• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권3호
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• pp.396-407
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• 2020

전세계적으로 화석 연료가 고갈 되면서 화석 연료를 대체할 수 있는 자원이 필요한 실정이며, 대체 자원으로는 바이오 연료가 각광을 받고 있다. 바이오 연료는 바이오 매스로부터 생산되는데 바이오 매스는 바이오 연료 및 바이오 화학제품 생산이 가능한 재생 가능 자원이다. 특히, 화석 연료를 대체하기 위하여 이산화탄소와 바이오 매스를 이용하여 바이오 연료(바이오 디젤)를 생산하는 연구가 주목을 받고 있다. 바이오 매스를 기반으로 하여 바이오 디젤을 생산하기 위해서는 바이오 디젤 생산에 필요한 원료(예, 이산화탄소, 물)와 잠재적인 바이오 매스 리파이너리 용량 및 설치 위치, 생산된 바이오 디젤의 수요 도시까지의 공급을 모두 고려하는 공급 네트워크 개발이 필요하다. 바이오 매스를 이용한 바이오 디젤 공급 네트워크에 대하여 많은 연구가 수행이 되었지만, 미세조류 기반 최적의 바이오 디젤 생산 전략에 상당히 영향이 있는 이산화탄소 공급량에 대한 불확실성을 고려한 연구는 거의 수행되지 않았다. 미세조류 기반 바이오 디젤을 생산 시 상당히 중요한 원료로 이용되는 이산화탄소는 화력발전소에서 발생하는 배출 가스로부터 포집하여 사용하기 때문에 이산화탄소 공급량의 불확실성은 최적의 바이오 디젤 네트워크를 구축하는데 큰 영향이 있다. 따라서, 본 연구에서는 이산화탄소 공급량의 불확실성을 고려하는 최적 공급 네트워크 설계를 결정하기 위해 2단계 확률 모델을 개발한다. 이 모델의 목표는 이산화탄소 공급량 불확실성을 고려하고 각 지역의 디젤 요구량을 충족시키면서 총 네트워크 비용을 결정하는 것이다. 이 모델은 대한민국의 디젤 수요량의 10%를 충족시키는 사례 연구를 평가하였다. 확률론적 모델(연간 갤런당 12.9 미국 달러)에 의해 결정된 최적의 바이오 디젤 공급 비용은 결정론적 모델(연간 갤런당 10.5 미국달러)의 결과보다 약간(26%) 높다. 이산화탄소 공급량이 변동되는 경우(확률론적 모델)는 바이오 디젤 공급 네트워크 전략에 상당한 영향을 미쳤다.

• 생물환경조절학회지
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• 제15권4호
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• pp.296-305
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• 2006

변화무쌍한 기상변화가 실험의 정확도에 미치는 영향을 최대한 줄일 수 있도록 강제환기식 온실에서 실험을 하였고, 또한 대체적으로 크지 않은 온실에서의 실험으로 인하여 CFD모델결과의 오차를 크게 줄일 수 있었다. CFD와 현장실험 결과를 비교하여 본 결과, 온실내 1m높이에서의 평균풍속이 각각 $0.42m{\cdot}s^{-1}$과 $0.39m{\cdot}s^{-1}$으로써 CFD의 지점별 오차 평균값은 7.7% 로 나타났다. Y8.5m 지점에서 가장 큰 오차가 발생하였는데, 최대 오차는 -53.8%로 나타났다. 이의 가장 큰 이유로는 온실 길이방향에서 중간지점인 Y8.5m에서 풍속이 매우 작았기 때문에 소숫점 2번째 자리의 차이라고 해도 큰 오차로 나타났다. 작물형상의 기하학적 복잡성이 매우 큰 것을 고려한다면 오차범위는 매우 양호한 것으로 판단된다. 온실내 1m높이에서 평균온도의 CFD 평균오차는 2.2%로 나타났고, 최대편차는 5.5%이었다. 온실내 바닥으로부터의 복사열 발생량의 차이로 인하여 온실내 동쪽 지역에 상대적으로 큰 오차가 발생하였다. 외기 상대습도가 44%일 때, CFD상대습도의 오차는 2.1%이었으며, 최대 오차는 -3.8%이었다. 식물군의 공기유동저항, 식물군의 수분 및 열평형 모델을 추가하여 보다 사실적인 CFD모델을 설계하였다. CFD 모델의 설계방법이 정립되었기 때문에, 추후에 온실내 다른 작물의 미기상 및 이의 온실내 기상에 미치는 영향 등을 정량적으로 분석할 수 있게 되었다. 또한 작물의 적정생육환경에 주요 대상이면서도 동시에 센서설치의 어려움 등으로 인하여 연구에 어려움이 많았던 작물군내 미기상을 연구할 수 있는 토대를 마련하였다.

• 한국패류학회지
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• 제25권2호
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• pp.153-160
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• 2009

Pisidium (Neopisidium) coreanum의 metallothionein 유전자는 염기서열 315개로 이루어져있으며 105개의 아미노산으로 이루어져 있었다. 연체동물의 metallothionein 서열의 공식[C-x-C-x(3)-C-T-G-x(3)-C-x-C-x(3)-C-x-C-K] 에 맞춰본 결과 알려진 공식과 상당히 일치하는 것을 확인할 수 있었으며 아미노산의 조성도 시스테인 (Cys) 이 약 1/3 정도 함유하는 사실을 확인 할 수 있었다. BLAST 결과를 토대로 선정 되어진 80개의 참고 서열 중 아미노산 레벨에서 가장 높은 스코어로 align 되는 서열들은 담수패인 Dreissena polymorpha (zebra mussel), Unio tumidus (swollen river mussel) and Crassostrea ariakensis (suminoe oyster) 등으로 나타났다. ClustalX 를 통해 multiple align 한 후 Neighbor-Joining 방법에 따라 phylodendrogram을 그려본 결과 Pisidium (Neopisidium)coreanum의 MT는 Dreissena polymorpha (Dp), Crassostrea gigas (Cg4), Crassostrea virginica (Cv7) 등의 생물들과 같은 군으로 묶이는 것을 관찰 할 수 있었다. Psipred 소프트웨어를 통해 2D 구조를 비교 분석 한 결과도 multiple align 및 phylodendrogram 결과와 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다. 이러한 결과를 통해 EST를 통해 밝혀진 Pisidium (Neopisidium) coreanum의 MT 서열은 근연종 들의 서열과 일치함을 알 수 있었으며 이러한 결과에 기인하여 MT 서열은 분류에 사용 될 수 있다고 사료된다.

• 생태와환경
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• 제53권3호
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• pp.241-254
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• 2020

본 연구는 우리나라 하천 내 주요 외래어류 종인 떡붕어(Carassius cuvieri), 배스(Micropterus salmoides), 블루길(Lepomis macrochirus)에 대한 국내 서식 환경을 확인하고, 어류 군집에 대한 영향을 분석하였다. 해당 외래어류종은 모두 어류 종수가 많고 종다양성이 높은 곳에 주로 서식하였다. 각 외래어류의 개체수가 증가할 때, 전체 어류의 출현 종수 및 개체수는 감소하여 어류 군집에 부정적인 영향을 보여주었다. 또한 생물 연결망을 구성한 결과, 하천 내 떡붕어는 쏘가리와 우리나라 고유종인 참갈겨니, 참중고기 등과, 배스와 블루길은 가물치 및 쏘가리와 고유종인 참중고기와 줄납자루 등과 낮은 출현 유사성을 보였다. 그리고 외래어류 3종 모두 각각의 연결망을 구성하는 다수의 어류들과 낮은 출현 유사성을 보여, 잠재적으로 외래어류에 의한 어류 군집 내 피해 및 교란이 크게 나타날 것으로 예상되었다. 본 연구의 결과, 국내 하천생태계 내 유입된 지 50년 가까이 지난 외래어류 3종은 여전히 하천 내 어류 군집과 국내 고유종에 부정적인 영향을 미치고 있었다. 따라서 하천 내 외래어류에 대한 지속적인 모니터링과 관리가 요구된다. 차후 다양한 외래어류 및 하천생태계 내 생물분류군에 대한 통합적 연구가 수행된다면, 하천생태계 전반에 대한 외래어류의 영향 평가 및 구체적인 생물 자원관리 방안 마련이 가능할 것이다.

• 한국항해항만학회지
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• 제38권6호
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• pp.663-672
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• 2014

우리나라와 필리핀을 비롯하여 전 세계적으로 해양생태자원의 중요성을 인식하고 이를 보호하고 보전하기 위하여 해양보호구역을 설정하여 관리하고 있다. 그러나 해양생태자원 보호를 위한 해양보호구역의 수는 늘어난 반면, 대부분의 해양보호구역들이 원래의 설정목적에 맞게 효율적으로 관리되지 못하는 문제점을 안고 있다. 이는 직접적인 이해당사자인 지역주민이나 수산업자들은 해양보호구역의 설정으로 발생하는 긍정적이고 부정적인 영향으로 인하여 해양보호구역의 설정에 찬성과 반대에 대한 논쟁이 지속되고 있기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 오래전부터 수산자원의 관리와 보존 및 보호를 위해 제정된 1998년 필리핀 수산업법에 의하여 지방정부 하여금 관할해역의 15% 이상을 수산자원보호구역으로 지정하여 관리해 오고 있는 필리핀 기마라스주 해양보호구역 설정에 대한 사례연구를 실시하였다. 이를 위해서 연구 지역인 기마라스주 두 시의 지역주민들을 대상으로 수산자원을 위한 해양서식지의 보호와 보존을 위해 필요한 해양보호구역 설정논쟁에 대한 인식조사와 지불의사금액(WTP)을 추정하기 위하여 이분선택형 조건부가치측정 설문조사를 실시하였다. 새로이 설정될 해양보호구역 내에서의 어로행위 제한으로 예상되는 경제적 손실 때문에, 과반수 이상인 응답자의 58.7%는 손실에 대한 보상이 이루어져야 한다고 응답하였지만, 수산자원의 보호를 위한 관리방안으로 해양보호구역의 증대필요성에 대해서는 91.4%가 찬성하는 것으로 나타났다. 마지막으로 조건부가치측정법(CVM)을 통하여 기마라스주 산로렌조시와 시부낙시 전체 지역주민들이 부여하는 해양보호구역(375.5ha)에 대한 평균가치는 $1,046,791달러로 추정되었다. 따라서 이러한 연구결과는 우리나라 해양보호구역의 효율적인 관리방안 수립에 유용한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 유기물자원화
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• 제18권4호
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• pp.31-37
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• 2010

가축분뇨는 적절하게 처리되기만 하면 가치 있는 자원이 될 수 있다. 년간 42백만톤에 달하는 가축분뇨의 84%가 퇴비와 액비 생산에 이용되고 있으며 최근에는 혐기소화를 통한 바이오가스 생산에 대한 관심이 고조되고 있으나, 혐기소화액의 농업적인 활용은 아직 인증되지 않은 실정이다. 본 연구에서는 가축분뇨와 음식물류폐기물을 혼합하여 소화시킨 통합혐기소화액을 이용하여 벼 재배시 생육과 논토양 환경에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 통합혐기소화액은 돈분과 음식물류 폐기물을 70:30(v/v)으로 혼합하여 HRT(Hydro-logic retention time) 14일의 고온혐기소화공정을 거쳤으며, 안전성을 평가하기 위해 모니터링을 수행하였다. 질소전량 기준으로 통합혐기소화액을 와그너 포트에 시용하고 침출수를 채취하여 양분의 용출과 생육을 조사하였다. 통합혐기소화액을 시용한 처리구에서는 토양중 치환성 칼륨, 구리, 아연 등이 증가하였으며, 통합혐기소화액 처리후 침출수 중의 질산태 질소 농도는 처리 농도가 증가할수록 높았으며 모든 처리구에서 2주 만에 침출되어 빠져나가는 것으로 나타났다. 생육반응에 있어서 분얼수는 처리간에 차이가 없었으며, 초장은 통합혐기소화액을 추천시비량 질소 기준으로 2배 시용한 처리구에서 가장 높았으나, 벼의 생육을 고려하면 오히려 도복의 위험이 높은 것으로 나타났다. 토양중 염류 집적을 고려하여 추천시비량 질소 기준에 맞게 시용하는 것이 바람직하며, 통합혐기소화액이 화학비료 대체제로서의 가치가 있는 것으로 판단되었다. 향후 장기적인 면에서 통합 혐기소화액의 논토양 환경에 미치는 영향에 대한 연구가 더 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제43권4호
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• pp.333-341
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• 2010

본 연구는 고지방식이와 STZ으로 제2형 당뇨병을 유발한 마우스에게 야콘잎 발효차 열수추출물을 수준별로 급여한 후 혈당과 당대사 변화를 살펴보았다. 4주령 ICR 마우스를 1주간 적응시킨 후 고지방식이 (전체 열량의 37% 지방)를 4주간 급여하여 인슐린저항성을 유발한 마우스에게 STZ (100 mg/kg body weight)을 일회 복강주사 하였다. 7일 후 공복시 혈당이 250 mg/dL인 마우스만을 사용하여 난괴법으로 대조군, 저농도 야콘잎 발효차 열수추출물군 (0.16%, wt/wt), 고농도 야콘잎 발효차 열수추출물군 (0.8%, wt/wt)으로 나누었으며, 야콘잎 발효차 분말이 1%와 5% 수준이 되도록 열수추출물을 식이에 첨가 조제하여 6주간 사육하였다. 체중, 일일 식이섭취량과 상대적 장기무게는 야콘잎 발효차 열수추출물 급여에 따른 유의적인 영향이 없었다. 실험 6주 동안 대조군에 비하여 야콘잎 발효차 열수추출물 급여는 혈당상승을 억제하였는데 특히, 고농도 야콘잎발효차 열수추출물 급여는 실험 5주째부터 대조군에 비하여 유의적으로 혈당을 낮추기 시작하여 실험종료시 대조군에 비하여 21%의 혈당을 개선하였다. 반면, 당화헤모글로빈의 함량은 야콘잎 발효차 열수추출물 급여에 따른 영향이 관찰되지 않았다. 야콘잎 발효차 열수추출물 급여는 혈장 중의 인슐린과 C-펩티드 함량 및 내당능을 개선하지 못하였으나 고농도의 야콘잎 발효차 열수추출물 급여는 제2형 당뇨마우스의 인슐린 내성을 유의적으로 개선하였다. 또한 혈장 중의 렙틴 농도는 모든 야콘잎 발효차 열수추출물군이 대조군에 비하여 1.2배 유의적으로 높았으며, 대조군에 비하여 야콘잎 발효차 열수추출물 급여군의 췌장내 $\beta$-세포가 농도의존적으로 많이 존재하였다. 간조직의 GK 활성은 대조군에 비하여 저농도와 고농도의 야콘잎 발효차 열수추출물 급여군에서 유의적으로 높았으며, G6Pase 활성은 고농도 야콘잎 발효차 열수추출물 급여군이 대조군과 저농도 급여군에 비하여 낮았다. 그러나 GK/G6Pase 비는 저농도와 고농도 야콘잎 발효차 열수추출물군 모두 대조군에 비하여 유의적으로 높았다. 한편, PEPCK 활성은 실험군간 유의적인 변화가 없었다. 고농도의 야콘잎 발효차 열수추출물군의 혈장 AST와 ALT 활성은 대조군에 비하여 유의적으로 낮았다. 이와 같이 고농도의 야콘잎 발효차 열수추출물은 제2형 당뇨마우스의 인슐린 민감성을 개선하고 간조직에서 당이용을 높이는 반면, 당 신생을 억제함으로써 혈당저하에 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제41권3호
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• pp.302-306
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• 2009

본 연구는 품종별 들깻잎의 기능성 건강식품에 항산화력 측정과 생리활성물질인 caffeic acid와 rosmarinic acid의 함량 분석을 통하여 항산화관련 기능성 식품소재에 적합한 들깻잎의 품종을 찾기 위하여 수행하였다. 분쇄한 각 품종별 들깻잎을 환류 추출하여 여과한 후 동결 건조한 물질을 각 실험의 시료로 사용하였다. 총 폴리페놀 함유량을 측정한 결과, 보라들깨와 동글2호가 각각 69.4 g GAE/kg DM, 61.8 g GAE/kg DM로 높은 수치를 나타내었다. 그리고 항산화 실험 결과, FRAP에서는 보라들깨가 796 mM $FeSO_4$ $7H_2O/g$ DM로 가장 높은 항산화력을 가진 것으로 나타났으며, 그 뒤로 동글2호가 748 mM $FeSO_4$ $7H_2O/g$ DM으로 높았고, DPPH 결과에서는 $SC_50$값이 동글2호가 241 ${\mu}g$ DM/mL로 가장 항산화력이 높았고, 그 다음으로 261 ${\mu}g$ DM/mL로 보라들깨였다. 플라보노이드 함유량 측정에서는 늘보라들깨가 64.5 g QE/kg DM로 가장 높은 결과를 나타내었다. HPLC를 통하여 이미 잘 알려진 항산화제인 caffeic acid와 rosmarinic acid의 함유량을 측정한 결과, caffeic acid는 보라들깨에서, rosmarinic acid는 동글2호에서 가장 높은 함유량을 나타내었다. 즉, 이 종합적인 비교를 통하여 항산화능력과 생리활성물질 함유량 측면에서 보라들깨와 동글2호가 가장 적합한 품종이라고 결론지을 수 있다.

• 생태와환경
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• 제48권4호
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• pp.219-228
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• 2015

수자원 확보를 위해 주로 하천의 상 중류에 건설되는 댐과 같은 물리적 교란은 그 지역에 서식하는 생물의 이동을 제한하고 유전적 단절과 군집의 변화를 야기한다. 이러한 환경변화는 특히 생태계 최상위 소비자 중 하나인 담수어류에 크게 영향을 미친다. 따라서 댐 건설로 인하여 유수역에서 정수역으로 변화된 지역을 대상으로 담수어류의 군집변화를 파악하고 더불어 댐호와 유입지천의 어류군집 특성을 비교하고자 하였다. 또한 댐호 내에서 어류의 서식 영역과 이동특성에 대해 원격측정 (telemetry)법으로 연구하였다. 연구는 2010년 12월 완공된 군위댐을 대상으로 시행하였다. 무선 원격측정 (radio telemetry) 대상 어류는 호내 우점적으로 서식하는 정수역 선호종인 메기, 유수역과 정수역 모두에 널리 서식하는 피라미와 돌고기, 유수역 선호종인 참갈겨니를 선정하였다. 어류군집 조사 결과, 군위댐 건설 전 (7과 15종)보다 건설 후 (댐호, 4과 10종; 유입지천, 4과 9종) 종수가 감소되었다. 특히 댐 건설 전 서식하던 유수역 선호종인 쉬리, 수수미꾸리, 자가사리, 꺽지 등이 댐 건설 후 댐호 및 유입지천에서는 채집되지 않았다. 그리고 채집 방법에 차이가 있지만 유입지천에서 채집된 어류 8종이 군위댐호 내에서도 확인되었으며 댐호와 유입지천의 군집 유사도의 경우 0.842 (Sorensen's similarity)로 높은 유사성을 나타냈다. 무선 원격측정 결과, 메기 한 개체를 제외한 다른 종들은 유입지천으로의 이동이 확인되지 않았다. 모든 어류들이 주로 수심이 깊은 지역보다 상대적으로 수심이 얕은 수변 지역을 호 내 서식처로 이용하고 있었다. 이러한 연구를 통해 나타난 결과는 호 내 서식 어류를 보다 효율적으로 관리할 수 있는 기초자료가 될 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제48권4호
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• pp.212-218
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• 2015

최근 들어 다양한 어종이 이용할 수 있는 자연형 어도가 한국에 다수 건설되고 있지만 건설된 어도에 대한 어류 이용 현황에 대한 모니터링은 제한적으로 이루어지고 있다. 본 연구는 백제보에 건설된 자연형어도에 대해서 어류 이용 현황 및 특징을 파악하기 위해서 2013년 4월부터 10월까지 월 1회 이상 어도 출구부에 일각망을 설치하여 어도를 이용하는 어류를 채집하였다. 또한 어도를 이용할 수 있는 잠재적인 어류를 확인하기 위해서 백제보 하류 (금강 본류)의 어류상을 조사하였다. 조사결과 어도를 이용한 어류는 총 2과 10종으로 본류에서 채집된 어종의 64%가 어도를 이용하는 것으로 나타났다. 어도 주요 이용어종은 됭경모치였으며, 눈불개와 끄리 역시 어도를 다수 이용하였다. 가장 많은 개체가 이용한 시기는 8월로 나타났으며, 이는 수온과의 양의 상관성을 보였다 (Spearman rank correlation, $r_s$=0.743, P=0.035). 어도 이용개체의 전장 범위는 39 mm~550 mm로 다양한 크기의 어류가 어도를 이용하였으며, 시간대별 어도 이용 특성을 분석 한 결과 해가 없는 야간, 일출 시간대 (20:00~08:00)에 어도를 주로 이용하는 것을 확인하였다. 백제보 자연형 어도는 금강에 설치된 다른 어도와 비교하여 이용어종의 다양성 및 개체수가 빈약하게 나타났다. 이는 어도의 구조적인 문제로 인한 유인효과가 부족하기 때문에 나타난 결과로 판단되며, 따라서 유인효과를 증가시킬 수 있는 방안 마련이 필요하다. 이러한 결과는 백제보 자연형 어도의 운영 및 관리에 도움이 될 뿐만 아니라 국내 실정에 적합한 자연형 어도를 개발 및 건설하는 데 있어서 기초자료로 사용 될 수 있을 것이다.