• 자원환경지질
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• 제52권2호
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• pp.129-139
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• 2019

본 연구는 적상추(Lactuca sativa var crispa L.)가 아연을 축적함에 따라 발생하는 분광학적 반응특성을 고찰하기 위해, 대조군(T0)과 1 mM(ZnT1), 5 mM(ZnT2), 10 mM(ZnT3), 50 mM(ZnT4), 100 mM(ZnT5)로 처리된 실험군을 제작하여 분실험을 실시하였다. 대조군의 아연함량은 134-181 mg/kg의 범위로 오염되지 않은 농작물이 갖는 정상수준의 아연함량을 보였다. 그러나 아연용액의 주입농도가 증가하고 시간이 경과함에 따라 실험군 내 아연함량은 증가하였다. 적상추의 분광반사도는 적색밴드에서 안토시아닌에 의한 높은 피크, 적외선 대역에서 세포구조의 산란효과로 인한 높은 반사도, 그리고 물에 기인한 흡광특성이 관찰되었다. 적상추 내 아연이 고농도로 축적됨에 따라 녹색과 적색밴드에서는 반사도가 증가하고 적외선 대역에서는 반사도가 감소하였다. 아연함량과 분광반사도 사이의 상관관계 분석결과는 700-1300 nm의 파장대역이 아연함량과 유의한 음의 상관관계를 가짐을 보여주었다. 해당 파장대역은 잎 중의 세포구조와 밀접한 관계가 있는 파장대역으로 아연함량이 증가함에 따라 잎 중의 세포구조가 파괴됨을 지시한다. 특히 적외선 대역 중 700-800 nm은 아연함량과 가장 강한 상관관계를 보여주었다. 본 연구는 적상추의 중금속 오염을 분광학적으로 인지하여 광업 및 농업지역 주변 토양 내 중금속 오염을 조사하는데 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제32권6호
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• pp.603-617
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• 2018

본 연구는 2017년 5월부터 9월까지 민통선이북지역 서부평야 일대에서 수생태계의 주요 분류군인 저서무척추동물과 담수어류의 다양성 및 군집특성을 조사하였다. 조사결과 저서무척추동물은 총 4문 19목 66과 108속 125종이 확인되었다. 저서무척추동물의 분류군별 출현종수는 딱정벌레목이 27종(21.60%)으로 가장 높은 다양성을 나타냈고, 잠자리목 26종(20.80%), 비곤충류가 22종(17.60%), 노린재목 11종(8.80%)이 채집되어 정수성 저서무척추동물의 분류군들이 우점하였다. 섭식기능군은 잡아먹는 무리(51종, 56.67%)가 높게 나타나 습지성 형태의 무리들이 우점하고 있는 것으로 나타났으며, 서식기능군은 기어오르는 무리(33종, 24.44%)가 높게 나타났으며, 단순한 하상에서 나타나는 굴파는 무리(17종, 12.59%)도 다소 높게 출현하였다. 이는 유속이 느린 서식처에서 나타나는 특징으로 분류군간에 동종포식을 유발하여 생태계의 교란이 심각해 질 것으로 평가되었다. 수환경평가의 ESB 값은 S13지점에서 82점으로 최우선보호수역으로 평가되었으며, 대부분 지역에서 수질 III등급의 ${\alpha}$-중부수성으로 오염이 심각한 환경상태로 나타났다. 군집안정성분석결과 회복력과 저항력이 높은 I특성군과 교란에 민감한 III특성군으로 평가되었으며, 전체적으로 균일하지 못하고 불안한 군집을 형성하였다. 어류는 잉어과에서 30종(65.2%)으로 가장 높게 나타났으며, 계류에 서식하는 참갈겨니가 728개체(21.4%)로 우점 하였다. 어류 조사결과 총 18목 39과 46종(3,405개체)이 출현하였으며, 군집분석 결과 우점도지수가 낮고(0.39) 다양도지수가 높은(2.29) 안정된 지점(S7, S13)과 반대성향의 불안정한 지점(S2-3, S8, S10)이 복합적으로 평가되었다. 본 조사에서 출현한 저서무척추동물의 법정보호종은 한반도고유종 5종, 국외반출승인종 17종, 멸종위기야생생물 II급인 물장군과 물방개 2종이 출현하였다. 그 외 희귀종인 배물방개붙이의 서식처가 확인되었으며, 생물 위해외래종인 왕우렁이가 전지역에 분포하여 민통선이북 서부평야지대의 생태계 교란이 끊임없이 발생할 것으로 판단되었다. 어류에서는 천연기념물 1종(어름치)와 멸종위기야생생물 II급 3종(묵납자루, 꾸구리, 돌상어)의 서식처가 확인되어 보호 및 보전대책이 마련되어야 할 것으로 판단되었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권4호
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• pp.1003-1012
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• 2018

본 연구는 화장품 소재로써 표고버섯의 기능성을 확인하기 위한 것이다. 이를 위해 우리는 표고버섯 추출물을 사용하여 항산화, 항염증 효과에 대한 생물학적 활성 평가를 수행하였다. 표고버섯을 열수와 70% 에탄올로 추출한 후 농도 (100, 500, 1000) ${\mu}g/ml$ 에 따라 처리하여 항산화 실험인 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 라디칼 소거능, 2,2'-azino-bis ( 3-ethylbenzothiazoline - 6-sulphonic acid )-diammonium salt (ABTS) 양이온 라디칼 소거능과 Superoxide dismutase (SOD) 유사활성을 평가하였다. 또한 항염증 효과를 평가하기 위해 대식세포(Raw 264.7)를 이용해 샘플의 독성평가와 nitric oxide 생성 저해 활성을 평가하였다. 표고버섯 추출물의 DPPH 라디칼 소거능, $ABTS^+$ 라디칼 소거능과 SOD유사활성 측정결과 $1,000{\mu}g/ml$ 농도에서 농도 의존적으로 활성이 증가하였다. MTT assay를 통한 샘플의 독성평가 결과로는 표고버섯 추출물의 10, 25, $50{\mu}g/ml$의 농도에서 독성이 나타나지 않았다. Nitric oxide 저해 활성 결과에 따르면 표고버섯 추출물의 농도 의존적으로 NO가 저해됨을 보아 항염증 효과가 우수함을 알 수 있다. 표고버섯은 염증성 Cytokine인 $TNF-{\alpha}$, $PGE_2$, $IL-1{\beta}$의 활성을 낮추었으며 Western blot 실험결과 iNOS와 COX-2 단백질의 발현을 최고농도인 $25{\mu}g/ml$ 에서 유의적으로 억제하는 것을 확인하였다. 상기 실험결과로부터 표고버섯의 우수한 항산화, 항염증 효능을 확인하였으며 향후 안전한 천연 화장품 소재로 사용될 수 있음을 보여준다.

• 한국습지학회지
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• 제21권1호
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• pp.34-42
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• 2019

기저유출은 지표하를 통하여 느리게 하천으로 유입되며 하천 관리에 있어서 중요한 요소이다. 기저유출의 정확한 파악을 위하여 본 연구에서 활용된 주지하수감수곡선(MRC) 방법을 포함한 다양한 방법들이 연구되었지만, 측정 불가능한 기저유출의 특성상 정량적인 평가는 어렵다. MRC를 활용한 선행 연구들은 연구 기간 내에 존재하는 모든 감수부를 활용하였으며 이는 국내환경에서 부정확한 MRC를 유도하였다. 본 연구는 기존에 행해지던 주지하수감수곡선(MRC) 분리방법을 국내 특성을 고려하여 계절과 유황특성으로 구분하고 기저유출 분리에 적용하였다. 연구대상지역은 한강, 낙동강 그리고 금강수계에서 각 3곳의 유량관측점을 선정하여 총 9 곳이며, 수리구조물의 영향이 없도록 상류지역에서 선정하였다. MRC를 도출하기 위하여 기존에 제작된 프로그램을 사용하였으며, 관측점 별로 총 세 개의 MRC를 도출하였다. 전체 기간에 대한 MRC와 본 연구에서 구분한 계절과 유황을 고려한 MRC 두 가지이다. 유황을 고려한 MRC는 낮은 R2값과 감수곡선과 비슷한 추세의 MRC를 도출하였다. 계절을 고려한 MRC의 경우 기저유출분리에 적합한 양상을 보여주었으며 계절별 특성이 뚜렷하게 반영된 MRC를 도출하였다. 두 가지 방법에 따라 도출된 MRC를 비교하였을 때, 계절을 고려한 MRC는 기존의 MRC를 사용한 분리과정에서 과산정 되었던 기저유출량이 감소되고 안정되게 분리되었다. 유황을 고려한 MRC의 경우 그래프 상의 감수부가 다양한 감수양상을 가지고 있었으며 이에 따라 낮은 R2값의 MRC가 도출되었다. 따라서 기저유출을 분리하기 위해선 계절을 고려한 MRC가 더 높은 정확성을 보일 것으로 판단되며, 유황을 고려한 MRC의 경우, 추가적인 보정 작업을 통해서 신뢰도 높은 MRC의 도출이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제20권4호
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• pp.353-362
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• 2018

본 연구에서는 가뭄 극복을 위하여 댐의 비활용용량 구간에 있는 저수량의 활용을 제고할 수 있는 구조적인 방안을 마련하고자 한다. 댐에서의 비활용용량(inactive storage)은 비상용량(emergency storage)과 사수용량(dead storage)으로 구성되어 있으며, 비상용량은 가뭄과 같은 비상시에 활용가능 하도록 하고 있지만 사수용량은 퇴사가 진행되는 구간으로 가정하여 일반적으로 정상적인 이용이 불가능한 용량으로 정해져 있다. 그러나 본 연구에서는 극심한 가뭄시에 비상용량과 더불어 사수용량 일부를 활용할 수 있는 방안을 모색하였으며, 비상용량과 퇴사위(Sediment Level, SL) 위의 사수용량을 추가적으로 활용할 수 있다고 가정하였고, 이 구간을 '댐의 갈수용량'이라고 새롭게 명명하였다. 갈수용량의 산정을 위해서는 정확한 퇴사위 분석이 선행되어야하므로, 본 연구에서는 SMS의 RMA-2 및 SED-2D 모형을 이용하여 현재와 미래의 댐 저수지의 퇴사위를 산정하였으며, 추가 이용 가능한 용량을 고려한 뒤 최종적으로 갈수용량을 산정하였다. RMA-2 및 SED-2D 모형 구축을 위해 현재는 과거 관측 자료를 이용하였으며, 미래는 대표농도경로(Representative Concentration Pathways, RCP) 8.5 시나리오에 의해 미래 기후 인자를 예측하고 TANK 모형을 이용하여 댐 유입량을 결정한 뒤 미래 기간별 퇴사위를 예측하였다. 현재와 미래의 퇴사위를 바탕으로 갈수용량을 제시한 결과, 활용할 수 있는 갈수용량은 현재에 비해 감소되었으며 특히, 미래 기간이 진행될수록 활용할 수 있는 양이 점진적으로 감소하는 결과를 보였다. 이는, 기후 변화의 변동성이 증가하는 것에 기인하며, 미래에 활용할 수 있는 갈수용량의 증대를 위해 기후 적응 대책 및 퇴사량을 효율적으로 저감할 수 있는 연구가 추가로 필요할 것으로 판단된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권4호
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• pp.4-23
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• 2013

공주 송산리 고분군(公州 宋山里 古墳群)은 7기의 무덤으로 구성되어 있으며, 그 중 7호분인 무령왕릉(武寧王陵)은 1971년에 5호분과 6호분의 배수로 공사 중 발견된 전축분이다. 당시 발굴조사는 무덤의 입구와 현실 내부의 측량조사, 유물수습을 중심으로 이루어졌다. 봉토부 조사에서 호석의 일부 잔존상황과 석회혼합토층을 확인하였으나 봉토를 더 깊이 제거하여 전축분의 외형구조까지는 조사하지 않았다. 발굴조사 후 6호분과 7호분에서 벽돌 손상, 습기와 곰팡이로 인한 벽화 손상이 발견되었다. 그 원인을 규명하기 위해 공주대학교가 1996년부터 1997년까지 물리탐사를 포함하여 송산리 고분군에 대한 종합 정밀조사를 실시한 바 있다. 그 결과를 바탕으로 1999년에 보수공사가 이루어지고 문화재보존을 목적으로 5, 6, 7호분은 영구 보존 조치되어 현재 일반인의 출입을 금하고 있는 상태이다. 이번 연구의 목적은 송산리 고분군 5, 6, 7호분의 지표 위에서 3차원 전기비저항 탐사, GPR 탐사를 실시하여 보수공사 이후의 지하의 상태를 파악하고 무령왕릉의 내부에서 GPR 탐사를 실시하여 전축분의 벽체의 두께와 외형적 구조를 파악하는 데 있다. 지표에서의 탐사결과, 3기의 고분 주변의 토양은 $5{\sim}90{\Omega}m$ 의 낮은 전기비저항 값을 나타내고 있어 토양이 갖는 함수율이 보수공사 이전처럼 여전히 높은 것으로 나타났다. 또한 GPR 탐사결과, 무령왕릉 현실의 벽체 축조방식은 약 35cm 길이의 벽전을 길이방향으로 두 장 잇댄(2B 벽돌쌓기) 약 70cm 두께임을 알 수 있었다. 반면 연도부는 약 80cm 두께로 측정되어 현실의 벽체와 같은 두 겹 구조에 눈썹아치가 복합된 구조로 추정된다. 그리고 천장의 외형은 내부의 모양과 같은 아치 구조임을 탐사결과를 통하여 추정할 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제52권3호
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• pp.223-230
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• 2019

$SO_2$ 가스 반응제로 사용되는 석회석의 대체 가능 물질로서 가능성을 보기 위하여 굴 패각의 소성 작용이 많이 연구되고 있다. 그러나 실제 소성 시 순수한 패각만을 사용할 수 없기 때문에 일부 불순물들이 포함되며 이로 인한 소성물의 특성 변화가 예상된다. 본 연구에서는 불순물로 패각의 표면에 묻어 있는 퇴적물과 바닷물로부터 유래될 수 있는 NaCl의 함량에 따른 소성물의 표면 특성을 광물학적으로 연구하여 보았다. 패각에 묻어 있는 해양 퇴적물들은 주로 석영, 알바이트 사장석, 방해석과 더불어 소량의 각섬석과 일라이트, 녹니석, 스멕타이트 등의 점토광물로 구성되어 있었다. 이 퇴적물들을 굴패각에 0.2-4.0 wt%를 섞어서 $900^{\circ}C$에서 2시간 소성 시킨 결과 각 광물들이 이 보다 낮은 온도에서 탈수작용, 탈수산화작용 및 상변화를 겪음에도 불구하고 실제 소성물의 표면적에 미치는 영향은 거의 없었다. 그러나 NaCl의 경우 0.1 - 2.0 wt%의 양을 섞어서 같은 조건에서 소성 시켰을 때 전체적으로 소성 전의시료에 비하여 비표면적은 증가하였으나 NaCl의 양을 증가시킴에 따라 비표면적은 증가하였다가 다시 감소하는 경향을 보였다. 이는 표면의 형태변화와 밀접한 관계가 있는데 전자현미경 관찰 결과 NaCl의 양이 증가하면서 패각 표면의 모양은 겔과 비슷한 모양을 보이다 약간의 각진 더 작은 입자로 변하고 다시 겔과 같은 모습을 보인다. 결과적으로 NaCl의 경우 일부 굴패각의 용융 등 형태 변화에 영향을 주어 소성이 영향을 줄 수 있으나 그 함량에 따라서 그 영향이 다를 수 있음을 보여준다.

• 한국지구과학회지
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• 제40권3호
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• pp.227-239
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• 2019

강원지역은 우리나라의 다설지로서 복잡한 지형 때문에 강설량의 공간변동성이 크다. 특히 동풍조건에서 강설이 발생할 시 강설량의 공간적 변동을 예측하기 어렵다. 동풍조건에서는 강원지역 내 위치에 따라 대기환경조건이 다르며 이는 강설의 특성에도 영향을 줄 수 있다. 본 연구에서는 동풍 조건에서 태백산맥의 풍상측과 풍하측에서 강설의 미세물리적 특성을 서로 비교 분석하였다. 강원지역 내 4개 관측지점을 선정하여 파시벨 수적계로 입자크기분포를 관측하였다. 얻어진 강설입자 크기 분포의 특성을 풍상측과 풍하측간 비교한 결과, 풍상측의 강설입자 크기 분포는 풍하측에 비해 넓은 분포를 가졌고 작은 강설입자의 수도 많았다. 강설입자의 수농도에 비례하는 보편특성수농도와 강설입자의 직경에 비례하는 보편특성직경 둘 다 풍상측에서 상대적으로 큰 값을 보였다. 또한, 얼음수함량과 강설강도 비교에서도 풍상측 지점에서 큰 평균값을 가졌다. 이 결과가 나타난 원인은 태백산맥 산사면에서 공기덩어리의 강제적 상승효과로 풍상측 지점 상공에 새로운 강설입자의 생성이 활발했기 때문으로 추정된다. 또한, 풍상측은 따뜻하고 습한 동풍이 불어오므로 이로 인해 지상기온이 $0^{\circ}C$ 근처에 머무르며 강한 부착과정이 일어나기 좋은 조건이다.

• 한국농림기상학회지
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• 제21권2호
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• pp.85-96
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• 2019

일사량은 자연 생태계와 농업 생태계에서 에너지 수지와 물 순환을 추정하는데 중요한 변수이다. 일별 일사량을 추정하기 위해 심층 신경망(DNN) 모델이 개발되었다. 일조시간 등의 변수보다 기상 관측소에서의 가용성이 더 높은 온도와 강수량이 심층 신경망 모델의 입력 자료로 사용되었다. five-fold crossvalidation 을 사용하여 심층 신경망을 훈련시키고 검증하였다. 국내 15 개의 기상 관측소에서 30 년 이상 장기간의 기상 자료가 수집되었다. Cross-validation을 통해 얻어진 심층 신경망 모델은 수원 지역 기상 관측소의 일별 일사량 추정치에 대해 비교적 작은 RMSE($3.75MJ\;m^{-2}\;d^{-1}$) 값을 가졌다. 심층 신경망 모델은 수원 지역 기상 관측소의 일사량의 변위의 약 68%를 설명했다. 1985 년과 1998 년의 일사량 관측값은 일조시간에 비해 상당히 낮은 값이 관측되었다. 이는 후속 연구에서 일사량 관측 데이터의 품질 평가가 필요할 것임을 시사했다. 해당 연도의 데이터를 분석에서 제외했을 때, 심층 신경망 모델의 추정값은 통계적 수치가 약간 높게 나타났다. 예를 들어, $R^2$ 와 RMSE 의 값은 각각 0.72 와 $3.55MJ\;m^{-2}\;d^{-1}$ 이었다. 심층 신경망 모델은 기온과 강수량을 통해 일사량을 추정하는데 유용하며, 이는 미래 기후 시나리오 자료에 대해서 활용할 수 있을 것이다. 따라서, 공간에 대한 제약이 완화된 심층 신경망 모델은 작물 모델의 입력 자료로 일사량이 필요한 작물 생산성에 대한 기후 변화 영향 평가에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• 청정기술
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• 제25권3호
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• pp.223-230
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• 2019

본 연구에서는 강원도 5개 지자체에서 발생된 음식물류 폐기물의 특성을 분석하고 메탄가스 발생량을 평가하였다. 시료는 2017년 7월과 9월에 걸쳐 총 2회 채취하였다. 메탄가스 발생가능량을 평가하기 위하여 BMP (biochemical Methane potential) 시험과 원소조성을 이용한 계산방법을 이용하였다. 음식물류 폐기물의 겉보기밀도는 평균 $0.758{\sim}0.850g\;cm^{-3}$, pH는 4.29 ~ 4.75이었다. 물리적 조성 중 주성분은 채소류가 56.43 ~ 72.81%로 가장 높았고, 과일류는 5.31 ~ 8.95%, 곡물류는 1.60 ~ 18.73%, 어육류는 4.47 ~ 12.11%, 여액은 1.76 ~ 3.64%이었다. 평균 수분함량은 69.30 ~ 75.87%, 가연분함량은 22.50 ~ 27.98%, 회분함량은 1.63 ~ 2.48%를 나타내었다. 또한 $BOD_5$는 $17,690.3{\sim}33,154.9mg\;L^{-1}$, $COD_{Cr}$은 $106,212.3{\sim}128,695.5mg\;L^{-1}$, 그리고 $COD_{Mn}$은 $51,266.1{\sim}63,426.3mg\;L^{-1}$의 범위를 보였고 NaCl 함량은 0.81 ~ 1.17%의 범위를 나타내었다. 원소분석 결과 C, H, O, N, S 함량은 각각 44.87 ~ 48.16%, 7.12 ~ 7.57%, 40.13 ~ 43.78%, 3.22 ~ 4.14%, 그리고 0.00 ~ 0.02%를 나타내었다. 음식물류 폐기물의 VS 단위질량당 메탄수율을 살펴보면 BMP 시험에 의한 메탄가스 발생누적량(${0.303{\sim}0.354m_{CH4}}^3\;{kg_{VS}}^{-1}$)은 원소조성과 생분해율을 반영하여 예측한 결과(${0.294{\sim}0.352m_{CH4}}^3\;{kg_{VS}}^{-1}$)와 큰 차이가 없었다.