• 환경영향평가
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• 제32권6호
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• pp.419-430
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• 2023

국내 상수원에서 주기적으로 발생하는 녹조에 대응하기 위하여 다양한 종류의 녹조제거기술이 개발되어 적용 중이다. 이러한 기술들은 녹조제거 원리가 다르기 때문에 이들의 제거 효율을 비교·평가하기는 어렵다. 본 연구에서는 대청호 서화천 수역에서 이동식 녹조제거장치를 사용하여 제거 작업을 시행한 결과를 활용하여, 녹조제거 효율을 평가할 수 있는 표준화된 방법을 제안하였다. 녹조 제거 작업시 수거된 슬러지의 양, 함수율, 클로로필-a의 농도로부터 작업 구간 중 클로로필-a의 농도 감소량(ΔChl-a)을 계산하였다. 또한 작업 대상 수역의 면적, 일일 최대 작업 면적과 ΔChl-a로부터 대상 수역에서 1 mg/m³의 클로로필-a 농도를 저감하는데 필요한 작업일수(WD)를 계산하였다. 작업 전후 수체에서 클로로필-a의 농도 저감율, 제거 기술의 처리 용량, 작업 대상 수역의 수체 용량으로부터 녹조제거능을 계산하는 방법을 제안하였다. 본 연구에서 사용된 이동식 녹조제거장치의 녹조제거능은 6.64%/day (대청호 서화천 수역 대상, 약 500,000 m²)이었으며, 이는 다른 물리·화학적 녹조제거 기술의 녹조제거능(0.02~4.72%/day)에 비해 높은 것으로 나타났다. 본 연구에서 제시한 조류제거효율 평가 방법을 활용하여 국내에서 적용되고 있는 녹조제거 기술의 비교 평가가 가능할 것이며, 국립환경과학원이 운영하고 있는 「조류제거시설 설치·운영 및 살포용 조류제거물질 사용지침」에서 물리적 또는 물리·화학적 복합 조류제거기법의 조류제거 성능 및 제거 효율 평가를 판정하는 방법으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_1호
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• pp.481-493
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• 2023

고밀도 도심지의 열섬현상이 도시 기온을 더 높이고 있으며 이로부터 대기오염 악화, 냉방 에너지 소비 증가 및 온실가스 배출 증대와 같은 부정적 영향들이 발생한다. 녹지의 추가 확보가 어려운 도시 환경에서 옥상녹화는 효율적인 온실가스 감축 전략이다. 본 연구에서는 열섬현상 현황 분석에서 더 나아가 고해상도 위성자료 및 공간정보를 활용하여 연구 지역 내 옥상녹화 가용면적 산정 후 옥상녹화가 가져오는 온도 분포 예측을 통한 열섬현상 완화도 및 이산화탄소 흡수량 평가를 수행하였다. 이를 위해 WorldView-2 위성자료를 활용하여 부산시 도시열섬 지역의 기존 토지피복을 분류하고 머신러닝 기법을 적용하여 옥상녹화 전 후 온도 분포 예측 모델을 개발하였다. 옥상녹화 면적 변화에 따른 열섬현상 완화도를 평가하기 위해 랜덤포레스트 기법을 통해 온도가 종속변수인 온도 분포 예측모델을 구축하였고, 이 과정에서 랜덤포레스트 모델의 훈련자료로 사용될 고해상도 지표 온도 도출을 위해 Google Earth Engine을 활용하여 Landsat-8과 Sentinel-2 위성자료를 융합하는 다중회귀모델을 적용하였다. 또한, 옥상녹화용 초본식생별 이산화탄소 흡수량을 기반으로 녹화 면적에 따른 이산화탄소 흡수량을 평가하였다. 연구 결과를 통해 개발된 위성자료 활용 도시 열섬현상 평가 및 랜덤포레스트 모델 기반 온도 분포 예측 기술은 도시열섬 취약 지역에 확대 적용이 가능할 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_1호
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• pp.669-681
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• 2023

과일 나무의 생육을 평가하는 중요한 지표인 엽록소 함량을 추정하는데 비교적 많은 노동력의 투입이 요구되고 오랜 시간이 소요되는 기존의 파괴 조사 대신 비파괴적 조사 방식인 원격탐사기술을 적용하기 위한 연구가 시도되고 있다. 이 연구에서는 2년(2021, 2022) 간 무인기 기반의 초분광 영상을 이용하여 배나무 잎의 엽록소 함량을 비파괴적으로 추정하는 연구를 수행하였다. 영상 처리로 추출된 배나무 캐노피(canopy)의 단일 band 반사율은 시간 변화에 따라 불안정한 복사 효과를 최소화하기 위해 밴드비화(band rationing) 되었다. 밴드비(band ratios)를 입력 변수로 머신러닝 알고리즘인 elastic-net, k-nearest neighbors (KNN)과 support vector machine을 사용하여 추정(calibration, validation) 모델들을 개발하였다. Full band ratios 기반 추정 모델들의 성능과 비교하여 계산 비용 절감과 재현성 향상에 유리한 key band ratios를 선정하였다. 결과적으로 모든 머신러닝 모델에서 full band ratios를 이용한 calibration에 coefficient of determination (R²)≥0.67, root mean squared error (RMSE)≤1.22 ㎍/cm², relative error (RE)≤17.9%)와 validation에 R²≥0.56, RMSE≤1.41 ㎍/cm², RE≤20.7% 성능을 비교하였을 때, key band ratios 네 개가 선정되었다. 머신러닝 모델들 사이에 validation 성능에는 비교적 큰 차이가 없어 calibration 성능이 가장 높았던 KNN 모델을 기준으로 삼았으며, 그 key band ratios는 710/714, 718/722, 754/758, 758/762 nm가 선정되었다. Calibration에서 R²=0.80, RMSE=0.94 ㎍/cm², RE=13.9%와 validation에서 R²=0.57, RMSE=1.40 ㎍/cm², RE=20.5%를 나타내었다. Validation의 기준으로 한 성능 결과는 배나무 잎 엽록소 함량을 추정하기에 충분하지 않았지만, 앞으로의 연구에 기준이 될 key band ratios를 선정했다는 것에 의미가 있다. 추후 연구에서는 추정 성능을 향상하기 위해 지속적으로 추가 데이터세트를 확보하여 선정된 key band ratios의 신뢰성 검증과 함께 실제 과원에 재현 가능한 추정 모델로 고도화할 필요가 있다.

• 한국자원식물학회지
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• 제36권5호
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• pp.435-445
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• 2023

메밀은 루틴과 콜린을 많이 함유한 기능성 작물로 항산화, 항염증, 항당뇨 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 일반메밀과 쓴메밀 식초추출물의 알코올대사와 숙취해소에 대한 효능을 비교 평가하기 위해 혈중 알코올 분해능, 혈액과 간조직의 Alcohol dehydrogenase (ADH) 및 Acetaldehyde dehydrogenase (ALDH) 효소 측정, 간 조직의 Superoxide Dismutase (SOD)와 Catalase 농도를 분석하였다. 루틴 함량은 쓴메밀 종실에서 일반메밀 종실보다 55배 높았다. 콜린 함량은 쓴메밀 식초 추출물에서 약간 높게 나타났다. 알코올 분해능은 대조군에 비해 쓴메밀군에서 36.0%의 알코올 농도 감소 효과를 보여 유의한 알코올 분해 효과가 인정되었다. 혈중 아세트알데하이드 농도는 대조군에서는 시간이 경과할수록 증가하였으나, 일반메밀군은 120분, 쓴메밀군은 90분에 최고치 도달 후 감소하여 숙취 개선 효능이 확인되었다. 또한, 혈액과 간 조직의 ADH와 ALDH 효소 활성은 대조군에 비해 메밀처리군에서 증가하는 경향을 보여 숙취해소 효과가 모두 인정되었으며, 일반메밀군보다 쓴메밀군에서 더 우수하였다. 간 조직의 SOD와 Catalase 활성도 일반메밀보다 쓴메밀군에서 각각23%, 37% 고도로 유의미하게 높았다. 이상의 결과를 요약하면, 일반메밀과 쓴메밀 식초추출물은 모두 숙취해소에 효과가 있었으며, 특히 루틴 함량이 높은 쓴메밀 '황금미소'는 일반메밀보다 숙취해소 소재로 개발하는데 활용 가능성이 높을 것으로 판단되었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제36권5호
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• pp.455-468
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• 2023

본 연구에서는 메밀 새싹 추출물의 비피더스균과 락토바실러스균 증식에 미치는 영향, 항염증 효과 및 관련 생리활성 물질의 분석을 통해 프리바이오틱스 소재로서의 활용 가능성을 평가하였다. 메밀 새싹 추출물을 10종의 프로바이오틱스에 첨가하여 각각 배양하였을 때, 대조군보다 pH 값이 낮아지고, 생균수는 증가하였다. 쓴메밀 새싹 추출물을 Bifidobacterium longum ssp. infantis BT1에 첨가하여 배양한 실험군의 생균수는 8.61×10⁸ CFU/mL로 증식 효과가 가장 뛰어났다. 메밀 새싹 추출물을 10종의 프로바이오틱스에 첨가한 다음 LPS로 유도하였을 때, 세포독성에 대한 보호 효과와 NO, PGE₂ 발현에서도 유의적인 억제 효과를 보여 우수하였다. 특히, 비피더스균 중 BT1에서 NO 생성량이 29.5 mM로 가장 낮았으며, 락토바실러스균 중에서는 Lacticaseibacillus paracasei LPC5에서 30.6 mM로 NO 생성량이 매우 낮아 항염증 효과가 있었다. 이상의 결과는 루틴, 퀘세틴 및 콜린 등 다양한 생리활성 물질을 가진 메밀 새싹 추출물이 특정 배양액에서 염증 관련 지표인 NO 생성 및 PGE₂ 생성량 억제에 효과가 있음을 나타내는 것으로 메밀이 장내 유익균 증식과 염증 조절에 긍정적인 영향을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.903-909
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• 2023

본 연구는 자동노출제어장치를 이용한 흉부 측방향 검사 시에 환자의 중심위치 변화가 주변 장기의 피폭선량과 화질에 미치는 영향을 탐구하는데 목적이 있다. 실험은 인체모형팬텀을 대상으로 하였다. 바늘침을 팬텀의 관상선 중심 하단부에 부착하였고, 납 자를 검출기 하단부에 부착하여, 50 cm 지점이 AEC 이온챔버의 중앙 하단부에 위치하도록 하였다. 조사조건은 125 kVp, 320 mA, 초점-영상검출기간 거리는 180 cm, 조사야 크기는 14×17 inch를 사용하였다. AEC 이온 챔버는 중앙-하단 1개만 사용했고, Sensitivity 'Middle', Density '0' 으로 설정하여, 중심 X선은 6번째 흉추를 향해 수직입사 하였다. AEC mode를 적용한 상태에서 바늘침과 납 자의 50 cm 지점이 일치되게 위치시킨 후 팬텀을 배 쪽으로 5 cm (F5), 등 쪽으로 5 cm (B5) 씩 이동시킨 후 ESD를 측정하여 선량 인자를 분석하였다. 환자 중심위치 변화에 따른 갑상선의 ESD는 Center의 경우 232.60±2.20 μGy, F5는 231.22±1.53 μGy, B5는 184.37±1.19 μGy로 나타났으며, 유방의 ESD는 Center의 경우 288.54±3.03 μGy, F5는 260.97±1.93 μGy, B5는 229.80±1.62 μGy, 폐 중심부의 ESD는 Center의 경우 337.02±3.25 μGy, F5는 336.09±2.29 μGy, B5는 261.76±1.68 μGy 로 나타났다. 선량 인자의 각 그룹 간 평균값의 차이를 비교한 결과 통계적으로 유의한 차이가 나타났으며(p<0.01), 각각 독립적인 그룹으로 나타났다. 연구의 결과, 환자 중심위치 변화에 따른 갑상선, 유방, 폐 중심부의 선량의 차이는 환자가 전방 5 cm 정도의 움직임에서는 유방(10%)를 제외한 장기에서는 큰 차이가 없었으나, 후방 5 cm 정도의 움직임에서는 각 부위에서 평균 23.7%의 선량 감소를 나타냈다. 또한, 환자 중심위치가 후방으로 이동 시 화질의 저하가 나타났다.

• 분석과학
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• 제36권6호
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• pp.300-314
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• 2023

유통되고 있는 치약제 31품목(어린이치약 6품목 포함) 및 구중청량제 18품목(어린이구중청량제 2품목 포함)의 불소 함량, pH, 보존제와 타르색소의 함량을 분석하여 제품의 품질 실태를 조사하고 기준 및 제품의 표시 사항 일치 여부를 확인함으로써 소비자에게 올바른 정보를 제공하고자 하였다. 불소 함량을 측정한 결과 치약은 26건에서 48~1472 ppm, 구중청량제는 15건에서 85~225 ppm의 불소를 함유하고 있었고 치약제와 구중청량제의 불소 검출률은 각각 83.9 %, 83.3 %로 비슷한 수준을 나타냈다. 불소가 검출된 치약제와 구중청량제 41건 중 40건은 표시량의 90.7~109.8 %로 불소 함량 기준인 90.0~110.0 %에 적합하였으나, 치약 1건이 제품에 표시된 불소함량의 36.3 %로 부적합을 나타내었다. 치약의 pH는 5.1~9.4, 구중청량제의 pH는 4.2~6.2로 기준에 모두 적합하였다. 6종의 보존제 함량을 동시 분석한 결과 안식향산은 치약 6건과 구중청량제 9건 총 15건에서 30.6 %의 검출률로 가장 많이 검출되었고, 소르빈산은 구중 청량제 9건(검출률 18.4 %)에서 검출되었으며, 파라옥시벤조산메틸, 파라옥시벤조산에틸, 파라옥시벤조산프로필, 파라옥시벤조산부틸 등 4종은 모두 검출되지 않았다. 황색4호 등 10종의 타르색소 함량을 분석한 결과 치약 2건, 구중청량제 7건 총 9건에서 적색40호, 황색4호, 황색5호, 황색203호, 녹색3호, 청색1호 등 6가지 종류가 검출되었으며, 청색 1호가 가장 많이 검출되었다. 치약제와 구중청량제에서 검출된 불소 농도, 첨가된 보존제와 타르색소는 제품의 표시사항과 일치하였고 표시면에 잘 기재되어 있었다. 검출된 보존제와 타르색소는 일일섭취량허용량과 비교하여 위해도가 낮아 안전한 수준이었다.

• 분석과학
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• 제36권6호
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• pp.267-280
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• 2023

2019~2021년 동안 서울지역에서 유통되는 한약재 209품목 4333건을 대상으로 ICP-MS와 수은 분석기를 사용하여 유해 중금속인 납, 카드뮴, 비소, 수은의 함량을 조사하고, 약용부위와 원산지에 따라 구분하여 위해성를 평가하였다. 부위별 평균함량(mg/kg)은 납은 0.123~1.290, 카드뮴은 0.018~0.131, 비소는 0.034~0.290, 수은은 0.003~0.015이었다. 납은 지상부위인 전초류와 엽류가 높았고(ANOVA-test, p < 0.05), 카드뮴은 엽류, 근(경)류, 등목류가 높았으며(ANOVA-test, p < 0.05), 14 품목에서 카드뮴 기준치를 초과하였다. 납과 카드뮴의 기준치를 초과한 시료는 각각 8, 22개였다. 비소는 엽류, 화류, 전초류에서, 수은은 엽류, 전초류, 등목류가 유의적인 수준(ANOVA-test, p < 0.05)에서 높았으나 기준을 초과한 시료는 없었다. 원산지간 비교에서 카드뮴, 비소, 수은은 국산보다 수입한약재의 함량이 높았다(t-test, p < 0.05). 위해도 평가 결과, 납은 대부분의 시료에서 MOE 값이 1 이상으로 인체노출에 의한 우려는 낮았지만 국산 측백엽과 수입 부평이 각각 0.85, 0.17로 1 보다 낮았다. 카드뮴, 비소, 수은의 위해지수(HI)는 각각의 중금속 위해도를 모두 더하여도 100 % 이하로 평가되어 한약재 복용으로 인한 위해성은 안전한 수준으로 평가되었다.

• 분석과학
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• 제36권6호
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• pp.291-299
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• 2023

식용유지 중 benzo[a]pyrene 추출법으로 액체-액체 추출법, Soxhlet 추출법, 초음파 추출법 등이 사용되고 있으나 이런 방법들은 추출 시간이 길고 많은 양의 용매를 사용하는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 간편하고 단시간에 분석이 가능한 QuEChERS법을 적용하여 현재의 복잡한 benzo[a]pyrene 분석법을 개선하고자 하였다. 본 연구에서 적용한 QuEChERS법은 식용유지를 n-hexane saturated acetonitrile과 n-hexane으로 녹인 후 magnesium sulfate, sodium chloride를 이용해 추출하는 방식이다. 이 시험법에 대한 유효성 검증 결과, 검출한계와 정량한계는 각각 0.02, 0.05 ㎍/kg 이며, 직선성은 0.1~10 ㎍/kg 농도 범위에서 검량선 결정계수 (R²)는 0.99 이상이었다. 회수율과 회수율에 대한 상대표준편차는 각각 74.5~79.3 %, 0.52~1.58 % 였으며, 정확성 및 정밀성은 각각 72.6~79.4 %, 0.14~7.20%로 나타났다. 위의 결과들은 식품의약품안전평가원의 「식품 등 시험법 마련 표준절차에 관한 가이드라인 (2016)」 및 「시험법 마련 표준절차 AOAC 가이드라인 (2023)」을 모두 만족하였다. 따라서 본 연구에서 제시된 분석법은 기존 분석법 대비 상대적으로 간편한 전처리 방법으로 분석 시간과 용매 사용량을 각각 92 %, 96 % 정도 절감할 수 있었다.

• 한국산림과학회지
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• 제112권4호
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• pp.393-404
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• 2023

천연기념물 수림지는 자연의 역사와 가치가 내포된 문화유산이자 자연유산이지만 산업화와 도시의 무분별한 확대로 생육환경이 악화되고 있어 천연기념물로 지정된 숲의 온전한 생태계 보전 및 관리를 위해서는 산림군집구조 특성의 구명이 선행되어야 한다. 따라서 본 연구는 제주도 천연기념물 수림지인 제주 평대리 비자나무 숲과 제주 납읍리 난대림을 대상으로 식생유형을 분류하고 유형별 층위 구조, 종다양도 분석을 통해 군집구조 특징을 구명하고자 하였다. 식생 유형 분류 결과 군락군 수준에서 까마귀쪽나무 군락군으로 구분되었으며, 군락 수준에서는 비자나무군락과 종가시나무군락으로 구분되었다. 비자나무군락은 이나무군과 홍지네고사리군으로 세분되었고, 종가시나무군락은 산쪽풀군과 가는쇠고사리군으로 세분되었다. 중요치 분석 결과, 교목층에서 식생유형 1(까마귀쪽나무군락군-비자나무군락-이나무군)과 2(까마귀쪽나무군락군-비자나무군락-홍지네고사리군)는 비자나무가, 식생유형 3(까마귀쪽나무군락군-종가시나무군락-산쪽풀군)과 4는(까 마귀쪽나무군락군-종가시나무군락-가는쇠고사리군) 종가시나무의 중요치가 높게 나타났다. 종다양도 분석 결과, 식생유형 1은 2.866, 식생유형 2는 2.716, 식생유형 3은 2.222, 식생유형 4는 2.326로 나타났다. 본 연구 결과 식생유형별 차별화된 관리 방안 마련이 필요할 것으로 판단되었다.