환경 및 생태적인 이유로 문제가 되고 있다. 이에 피마자유에서 추출된 바이오폴리머 소재를 활용하여 다층다공성 하천호안보호기술을 개발하였으며, 한국건설기술연구원 안동하천실험센터에서 실규모 하천실험을 통해 수리학적 안정성 검토결과, 유속 8.0 m/s 및 최대 허용 소류력은 67.25 kg_f/m² (659.05 N/m²)에서 수리적인 안정성을 확인하였다.

• 생태와환경
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• 제54권4호
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• pp.265-271
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• 2021

갑각류 외골격은 키틴질로 이루어져 있고 외부자극에 보호와 지지를 위해 주요한 기능을 한다. 수환경은 물리적 변화뿐만 아니라 다양한 해양 오염에 끊임없이 영향을 받고 그 환경에 서식하는 생물은 생존을 위해 생물학적으로 반응한다. 본 연구에서는 이르가롤 독성노출이나 퇴적환경 중금속 분포에 따라 서식하는 칠게의 외골격 표면조도 분석을 통한 생태독성 종말점이 될 수 있음을 제시하였다. 칠게의 외골격 표면 조도는 이르가롤 노출에 대해 거칠기(Ra)도 감소하고 조도 변이(variation)도 줄어들었다. 또한 해양 연안 퇴적물 내 중금속(Cd, Pb, Hg) 분포에 따라 서식하는 칠게에서 표면 거칠기 및 변이가 변화하는 것을 확인하였다. 이러한 외골격 표면 거칠기의 변화는 외부환경 스트레스 요인에 따른 칠게의 생물학적인 반응 종말점(end-point)을 나타내며 나아가 외골격의 보호, 지지, 수송 등의 기능적 면에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 이러한 접근방법은 공학과 생물의 융합적 기술로 수환경 모니터링을 위한 유용한 방법으로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권spc1호
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• pp.1167-1181
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• 2021

녹조 현상과 관련하여 독성물질을 배출하는 남조류 4종의 경우 유해 남조류로 지정하여 관리하고 있으며, 물리적인 모형을 이용한 예측 정보도 함께 발표하고 있다. 그러나 조류는 살아 있는 생명체로 물리 역학에 따른 예측에 어려움이 있으며, 기상, 수리·수문, 수질 등 수많은 인자에 의한 영향을 고려하기가 쉽지 않다. 따라서, 최근 머신러닝을 이용한 녹조발생 예측 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 경북 영천에 소재한 보현산댐과 영천댐을 대상으로 랜덤 포레스트 모형을 이용하여 유해남조류 발생에 영향을 미치는 수질인자의 특성중요도를 분석해 보았으며, 이 중 가장 높은 특성중요도를 나타낸 수온을 이용하여 머신러닝과 딥러닝을 이용하여 유해남조류 발생을 예측하고 그 정확성을 확인하였다. 특성중요도 분석 결과, 수온과 총질소(T-N)이 공통적으로 높게 나왔으며, 인공신경망(ANN)을 이용한 유해남조류 발생예측에서도 실제와 근접한 값이 예측되어 앞으로 녹조관리를 위해 유해남조류 예측이 필요한 저수지의 경우 이를 활용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국환경보건학회지
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• 제48권4호
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• pp.227-235
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• 2022

Background: Abandoned metal mines are classified as vulnerable areas with the highest level of soil contamination among risk regions. People living near abandoned metal mines are at increased risk of exposure to toxic metals. Objectives: This study aimed to evaluate the correlation between soil contamination levels in areas around abandoned metal mine and the blood lead levels of local residents. Moreover, we assess the possibility of using soil contamination levels as a predictive indicator for human exposure level. Methods: Data from the Survey of Residents around Abandoned Metal Mines (2013~2017, n=4,421) and Investigation of Soil Pollution in Abandoned Metal Mines (2000~2011) were used. A random coefficient model was conducted for estimation of the lower level (micro data) of the local resident unit and the upper level (macro data) of the abandoned metal mine unit. Through a fitted model, the variation of blood lead levels among abandoned metal mines was confirmed and the effect of the operationally defined soil contamination level was estimated. Results: Among the total variation in blood lead levels, the variation between abandoned mines was 18.6%, and the variation determined by the upper-level factors such as soil contamination and water contamination was 8.1%, which was statistically significant respectively. There was also a statistically significant difference in the least square mean of blood lead concentration according to the level of soil contamination (p=0.047, low: 2.32 ㎍/dL, middle: 2.38 ㎍/dL, high: 2.59 ㎍/dL). Conclusions: The blood lead concentration of residents living near abandoned metal mines was significantly correlated with the level of soil contamination. Therefore, in biomonitoring for vulnerable areas, operationally defined soil contamination can be used as a predictor for human exposure level to hazardous substances and discrimination of high-risk abandoned metal mines.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제25권12호
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• pp.626-636
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• 2022

Shellfish are exoskeleton-bearing aquatic invertebrates that consume various organic and inorganic substances floating in seawater through filter feeding. Heavy metals are known as absorbed and accumulated in seawater. Some of the toxic heavy metals are highly accumulated in seawater, and exposure to them can cause a variety of risks to the human body. Since Koreans like to eat seafood, they are more likely to be exposed to contaminated seafood with heavy metals. In this study, nine types of heavy metals were analyzed on ten different shellfish species in the coastal area of South Korea. The risk assessment was also done on shellfish in which heavy metals were detected. Zinc (Zn) and copper (Cu) were identified at an average of 56.7 mg/kg (6.70 to 466 mg/kg) and 13.2 mg/kg (0.064 to 143 mg/kg), respectively. Lead (Pb) average of 0.208 mg/kg (0.000750 to 1.02 mg/kg), cadmium (Cd) average of 0.454 mg/kg (0.0388 to 1.56 mg/kg) and mercury (Hg) average of 0.0266 mg/kg (0.00548 to 0.174 mg/kg) were identified. Additionally, arsenic (As), chromium (Cr), nickel (Ni), and silver (Ag) were also identified as average concentrations of 4.02 (0.460 to 15.0 mg/kg), 0.167 (< limit of quantification [LOQ] to 0.820 mg/kg), 0.281 (< LOQ to 1.46 mg/kg), and 0.158 mg/kg (< LOQ to 1.15 mg/kg). The result indicates that the monitoring results of heavy metals in most shellfish satisfied the Korean standard. However, Pb and Cd have exceeded some foreign standards, such as the United States and the EU. The permissible human exposure calculated using the heavy metal intake and detection amount was lower than the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives human safety standard, and the risk of heavy metals from shellfish consumption was at an acceptable level.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권6호
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• pp.373-380
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• 2023

국내 이상기후현상과 기후변화로 인해 하천, 호소에 조류의 과대성장이 빈번히 발생하고 있다. 하천의 조류는 녹조류, 남조류, 규조류, 기타조류 등으로 분류되며, 남조류 중 일부 종은 악취 유발과 독성물질의 배출로 문제를 야기하고 있다. 국내에서는 조류경보제를 시행하고 있으며, 이는 유해남조류세포수에 따라 발령이 된다. 이렇듯 유해남조류 측정은 매우 중요하며, 현재 조류의 분석방법은 현장샘플을 하여 조류검경을 통해 녹조류, 남조류, 규조류 중 유해남조류를 구분하여 세포수를 산정하기 때문에 시간이 많이 소요된다. 최근 원격탐사를 통해 남조류세포수의 대체 인자(지표)인 Phycocyanin을 통해 조류농도를 분석하고 있으나, 남조류세포수 분석에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 실제 하천에서 발생한 조류를 채취하여 조류검경을 통해 남조류세포수를 검경하였으며, 광학센서로 Phycocyanin농도, 초분광센서를 통해 조류스펙트럼을 취득하고, 이를 통해 남조류세포수 추정식을 산정하여 남조류세포수를 추정하였다.

• 한국균학회지
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• 제50권1호
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• pp.31-40
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• 2022

비병원성 야생효모로부터 대장에서의 독성물질 활성화에 관여하여 대장암을 유발시키는 효소 중의 하나인 β-glucuronidase를 저해하는 물질을 생산하기 위하여 대전광역시 월평공원으로부터 분리 동정한 야생효모들 중 비병원성 야생효모들을 선별하여 배양 상등액과 무세포 추출물을 각각 제조한 후 β-glucuronidase 저해활성을 측정하였다. 133균주의 비병원성 야생효모들 중 C. oleophila WP5-19-1의 무세포추출물이 49.0%의 가장 높은 저해활성을 보여 우수 균주로 최종 선발하였다. β-Glucuronidase 저해물질 최적 생산 조건은 C. oleophila WP5-19-1를 초기 pH를 6.0으로 조정한 dextrose 5% 함유한 potato dextrose 배지에 접종하여 30℃에서 24시간 배양하였을 때였고 이때 IC₅₀값; 8.4 mg으로 가장 높은 저해활성을 보였다. C. oleophila WP5-19-1의 β-glucuronidase 저해물질을 한외여과와 Sephadex G-50으로 gel 여과를 실시하여 부분 정제하였고 이들은 30-60℃, pH 6.0-9.0에서 80% 이상의 잔존 저해활성을 보여 안정하였다. 또한 철, 구리, 아연과 같은 중금속 이온들은 저해활성을 활성화시켰다.

• 분석과학
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• 제19권1호
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• pp.86-95
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• 2006

현재 가동 중인 생활폐기물 소각시설에서 배출되는 소각재의 수세처리에 의한 유기화학물질 용출특성을 확인하기 위해 GC/MSD로 정성 분석을 하였다. 바닥재 및 비산재에서 각각 44종 및 17종의 다양한 유기화합물질을 확인하였다. 이러한 정성분석은 각 피크의 질량스펙트럼에 대한 Library(NIST21, NIST107, WILEY229) 검색 후 일치도가 90% 이상인 유사지표(similarity index)에 의해 수행되었다. 바닥재는 Naphthalene 그리고 Phenanthrene인 2종의 다방향족화합물(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)을 포함한 18종의 방향족화합물과 사슬모양의 탄화수소인 26종의 지방족화합물을 검출하였다. 비산재의 경우 잔류성유기오염물질(Persistent Organic Pollutants, POPs)인 헥사클로로벤젠(Hexachlorobenzene, HCB)을 포함한 10종의 방향족화합물과 7종의 지방족화합물을 정성적으로 확인하였다. 또한, 바닥재와 비산재의 용출액과 용출잔사의 용출특성을 비교분석한 결과, 바닥재에서는 Ethenylbenzene, Benzaldehyde, 1-Phenyl-ethanone 그리고 1,4-Benzenedicarboxylic acid dimethyl ester 등이, 비산재에서는 Naphthalene, Dodecane, 1,2,3,5-Tetrachlorobenzene, Tetradecane, Hexadecane 그리고 Pentachlorobenzene등의 유기화합물이 수층으로 용출되는 결과를 얻었다. 따라서 소각재 중 비산재 및 바닥재가 단순 매립될 경우 유기화합물에 의한 침출수 및 지하수, 토양 등 2차 오염이 발생할 것으로 추정되며, 이러한 2차 오염을 방지하기 위해서 소각재에 함유되어 있는 다양한 종류의 유기화학물질의 용출특성을 조사하여 이에 대한 효율적이고 적정한 관리가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 방사선산업학회지
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• 제17권3호
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• pp.299-307
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• 2023

Given that toxic substances are diffused by the various movements of the atmosphere, it is very important to evaluate the risks associated with this phenomenon. When analyzing the behavioral characteristics of these atmospheric diffusion models, the main input data are the wind speed and wind direction among the meteorological data. In particular, it is known that a certain wind direction occurs in summer and winter in Korea under the influence of westerlies and monsoons. In this study, synoptic meteorological observation data provided by the Korea Meteorological Administration were analyzed from January 1, 2012 to the end of August of 2022 to understand the regional wind characteristics of nuclear power plants and surrounding areas. The selected target areas consisted of 16 weather stations around the Hanbit, Kori, Wolsong, Hanul, and Saeul nuclear power plants that are currently in operation. The analysis was based on the temperature, wind direction, and wind speed data at those locations. Average, maximum, minimum, median, and mode values were analyzed using long-term annual temperature, wind speed, and wind direction data. Correlation coefficient values were also analyzed to determine the linear relationships among the temperature, wind direction, and wind speed. Among the 16 districts, Uljin had the highest wind speed. The median wind speed values for each region were lower than the average wind speed values. For regions where the average wind speed exceeds the median wind speed, Yeongju, Gochang, Gyeongju, Yeonggwang, and Gimhae were calculated as 0.69 m s^-1, 0.54m s^-1, 0.45m s^-1, 0.4m s^-1, and 0.36m s^-1, respectively. The average temperature in the 16 regions was 13.52 degrees Celsius; the median temperature was 14.31 degrees and the mode temperature was 20.69 degrees. The average regional temperature standard deviation was calculated and found to be 9.83 degrees. The maximum summer temperatures were 39.7, 39.5, and 39.3 in Yeongdeok, Pohang, and Yeongcheon, respectively. The wind directions and speeds in the 16 regions were plotted as a wind rose graph, and the characteristics of the wind direction and speed of each region were investigated. It was found that there is a dominant wind direction correlated with the topographical characteristics in each region. However, the linear relationship between the wind speed and direction by region varied from 0.53 to 0.07. Through this study, by evaluating meteorological observation data on a long-term synoptic scale of ten years, regional characteristics were found.

• 공업화학
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• 제35권3호
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• pp.222-229
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• 2024

독성이 없고 자극이 적은 환경친화적인 천연색소 사용이 증가하고, 건강에 관심을 가지는 사람이 많아짐에 따라 인체에 유익한 물질을 함유한 천연 추출물에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 이에 따라 본 연구에서는 용매추출법을 이용하여 새싹보리로부터 천연 색소를 추출하고 추출공정의 최적화를 위해 CCD-RSM을 이용하였다. 실험의 독립변수는 추출온도, 주정/초순수 부피비, 추출시간으로 설정하고 반응치는 목표하는 색 좌표(L = 45, a = -35, b = 45)와 항산화능을 평가하는 DPPH 라디칼 소거능을 최대치로 설정하였다. RSM 최적화를 통해 산출된 회귀방정식 변수들에 대한 F value와 P value을 통해 주효과도와 교호효과도의 통계적 유의미 여부와 반응치에 대한 영향성을 평가 및 분석하였으며, 각 회귀방정식과 확률도 그래프의 P value를 통해 실험의 신뢰성을 확인하였다. 반응치 4개를 최적화시키는 추출 조건은 추출온도 52.9 ℃, 주정/초순수 부피비 76.1 vol.%과 추출시간 49.6 min이며 이 때, 반응치의 이론값은 L = 45.4, a = -36.8, b = 45.0 항산화능 = 30.9%이다. 최적의 추출 조건으로 실제 실험을 진행하여 분석한 결과 색 좌표 L = 46.2, a = -36.1, b = 48.3, 그리고 항산화능 = 31.1%로 평균 오차율 2.9%로 측정되었다.