본 연구는 고방사성해수폐액 (HSW)으로부터 Barium (Ba)이 함침된 4A 제올라이트 (BaA)에 의한 고방사성핵종 중에 하나인 Sr의 흡착 제거를 수행하였다. BaA에 의한 Sr의 흡착 (BaA-Sr)은 Ba의 함침농도 20.2wt% 이상에서 Ba의 함침농도가 증가할수록 감소하며 Ba 함침농도는 20.2wt% 정도가 적당하였다. 그리고 BaA-Sr 흡착은 BaA 내 4A에 의한 Sr 흡착 (4A-Sr)에 $BaSO_4$ 침전에 따른 Sr 공침이 첨가되어, Sr의 농도가 0.2 mg/L 이하 (HSW 내 실제 Sr 농도 수준)에서 BaA는 m/V (흡착제량/용액 부피)=5 g/L, 4A는 m/V >20 g/L에서 99% 이상의 Sr 제거가 가능하였다. 이는 흡착제 단위 g 당 Sr의 처리용량 및 2차 고체폐기물 (폐흡착제 등) 발생량 저감화 차원에서 BaA-Sr 흡착이 4A-Sr 흡착보다 우수함을 나타낸다. 또한 BaA-Sr 흡착이 증류수보다 해수폐액에서 Sr의 제거능이 우수하여 HSW로부터 직접 Sr을 제거하는 데 효과적일 것으로 보인다. 반면에 BaA에 의한 Cs의 흡착 (BaA-Cs)은 주로 BaA 내 4A에 의해서 이루어지고 있어 함침 Ba의 영향은 거의 없는 것 같다. 한편 BaA-Sr 흡착속도는 유사 2차 속도식으로 표현할 수 있으며, Sr의 초기농도 및 V/m 비 증가에 따라서 속도상수 ($k_2$)는 감소하지만 평형흡착량 ($q_e$)은 증가하고 있다. 그러나 용액의 온도증가에 따라서는 반대로 $k_2$는 증가하지만 $q_e$는 감소하고 있다. BaA-Sr 흡착 활성화에너지는 약 38 kJ/mol 로 강력한 결합 형태를 이룬 화학흡착은 아니더라도 물리적 흡착보다 화학적 흡착이 지배적일 것으로 보인다.
본 연구에서는 직접 접촉식 막증류 공정에서 운전인자에 따른 담수 투과량과 열효율을 예측하기 위해 열 및 물질전달 방정식을 이용하여 1차원 해석모델을 개발하였다. 이 해석모델의 타당성을 검증하기 위해 해석모델 결과와 기존 연구자들에 의해 수행된 실험 결과를 비교하였고 만족할 만한 결과를 얻었다. 이를 통해 DCMD 모듈에서 염수와 증류수의 입구온도 및 입구속도가 담수 투과량 및 열효율에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 염수의 입구온도와 입구속도가 증류수의 입구온도와 입구속도보다 담수 투과량과 열효율 증가에 미치는 영향이 크기 때문에 지배적인 운전특성이라는 것을 알 수 있었다. 염수의 입구온도가 $60^{\circ}C$에서 $95^{\circ}C$로 증가할 때 담수 투과량이 21.22 $kg/m^2h$에서 71.26 $kg/m^2h$로 3.4배 증가하였고 열효율은 0.556에서 0.765로 37.5% 증가하였다. 한편, 염수의 입구속도가 60에서 300 m/h로 증가함에 따라 담수 투과량이 27.91 $kg/m^2h$에서 36.33 $kg/m^2h$로 30% 증가하였고 열효율은 0.6에서 0.646로 7.5% 증가함을 알 수 있었다.
동해연안의 반폐쇄성 해역인 영일만에서 고주파해양레이더(HF-Radar)로 측정된 표층 해수유동 자료를 활용하여 1)바람과 수평적인 해수유동 사이의 상관성을 파악하고 2)수직적으로 조밀한 간격의 층별 수온시계열 자료와 연계하여 수평적 및 수직적 해수유동의 특성을 파악하였다. 시계열 관측기간 중 영일만 해역의 전역에 걸쳐 북동풍이 우세하게 나타났을 때 표층부터 저층까지 수온의 급격한 상승이 동반되었다. 또한 표층의 장주기 해수유동에서도 풍향과 유사한 방향의 흐름이 뚜렷하게 관측되었다. 바람과 표층 해류 사이의 지연상관 분석을 통해 영일만에 북동풍의 바람이 불기 시작하여 일정하게 지속된다면 짧은 시간(1 ~ 2시간) 내에 남서향의 표층 해류가 발생되는 것을 확인하였다. 일평균된 장주기 표층 해류로부터 수렴과 발산을 계산하였고 이를 통해 층별 관측지점에서 발생한 두 번의 급격한 저층수온 상승이벤트가 모두 영일만의 북동풍과 연관된 표층 해수(상대적 고온수)의 수렴(침강) 현상으로 인해 나타난 것으로 판단하였다.
서해안 갯벌에 서식하는 양식대상 패류 중에서 백합 Meretrix lusoria은 가장 고급 품종으로서 각광받고 있지만, 수많은 연구에도 불구하고 하절기부터 가을까지 지속적으로 발생하는 폐사로 인하여 생산성은 낮은 편이다. 본 연구에서는 갯벌에 서식하는 백합의 환경요인 중에서는 수온 및 염분과 더불어 가장 중요한 요인이 갯벌의 지온일 수 있다는 가정하에 갯벌의 지온을 시기별, 깊이별로 조사하였다. 백합의 내부방어기능을 이해하기 위한 지표로서는 혈림프 중에 존재하는 혈구의 밀도와 혈구의 종류별 조성비율을 조사하였다. 표층으로부터 1cm 깊이의 지온은 봄철에는 $8.7{\sim}26.8^{\circ}C$, 여름철에는 $27.6{\sim}32.8^{\circ}C$ 였으며, 유의차는 없었지만 공기 중에 노출된 곳보다는 해수가 고인 지점의 지온이 더 높았다. 백합의 성장기인 봄(3월)부터 가을(10월)까지 정상적인 백합의 잠입깊이는 평균 $0.9{\sim}3.6cm$ 였으며 겨울철(2월)에는 평균 8.0cm 까지 잠입하였고, 서식지의 기온, 수온, 지온 등이 잠입깊이와 높은 상관관계가 있었다. 백합의 잠입소요시간은 2월에 약 40분, 8월에 약 5분으로서 시기별 차이가 컸고 서식지의 온도환경의 영향이 매우 컸다. 백합의 비만도는 습중량과 건조중량을 이용하여 4가지 방법으로 조사해 본 결과, 여름기간 중에는 김제산 백합의 비만도가 더 높았으며, 태안산 백합은 5월 이후에 김제산 백합에서는 6월 이후에 비만도 감소가 나타났다. 백합 혈중의 총혈구수는 태안산의 경우 6월에서 7월로 가며 급격한 감소를 보였고, 김제산은 태안산과 변화패턴은 비슷하였으나 최저치를 나타내는 시기는 태안산보다 1개월 늦은 8월이었고, 9월부터 11월 사이에는 급격한 증가를 보였다. 백합의 혈구는 대과립구, 소과립구, 무과립구로 나뉘며, 봄에서 가을로 가며 소과립구는 지속적으로 증가하는 반면, 무과립구의 비율은 감소하는 특성을 나타내었다. 본 연구결과, 백합 양식장의 폐사로 인한 피해감소와 생산성 향상을 위한 과학적 관리를 위하여는, 연안의 수온 뿐 아니라 갯벌의 지온이 환경요인으로서 매우 중요하게 지속적으로 모니터링할 필요성이 있었다. 백합의 행동학적 특성으로서 노출직후 다시 잠입하는 데 소요되는 시간, 생물학적 지표로서 비만도, 총혈구수 및 혈구의 종류별 조성 등을 개체 수준에서 각 지표들간의 상호 관련성을 밝힐 수 있다면 자연산 및 양식 백합의 건강상태를 예측할 수 있는 지표로서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 생각한다.
Gonadal development, reproductive cycle, gonad index, meat weight rate, and first sexual maturity of the top shell, Omphalius rusticus were Investigated monthly by histological observations. Specimens were collected from the west coast of Korea during the period from January to December in 1999. O. rusticus is dioecious and oviparous. The gonad is widely situated on the surface of the digestive g1and located in the posterior spiral meat part in the shell. The ovary and the testis were composed of a number of oogenic follicles and several spermatogenic follicles, respectively. Ripe oocytes were approximately 120-130 $\mu$m in diameter. The meat weight rate peaked in June (27.7%), and then rapidly decreased in September (19.5%). Monthly changes in the gonad index in both sexes reached the maximum in June, and then sharply decreased in September. Percentages of first sexual maturity of female and male snails ranging from 9.0 to 9.9 mm in shell heights were 58.3% and 54.5%, respectively, and 100% in those over 11.0 mm in both sexes participated in reproduction. Reproductive cycle of this species can be categorized into five successive stages: in females, early active (October to April), late active (December to June), ripe (April to September), spawning (July to September) and recovery (September to January): in males, early active (November to March), late active (December to June), ripe (April to September), spawning (July to September) and recovery (September to December). Gonadal development, gametogenesis, reproductive cycle, and spawning were closely related to the seawater temperature.
The morphological and molecular characteristics of Pachydictyon coriaceum (Holmes) Okamura (1899) are described. Plants are collected from Korea all year round and have maximum height from August to September. The monthly variability of thallus growth is in the way with that of the seawater temperature. Two types of thallus structures, thick cortical layer tallus type and thin cortical cell layer type, are distinguished according to growing seasons. The habit of Korean plants is also classified into two thallus types, slender type and wide type, based on the length and the width of internodes, but this distinction between two types is not supported by either anatomical or molecular characteristics. P. coriaceum shares typical morphology in branching pattern and morphogenetic processes with the other species of Dictyota: 1) multi-cellular cortical and medullar layer in the partial of thallus, 2) same development of thallus from apical meristem cell, and 3) sub-lineage within Dictyota species lineage in rbcL, psaA and psbA gene sequences analyses. These characteristics lead to propose the new combination of Dictyota coriacea (Homes) I.K. Hwang, H.S. Kim et W.J. Lee, comb. nov.
식수의 보급이 원활하지 않은 경우를 대비하여 저에너지, 자급형 휴대용 담수화 장치를 설계하고 실험하여 그 활용 가능성을 제시하였다. 장비 구성이 단순한 정삼투 현상을 이용하여 휴대용 담수화 장치를 설계하였으며 중탄산암모늄을 이용하여 적은 에너지원을 이용한 담수화가 가능하도록 하였다. 여러 농도의 중탄산암모늄 수용액과 염화나트륨 수용액을 각기 사용하여 휴대용 담수화 장치의 담수화 성능을 조절할 수 있음을 확인하였다. 염 제거 실험을 통하여 음용 가능한 물을 확보하였고 온도를 증가시킴에 따라 그 시간을 단축시킬 수 있음을 확인하였다.
배양 조건으로 온도는 4, 11, 18, 24, $32^{\circ}C$로 배양하여, $24^{\circ}C$에서 Lipid 내에 약 42.3%의 DHA 최대 수율을 보였으며, 교반속도는 50, 100, 150, 200rpm 으로 실험하여 l00rpm에서 최대수율로 42.1% 올 얻었다. 초기 당농도는 5, 8, 11, 14, 17, 23, 29, 35g/L로 주어 8g/L에서 Lipid 내 DHA 농도가 43.1%로 나타났으며, N/C 비율은 glucose 5 g/L로 고정하여0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 에서 38-40 % 로 거의 일정하게 나타났다.
Oogenesis, the gonadosomatic index (GSI), reproductive cycle and first sexual maturation of the female Neptunea (Barbitonia) arthritica cumingii have been investigated by light and electron microscope observations. In the early vitellogenic oocyte, the Golgi complex and mitochondria were involved in the formation of glycogen, lipid droplets and yolk granules. In late vitellogenic oocytes, the rough endoplasmic reticulum and multivesicular bodies were involved in the formation of proteid yolk granules in the cytoplasm. In particular, compared with the results of other gastropods, it is a different result that appearances of cortical granules at the cortical layer and microvilli on the vitelline envelope, which is associated with heterosynthetic vitellogenesis, were not observed in vitellogenic oocytes during oogenesis. A mature yolk granule was composed of three components: main body (central core), superficial layer, and the limiting menbrane, Monthly changes in the gonadosomatic index in females were studied in 2002 and 2003 were closely associated with ovarian developmental phases. Spawning occurred between May and August in 2002 and 2003 and the main spawning occurred between June and July when the seawater temperature rose to approximately 18${\sim}$23${\circ}$C. The female reproductive cycle can be classified into five successive stages: early activestage (Septmber to October), late active stage ( November to February), ripe stage (February to June), partially spawned stage (May to Aygust), and recovery stage (June to August).
Biodegradation of the endocrine-disrupting chemical di-n-butyl phthalate (DBP) was investigated using a bacterium, Pseudomonas fluorescens B-1, isolated from mangrove sediment. The effects of temperature, pH, salinity, and oxygen availability on DBP degradation were studied. Degradation of DBP was monitored by solid-phase extraction using reversed-phase HPLC and UV detection. The major metabolites of DBP degradation were identified as mono-n-butyl phthalate and phthalic acid by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and a pathway of degradation was proposed. Degradation by P. fluorescens B-1 conformed to first-order kinetics. Degradation of DBP was also tested in seawater by inoculating P. fluorescens B-1, and complete degradation of an initial concentration of $100{\mu}g/l$ was achieved in 144 h. These results suggest that DBP is readily degraded by bacteria in natural environments.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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