• 생명과학회지
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• 제12권6호
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• pp.700-707
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• 2002

높은 COD 농도의 유입수질에 따른 Bacillus 균주의 유기물 및 영양소 제거특성을 파악하고자 실험실 규모의 3가지 다른 기질 조성을 가지는 회분식 반응조(Rl, R2, R3)를 운전하였다. $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 농도는 호기적 상태에서 95% 이상 제거되었으며, 각 반응조의 $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 제거율은 각각 22.6 와 90.5%(Rl), 23.9 와 65.8%(R2), 30.2와 86.4%(R3)이었다. $NH_4^+$-N의 제거는 $NO_3^{-}$-N의 농도가 충분히 공급이 될 경우 제거효율이 높은 것으로 나타났고, 초기 nitrite의 농도가 높을 시에는 COD 처리효율을 크게 떨어뜨림을 알 수 있으며, 탈질에 이용되는 탄소량은 거의 없었다. 따라서, Bacillus 균주에 의한 탈질과정에서는 일반적 전자공여체 대신에 암모니아성 질소가 전자공여체로서 이용될 수 있다는 가능성을 보였다. $NO_3^{-}$-N농도는 무산소 조건에서 거의 탈질 되는 것으로 나타났으며, R3 반응조의 경우에만 호기상태에서도 10%의 제거가 일어났다. 총질소(TN)와 총인(TP)의 제거율은 각각 41.8 와 49.5%(Rl), 40.1와 35.8%(R2) 및 47.0 와 57.6%(R3) 이었다. Alkalinity는 호기조건에서 alkalinity의 농도가 많이 소모되었다가 다시 무산소 조건에서 탈질반응에 의하여 회복됨을 알 수 있었는데, 호기적 조건하에서 1 mg/L의 $NH_4^+$-N이 산화될 때 소모된 alkalinity는 Rl, R2, R3 반응조에서 각각 4.96, 5.41, 3.93 mg/L($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었으며, 무산소 조건하에서는 1 mg/L의 $NO_3^{-}$-N이 제거되는 동안 회복되는 alkalinity는 각각 3.06, 3.17, 2.60 mg/L.($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었다 Rl, R2, R3 각 반응조의 SOUR 값을 구해보면, 각각 38.5, 52.7 및 42.0 mg $O_2$/g MLSS/hr으로서 기존의 활성슬러지보다 높은 미생물 활성을 보였다. 각 반응조의 유기물질 용적부하율(OLR) 및 슬러지 생산량을 계산하면 각각 0.69 와 0.28(Rl), 0.77 와 0.20(R2) 및 0.61 kg COD/$m^3$/day 와 0.25 kg MLSS/kg COD(R3)이 었다. 유기물 부하율이 상당히 높은데 반해 슬러지 생산량은 다른 공법에 비해 다소 낮은 것으로 나타났다. 초기 $NO_3^{-}$-N 농도가 높은 R3 반응조는 무산소 조건하에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 제거 당 가장 많은 양의 $NO_3^{-}$-N 제거 및 COD 1 mg 제거 당 가장 많은 $NO_3^{-}$-N 량이 제거되었다. Rl, R2 반응조에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 당 제거된 COD mg수는 10.41-12.63으로서 호기적 탈질을 일으킨다고 보고된 T. pantotropha 균주를 사용한 실험결과와 비슷한 값을 나타내었고, $N_2$로의 변환에 의한 질소제거를 N-balance로부터 구해보면, R3 반응조의 경우가 가장 높은 제거율(40.9%)을 보였다. 이상의 결과들을 볼 때, Bncillus 균주는 호기적 탈질을 일으킬 수 있는 가능성이 있고, Bncillus 균주를 이용한 B3 공정은 탈질에 이용되는 탄소량이 거의 없고, 적은 alkalinity 소모에 의한 경제적 이익 등 장점을 가진 공정으로 보여 진다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제43권6호
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• pp.588-596
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• 2010

모유 수유를 받는 영아는 생후 6개월까지 모유에 거의 모든 영양소 섭취를 의존하기 때문에 유즙의 콜린 농도가 영아의 콜린섭취에 영향을 미칠 수 있다. 식품에는 콜린과 베타인이 함께 들어 있고 체내에서 콜린은 베타인으로 산화되어 메칠기 운반에 관여하므로 식품속의 총 콜린 함량만이 아니라 베타인 함량도 함께 고려하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 수유기간별 유즙의 총 콜린, 유리 콜린, 베 타인의 변화를 조사하고자 하였다. LC-MS방법을 사용하여 수유부 유즙의 콜린과 베타인 농도를 분석하여 영아의 콜린과 베타인의 섭취상태를 알아보고자 하였다. 1) 모유의 총 콜린 농도는 수유 첫 1개월째 145.03 mg/L (1.39 mmol/L), 2개월째 157.83 mg/L (1.52 mmol/L), 3개월째 165.99 mg/L (1.60 mmol/L), 4개월째 153.67 mg/L (1.48 mmol/L), 5개월째 145.05 mg/L (1.39 mmol/ L)이었다. 모유의 유리 콜린 농도는 수유 1개월 24.96 mg/L (0.239 mmol/L), 2개월 29.56 mg/L (0.284 mmol/L), 3개월 29.40 mg/L (0.283 mmol/L), 4개월 23.41 mg/L (0.225 mmol/L), 5개월 24.03 mg/L (0.231 mmol/L)로 수유월령에 따라 큰 차이는 없었다. 모유의 베타인 농도는 수유 1개월에 4.424 mg/L (0.038 mmol/L), 2개월 3.442 mg/L (0.033 mmol/L), 3개월 3.200 mg/L (0.031 mmol/L), 4개월 2.257 mg/L (0.022 mmol/L), 5개월 2.433 mg/L ($0.020\;{\mu}mol/L$)이었다. 2) 수유기간별 영아의 유즙 섭취량은 2개월에 771.1 mL/d, 3개월에 792.0 mL/d, 4개월에 796.5 mL/d, 5개월에 711.0 mL/d이었다. 3) 영아의 총 콜린 섭취량은 2개월 124.61 mg/d, 3개월 120.90 mg/d, 4개월 126.50 mg/d, 5개월 104.09 mg/d로 4개월까지는 큰 변화가 없었으나 생후 5개월에 크게 감소하는 경향이었다. 영아의 체중 kg당 총 콜린 섭취량은 2개월 19.76 mg/d, 3개월 16.67 mg/d, 4개월 16.14 mg/d, 5개월 12.80 mg/d이었다. 4) 영아의 유리콜린 섭취량은 2개월 24.15 mg/d, 3개월 21.57 mg/d, 4개월 19.35 mg/d, 5개월 17.10 mg/d이었고, 수유기간별로 유의적인 차이는 없었으나 점차 감소하는 경향이었다. 영아의 체중 kg당 유리콜린 섭취량은 2개월 3.85 mg/d, 3개월 2.97 mg/d, 4개월 2.47 mg/d, 5개월 2.08 mg/d이었다. 5) 영아의 베타인 섭취량은 2개월 3.12 mg/d, 3개월 2.82 mg/d, 4개월 2.10 mg/d, 5개월 1.83 mg/d로 유리콜린과 유사한 경향을 보였다. 영아의 체중 kg당 베타인 섭취량은 2개월 0.50 mg/ d, 3개월 0.39 mg/d, 4개월 0.27 mg/d, 5 개월 0.22 mg/d이었다. 6) 영아의 콜린 섭취량은 모유의 콜린농도와는 r = 0.982 (p = 0.000), 모유섭취량과는 r = 0.414 (p = 0.028)로 유의적인 양의 상관관계를 보였다. 이상의 연구결과로부터 한국인 수유부 유즙의 총 콜린농도와 유리콜린농도는 외국인 수유부의 유즙에 비해 결코 낮지 않은 수준이며, 이로 인해 영아의 콜린 섭취상태는 부족하지 않을 것으로 사료된다. 더욱이 영아의 총콜린 섭취량은 모유 섭취량보다 모유의 총콜린 농도와 더 강한 양의 상관관계를 나타냄으로써 모유의 콜린농도가 영아의 콜린 섭취량에 영향을 미칠 수 있을 가능성을 보였다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제49권3호
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• pp.317-325
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• 2006

목 적 : 주산기 저산소성 허혈성 뇌손상의 병태 생리에서 nitric oxide(NO)가 급성 저산소성 허혈(hypoxia-ischemia, HI) 후 재산소-재관류기(reoxygenation-reperfusion, RR)에 대뇌의 혈역학 및 에너지 대사에 미치는 영향을 규명하기 위하여, NO 합성 억제제인 NG-monomethyl-L-arginine(L-NMMA)와 NO 합성 촉진제인 L-arginine(L-Arg) 투여를 통하여 뇌신경 세포에 어떠한 영향을 주는지 알아보고자 하였다. 방 법 : 생후 3일 이내의 신생자돈 28마리를 대상으로 무작위로 나누어, Sham 처치만 받은 정상 대조군(n=9), HI와 RR만 유발한 실험 대조군(n=7), HI 이후 RR 직전에 L-NMMA 투여군(n=6)과 L-arginine 투여군(n=6) 등 4군으로 구분하였다. 실험은 ether을 흡입 시킨 후 thiopental을 정주하고, 기관 삽관 후 인공호흡기 등의 처지를 끝낸 후, HI를 유발하기 위하여 실험군에서 수술 겸자로 양측 경동맥을 폐쇄한 후 8% 산소로 30분간 흡입하였고, RR을 시행하기 위하여 경동맥 폐색을 풀고 흡입 산소농도를 60%로 올려 1시간까지 투여하면서 관찰하였다. 생리적 변수로 혈압과 동맥혈 가스 소견을 관찰하였고, 뇌의 혈역학적 변화와 에너지 상태는 near infrared spectroscopy(NIRS)를 이용하여 대뇌의 산화 헤모글로빈($HbO_2$), 환원헤모글로빈(Hb), 환산 헤모글로빈(HbD), 싸이토크롬 $aa_3$(Cyt $aa_3$) 등을 지속적으로 관찰하여 비교하였다. 또한 실험 종료 시 얻은 뇌조직에서 $Na^+$, $K^+$-ATPase의 활성도 및 지질 대사산물인 conjugated dienes, 고에너지 인분자인 ATP(adeninetriphosphate)와 phosphocreatine(PCr)을 비교하였다. 결 과 : 생리적 변수의 변화에서는 실험군 모두에서 정상 대조군에 비하여 혈압, 동맥혈 산소 분압, pH, base excess 등이 유의하게 감소하였고(P<0.05), 젖산은 유의하게 증가하였다(P<0.05). L-NMMA와 L-Arg군에서 실험 대조군과 유의한 차이는 없었다. 실험군에서 RR 1시간 후 pH를 제외한 혈압, 동맥혈 산소 분압, base excess 등의 이상소견은 모두 기저치로 회복되었고, 실험군간에 유의한 차이가 없었다. NIRS 소견에서 $HbO_2$와 HbD는 HI 동안 정상 대조군에 비하여 실험군 모두에서 유의하게 감소하였으나(P<0.05), RR 직후 기저치로 회복되었으며, $HbO_2$는 RR 40분 이후 정상 대조군에 비해 유의하게 감소하였다(P<0.05). Hb은 정상 대조군을 제외한 모든 실험군에서 HI 동안 유의하게 증가하였다가(P<0.05), RR 직후 기저치로 회복되었다. 산화 Cyt $aa_3$는 HI 동안 실험군 모두에서 감소하는 경향을 보였고, RR 이후 다시 증가하였다. 정상 대조군과 각 실험군간에 유의한 차이는 없었다. 뇌의 $Na^+$, $K^+$-ATPase 활성도와 conjugated dienes은 실험군 모두에서 정상 대조군(제1군)에 비하여 유의하게 감소하였다(P<0.05). 뇌의 ATP, phosphocreatine은 실험군 모두에서 정상 대조군과 차이가 없었고, 또한 실험군간에도 유의한 차이가 없었다. 결 론 : 신생 자돈에서 급성 저산소성 허혈 이후 재산소-재관류기 동안 NO 합성 억제제인 L-NMMA나 NO 생성 촉진제인 L-arginine이 뇌 혈역학이나 뇌의 에너지 대사에는 특별한 변화를 일으키지 않았다. 따라서 급성 저산소성 허혈성 뇌손상에서 재산소화 재관류기 초기에는 NO가 뇌손상의 주요한 기전으로 작용하지 않을 것으로 사료된다. 또한 뇌혈역학 및 생화학적 검사 결과 등에서 급성기에는 에너지 부전 상태가 주요한 세포손상 기전이 아니고, 이온 농도의 변화에 의한 뇌부종, 산소유리기에 의한 뇌세포 손상이 저산소성 허혈성 뇌손상의 급성기에 주로 작용하는 뇌세포 손상의 주요 기전임을 시사한다. 따라서 NO 생성 억제제 혹은 생성 전구물질인 L-Arg은 뇌신경 세포 보호 효과를 보이지 않아 급성 주산기 가사의 치료제로서 제한이 됨을 알 수 있었다. 그러나 좀 더 명확한 효과를 보기 위하여 선택적 억제제의 사용, 제제의 용량 및 투여시기, 손상 후 좀더 긴 시간 이후의 변화에 대한 연구가 필요하다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권2호
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• pp.79-89
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• 2009

나프탈렌은 휘발성이 있는 소수성 물질로 발암유발 가능성이 있고, 수생태계에 심각한 영향을 미친다. 본 연구는 초음파의 주파수 및 반응조건별 나프탈렌 분해효율과 OH 라디칼 변화량을 조사하였다. C-18 역상칼럼을 이용한 LC/FLD (1200 series, Agilent)로 나프탈렌을 분석한 결과 MDL (Method detection limit)은 0.01 ppm이었다. 초음파 조사동안 휘발된 나프탈렌은 거의 검출되지 않았고(0.05 ppm 이하), 반응조 덮개 개폐별 나프탈렌 분해효율은 거의 차이를 보이지 않았다(1% 이내). 초음파 반응온도가 증가할수록 나프탈렌 제거효율은 감소하는 경향($15^{\circ}C$: 95% ${\rightarrow}$ $40^{\circ}C$: 85%)을 보였고, pH가 낮을수록 나프탈렌 분해효율이 증가(pH 12: 84% ${\rightarrow}$ pH 3: 95.6%)하였다. 나프탈렌 초기농도의 감소에 따라 반응속도는 증가하는 경향을 보여주었다(2.5 ppm: $27.3{\times}10^{-3}\;min^{-1}$, 5 ppm: $27.3{\times}10^{-3}\;min^{-1}$, 10 ppm : $19.0{\times}10^{-3}\;min^{-1}$). 동일한 초음파 조건(2.5 ppm 나프탈렌, 0.075 W/mL, $20^{\circ}C$, pH 6.8)에서 28 kHz의 분해효율이 132 kHz보다 약 1.46배 높았고(132 kHz: 56%, 28 kHz: 82.7%), 유사 일차반응 속도상수($k_1$)도 약 2.3배 높게 나타났다(132 kHz: $2.4{\times}10^{-3}\;min^{-1}$, 28 kHz: $5.0{\times}10^{-3}\;min^{-1}$). 초음파 조사 10분 후 $H_2O_2$ 농도는 132 kHz가 28 kHz보다 약 7.2배 높았지만(132 kHz: 0.36 ppm, 28 kHz: 0.05 ppm), 조사 90분 후에는 28 kHz가 132 kHz보다 1.1배 높았다(28 kHz: 0.45 ppm, 132 kHz: 0.4 ppm). 2.5 ppm 나프탈렌 용액에 132 kHz와 28 kHz 초음파 조사시 발생된 $H_2O_2$ 농도는 초순수에 초음파 조사한 결과보다 각각 0.1 ppm과 0.05 ppm씩 낮게 나타났다. 혼형(24 kHz)과 배스형(28 kHz) 초음파의 나프탈렌 분해효율은 각각 87%와 82.7%였고, $k_1$은 $22.8{\times}10^{-3}\;min^{-1}$와 $18.7{\times}10^{-3}\;min^{-1}$로 산출되었다. 다주파 복합형 초음파 시스템(28 kHz 배스형 + 24 kHz 혼형 초음파)의 나프탈렌 분해효율은 단일주파수 24 kHz(혼형)와 비슷한 제거효율을 보였으나(88%), $H_2O_2$의 농도는 약 3.5배 높게 조사되었다(28 kHz + 24 kHz: 2.37 ppm, 24 kHz: 0.7 ppm). 이와 같은 다주파 복합형 초음파 시스템은 OH 라디칼에 의해 산화가 잘 일어나는 물질의 분해에 매우 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 수산해양교육연구
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• 제3권2호
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• pp.47-72
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• 1991

우리나라 동해안 연안에서만 서식하고 있는 코끼리조개의 식품학적인 자료를 얻기 위하여 계절적 성분 변화와 냉동 저장 중의 지질, VBN, TMAO 및 TMA, Total creatine, $NH_2$-N 그리고 단백질 변화를 분석하여 비교 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 계절적 성분 변화는 수분이 평균 79.9%이며, 7월이 82.2%로 가장 높고, 10월이 78.1%로 가장 낮았다. 조단백질은 평균 13.7%로, 7월이 12.3%로 가장 낮고 1월에 16.2%로 높았다. 조지방은 평균 1.1%, 회분은 평균 1.4%로서 지방보다 높았다. 2. 휘발성 염기질소의 변화는 저장 첫날에 내장을 포함한 육, 생육, blanching한 육에서 1.6mg/100g, 0.6mg/100g, 1.1mg/100g이었으며, 저장 90일에는 13.5mg/100g, 12.0mg/100g, 10.1mg/100g으로 blanching한 육에서 휘발성 염기질소량의 증가가 적었다. 3. 저장 중의 TMAO의 변화는 내장을 포함한 것과 생육이 저장 첫날에 2.4mg/100g, 2.8mg/100g이던 것이 저장 90일에 0.1mg/100임으로 감소하였고, blanching한 육도 저장 기간 동안 감소하였다. 한편, TMA 함량의 변화는 내장을 포함한 육, 생육, blanching한 육에서 저장 기간에 따라 증가하였다. 4. 동결 저장 중 아미노태질소의 변화는 내장을 포함한 육이 저장 초기에 24.1mg/100g, 생육 17.8mg/100g, blanching한 육 14.2mg/100g이던 것이 저장 90일에 각각 93.1mg/100g, 59.3mg/100g, 62.0mg/100g으로 증가하였다. 5. total creatinine의 변화는 내장을 포함한 육이 12.3mg/100g, 생육 10.5mg/100g, blanching한 육 8.3mg/100g으로서 내장을 포함한 육에서 많았으며, 저장 90일에는 143.3mg/100g, 104mg/100g, 151mg/100g으로 증가하였다. 6. 동결 저장 중의 과산화물 값(peroxide value)의 변화는 저장 초기에 내장을 포함한 육과 생육, blanching한 육에서 각각 0.41meq/kg, 0.38meq/kg, 0.44meq/kg이던 것이 증가를 보이다가, 저장 90일에는 3.72meq/kg, 3.72meq/kg, 1.44meq/kg으로 증가하였으며, 특히 내장을 포함한 육에서의 과산화물 값의 증가가 높았다. 그러나 전체적인 함량은 적었다. 7. 총지질의 지방산 조성 중 포화 지방산은 내장을 포함한 육이 39.3%, 생육 37.0%, blanching한 육 39.6%이며, 주요 지방산은 $C_{14}$ : 0, $C_{16}$ : 0, $C_{18}$ : 0였으며, Monoenoic acid은 내장을 포함한 육이 19.8%, 생육 22.2%, blanching한 육 22.4%이고, 주요 구성 지방산은 $C_{16}$ : 1, $C_{18}$ : 1, $C_{20}$ : 1이었다. 그리고 polyenoic acid은 내장을 포함한 육이 40.9%, 생육 40.8%, blanching한 육 38.0%로서 내장을 포함한 육의 함량이 높았으며, 주요 구성 지방산은 $C_{20}$ : 5, $C_{22}$ : 6이었다. 동결 저장 중의 변화는 포화 지방산이 내장을 포함한 육, 생육, blanching한 육이 각자 39.3%, 36.9%, 39.6%에서 저장 90일에 44.8%. 41.9%, 42.6%로 증가하였으며, 반대로 불포화 지방산은 내장을 포함한 육, 생육, blanching한 육이 40.9%, 40.8%, 38.0%에서 저장 90일에 31.4%, 34.3%, 34.0%로 감소하였으며, Monoenoic acid의 변화는 동결 저장 기간 중 약간 증가하였다. 8. 중성 지질의 지방산 조성 중 포화 지방산은 내장을 포함한 육이 45.2%, 생육 33.7%, blanching한 육 35.5%이며, Monoenoic acid은 내장을 포함한 24.4%, 생육 25.1%, blanching한 육 23.8%이고, Polyenoic acid은 내장을 포함한 육 30.4%, 생육 41.2%, blanching한육 40.7%이며, 주요 구성 지방산은 $C_{14}$:0, $C_{16}$:0, $C_{18}$:0, $C_{16}$:1, $C_{18}$:1, $C_{20}$:1 그리고 $C_{20}$:5, $C_{22}$:6이고, 저장 중의 변화는 총 지질과 같이 불포화 지방산의 변화가 가장 심했다. 9. 당지질의 지방산 조성은 $C_{16}$:0, $C_{18}$:0, $C_{20}$:1, $C_{20}$:5, $C_{22}$:6이 가장 많고 그 외 $C_{14}$:0, $C_{18}$:1, $C_{22}$:2도 주요 구성 지방산이었다. 저장 중의 변화는 포화 지방산이 저장 기간 중에 증가하였으며, 반대로 불포화 지방산은 감소하였다. 10. 인지질의 지방산 조성은 중성 지질과 같이 $C_{16}$:0, $C_{18}$:0, $C_{18}$:1, $C_{20}$:5, $C_{22}$:6이며, 동결 저장 중의 변화는 당지질과 마찬가지로 포화 지방산의 증가에 상용하여 불포화 지방산의 감소가 있었으며, 특히 고도 불포화 지방산이 저장 중에 변화가 가장 심했다. 11. 단백질의 조성은 sarcoplasmic protein이 37%, myofibrillar protein이 29%, alkali-soluble이 22%, stroma가 12%로 나타났고, 저장 중에는 sarcoplasmic과 myofibrillar가 약간 감소하였으며, 반대로 alkali-soluble과 stroma는 저장 기간 중 증가하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제7권2호
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• pp.71-97
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• 1974

답상태토양중(畓狀態土壤中)의 물질변화(物質變化)에 관(關)한 연구(硏究)는 이제까지 많이 실시(實施)되어 많은 성과(成果)를 올리고 있다. 그러나 이들 연구(硏究)의 대부분(大部分)이 실험실내(實驗室內)에서 실시(實施)된 비커실험(實驗), 혹(或)은 주사통실험(注射筒實驗)으로 그 결과(結果)를 야외(野外)의 답토양(畓土壤)에 적용(適用)시키는 것은 약간(若干)의 난점(難點)이 예상(豫想)된다. 토양중(土壤中)의 물질변화(物質變化)라고 하는 관점(觀點)에서 비커, 또는 주사통내(注射筒內)에 충전(充塡)된 답작토층토양(畓作土層土壤)과 야외(野外)의 답작토층토양(畓作土層土壤)과의 가장 중요(重要)한 차(差)는 후자(後者)에 수도근(水稻根)이 만연(蔓延)되어 있다는 것과 토양중(土壤中)에서 물의 이동(移動)이 있다는 것이다. 물의 침투(浸透)가 답상태(畓狀態) 작토층토양(作土層土壤)의 물질변화(物質變化)에 미치는 영향(影響)에 관(關)한 연구(硏究)는 상당(相當)히 많이 실시(實施)되어 그 실체(實體)가 명백(明白)해져 가고 있다. 한편 수도근(水稻根)의 존재(存在)가 답상태작토층토양(畓狀態作土層土壤)의 물질변화(物質變化)에 미치는 영향(影響)에 관(關)한 연구(硏究)는 몇개(個)의 보고(報告)가 있으나 그 결과(結果)는 상호(相互) 좋은 일치(一致)를 보이지 않고 있으며 수도근(水稻根)의 존재(存在)가 토양(土壤)의 물질변화(物質變化)에 미치는 기구(機構)는 추측(推測)의 영역(領域)을 벗어나지 못하고 있기 때문에 본연구(本硏究)는 실험(實險) I에서 수도재배(水稻栽培)가 답상태토양중(畓狀態土壤中)의 물질변화(物質變化)에 미치는 제효과(諸効果)를 확인(確認)하고 실험(實驗) II, III에서 이들 効果를 가져 온 기구(機構)를 해명(解明)할 목적(目的)으로 실험(實驗)하였든바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 대조구(對照區)의 작토층토양중(作土層土壤中)의 물질변화(物質變化) 및 용탈과정(溶脫過程)은 비커, 주사통(注射筒), 투수실험등(透水實驗等)의 실내실험(室內實驗)에서 나타냈든 기본적(基本的)인 유형(類型)에 따라 이루어졌으며 수도근(水稻根)의 존재(存在)는 이와같은 물질변화(物質變化) 및 용탈과정(溶脫過程)을 현저(顯著)히 변화(變化)시키는 것이 아니며 단지야간(單只若干)의 변화(變化)를 주는 정도(程度)였다. 2. 실험(實驗)I에서 경수(莖數)와 침투수중(浸透水中)의 양(陽) ion. $Ca^{{+}{+}}$, $Mg^{{+}{+}}$, Fe, Mn 간(間)의 상관관계(相關關係)는 전부(全部) 고도(高度)의 유의성(有意性)을 나타내고 있어 수도근(水稻根)은 이들 ion들의 용탈(溶脫)을 촉진(促進)시킨다고 본다. 3. 가리(加里), 규산(珪酸), 인산(燐酸) 등(等)은 분얼(分蘖) 최성기(最盛期)부터 흡수(吸收)로 인(因)하여 감소(減少)하였으며 $NH_4$-N 는 검출(檢出)되지 안했다. 4. 실험(實驗)II 에 있어서 경수(莖數)와 침투수중(浸透水中)의 전(全) 양(陽)ion, $Ca^{{+}{+}}$, $Mg^{{+}{+}}$, $Fe^{{+}{+}}$, Fe, Mn 간(間)의 상관관계(相關關係)가 Mg을 제외(除外)하고 전부 고도(高度)의 유의성(有意性)을 나타내고 있어, 이와같은 현상(現象)도 수도근(水稻根)에 의하여 이들 양(陽)ion의 용해(溶解), 용탈(溶脫)이 촉진(促進)되었다고 보는 것이 타당(妥當)하다고 생각된다. 5. 경수(莖數)와 $HCO_3{^-}$ 간(間)의 상관관계(相關關係)는 고도(高度)의 유의성(有意性)을 나타내고 있어 수도근(水稻根)의 활성(活性)이 증가(增加)함에 따라 $HCO_3{^-}$ 도 증가(增加)함을 알았다. 6. 침투수중(浸透水中)의 $HCO_3{^-}$ 와 전(全) 양(陽) ion, $Ca^{{+}{+}}$, $Mg^{{+}{+}}$, $Fe^{{+}{+}}$, Fe, Mn 과의 상관관계(相關關係)는 고도(高度)의 유의성(有意性)이 인정(認定)되었으며 수도근(水稻根)에 의(依)하여 생성(生成)된 $HCO_3{^-}$ 는 $Ca^{{+}{+}}$, $Mg^{{+}{+}}$, $Fe^{{+}{+}}$, Fe, Mn 의 용탈(溶脫)을 촉진(促進)시키며 이들 양(陽) ion은 중탄산염(重炭酸鹽)의 형태(形態)로 용탈(溶脫)된다는 것을 시사(示唆)하는 결과(結果)로 보아진다. 7. 침투수중(浸透水中)의 철(鐵)은 거의 전부(全部)가 2가철(價鐵)이며 2가철(價鐵)과 $HCO_3{^-}$의 상관관계(相關關係)를 보면 고도(高度)의 유의성(有意性)이 인정(認定)되므로 철(鐵)은 중탄산철(重炭酸鐵)의 형태(形態)로 용탈(溶脫)된다고 보는 것이 타당(妥當)하지 않을까 한다. 8. 근권토양(根圈土壤)은 타(他)의 미소부위(微小部位)에 비(比)하여 2가철(價鐵)이 경시적(經時的)으로 감소(減少)하였으며 Glucose 함량(含量)이 2~3배(倍)나 많은 것은 수도근(水稻根)이 산소(酸素)를 분필(分泌)하고 근권토양(根圈土壤)을 산화(酸化)시키며 유기물(有機物)을 분필(分泌)하고 노화(老化)된 물질(物質)의 탈락(脫落) 등(等)에 의(依)하여 유기물(有機物)을 부화(富化)시킨다고 하는 기왕(旣往)의 보고(報告)와 잘 일치(一致)하고 있다. 9. 근권토양(根圈土壤)은 타부위(他部位)에 비(比)하여 ${\beta}$-Glucosidase와 Phosphotase의 활성(活性)이 강(强)한 것은 근권토양(根圈土壤)에 Glucose 함량(含量)이 많기 때문에 미생물(微生物)의 활동(活動)이 왕성한 데에 원인(原因)이 있다고 본다. 10. 침투수(浸透水)의 pH는 재배구(栽培區)가 시종(始終)낮으며 재배구(栽培區)의 Eh는 후기(後期)에 높았다. 끝으로 본(本) 연구(硏究)를 수행(遂行)함에 있어서 시종(始終) 지도(指導)하여 주신 동경대학(東京大學) 농학부토양학연구실(農學部土壤學硏究室) 고정강웅교수(高井康雄敎授)에게 심심(深甚)한 사의(謝意)를 표(表)하며 여러가지로 조언(助言)과 협조(協助)를 하여 주신 화전수덕조교수(和田秀德助敎授)를 비롯한 연구실(硏究室) 제위(諸位) 그리고 공시토양(供試土壤)과 종자(種子)를 제공(提供)하여 주신 동학부(同學部) 천전신일랑교수(川田信一郞敎授) 산기경우박사(山崎耕宇博士), 수도재배(水稻栽培)에 便宜(便宜)를 제공(提供)하여 주신 동학부(同學部) 웅택희구웅교수(熊澤喜久雄敎授), 평전희박사(平田熙博士)에게 감사(感謝)를 드린다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제37권
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• pp.285-307
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• 2004

이 연구에서는 전남 화순군에 위치한 운주사의 석조문화재를 중심으로 암석의 풍화대 형성과 풍화의 진행에 따른 암석학적 특성과 지화학적 특성을 종합 검토하였다. 이 결과를 중심으로 석조물을 이루는 암석의 기계적, 화학적, 광물학적 및 물리적 풍화에 영향을 미치는 풍화요소를 규명하였고, 이들을 정량화하여 석조문화재의 보존방안 강구를 위한 기초자료로 활용하고자 한다. 이 연구를 위하여 야외 정밀조사 및 총 18개의 시료(화산력 응회암 7점, 화산회 응회암 4점, 화강암류 4점, 화강편마암 3점)에 대한 전암분석과 암석의 특성 및 광물감정을 실시하였다. 또한 각각의 석조물에 대한 훼손현황을 반정량적으로 기재하였다. 운주사 일대의 지질을 이루는 암석은 화산력 응회암이며 대체로 N30-40W의 주향과 10~20NE의 경사를 갖고 있다. 이 화산력 응회암은 운주사를 중심으로 매우 넓게 분포하고 있으며 운주사 경내에 분포하는 석조물은 모두 화산력 응회암으로 조형되어 있다. 현재 운주 사 경내의 석조물들은 대부분 심한 균열의 발달과 함께 구조적 불균형을 이루고 있으며, 생물학적 오염 및 암석의 풍화가 상당히 진행되어 각력이 탈락하고 광물의 입상분해가 발생하는 등 풍화와 훼손양상이 아주 심각하다. 또한 석조물 곳곳의 철편과 시멘트 몰탈은 산화되어 적갈색의 침전물과 회백색의 침전물을 형성하고 있다. 이들 석조물에 대해 육안 훼손정도를 기재한 결과 대부분의 석조물들이 MD(moderate damage)에서 SD(severe damage) 등급의 훼손정도를 보이고 있다. 각 암석의 X선 회절분석 결과, 대부분의 시료들은 석영, 정장석, 사장석, 방해석 및 자철석 등의 광물로 구성되어 있다. 현미경하에서는 석영과 장석류가 심하게 변질되었으며, 타형의 결정형을 보이는 흑운모는 풍화되어 이차 풍화광물인 녹니석으로 변질되어 있다. 또한 응회암 곳곳의 열극대에 적갈색의 철분 침전물이 관찰되는 것으로 보아 암석의 내부까지 풍화가 진행되고 있음을 알 수 있다. 연구지역의 석조물을 이루는 응회암류는 Subalkaline, Peraluminous의 영역에 도시되며, 시료의 $SiO_2$(wt.%) 범위는 화산력 응회암이 70.08~73.69, 화산회 응회암은 70.26~78.42 의 범위를 보이고 있다. 또한 주성분원소에 대한 화학적풍화지수(CIA)와 풍화잠재지수(WPI) 계산치에서 CIA의 범위는 화산력 응회암은 55.05~60.75, 화산회 응회암은 52.10~58.70, 화강암은 49.49~51.06 화강편마암은 53.25~67.14의 범위를 보이며 이들은 편마암류와 응회암류에서 큰 값을 갖는다. WPI는 응회암류와 편마암류의 시료에서 0선 이하에 있거나 0선에 근접되어 도시되는 것으로 보아 상위 CIA에서와 같이, 이들 응회암류와 편마암류가 화학적인 풍화 작용을 쉽게 받고 있음을 시사한다. 암석의 분말시료와 석조물의 피복시료를 채취하여 전자현미경(SEM)으로 관찰한 결과 암석의 이차적인 풍화산물인 스멕타이트, 불석군의 점토광물이 관찰된다. 그리고 암석의 생물학적 풍화 요소인 하등식물의 균사류 및 지의류의 모근과 포자가 함께 관찰된다. 이는 암석의 내부까지 생물체가 압력을 가하고 있어 석조물의 기계적 풍화작용을 가중시키고 있으며, 이와 함께 석조물 내에 점토광물화가 상당히 진행된 것으로 판단된다. 암석의 풍화가 상당히 진행되어 비, 바람, 수목, 지반 등 자연환경 의해 훼손이 가속화 되고 있는 상태이다. 이에 대한 방안으로 1차 수목 제거 등 주변 환경정비와 배수로 설치 등 물 침투 방지에 대한 지반환경 조성이 필요하고, 2차 지의류 제거 등 생물학적 처리와 합성수지를 사용한 균열부분 접착복원과 암석 재질을 강하게 하는 경화 및 발수처리를 실시한다. 그리고 풍화의 원인인 바람, 햇빛, 비 등을 차단시킬 수 있고 주변경관과 어울리는 보호시설을 건립하여 보존하는 것이 좋을 것으로 판단된다.