• 제목/요약/키워드: oxygen-uptake

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염색폐수의 생물학적 처리에 미치는 cosubstrates의 영향 및 색도제거 기전 연구 (A Study on the Effects of Cosubstrates on the Biological Treatment and the Decolorization Mechanisms of Dyeing Wastewater)

  • 김미경;서상준;안재환;신응배
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.738-745
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    • 2006
  • 본 연구에서는 염색폐수의 색도제거 기전을 미생물 floc에의 물리 화학적 흡착과 미생물의 대사에 의한 생물학적 제거의 두 가지로 분류하였다. 색도제거의 반응 조건, 즉 혐기/호기 조건, cosubstrate의 종류와 주입량 등을 회분식 실험에 의해 규명하고, 활성슬러지와 비활성슬러지의 biosorption 실험을 통하여 색도제거 기전을 확인하였다. 염색폐수의 색도는 호기조건과 혐기조건에서 각각 102 ${\Delta}$unit/g MLSS, 123 ${\Delta}$unit/g MLSS가 제거되어 혐기조건에서의 제거율이 높았으며, 유기물은 호기조건에서 82 $mg{\Delta}$COD/gMLSS, 혐기조건에서 75 $mg{\Delta}$COD/gMLSS 제거되어 호기조건에서 제거율이 더 높게 나타났다. Cosubstrate로서 실폐수인 가정하수와 acetate를 이용하여 주입량에 따른 염색폐수의 제거능을 분석한 결과, cosubsrate의 주입에 따라 색도 및 유기물 제거량이 증가함을 확인하였으며 가정하수보다는 acetate가 색도제거에 있어서 더 효율적인 cosubstrate임을 알 수 있었다. 활성슬러지와 멸균된 비활성슬러지를 이용한 색도제거 실험 결과. 비활성슬러지의 색도제거량은 가정하수의 주입에 따라 $20.3{\sim}37.3$ ${\Delta}$unit/g MLSS, 활성슬러지는 $102.0{\sim}159.0$ ${\Delta}$unit/g MLSS로 나타났다. 또한 반응 초기에는 물리 화학적 흡착이 우세하였으나 시간이 지나면서 생물대사 작용에 의한 제거가 증가하는 경향을 보였으며, cosubstrate의 주입에 따른 미생물의 대사에 의한 제거분율이 증가하는 것으로 분석되었고, 이는 호흡율 측정결과와도 그 경향이 일치하였다.

하수의 독성평가를 위한 표준독성시험법과 온도증가 단기독성평가법의 비교 평가 (Evaluation and Comparison with Standard 48 hr Acute Bioassay and High Temperature Rapid Toxicity Test for Sewage Toxicity Test)

  • 이상일;전병희;원성연;김이정;김금용
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.191-197
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    • 2005
  • Ceriodaphnia dubia를 이용한 새로운 독성시험법인 온도증가 단기독성평가법(ToxTemp, ToxCity test based on TEMPerature control)을 이용하여 농약성분에 대한 민감도를 조사하였다. BPMC, Diazinon, Fenitrothion등 하수의 생물학적 처리에 독성을 나타낼 수 있는 물질들에 대하여 기존의 실험방법인 표준 48시간 독성시험법과 비교했을 때 온도증가법은 $1{\sim}1.5$시간의 짧은 접촉시간에도 농약의 독성을 잘 감지할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 중금속, 독성 유기화합물 그리고 농약성분을 비교, 평가했을 때 온도증가법은 1.25시간의 짱은 접촉시간 내에 48시간독성법의 결과와 높은 상관관계를 유지하며 독성을 감지하였다. 염색공단 폐수와 하수 등 실폐수에서의 독성평가능을 검토하기 위하여 활성슬러지를 이용한 질산화율, 산소이용율(OUR)과 C. dubia를 이용한 표준 48시간 독성시험법, 온도증가법을 비교하였다. 그 결과 OUR을 이용한 평가에서는 비교적 높은 질산화율 저해도를 보인 원수에 대해서도 독성민감도가 낮아 현장적용에 한계를 나타낸 반면 C. dubia를 이용한 표준 48시간 독성시험법과 온도증가법은 각기 다른 수준의 독성에 대해 민감하게 차이를 보였으며, 이 두 방법은 질산화율 저해도와 좋은 상관관계를 보였다. 온도증가법은 표준 48시간 독성시험법에 비해 1.5% 정도 민감도가 떨어지지만 현장에서의 신속한 감지가 가능하다는 점에서 현장에서의 질산화 독성진단에 대한 적용가능성이 높음을 보여주었다.

융복합을 활용한 휠체어 트레드밀과 암에르고미터 점증부하운동검사 시 심폐기능, 운동자각도 및 젖산농도 비교 (A Comparison of Cardiopulmonary Function, RPE, and Blood Lactate following in Wheelchair Treadmill and Arm Ergometer GXT Test through Convergence)

  • 장홍영;김종혁
    • 디지털융복합연구
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    • 제14권9호
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    • pp.553-561
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    • 2016
  • 본 연구는 비장애인 휠체어 농구 선수 11명을 대상으로 휠체어트레드밀과 암 에르고미터의 점증부하운동검사 시 심폐기능, 운동자각도 및 젖산 농도를 비교하는데 목적이 있다. 연구방법으로는 휠체어트레드밀과 암 에르고미터의 점증부하운동검사 시 호흡가스분석기와 무선 심박수 측정기를 사용하여 심폐기능을 알아보았으며, 보그 스케일을 이용하여 운동자각도를 측정하였고, 젖산 분석기를 사용하여 안정 시, 운동직후, 회복기 2분, 4분, 6분, 10분의 혈중 젖산 농도를 측정하였다. 측정된 데이터는 SPSS 18.0 프로그램을 통하여 종속 t-검증(paired t-test)을 실시하여 분석하였고 통계적 유의수준은 .05로 설정하였다. 이 연구를 통하여 얻어진 결과는 다음과 같다. 첫째, 심폐기능 변인 중 최대산소섭취량은 암 에르고미터가 높게 나타났으며, 호흡교환율은 휠체어트레드밀이 높게 나타났으며, 최대 심박수는 휠체어트레드밀이 높게 나타났다. 둘째, 주관적 운동 강도에서는 종료 점에서 암 에르고미터에서 높게 나타났다. 셋째, 혈중 젖산 농도는 운동 직후 암 에르고미터에서 높게 나타났다.

유산소 운동이 비만 여자대학생의 동맥맥파속도, 호흡순환계 및 신체조성에 미치는 영향 (Aerobic Exercise's Influence on Obese Female College Students'Arterial Pulse Wave Velocity, Cardiorespiratory Systems and Body Composition)

  • 김승석
    • 디지털융복합연구
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    • 제15권7호
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    • pp.407-414
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    • 2017
  • 본 연구는 융복합 유산소운동이 비만 여자대학생의 동맥맥파속도, 호흡순환계 및 신체조성에 미치는 영향을 규명하기 위해 D광역시 Y구에 위치한 D대학교 여자대학생을 대상으로 체지방율 수치가 30% 이상인자, 과거와 현재 특별한 질환이 없고, 규칙적인 신체활동 경험이 없는 26명을 선정하여 실험 목적과 내용을 충분히 설명한 후 참여 동의서를 받음으로써 최종 확정한 뒤, 운동집단(N=13), 통제집단(N=13)으로 무선배정 하고 12주간 유산소운동을 실시하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 신체조성의 변화는 운동집단에서 체중, 체지방율, 복부지방율이 유의하게 감소를 보였다. 둘째, 호흡순환계의 변화는 운동집단에서 최대산소섭취량, 최대심박수, 최대환기량은 유의한 증가를 보였다. 셋째, 동맥맥파속도의 변화는 운동집단에서 상체(왼손, 오른손), 하체(왼발, 오른발)에서 유의한 감소를 보였다.

줄(Zizania latifolia)의 생장에 의한 저토에서 질소와 인의 형태 변화 (Changes in Forms of Nitrogen and Phosphorus in Sediment by Growth of Zizania latifolia)

  • 민금숙;곽영세;김준호
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제28권2호
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    • pp.93-98
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    • 2005
  • 정수식물인 줄(Zizania latifolia)의 생장에 따른 저토로부터의 무기영양소 흡수와 저토의 산화환원전위(Eh) 및 pH와 같은 물리, 화학적 특성과 $NH_4^+$$NO_3^-$의 질소형 그리고 유동성 인$(PO_4^{3-})$, 착화합물 인, 인회석 인 및 유기 인의 변화를 화분 재배실험을 통하여 조사하였다. 화분재배 실험에서 저토의 Eh는 식재 후에 식물구의 환원층이 무식물구의 것보다 높았다. 환원층의 $NH_4^+-N$ 함량은 식물구가 무식물구보다 적었고, $NO_3^--N$ 함량은 그것과 반대의 양상으로 나타났다. 형태별 인의 비율은 식재 전에 유기 인이 높았고, 식재 후에 착화합물 인이 높음으로써, 전자가 분해되어 후자로 변형됨이 확인되었다. 상층수와 침출수의 $NH_4^+-N$$PO_4^{3-}-P$ 농도는 무식물구보다 식물구에서 낮았다. 침출수의 $NO_3^--N$ 농도는 무식물구보다 식물구에서 높았고, 이는 뿌리로부터의 산소공급이 저토를 산화시켰기 때문인 것으로 판단되었다.

생물학적 축산폐수 처리공정의 자동제어 방법 및 제어 인자의 안정성 (Real-time Control of Biological Animal Wastewater Treatment Process and Stability of Control Parameters)

  • 김원용;정재현;라창식
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제46권2호
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    • pp.251-260
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    • 2004
  • SBR 처리공정의 자동제어 인자로서의 ORP, pH, DO의 안정성과 유용성을 비교 평가하였다. 시스템 운전동안 ORP와 pH(mV)-time profile 상에서 요염물질의 특이적인 변화시점을 나타내는 NBP와 NKP가 잘 나타났으며 이 시점은 MSC(moving slope change)를 이용하여 쉽게 인식될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 그러나 부하량과 포기량 혹은 시스템 OUR이 불균형일 때는 DO나 ORP-time profile 상에서 NBP로 잘못 인식될 수 있는 가짜 제어시점이 여러 번 발생하거나 혹은 제어시점으로 인식할만한 변화가 전혀 발생하지 않음을 알 수 있었다. 그러나 pH(mV)-time profile에서는 어떤 운전조건과 상태에서도 항상 뚜렷한 NBP가 발생하고 MSC를 이용한 제어시점 인식이 가능함을 알 수 있었다. 따라서 호기적 처리과정 중의 시스템 진단과 자동제어 인자로 ORP나 DO 보다 pH(mV)가 안정적임을 알 수 있었다. 반면 무산소 상태의 모니터나 제어에 있어서는 pH(mV)-time profile에서 NKP를 안정적으로 인식하는 데에는 한계가 있었으나 ORP에서는 매우 안정적인 것으로 나타나 무산소 처리과정의 진단/제어인자로는 ORP가 다른 인자들 보다 유용함을 알 수 있었다. 이러한 결과로 미뤄 SBR 공정의 안정적인 자동제어를 위해서는 ORP 혹은 pH(mV)를 단독으로 이용하는 것 보다는 병용하는 것이 바람직하며, 이러한 자동제어기술은 유입수내 오염물질의 농도 변이와 운전여건에 상관없이 항상 오염물질의 완전제거를 가능케 함은 물론 처리시간 및 처리용량의 최적화를 위한 실용적 기술이 될 것으로 판단된다.

Effects of Cadmium and Arsenic on Physiological Responses and Copper and Zinc Homeostasis of Rice

  • Jung, Ha-il;Chae, Mi-Jin;Kim, Sun-Joong;Kong, Myung-Suk;Kang, Seong-Soo;Lee, Deog-Bae;Ju, Ho-Jong;Kim, Yoo-Hak
    • 한국토양비료학회지
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    • 제48권5호
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    • pp.397-403
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    • 2015
  • Heavy metals reduce the photosynthetic efficiency and disrupt metabolic reactions in a concentration-dependent manner. Moreover, by replacing the metal ions in metalloproteins that use essential metal ions, such as Cu, Zn, Mn, and Fe, as co-factors, heavy metals ultimately lead to the formation of reactive oxygen species (ROS). These, in turn, cause destruction of the cell membrane through lipid peroxidation, and eventually cause the plant to necrosis. Given the aforementioned factors, this study was aimed to understand the physiological responses of rice to cadmium (Cd) and arsenic (As) toxicity and the effect of essential metal ions on homeostasis. In order to confirm the level of physiological inhibition caused by heavy metal toxicity, hydroponically grown rice (Oryza sativa L. cv. Dongjin) plants were exposed with $0-50{\mu}M$ cadmium (Cd, $CdCl_2$) and arsenic (As, $NaAsO_2$) at 3-leaf stage, and then investigated malondialdehyde (MDA) contents after 7 days of the treatment. With increasing concentrations of Cd and As, the MDA content in leaf blade and root increased with a consistent trend. At 14 days after treatment with $30{\mu}M$ Cd and As, plant height showed no significant difference between Cd and As, with an identical reduction. However, As caused a greater decline than Cd for shoot fresh weight, dry weight, and water content. The largest amounts of Cd and As were found in the roots and also observed a large amount of transport to the leaf sheath. Interestingly, in terms of Cd transfer to the shoot parts of the plant, it was only transported to upper leaf blades, and we did not detect any Cd in lower leaf blades. However, As was transferred to a greater level in lower leaf blades than in upper leaf blades. In the roots, Cd inhibited Zn absorption, while As inhibited Cu uptake. Furthermore, in the leaf sheath, while Cd and As treatments caused no change in Cu homeostasis, they had an antagonist effect on the absorption of Zn. Finally, in both upper and lower leaf blades, Cd and As toxicity was found to inhibit absorption of both Cu and Zn. Based on these results, it would be considered that heavy metal toxicity causes an increase in lipid peroxidation. This, in turn, leads to damage to the conductive tissue connecting the roots, leaf sheath, and leaf blades, which results in a reduction in water content and causes several physiological alterations. Furthermore, by disrupting homeostasis of the essential metal ions, Cu and Zn, this causes complete heavy metal toxicity.

Muscle oxygenation, endocrine and metabolic regulation during low-intensity endurance exercise with blood flow restriction

  • Hwang, Hyejung;Mizuno, Sahiro;Kasai, Nobukazu;Kojima, Chihiro;Sumi, Daichi;Hayashi, Nanako;Goto, Kazushige
    • 운동영양학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.30-37
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    • 2020
  • [Purpose] The present study investigated the effect of endurance exercise with blood flow restriction (BFR) performed at either 25% maximal oxygen uptake (${\dot{V}}O_2$ max) or 40% ${\dot{V}}O_2$ max) on muscle oxygenation, energy metabolism, and endocrine responses. [Methods] Ten males were recruited in the present study. The subjects performed three trials: (1) endurance exercise at 40% ${\dot{V}}O_2$ max without BFR (NBFR40), (2) endurance exercise at 25% ${\dot{V}}O_2$ max with BFR (BFR25), and (3) endurance exercise at 40% ${\dot{V}}O_2$ max with BFR (BFR40). The exercises were performed for 15 min during which the pedaling frequency was set at 70 rpm. In BFR25 and BFR40, 2 min of pressure phase (equivalent to 160 mmHg) followed by 1 min of release phase were repeated five times (5 × 3 min) throughout 15 minutes of exercise. During exercise, muscle oxygenation and concentration of respiratory gases were measured. The blood samples were collected before exercise, immediately after 15 min of exercise, and at 15, 30, and 60 minutes after completion of exercise. [Results] Deoxygenated hemoglobin (deoxy-Hb) level during exercise was significantly higher with BFR25 and BFR40 than that with NBFR40. BFR40 showed significantly higher total-hemoglobin (total-Hb) than NBFR40 during 2 min of pressure phase. Moreover, exercise-induced lactate elevation and pH reduction were significantly augmented in BFR40, with concomitant increase in serum cortisol concentration after exercise. Carbohydrate (CHO) oxidation was significantly higher with BFR40 than that with NBFR40 and BFR25, whereas fat oxidation was lower with BFR40. [Conclusion] Deoxy-Hb and total Hb levels were significantly increased during 15 min of pedaling exercise in BFR25 and BFR40, indicating augmented local hypoxia and blood volume (blood perfusion) in the muscle. Moreover, low-and moderate-intensity exercise with BFR facilitated CHO oxidation.

Comparison of the Korean Activity Status Index with cardiopulmonary exercise test in patients with acute myocardial infarction

  • Youn Ji Kim;Jun Hwan Choi;Bo Ryun Kim;So Young Lee;Hyun Jung Lee;Song-Yi Kim;Jae-Geun Lee
    • Journal of Medicine and Life Science
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    • 제19권2호
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    • pp.57-65
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    • 2022
  • This study aimed to compare the Korean Activity Status Index (KASI) with the cardiopulmonary exercise test (CPET) among patients with acute myocardial infarction. A total of 2,268 patients (85.4% male; mean age, 59.3±10.2 years; range, 23-90 years) diagnosed with acute myocardial infarction were enrolled in the Regional Center Myocardial Infarction Registry between July 2016 and June 2019. The KASI is a tool used to measure functional capacity by asking patients about their ability to perform specific activities and then scoring their responses. In contrast, CPET is the gold standard for assessing the objective functional capacity in patients undergoing cardiac rehabilitation. Peak oxygen uptake (VO2peak) was used to analyze the correlation. Patients who completed two consecutive KASI and CPET evaluations during their first (KASI_1, VO2peak_1) and second visits (KASI_2, VO2peak_2) for cardiac rehabilitation were included in the study. The mean KASI_1 and KASI_2 scores were 43.3±14.3 and 49.8±13.9, respectively, and the mean VO2peak_1 and VO2peak_2 scores were 25.9±8.0 and 28.5±8.3, respectively. Both the KASI scores were significantly correlated with the measured VO2peak during each visit, with correlation coefficients of 0.385 (P<0.001) and 0.346 (P<0.001), respectively. Moreover, the KASI score and VO2peak had a linear relationship (VO2peak_1=0.22×KASI_1+16.5, P<0.001; VO2peak_2=0.21×KASI_2+18.2,VO2peak_2=0.21×KASI_2+18.2, P<0.001). This study revealed that the KASI is a valid measure for the follow-up evaluation of the functional capacity of patients. These findings suggest that VO2peak can be predicted using the KASI score in patients who do not undergo CPET.

운동 트레이닝을 통한 심폐체력 반응의 차이가 복부비만 여성의 심혈관계 위험요인과 아디포싸이토카인에 미치는 영향 (Effects of different cardiorespiratory fitness response to exercise training on cardiovascular disease and adipocytokine in abdominal obesity women)

  • 박수현
    • 운동과학
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    • 제21권1호
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    • pp.111-120
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    • 2012
  • 본 연구는 복부비만 여성을 대상으로 운동 트레이닝을 통해 심폐체력의 반응의 차이가 심혈관계 위험요인 및 아디포싸이토카인 분비 및 유전자 발현에 미치는 영향을 알아보는 데 그 목적이 있다. 본 연구는 운동 트레이닝 실시 후 심폐체력 향상의 유무를 이용하여 복부비만 여성 총 48명을 운동-반응 집단(n=34)과 운동-비반응 집단(n=14)으로 나누었다. 운동 트레이닝은 주당 1200kcal를 소모하도록 설계되었으며, 중등도-활발한 운동강도, 걷기나 간단한 조깅의 형태로 12주간 실시하였다. 측정 변인으로 실험 참가 전, 후에 신체조성, 혈압, 심폐체력, 혈중지질, 글루코스, 인슐린 그리고 유리지방산을 측정하였으며, 혈중 아디포싸이토카인과 복부지방 아디포싸이토카인 유전자 발현을 분석하였다. 본 연구의 결과 운동 트레이닝 후 두 집단 모두 비만지표에서 통계적으로 유의하게 감소하였지만, 허리둘레(p=0.040), 체지방률(p=0.031) 그리고 중성지방(p=0.023)과 수축기 혈압(0.046)은 운동-반응 집단과 운동-비반응 집단에서 상호작용 효과를 보였다. 혈중 렙틴은 두 집단에서 상호작용 효과(p=0.022)가 나타났으나 복부지방 렙틴 유전자는 두 집단 모두에서 트레이닝 후(p<0.001)에 유의하게 감소하였다. 이상의 결과를 종합해보면 12주간 운동 트레이닝 실시 후 심폐체력의 향상을 보인 운동-반응 집단은 운동-비반응 집단에 비해 심혈관계 질환 위험요소와 아디포싸이토카인 분비 및 유전자 발현에 더 효과적인 것으로 나타났다. 또한 운동 트레이닝 실시 후 심폐체력의 개선이 없었던 운동-비반응 집단에서도 비만지표와 혈중 렙틴 및 렙틴 유전자 발현이 감소되는 것을 살펴봤을 때 규칙적인 운동 자체가 비록 심폐체력의 개선이 없더라도 인간의 건강상의 이점을 주는 것으로 나타났다. 따라서 심폐체력이 향상되지 않더라도 규칙적인 운동 은 비만 관련 위험요인의 감소 및 예방에 좋은 영향을 주는 것으로 사료된다.