• Journal of Animal Science and Technology
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• 제63권1호
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• pp.91-103
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• 2021

To improve the fermentation quality of silage and reduce the nutrients loss of raw materials during the ensiling process, silage additives are widely used. The effect of additives on silage is also affected by the species of crop. Therefore, this study was designed to explore the effects of formic acid (FA) and lactic acid bacterial inoculant on the quality of main summer crop silage. The experiment was consisted on split-plot design with three replications. The experiment used the main summer forage crops of proso millet ("Geumsilchal"), silage corn ("Gwangpyeongok"), and a sorghum-sudangrass hybrid ("Turbo-gold"). Treatments included silage with Lactic acid bacterial Inoculant (Lactobacillus plantarum [LP], 1.0 × 106 CFU/g fresh matter), with FA (98%, 5 mL/kg), and a control (C, without additive). All silages were stored for 60 days after preparation. All additives significantly increased the crude protein content and in vitro dry matter digestibility (IVDMD) of the silages and also reduced the content of ammonia nitrogen (NH3-N) and pH. Corn had the highest content of IVDMD, total digestible nutrients and relative feed value among silages. Compared with the control, irrespective of whether FA or LP was added, the water soluble carbohydrate (WSC) of three crops was largely preserved and the WSC content in the proso millet treated with FA was the highest. The treatment of LP significantly increased the lactic acid content of the all silage, while the use of FA significantly increased the content of acetic acid (p < 0.05). The highest count of lactic acid bacteria (LAB) was detected in the LP treatment of corn. In all FA treatment groups, the total microorganism and mold numbers were significantly lower than those of the control and LP groups (p < 0.05). In conclusion, both additives improved the fermentation quality and nutritional composition of the main summer forage crops. The application of FA effectively inhibited the fermentation of the three crops, whereas LAB promoted fermentation. So, both FA and LP can improve the quality of various species of silage.

• 생명과학회지
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• 제31권6호
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• pp.587-594
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• 2021

2050년에는 증가하는 인구의 수요를 충족시키기 위해 70%의 식량이 더 필요할 것이다. 해결책 중에서는 배양육이나 청정육이 소비자를 위한 지속 가능한 대안으로 제시되고 있다. 과학자들은 줄기세포와 조직 공학 분야에서 축적된 지식과 도구를 세포 기반 고기의 개발에 활용하기 시작했다. 배양육은 몇 개의 세포로 가축 근육의 복잡한 구조를 재현하는 것이다. 세포는 배양 배지에서 배양된 후에 분열되기 시작할 것이며, 이것은 영양소와 호르몬 그리고 성장 요인을 제공한 것이다. 배양육은 도살되지 않는 것을 목표로 하기 때문에 이러한 종류의 배양에 대한 첫 번째 문제는 혈청이다. 그래서 죽은 송아지의 피로 만든 매개체를 사용하는 것은 모순이다. 그 혈청은 고가인데 배양육 생산 비용의 상당 부분을 차지한다. 배양육의 안전과 관련된 긍정적인 측면은 밀폐된 공간에서 사육되고, 비인도적 도살되는 동물로부터 생산되지 않아 발병 위험이 없어지고 예방접종, 윤리적 이슈가 필요없다는 점이다. 배양육의 생산은 환경 친화적인 것으로 제시되는데, 이는 기존의 육류 생산에 비해 온실가스를 덜 생산하고 물을 덜 소비하며 땅을 덜 사용하게 되어 있기 때문이다. 이 진전이 기존의 육류 및 육류 대체물과 비교하여 인공 육류가 경쟁력을 갖기에 충분한지 지켜볼 일이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.610-619
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• 2022

수소는 산소와 반응하여 전기에너지를 만들고 부산물로 물을 생성하므로 친환경 선박의 대체 연료로 대두되고 있다. 그러나 수소는 일반 화석연료와는 달리 낮은 점화 에너지와 높은 가연성 범위로 인하여 폭발의 위험성이 높은 물질이다. 그래서 선박에서 사용되는 수소의 안전성을 확보하기 위해서 수소의 누출·확산에 관한 유동 특성을 연구하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 선박 내부와 같은 밀폐공간에서 수소가 누출되었을 때 누출량, 통풍량, 환기 방식 등이 환기 성능에 어떤 영향을 미치는지에 대하여 수치적 해석을 수행하였다. 수치해석에는 CFD 상용 소프트웨어인 ANSYS CFX ver 18.1을 이용하였다. 누출량은 1 q = 1 g/s로 하여 1 q, 2 q, 3 q로 변경하였고, 통풍량은 1 Q = 0.91 m/s로 하여 1 Q, 2 Q, 3 Q로 변경하였으며 환기 방식은 typeI, typeII, typeIII로 변경하면서 환기 성능을 분석하였다. 누출량이 1 q에서 3 q로 증가할수록 저장실 내의 수소 몰분율(HMF)는 약 2.4 ~ 3.0배 높게 나타났으며 통풍량 증가는 누출량에 대비하여 약 62.0 ~ 64.8 % 정도 환기 성능이 개선에 효과가 있었다. 그리고 폭발의 위험성을 낮추기 위한 통풍량은 최소 2 Q 이상 되어야 하며, 수소탱크 저장실 내부의 부압 형성을 위해서는 type III가 가장 적합한 방식이라고 판단하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.589-604
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• 2021

워터젯 암반 굴착공법은 물과 연마재만을 사용하는 친환경 및 비접촉식 굴착방법으로 다양한 장점을 가지고 있다. 최근에는 기존 천공 공법의 문제점을 보완하고 분진 방지, 소음 저하 등의 이유로 워터젯 공법의 활용이 증가하고 있다. 워터젯 굴착효율을 증대시키기 위해서는 복수의 노즐을 운용하는 것이 유리하다. 복수의 노즐을 사용할 경우, 노즐 운용방법에 따른 굴착성능과 형상을 분석하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 노즐각, 노즐 간 수평거리, 이격거리를 노즐 운용변수로 정의하고 굴착성능과 형상을 분석하였다. 실험결과, 노즐각과 이격거리가 증가할 때 굴착깊이는 감소하였고 유효 굴착깊이는 증가하는 경향을 보였다. 또한, 실험결과를 바탕으로 노즐 삽입에 필요한 굴착형상 기준을 제안하고 기준에 따른 최적 노즐 운용변수를 도출하였다. 본 연구결과는 향후 암반 천공용 다중 워터젯 노즐 개발 시 유용한 기초연구로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.428-434
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• 2022

본 연구에서는 바이오차를 혼입한 친환경 콘크리트 패널을 개발하고자 한다. 단열성능과 탄소 포집이 가능한 바이오차를 혼입시킨 다공성 콘크리트의 물리적 특성, 역학적 특성 및 열적 특성 실험을 수행하였다. 다공성 콘크리트 배합은 바이오차 혼입율 0, 5, 10 및 15 %와 물-시멘트 비를 0.35로 고정하여 배합조건을 구성하였다. 기본 역학적 특성을 평가하기 위해 단위중량, 총 공극률 및 투수계수를 측정하였다. 바이오차 혼입율이 증가함에 따라 총 공극률과 투수계수는 증가하지만 단위중량은 감소하였다. 콘크리트 압축강도는 바이오차 혼입율이 증가할수록 감소하지만 설계기준 압축강도 이상을 확보하였다. 열전도율은 바이오차 혼입율이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내어 단열성능에 뛰어난 재료임을 증명하였다. 또한 회귀분석을 통해 다공성 콘크리트의 단위중량, 총 공극률, 콘크리트 압축강도 및 열전도율과 상관관계를 제시하였다. 상관관계 분석을 통해 바이오차의 적용 범위를 확대하기 위한 주요 변수를 제시하였다.

• 지적과 국토정보
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• 제51권2호
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• pp.83-106
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• 2021

대기오염, 지구온난화 문제 등 환경 문제의 심각성이 대두되면서 청정 연료의 관심이 커지고 있다. 그 중 수소는 기존 화석연료와는 달리 연소 시 부산물로 수분만이 발생하는 대표적인 친환경 에너지원으로 현재 다양한 분야에서 주목을 받고 있다. 물류 분야에서도 수소를 활용한 물류 네트워크를 구축하기 위해 다양한 정책적 노력이 활발히 이루어지고 있다. 이러한 수소 물류 네트워크의 구축에 있어 수소충전소의 입지 결정은 매우 중요한 문제이다. 최근 개발된 수소추진(수소연료전지) 화물차에 수소를 공급하는 충전소는 수소 기반 물류체계가 본격적으로 자리 잡는 데 있어 필수 불가결한 요소이다. 이러한 수소충전소의 최적 입지를 결정하는 선행연구는 대부분 수리적 모형에 기반한 최적화 기법만을 사용하여 수소충전소의 최적 입지를 결정하고자 하였다. 본 연구에서는 기존 연구의 동향과는 차별화하여 최적화 기법의 중요한 투입 변수 중 하나인 충전소 후보지에 대한 공간적 특성을 검토하는 방법으로 머신러닝 모형들을 활용하고 그 적용가능성을 확인하였다. 머신러닝은 다양한 분야에서 우수한 성과를 증명한 기법이지만 수소충전소의 최적 입지를 결정하는 연구 분야에서는 아직 적용된 바가 없다. 이를 위해 본 연구에서는 개별공시지가, 수소공급지와의 거리 등 전국 고속도로 휴게소와 고속도로의 무작위 지점들의 위치와 관련된 변수들을 독립변수로 선정하여 단일 머신러닝 모형과 앙상블 모형을 적용하고 그 성과를 비교하였다. 분석 결과, 랜덤포레스트(Random Forest) 모형이 가장 우수한 성과를 보였으며, 다른 모형들 또한 우수한 분류 성능을 보여 최적 입지 문제에 대해 공간적 특성을 예비적으로 검토하는 방법론으로써 머신러닝의 적용 가능성을 확인할 수 있었다. 따라서 머신러닝 모형은 수소충전소의 최적 입지 결정 분야에서 향후 최적화 기법을 적용한 연구의 예비적 검토 방법론으로 널리 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권5호
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• pp.20-25
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• 2022

본 연구에서는 방사성 폐액내 포함된 방사성 핵종인 세슘-137(Cs-137) 및 스트론튬-90(Sr-90)의 친환경적인 제염을 위해 미세조류의 적용 가능성을 평가하였다. Cs-137 및 Sr-90이 각각 함유된 일원계 표준 방사성 용액과 3차 증류수를 희석하여 1.5 Bq/mL Cs-137, 1.0 Bq/mL Sr-90 농도로 제조한 뒤 실험에 사용하였다. 미세조류는 2종을 사용했으며, Sr-90 제염에는 Chlorella Vulgaris를 사용하였고, Cs-137 제염에는 Hematococcus pluvialis를 사용하여 실험을 수행하였다. 실험 방법은 2주 간 배양된 미세조류를 반투과막이 부착된 병에 투입한 뒤, 미세조류가 투입된 병을 제조된 방사성 용액에 투입하여, 반투과막을 통해 미세조류와 방사성 용액이 48 시간 동안 반응하도록 하였다. 각 시료에 대한 방사능 농도 분석은 γ선 동위원소인 Cs-137은 감마선 핵종 분석기를 사용하였고, β선 동위원소인 Sr-90은 액체섬광계수기(LSC: Liquid Scintillation Count)를 사용하였다. 실험 결과, Cs-137은 약 88.0 %, Sr-90은 약 89.7 % 제염이 가능함을 확인하였으며, Sr-90은 2단 제염 방법에 의해 최종적으로 약 98.6 % 제염이 가능하였다.

• 한국작물학회지
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• 제67권3호
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• pp.137-146
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• 2022

벼 종자소독은 키다리병 경감을 위해 필요한 과정으로 소독의 효과를 높이기 위해 30℃의 고온에서 수행하고 있다. 하지만, 벼 종자소독(30℃에서 48시간)을 마친 종자는 유아의 길이가 파종하기에 짧아 적당한 유아의 길이가 될 때까지 추가적인 침종작업이 필요한데, 품종별로 유아의 생장속도가 달라 농민들은 수온을 조절하고 유아의 길이를 확인해야 하는 번거로운 농작업으로 생각하고 있다. 따라서 키다리병 방제효과를 높이면서 종자소독 후 즉시 파종이 가능한 소독방법을 개발하고자 본 연구를 수행하게 되었다. 벼 종자소독 전 찬물에 2일간 종자를 침종하고 고온으로 종자소독(30℃ 48시간) 하면 파종하기 적당한 유아의 길이(1 mm 내외)가 되었고, 관행 대비 성묘율은 차이가 없으면서 키다리병은 64% 감소하는 결과를 보였다. 종자를 찬물에 침종 후에 소독하는 새로운 소독 방법이 키다리병 방제효과가 높은 이유를 구명하기 위해, 메틸렌블루 염색약을 이용하여 침종처리한 종자와 침종처리 하지 않은 종자를 염색한 결과 침종처리한 종자는 내부 및 외부 배유의 약 50%가 염색되었다. 따라서 종자소독 전 침종처리를 하면 소독약이 종자 내부의 배유까지 흡수되므로 내부에 있는 키다리병 포자까지 효과적으로 살균하기 때문으로 판단된다. 결론적으로 새롭게 개발된 소독방법은 종자소독 전 2일간 찬물로 침종처리 하면, 관행 방법 대비 침종작업시 수온을 고려하지 않아도 되고 벼 품종과 소독약 종류에 상관없이 유아의 길이는 1 mm 내외가 되어 농작업의 효율성을 높일 수 있으며 키다리병 발생을 관행대비 감소시킬 수 있어 농업현장에서 유용하게 사용될 것이다.

• 멤브레인
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• 제32권5호
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• pp.292-303
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• 2022

이산화탄소 배출이 없는 고분자 전해질 막 연료전지(polymer electrolyte membrane fuel cell, PEMFC)는 수송용, 발전용 시스템에 적용 가능한 친환경 에너지 변환장치이다. PEMFC의 주요 구성품 중 하나인 고분자 전해질 막(polymer electrolyte membrane, PEM)은 구동시간 동안의 높은 수소 이온 전도도와 물리화학적 안정성 갖춘 과불소화계 고분자(perfluorinated sulfonic acid, PFSA) 기반 PEM (PFSA-PEM)이 상용화 되어있다. 하지만 PFSA-PEM의 단점으로 지적되는 낮은 유리전이온도와 높은 기체 투과도의 보완이 요구되고 있다. 이에 본 총설에서는 PFSA-PEM의 성능 향상 및 단점 보완을 위해 1) PFSA의 측쇄부 길이를 조절함으로써 이온교환용량의 증가와 고분자의 결정성을 증가시켜 PFSA-PEM의 능력을 향상시킨 연구와 2) 유/무기 첨가제를 도입하여 수소 이온 전도도 및 물리적 안정성을 향상시키는 복합 막 연구 및 3) 다공성 지지체를 도입하여 PEM의 두께를 효과적으로 감소시켜 막 저항을 효과적으로 줄이고 내구성을 큰 폭으로 개선한 다공-충진막에 관한 연구를 소개하고자 한다.

• 환경생물
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• 제41권2호
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• pp.126-137
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• 2023

논은 농업생태계 생물다양성을 보전하는 중요한 서식공간으로 최근 생태학적 가치가 주목을 받으면서 중요성이 점점 커지고 있다. 저서성 대형무척추동물은 논에 우점하고 있으며 논생태계 생물다양성을 유지하는 중요한 역할을 하고 있다. 따라서 본 연구에서는 한국 남부 지방의 친환경 논을 대상으로 저서성 대형무척추동물 군집의 특성과 왕우렁이 분포에 영향을 미치는 주요 환경요인을 분석하였다. 연구 결과 저서성 대형무척추동물 군집의 다양도 지수(H')는 상주 지점(St. 12)에서 가장 높게 나타났고, 산청 지점(St. 18)에서 가장 낮게 나타났다. CCA 분석 결과, 김해와 영암에서 TDS, Salinity, EC의 값이 높게 나타났다. 그리고 군산, 익산에서는 수온(WT)이 높고 단위 면적당 왕우렁이 개체 수는 상대적으로 낮게 나타났다. 따라서 지리적인 특성과 수질 환경요인의 변화는 왕우렁이의 분포와 저서성 대형무척추동물 군집의 특성을 변화시킬 수 있다. 본 연구 결과는 농업생태계 생물다양성 보전과 생태계서비스 평가를 위한 기초자료로 활용될 수 있다.