In this study, soil slurry bioreactors were used to treat soils containing 16 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) for 35 days. Five different soil samples were taken from manufactured gas plant (MGP) and coal tar disposal sites. Soil properties, such as carbon content and particle distribution, were measured. These properties were significantly correlated with percent biodegradation and degradation rate. The cumulative amount of PAH degraded (P), degradation rate (Km), and lag phase (𝜆) constants of PAHs in different MGP soils for 16 PAHs were successfully obtained from nonlinear regression analysis using the Gompertz equation, but only those of naphthalene, anthracene, acenaphthene, fluoranthene, chrysene, benzo[k]fluoranthene, benzo(a)pyrene, and benzo(g,h,i)perylene are presented in this study. A comparison between total non-carcinogenic and carcinogenic PAHs indicated higher maximum amounts of PAH degraded in the former than that in the latter owing to lower partition coefficients and higher water solubilities (S). The degradation rates of total non-carcinogenic compounds for all soils were more than four times higher than those of total carcinogenic compounds. Carcinogenic PAHs have the highest partitioning coefficients (Koc), resulting in lower bioavailability as the molecular weight (MW) increases. Good linear relationships of Km, 𝜆, and P with the octanol-water partitioning coefficient (Kow), MW, and S were used to estimate PAH remaining, lag time, and biodegradation rate for other PAHs.
수심적분의 2차원 연안수동역학 모형중 시간진행의 방법과 조화해석 방법에 의하여 전개한 유한요소모형을 비교검토하여 각 모형의 특성을 파악하고 오차를 해석하기 위하여 본 연구를 수행 하였는데 이에 이용된 모형은 ADCIRC, STEPM, FUNDY 그리고 TEA이다. 비교방법으로 해석적 해를 구할 수 있는 4분환원의 형상에서 영역내 특정점에 대한 수치해의 변화추이와 전영역에 관하여 해석해와의 정규오차의 비교를 통해 각 특성을 살펴보았다. 그 결과 전반적으로 조화모형이 시간진행모형에 비하여 매우 우수하고 거의 해석적 해와 일치되는 결과를 보이는 반면, 시간진행모형인 STEPM은 조화모형에 비하여 약 7배, ADCIRC는 STEPM에 비하여 5배 가량 정도가 떨어지는 것으로 나타났다. 이렇게 오차에 지대한 영향을 미치는 것은 초기조건으로 설정한 cold start의 영향 때문에 발생되는 phase lag와 비선형항의 영향인 것으로 추론되었다.
We developed a dermal equivalent (DE) which was engineered using human dermal fibroblasts and a matrix of collagen gel. The in vitro construction of the DE was accomplished by casting a porcine collagen type I solution plus concentrated medium with isolated and cultured fibroblasts. These constructs were attached to culture dishes or left floating in culture medium. Contraction of attached gels results in decreased gel thickness without a change in gel diameter, and contraction of floating gels results in decreased gel thickness and diameter. After contraction, there was no increase in cell number in floating gels, but cells in attached gels began to increase after about 4 days of the lag phase in cell growth curve. At this lag phase, addition of fibroblast growth factor (FGF) at a concentration of $0.1{\mu}$/ml promoted cell proliferation in the attached collagen gels, but no effect in floating gels. These results indicate that the method of contraction had an influence on the extracellular matrix (ECM) organization, and this influenced not only cell growth but also fibroblast responsiveness to FGF. This suggests that attached collagen gel is more suitable as a dermal equivalent than the floating gel. And the final contracted area of attached gel is much larger than that of the floating gel since floating gel is contracted in all directions but attached gel is contracted only vertically.
This study investigates effects of an aging period on arsenic (As) chemical forms in soils and phytotoxicity using artificially As-contaminated soils with a range of As concentrations (0-300 mg/kg) and aging periods (0 and 3 months). A sequential extraction procedure showed that the increasing As concentration in soils increased the ratio of non-specifically and specifically bound As, which are known to be bioavailable. This resulted in increasing As uptake by tomatoes with increasing As concentration (R2=0.87 for exponential fitting); however, the seed germination was not sensitive to the As concentrations of the soil samples. The seed germination was also statistically similar in the soils with 75 and 150 mg-As/kg regardless of the aging period. The time taken until the seed germination (i.e., lag phase), on the other hand, decreased from 10 d to 3 d with aging for 3 months. This can be attributed to the decreased amount of bioavailable As with aging. Overall, this study shows that when the toxic effects of the As-contaminated soils are assessed using tomato plants, it is better to use more sensitive methods than seed germination such as the As accumulation or the lag phase for seed germination.
본 연구에서는 서울대학교 댐 하류 노천강당 유역과 공대폭포 유역에 지속시간 1시간 50년 빈도 강우에 관한 저수지 홍수추적을 실시하고 지하저류조가 설치되는 경우 다음의 사항에 초점을 맞추어 분석을 수행하였다 (1) 저류조의 저류량; (2) 우수유출량 및 첨두수위의 저감정도; (3) 지체시간 변화; (4) 신설 지하저류조의 유출입부 암거 설계. 노천강당 유역에 $25,000m^3$ 저류조가 설치되는 경우 총 유입량 대비 49.43 %의 저류효과가 발생하고 49.64 %의 첨두 유량 감소효과와 28분의 지체시간 증대효과를 얻을 수 있었으며, 첨두 수위는 $15,000m^3$ 저류조에 비해 35 cm 낮게 나타났다. 기존 저류시설과 신설 지하저류조의 공동 운영을 통해, 홍수 발생 시 댐 유역에서 초과되는 유출량을 탄력적으로 관리할 수 있는 것으로 판단된다.
본 연구의 목적은 고형폐기물의 메탄발생 특성을 나타내기 위한 1차 반응식과 S형태 식들의 적합성을 평가하는 것이다. S형태 식은 수정 Gompertz와 Logistic 식을 사용하였다. 모델의 적합성을 평가하기 위해 잔차제곱합, 표준제곱근 오차, Akaike's information criterion 등의 통계분석을 실시하였다. AIC (Akaike's information criterion)는 모델의 변수 개수 차이에 따른 모델 적합성을 비교하기 위하여 적용하였다. 1차 반응식의 경우 지체기를 고려하지 않을 때보다 고려하였을 경우 잔차제곱합과 표준제곱근 오차는 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 1차 반응식의 경우 S형태 식보다 AIC가 상대적으로 높게 나타났다. 이는 S형태 식이 1차 반응식보다 메탄발생특성을 나타낼 때에 더욱 적합한 것으로 사료된다.
조석의 영향에 의해 해수의 유 출입이 용이한 해수호수를 친수 친환경으로 조성하는 계획이 인천 송도에서 수행되었다. 본 연구는 조석의 영향을 받는 해수호수의 수리동역학적 거동을 분석하기 위해서 1차원 수치모형인 CEA모형과 2차원 수치모형인 FLOW2DH를 이용하여 수로의 폭에 따라서 변화하는 해수호수 내의 수위 및 유속을 계산하였다. 연구 결과, CEA모형을 이용하여 수로의 적정 폭은 100.0m로 선정되었고, 외해 조위와 인공호수 수위의 지체시간과 수로 내 최대 유속이 계산하였다. 이 결과를 FLOW2DH와 연동하여 해수호수 내의 수위 및 유속을 각각 선정된 관측점에 대하여 비교 분석하였다. 또한, 인공호수의 유지관리 측면에서 수문이 설치된 경우에 대하여 수치모형 실험을 추가하여 수문이 설치되지 않은 경우보다 유속이 창조 시 약 20%, 낙조 시 약 50% 감소하는 효과를 얻었다.
퇴비, 화학비료, 중금속, 합성세제를 첨가한 토양중 살균제 oxadixyl의 분해성에 대하여 연구한 결과를 요약하면 다음과 같다. 토양중 oxadixyl은 매우 느리게 분해가 진행되는 lag phase후에 분해가 빨라졌으며 분해 반감기는 10.5일이었다. 퇴비 첨가는 oxadixyl의 분해를 크게 촉진시켰다. Oxadixyl의 분해는 칼리 첨가에 의하여 크게 촉진되었으나 질소와 인산에 의하여는 거의 영향을 받지 않았다. 토양중 oxadixyl의 분해는 중금속 첨가에 의하여 억제되었으며 억제 정도는 Ni이 가장 컸으며 다음은 Cd, Cr, Cu, Zn순이었다. 합성 세제 첨가 또한 oxadixyl의 분해를 억제시켰다. 각종 물질을 첨가한 토양중에서 oxadixyl의 분해율은 토양의 microbial biomass나 호흡률과 높은 정의 상관 관계를 보여 각종 첨가 물질이 oxadixyl의 분해를 촉진 혹은 억제하는 것은 이들 첨가 물질이 분해 미생물의 생육을 촉진 또는 억제하였기 때문으로 판단되었다.
Diatom growth is affected by associated bacteria that probably provide useful substances like vitamins. In the present study, we analysed the variation of vitamins $B_1$, $B_7$ and $B_{12}$ on the growth stages of the marine diatom Cyclotella meneghiniana and assessed putative vitamin-producing bacteria (e.g., ${\alpha}$- and ${\gamma}$-proteobacteria). HPLC analysis showed that total amounts of vitamins $B_1$ and $B_{12}$ decreased with cell growth, whereas vitamin $B_7$ increased gradually on the growth stages. $B_1$ and $B_{12}$ measured 0.5% and 0.18% at the stationary phase, following 0.25% and 0.72% at the lag phase. They considerably increased to 0.75% and 0.77% at the death stage. 16S pyrosequencing showed relatively high ratios of ${\alpha}$- and ${\gamma}$-proteobacteria in all the growth stages of the C. meneghiniana. In addition, we detected previously-reported vitamin-producing bacteria, such as Marinobacter, in high numbers. The species was dorminant in the lag (relative abundance 72%) and exponetial (72%) stages, whareas it decreased in the stationary (49%) and death (48%) stages. These results suggest that vitamins $B_1$ or $B_{12}$ may be necesaary for diatom growth and that associated bacteria, including Marinobacter, may produce these substances for the cell growth of C. meneghiniana.
이 연구는 전기화학적 활성을 갖는 미생물들을 알아내기 위하여 농화배양 단계에서 시간에 따라 미생물연료전지의 미생물 군집 변화를 알아본 것이다. 접종원으로 하수처리장 혐기 소화액와 가축분뇨를 1 : 1로 혼합한 액을 사용하였다. 농화배양 과정에서 미생물 생장곡선에 따라 지체기, 대수성장기 그리고 정지기로 전류발생 패턴을 보면서 구분하였다. 전류가 안정적으로 발생되는 시점을 농화배양이 끝난 시점으로 판단하였으며, 이때 전류는 $0.84{\pm}0.06mA$가 발생되었다. 농화배양이 되어 가는 과정에서 미생물군집 변화를 전기영동(DGGE)에서 확인하여 시간에 따라 새롭게 나타나는 band나 농도가 높아지는 band 17개를 잘라내어 염기서열을 분석하였다. 이 결과 지체기와 대수성장 단계에서는 Clostridium, Rhodocyclaceae, Bacteriodete 그리고 Uncultured bacterium 등이 검출되었고, 정지기에서는 Geobacter sp., Rhodocyclaceae, Candidatus, Nitrospira, Flavobactriaceae, 그리고 Uncultured bacterium 등이 검출되었다. Geobactor의 경우는 이미 전기활성 미생물로 알려져 있는 미생물 종으로 이를 포함하여 이 연구에서 검출된 다른 미생물들 중에도 전기활성이 있는 미생물을 포함하고 있을 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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