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신선 농산물내 식중독균 검출 방법의 비교 분석 (Comparative Analysis of Detection Methods for Food-borne Pathogens in Fresh-cut Agricultural Materials)

  • 장혜정;김혜정;박지인;유선녕;박보배;하강자;안순철;김동섭
    • 생명과학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.10-16
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    • 2021
  • 건강에 대한 관심 증대와 1인 가구 증가라는 사회구조적인 변화로 이용하기 편리한 농산물에 대한 소비가 증가하고 있다. 대부분의 신선 농산물은 가열하지 않고 섭취하는 경우가 많기 때문에 식품 매개 병원체에 쉽게 노출될 수 있어 세계적으로 과채류가 원인인 식중독 사고의 보고가 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 신선 농산물의 미생물학적 품질을 평가하고 식중독균 검출 방법을 비교 분석하고자 하였다. 신선 농산물 중 채소류 129건을 구입하여 배양기반 방법으로 식중독균을 분석한 결과, non-pathogenic Escherichia coli (3.9%), Bacillus cereus (31.8%), Clostridium perfringens (5.4%), Yersinia enterocolitica (0.8%), enterohemorrhagic E. coli (0.8%)가 검출되었다. 이러한 식중독균의 분석에는 증균 배양과정이 중요하게 작용을 하며 균주의 순수 분리 및 확인 동정에까지 상대적으로 많은 시간과 노력이 요구된다. 따라서 증균 배양의 과정 없이 식중독균을 신속하게 검출 할 수 있는 PCR-DGGE를 수행하여 배양 기반의 분석법과 비교하였다. 비병원성 대장균은 배양 기반 방법에서 검출되지 않았음에도 PCR-DGGE에서는 검출된 경우가 2건이 있었다. 본 연구에서 사용한 대장균 정량 분석방법은 시료를 10배 희석한 후 배양하는 과정에서 시료의 손실 가능성과 검출 한계가 높은 단점으로 PCR-DGGE가 균종의 확인에 더욱 용이할 것으로 보였다. 저위해성 식중독균은 배양 기반 방법보다 PCR-DGGE에서 검출 한계가 높은 것으로 보였다. 고위해성 식중독균은 배양 기반 방법보다 PCR-DGGE (10 CFU/g)에서 검출 한계가 낮아 균종 확인과 검출에 용이하다고 판단되었고 이를 통해 채소류에서 고위해성 식중독균의 잠재적 위험성을 확인하였다. 본 연구의 결과는 신선 농산물의 미생물 위해 평가와 기준 설정을 위한 기초 자료로 활용될 수 있으며 신선 농산물 관련 식중독균 검출 방법의 개선과 식중독 발생 예방에 기여할 것으로 기대한다.

인진쑥 및 녹차 추출물을 이용한 무항생제 닭고기 생산 연구 (Studies for Antibiotic Free Chicken Production Using Water Extracts from Artemisia capillaris and Camellia sinensis)

  • 김동욱;김지혁;강근호;강환구;박성복;박재홍;방한태;김민지;나재천;채현석;최희철;서옥석;김상호;강창원
    • 한국축산식품학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.975-988
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    • 2010
  • 본 연구는 무항생제 닭고기 생산을 위한 성장촉진용 항생제를 대체할 천연생리활성물질 개발을 목표로 실험 1에서는 인진쑥 및 녹차의 추출수율, 총 페놀화합물 함량, 항산화 활성, 항균 활성 및 면역 활성을 in vitro 실험을 통해 구명하는 한편, 실험 2에서는 이들 추출물을 육계에 음수 급여하여 생산성, 조직 및 소장의 변화, 장내 미생물 균총, 혈액 특성 및 비장 cytokines mRNA 발현량에 미치는 영향을 조사하였다. 인진쑥 및 녹차 추출물의 추출수율은 각각 16.8%, 26.5% 이었으며, 총 페놀화합물 함량은 15.28 및 26.74 GE mg/mL이었다. 또한 이들 추출물의 항산화, 항균 활성 및 닭의 splenocyte 증식에 미치는 영향을 조사한 결과, DPPH radical을 50% 감소시키는 농도인 $SC_{50}$은 각각 0.30 mg, 0.06 mg으로 나타냈으며, 유해균 3종(E. coli, S. aureus, S. Typhimurium)에 대해 항균 활성은 인진쑥 추출물이 33.7%, 21.6%, 28.5%, 녹차 추출물이 52.3%, 42.1%, 45.6%의 성장 저해율을 나타냈다. 닭의 splenocyte 증식에도 효과가 나타냈는데, 특히 인진쑥 추출물은 2.5 ${\mu}L$, 5.0 ${\mu}L$ 농도에서 림프구분열촉진인자로 알려진 Echinacea 및 concanavalin A보다 우수한 세포 증식도를 보였다. 실험 1에서 항산화, 항균 및 면역조절효과가 확인된 인진쑥, 녹차 추출물을 육계에 음수 급여한 결과, 인진쑥, 녹차 추출물 처리구가 무항생제 대조구(NC)에 비해 종료체중 및 증체량이 유의하게 증가하였으며(p<0.05), 맹장 내 Salmonella 수에서는 무항생제 대조구(NC)에 비해 유의하게 감소하거나, 감소하는 경향을 나타내었다(p<0.05). 혈액 생화학 조성에 있어서는 인진쑥, 녹차 추출물 처리시 총콜레스테롤, 간 및 신장의 이상 측정 지표인 AST 및 ALT가 대조구에 비해 유의하게 감소하였다(p<0.05). 본 연구를 통해 인진쑥 및 녹차 추출물의 생리활성효과를 구명하였으며, 이들 추출물은 육계 생산성을 향상시키고 유해균의 성장 및 증식을 억제시켜 장내 미생물 균총 안정화에 긍정적인 영향을 미치는 한편, 조직 발달 및 혈액 성상에 부정적인 영향을 미치지 않아 항생제 대체제로서의 이용 가능성을 확인하였다.

사료내 한방약제 추출물 첨가가 과밀사육환경 하에서의 육계의 성장과 면역세포 증식에 미치는 영향 (Effects of Dietary Supplementation of Oriental Herb Extracts on Growth Performance and Proliferation of Splenocytes Under High Density Stocking Condition in Broiler Chickens)

  • 최형석;김기현;박상훈;남인식;황성구;남기택
    • 한국유기농업학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.387-399
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    • 2010
  • 본 시험은 한방약제 추출물 급여가 과밀사육 환경에서의 육계 (Ross broiler)의 생산성 및 면역세포 중식에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다. 육계 수컷 240수를 저밀도 사육구와 고밀도 사육구로 나누어 각각 대조구와 처리구를 두었으며 저밀도 사육구는 pen 당 10수씩 고밀도 사육구는 pen당 30 수씩 임의 배치하였다. 저밀도와 고밀도의 대조구 사료에 한방약제 추출물 0.23%(AP 0.2%+ DFP 0.03%)를 첨가 급여였다. 사육밀도에 따른 평균 사료섭취량은 저밀도 사육구에 비하여 고밀도 사육구에서 유의하게 낮게 나타났으며(p<0.05), 한방약제 추출물 첨가에 따른 영향은 없었다. 사육밀도에 따른 평균 체중은 고밀도 사육구에서 저밀도 사육구보다 유의하게 낮게 나타났으나(p<0.05), 저밀도와 고밀도 사육구 모두에서 한방약제 첨가 처리구가 대조구에 비하여 통계적 유의차는 없었으나 일당증체량은 개선되는 경향을 나타내었다. 과밀사육에 의한 증체량 감소 및 사료섭취량 감소 현상은 생육 중기에 주로 나타난 결과 이며 후기에는 이러한 환경에 적응하여 회복되는 것으로 나타났다. 사료요구율은 한방약제 첨가 처리구가 고밀도 사육구 및 저밀도 사육구에서 유의한 차이는 없었으나 모두 개선되는 경향을 보여 주었다. 면역세포증식은 비장세포 종식도, LPS로 자극시킨 B세포 증식도와 ConA로 자극시킨 T세포 증식도 모두에서 한방약제 추출물 처리구에서 유의한 차이를 보이며 높은 증식도를 나타내었다(p<0.05). 결과적으로 고밀도환경하에서 한방약제 추출물 급여에 따라 육계의 면역력이 증가한 것으로 판단되며, 궁극적으로 육계의 질병예방 및 일부 생산성 향상에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있을 것으로 판단된다.

상호작용성에 의한 SNS 영향유저 선정에 관한 연구 : 연속적인 참조관계가 있는 블로고스피어를 중심으로 (Finding Influential Users in the SNS Using Interaction Concept : Focusing on the Blogosphere with Continuous Referencing Relationships)

  • 박현정;노상규
    • 한국전자거래학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.69-93
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    • 2012
  • 블로그, 페이스북, 트위터와 같은 SNS(Social Network Service)는 유저와 포스트를 노드로, 유저와 포스트, 포스트와 포스트, 또는 유저와 유저 사이에 형성되는 다양한 관계를 링크로 하는 그래프로 표현될 수 있다. 본 논문은 이러한 그래프 구조를 분석하여 다른 유저들의 생각과 행동에 영향을 미치는 영향 유저를 선별하는 방법에 대해 논한다. 기본적인 패러다임으로 기존의 투표성 개념이 아닌, 다양한 시맨틱 웹 자원의 중요도를 평가하기 위해 제안된 상호작용성 개념을 초기 SNS의 하나인 블로고스피어의 영향력 평가에 적용함으로써, 여러 모의 실험을 통해 그 타당성과 적용 가능성을 입증하였다. 모의 실험은 각 대안이 제공하는 결과의 타당성 정도에 따라 성능을 비교 분석할 수 있는 네트워크 모형을 디자인하여 사용하였다. 또, 이러한 네트워크 모형에 대한 링크 가중치 튜닝의 결과 변화를 살펴봄으로써, 가중치 조합의 차이에서 발생하는 실험 오차를 줄이고, 실제 적용의 용이함을 비교 분석하였다. 부가적으로, 스팸 필터링 목적에서 포스트 컨텐츠 점수를 링크 구조 기반 방법 안에 포함시킬 수 있는 방법도 제안하였다. 본 연구는 SNS 영향유저 선별에 대한 연구의 출발점으로서, 다음과 같은 점에서 기존 연구와 구별된다. 첫째, 스크랩, 댓글, RSS, 친구 등 기존 연구에서 유의미한 속성으로 간주했지만, 그래프 기반 방법으로 함께 고려할 수 없었던 다양한 영향력 속성들을 종합적으로 반영할 수 있는 그래프 기반 영향력 평가 프레임웍을 제시한다. 둘째, 이 프레임웍은 영향력이 높은 개체들과 상호작용하는 개체가 영향력이 낮은 개체들과 상호작용하는 개체보다 높은 영향력을 갖게 되는 일반적인 현상을 구현할 수 있는 양방향성을 반영한다. 셋째, 영향력 평가 면에서 다른 사람들의 추종액션을 유발한 정도를 가장 중요한 요인으로 고려하여, 일련의 참조관계에 대해 기존의 페이지랭크나 HITS(Hypertext Induced Topic Selection)와는 다른 관점에서 접근하였다.

하수재이용수의 유리잔류염소 수체감소 특성 연구 (Characteristics of Residual Free Chlorine Decay in Reclaimed Water)

  • 강성원;이재영;이현동;박재현;곽필재;오현제
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.276-282
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    • 2013
  • 하수재이용수는 부족한 수자원 문제를 해결할 수 있는 대표적인 대안으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 하수재이용수의 공급시 유리잔류염소의 수체감소 특성을 온도별(5, 15, $25^{\circ}C$), 초기 주입농도별(1, 2, 4, 6 mg/L)로 살펴보았고 그 결과를 이용하여 최적 염소주입량을 산정하는 방법에 대하여 연구하였다. 하수재이용수는 정수와 비교하여 염소주입시 반응속도가 초기에 매우 빠르게 나타나 기존의 general first-order decay model ($C_t=C_o(e^{-k_bt})$)을 사용하기에 부적합하여 exponential firstorder decay model ($C_t=a+b(e^{-k_bt})$)을 적용한 결과 유리잔류염소의 감소를 더욱 정확하게 예측할 수 있었다($r^2$=0.872~0.988). 수체감소계수를 산출한 결과 초기주입량 1 mg/L, $25^{\circ}C$의 조건에서 653 $day^{-1}$로 가장 크게 나타났고, $5^{\circ}C$, 초기주입량 6 mg/L의 조건에서 3.42 $day^{-1}$로 가장 낮았다. 수체감소계수는 온도가 증가함에 따라 수체감소계수는 증가하는 경향을 나타내었고, 초기 주입농도가 증가함에 따라 수체감소계수는 감소하는 경향을 나타내었다. 적정 초기 염소요구량을 산정하기 위해서 전체 반응기간을 0~30분, 30~5,040분으로 구분한 후, 30~5,040분의 실험결과를 사용한 예측식을 사용함으로써 더욱 정확한 염소주입량 산정을 할 수 있었다. 또한, 온도별로 최적 염소주입량을 산정한 결과 염소주입 후 4시간이 경과한 시점에서 유리잔류염소 0.2 mg/L를 유지하기 위해서는 온도(x)별 초기 염소요구량(y)의 관계를 y = 1.409 + 0.450x와 같이 얻을 수 있었다.

울릉도 거북바위 조수웅덩이에서 분리된 해양 미세조류 옥세노클로렐라 프로토테코이드 균주의 기술 및 응용 (Description and Application of a Marine Microalga Auxenochlorella protothecoides Isolated from Ulleung-do)

  • 장형석;강남선;김경미;전병희;박준상;홍지원
    • 생명과학회지
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    • 제27권10호
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    • pp.1152-1160
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    • 2017
  • 단세포 녹조류 균주를 경상북도 울릉군 울릉도 거북바위 주변 조수웅덩이로부터 순수분리하여 형태적, 분자적, 및 생화학적 특성을 분석한 결과 옥세노클로렐라 프로토테코이드에 속하는 것으로 밝혀졌다. 본 종은 현재까지 한국에서 공식 기록이 없는 미기록종으로 옥세노클로렐라 프로토테코이드 MM0011 균주라고 명명하였으며, 생장, 지질/광합성 색소 조성 및 바이오매스 특성에 대해 조사를 실시하였다. 분리균주는 광범위한 온도($5-35^{\circ}C$)에서 생장할 수 있었으며 1.5 M 염화나트륨 농도까지 생존할 수 있었다. 가스크로마토그래프/질량분석기를 이용한 분석 결과, 본 균주에는 영양적으로 중요한 불포화지방산이 풍부한 것으로 나타났으며, 특히 리놀네산(27.6%) 및 알파 리놀렌산(37.2%)이 주요 지방산 성분으로 확인되었다. 따라서 본 토착 미세조류 균주는 어유 또는 식물성유를 대체할 수 있는 잠재적인 오메가-3 및 오메가-6 불포화지방산 원료가 될 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 고부가가치 항산화 물질인 루테인이 보조색소로서 본 균주에 의해 생합성 되는 것으로 밝혀졌다. 일반성분분석 결과 MM0011 균주의 휘발성물질 함량은 85.6%였으며, 원소분석 결과 총 발열량은 $20.3MJ\;kg^{-1}$으로 나타났다. 또한 배지로부터 40.5%의 전질소와 27.9%의 전인을 각각 제거할 수 있어 향후 바이오연료 원료물질 생산과 오 폐수처리를 연계할 수 있는 가능성 역시 제시하였다. 추가적으로 MM0011 바이오매스는 높은 단백질 함량(51.4%)을 갖고 있어 우수한 동물사료의 원료가 될 수 있는 가능성도 보여주고 있다. 따라서, 본 균주는 미세조류 기반 생화학 물질 생산 및 바이오매스 원료로서 상업적인 이용 가능성이 높음을 시사한다.

초등과학영재들의 자연선택 개념 형성을 위한 논변활동 효과 분석 (Analyzing the Effectiveness of Argumentation Program to Conceptualize the Concept of Natural Selection for Elementary Science-Gifted Students)

  • 박철진;차희영
    • 한국과학교육학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.591-606
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    • 2016
  • 이 연구는 초등 과학영재 학생들이 자연선택 개념에 대하여 과학적 개념을 형성하기 위한 논변활동 프로그램을 개발하고 그 효과를 알아보고자 수행했다. 이를 위해 자연선택 핵심 개념을 과잉생산, 제한된 자원, 개체군 안정, 경쟁, 변이, 변이의 유전, 차등적 생존, 개체군 변화, 종 분화의 9가지 개념을 선정하여 각각의 개념을 형성할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 초등학교 6학년 학생이 이해할 수 있는 용어로 변경한 선다형 자연선택 검사지와 개방형 검사지를 활용하여 프로그램 투입 전 후 개념 변화를 확인하였다. 개발된 프로그램은 초등 과학영재 6학년 19명 학생에게 투입하였다. 소집단 논변활동 전 후 논변 글쓰기는 설명의 충분성과 설명의 개념적인 질 범주로 구분하여 채점하였다. 논변 글쓰기 점수 향상이 큰 소집단과 적은 소집단의 시각적 모델 및 담화를 분석하였다. 연구 결과 선다형 자연 선택 검사지에서 19명 학생 모두 점수가 유의미하게 향상되었고 개방형 검사지에서도 자연 선택 핵심 개념은 증가하고 대안 개념은 줄어 들어 개발된 논변활동 프로그램은 초등 과학영재 학생들의 자연선택 개념 향상에 효과적이었음을 알았다. 논변 글쓰기 점수 향상이 큰 소집단에서는 반대 담화 및 엄격한 기준이 활용되어 논변에 대한 평가 및 수정이 이루어져 논변의 질을 향상 시킨 반면 논변 글쓰기 점수 향상이 적은 소집단에서는 반대 담화 비율이 낮고 엄격한 기준 보다 비형식적 기준이 더 많이 활용되었다. 또한 논변 글쓰기 점수 향상이 큰 소집단에서는 자료 분석에 많은 담화가 이루어 졌고 소집단 시각적 모델이 소집단 구성원들에 의해 공동 구성되어 소집단 간 토론에 활용되었고 다른 소집단에 의해 평가 및 수정이 이루어졌다. 반면, 논변 글쓰기 점수 향상이 적은 소집단에서는 특정 소집단 구성원의 시각적 모델이 소집단의 시각적 모델로 선택되었고 모델을 평가하고 선택하는 과정에 대한 담화가 이루어지지 않았다. 이러한 소집단에서는 소집단 구성원들의 시각적 모델에 대한 이해가 낮았고 소집단 간 토론에 활용이 되지 못하여 평가 및 수정이 이루어지지 않았다. 이 연구를 통해 초등 과학영재 학생들이 생명 현상에 대해 자연선택 핵심 개념을 활용한 진화적 설명이 가능한 것을 확인하였으므로 초등학교 교육과정내 진화적 관점을 반영시킬 수 있는 가능성을 엿보았다.

조간대 복원이 수조류의 분포에 미치는 영향 (Study on the Influence of Waterbirds Distribution According to the Restoration of Intertidal Zone)

  • 박치영;신만석;김호준;백운기;이준우
    • 한국환경생태학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.837-847
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    • 2016
  • 본 연구는 경기도 시화호를 대상으로 조간대 복원 전(2009~2011년)과 후(2012~2014년)의 조류군집 양상과 이용분포변화를 알아보고자 수행되었다. 조간대 수조류는 복원 후에 약 4만여 개체가 증가하였다. 대부분 수조류가 증가하였으며, 잠수성오리류는 감소하였다. 관찰된 각 수조류의 개체수 증감 변동 분석을 실시한 결과 도요 물떼새류가 복원전과 비교하여 뚜렷한 개체수 증가를 보였다. 서식지 이용양상의 변화는 복원 후에 가장 넓어진 조간대 면적을 포함하고 있는 남측간척지 조간대와 내수면 조간대 지역으로서 이는 먹이원인 저서생태계의 변화와 연관된다. 복원된 시화호의 저서생태계는 기회종의 감소와 함께 오염에 민감한 평형종의 지속적인 증가로 안정화가 진행되었고 결과적으로 도요 물떼새류의 서식에 환경적 여건이 개선되었음을 판단할 수 있었다. 결과적으로 조간대의 복원은 수조류의 이용 분포변화에도 단시간에 영향을 주었다. 복원 전과 비교하여 모든 수조류가 넓은 면적의 조간대에 고르게 분포하였으며, 특히 도요 물떼새류와 고니 기러기류의 서식분포에 큰 변화를 준 것으로 확인되었다. 본 연구결과는 조력발전에 의한 인위적인 조간대의 복원이 조류에 미치는 영향 연구로서 수행되었으며, 종다양성 측면에서 조간대의 중요성이 재확인 되었고 현재까지 긍정적인 변화를 보이고 있다. 향후 유사한 환경에서의 생물다양성 유지 및 증진을 위한 대안의 한 방법으로 방향성을 제시할 수 있을 것이다.

사질답토양(砂質畓土壤)에 수종(數種) 개량제(改良劑) 시용(施用)이 양분용탈(養分溶脫)에 미치는 영향(影響) (Effect of soil-ameliorator mixtures on nutrient leaching in sandy paddy soil)

  • 안상배;박준규;연병열;육창수
    • 한국토양비료학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.131-138
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    • 1987
  • 객토실시(客土實施)가 곤란(困難)한 사질답토양(砂質畓土壤)에 객토대체효과(客土代替效果)가 기대(期待)되는 수종(數種)의 개량제(改良劑)를 시용(施用)한 후(後) 투수용액중(透水溶液中)에 나오는 이들 양(量)을 정량(定量)함으로써 시용(施用된 성분(成分)이 토양(土壤)에 흡착(吸着) 또는 용탈(溶脫)되는 양상(樣相)을 구명(究明)하기 위(爲)하여 실내시험(室內試驗)을 실시(實施)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 가. 객토(客土)와 퇴비시용(堆肥施用)으로 토양(土壤)의 투수성(透水性) 감소효과(減少效果)는 현저(顯著)하였으며 퇴비(堆肥)+slag+객토(客土)>퇴비(堆肥)+객토(客土)>퇴비(堆肥)>객토(客土)>퇴비(堆肥)+slag>slag>대조구(對照區) 등(等)으로 투수속도(透水速度)가 저하(低下)되었다. 나. 퇴비(堆肥)에 slag나 객토병용처리(客土倂用處理)에서 투수용액중(透水溶液中) $NH_4-N$$SiO_2$의 농도(濃度)나 용탈량(溶脫量)이 많고 시험후(試驗後) 잔존량(殘存量)도 본답토(本畓土)나 객토(客土)보다 많았다. 다. 이와같은 경향(傾向)은 양(陽) ion 中 K, Ca 및 Mg 등(等)도 같은 양상(樣相)이며 특(特)히 K는 퇴비시용구(堆肥施用區)에서 투수중(透水中) 용탈량(溶脫量)이나 토양중(土壤中) 잔존량(殘存量)도 대조구(對照區)나 객토처리(客土處理) 보다 차이(差異)가 현저(顯著)하였다. 라. 투수용액중(透水溶液中) $Fe^{{+}{+}}$의 농도(濃度)와 용탈량(溶脫量)은 본답토(本畓土)에서 퇴비(堆肥)나 slag 처리(處理)보다 훨씬 많고 담수(湛水) 12일경(日頃)에 최고(最高)값을 보이다가 감소(減少)하였으며 $Mn^{{+}{+}}$은 오히려 본답토(本畓土)에서 가장 적었다. 마. 투수용액중(透水溶液中) $NH_4-N$ 농도총량(濃度總量)은 퇴비시용구(堆肥施用區)에서 많으나 시험후(試驗後) 토양중(土壤中)에 잔존량(殘存量)은 이와 반대경향(反對傾向)이다.

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고준위폐기물처분시스템 설계 제한온도 설정에 관한 기술현황 분석: 벤토나이트 완충재를 중심으로 (A review on the design requirement of temperature in high-level nuclear waste disposal system: based on bentonite buffer)

  • 김진섭;조원진;박승훈;김건영;백민훈
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제21권5호
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    • pp.587-609
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    • 2019
  • 본 연구에서는 고준위폐기물 처분장 내 완충재 로 제시되고 있는 벤토나이트의 재료적인 측면에서 장 단기 처분 안정성을 분석하였으며, 처분효휼 향상을 위한 완충재 디자인 관련 대안개념에 대해 연구동향을 분석하였다. 일반적으로 $150{\sim}250^{\circ}C$ 사이에서 온도증가 및 증기발생 등으로 인해 완충재의 수리전도도와 팽윤능에 비가역적인 변화가 발생한다고 보고된다. 하지만 완충재의 최고온도가 최소한 $150^{\circ}C$를 초과하지 않는다면 온도가 벤토나이트 완충재의 재료적, 구조적 그리고 광물학적 안전성에 미치는 영향은 크지 않는 것으로 분석되었다. 완충재 최고온도 제한은 심층처분장 단위면적에 처분할 수 있는 폐기물의 양을 제한하여 처분효율을 결정하며, 나아가 처분부지의 확보 가능성에까지 영향을 미치는 중요한 설계 인자이다. 따라서 고온이 완충재의 성능에 미치는 영향을 규명함으로써 완충재의 최고온도 제한을 완화하고, 이를 통해 심층처분장의 처분밀도 향상과 처분장 설계의 최적화를 도모할 필요가 있다. 이와 더불어 처분효율을 극대화하기 위해서는 복합소재(흑연, 실리카 등) 및 다중구조(전도층, 절연층 등)의 고기능성 공학적방벽재 개발과 다층처분장(multilayer repository)으로 처분장 레이아웃을 변경하는 방법 등을 병행하여 검토할 필요가 있다. 이는 처분사업의 신뢰성 및 국민 수용성 확보에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 판단된다.