• 제목/요약/키워드: 생물학적 모니터링

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양돈농가의 돈분뇨 액비화 처리 우수사례 실태조사 (A Case Study on the Effective Liquid Manure Treatment System in Pig Farms)

  • 김수량;전상준;홍인기;김동균;이명규
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.99-110
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    • 2012
  • 본 연구에서 조사된 일부 선도적인 양돈농가에서는 설치 운영하는 호기적 액상발효 공정은 대부분의 농가가 공정별 설계인자 및 물리 화학적인 성분변화의 특성보다는 경험적인 운영을 토대로 액비를 생산하고 있는 것을 알 수 있었다. 김 등의 조사연구에 따르면 가축분뇨의 발생단계인 분뇨수거방식은 현재 국내 돈사의 70% 이상이 슬러리 형태로 분뇨가 배출되고 있는 것으로 보고되고 있다. 양돈분뇨의 수거방식과 배출형태가 대부분 슬러리라는 사실은 양돈분뇨의 적정처리에 의한 환경오염 차단과 자원화 이용과정에 적용될 각종 공법 및 시스템 적용이 돈사 슬러리부터 집중 관리해야 함을 시사한다. 이처럼 가축분뇨 액비화의 적정처리에 있어서는 발생단계 뿐만 아니라 액비가 토양에 환원되기 직전까지의 모든 과정이 전반적으로 고려되어야 한다. 본 연구의 조사대상 농가의 가축분뇨 액비화 운영에 있어서 핵심적으로 구분 할 수 있는 단계를 주요사항 별로 구분하여 Table 8에 나타내었다. 가축분뇨 액비화 처리에 있어서 고액분리 단계의 경우 고액분리 방식과 효율에 따라 BOD (생물학적산소요구량), COD (화학적산소요구량), VFA (휘발성지방산) 등의 제거율의 차이가 있는 것으로 보고되고 있으며, 이는 후단공정 즉 주발효조에서의 공기주입량의 산정, 공기공급방식, 발효기간 및 2차 발효 등 운영방식 결정에 주요한 요인이 될 수 있다. 이와 같이 액비가 생산되어 토양에 환원되기까지의 과정은 각각의 주요한 요소들이 유기적으로 연계되어 있으며, 농가 현장을 방문조사하고, 생산되는 액비를 비교 분석한 결과 액비화 공정에 있어서 필수적인 핵심적 단계를 도출 할 수 있었다. 이에 대한 주요내용은 다음과 같다. 1. 돈사 슬러리 관리 단계 돈사 슬러리는 혐기부패를 최대한 방지하며, 주요 악취물질인 $H_2S$, $NH_4$, VFAs의 생성을 억제하여야 한다. 돈사환경을 개선하기 위한 방법으로서는 부숙이 완전히 완료되어 유용미생물이 활성화된 액비를 돈사 세척수로 이용하거나, 슬러리 피트에 일부 투입하여 단순 저장일수를 처리일수로의 개념적 전환이 필요하다. 2. 고액분리 단계 일반적으로 BOD의 주요원인인 고농도의 유기물질은 대부분 분뇨의 고형성분에 포함되어 있기 때문에 물리적 처리공정인 고액분리 단계에서 최대한으로 제거하여 후단공정인 주발효조의 부하를 최소화 시킨다. 3. 발효처리-공기공급 단계 축산농가 마다 사료의 종류나 관리방법 등이 각기 다르므로 배출되는 슬러리의 성상을 파악하여 물질수지와 처리일수에 기초한 발효조 용량과 공기주입량의 산정이 필요하다. 또한 공기확산 및 막힘현상을 고려한 자동제어 장치나 발효조의 상태를 감시 제어하기 위한 인자로서 pH 및 산화환원전위 등을 실시간으로 모니터링 하는 것이 중요하다. 4. 발효처리-미생물, 반송 단계 일반점검 (온도, pH, 용존산소, 산화환원전위, 전기전도도 등)과 정밀점검 (BOD, COD, VFAs, SS, N, P 등)의 주기적인 점검을 통하여 미생물 생장에 알맞은 유입농도와 반송량을 결정하고 농가환경에 맞는 발효조 운전방식을 확립 할 필요가 있다. 5. 후숙처리-최종액비 단계 후숙조에서는 공기과잉 투입으로 인한 질소성분의 손실을 방지하고, 유용미생물을 이용하여 토양환원에 적합한 액비를 제조한다. 가스발생에 의한 작물생육 피해를 방지할 수 있는 액비 안정화 운전기술을 확립하고, 살포시기를 대응하여 액비의 유 출입을 집중적으로 관리한다. 6. 액비유통센터 연계-농지환원 단계 제조된 액비는 액비유통센터에 위탁하여 살포하는 체계를 확립하고, 악취 민원의 발생을 최대한 억제한다. 액비유통센터는 철저한 년 중 살포프로그램을 운영하여 원활한 살포조직 체제를 구성하는 것이 중요하다. 축산농가에서 가축분뇨 관리방법은 축사의 입지, 주변 환경 및 각종 환경규제 등 여러가지 여건에 따라 각기 다르며, 다수의 축산농가가 특정한 처리방법을 동일하게 적용하는 것은 현실적으로 불가능하다. 따라서 본 연구에서 분석된 각 농가의 액비 성상 등은 여러 가지 환경적 요소가 복합적으로 작용하고 있으며, 조사농가 중 일부는 발효과정 중에 있는 액비를 채취하였으므로, 분석결과를 해석하여 가축분뇨 운영관리를 총체적으로 판단하는 것은 다소 무리가 있다. 추후에는 각 공정에 대해 유입되는 슬러리원수에서부터 처리가 완료되는 단계까지의 과정을 일괄적으로 분석하여, 유입 유출농도, 수리학적 체류시간 등 공학적 요소 및 이에 따른 경제성 평가 등을 세밀하게 연구할 필요성이 있다. 이밖에도 가축분뇨의 중요한 관리부분인 병원성미생물과 관련된 위해성 분분을 고려하지 않을 수 없다. 가축분뇨에는 인간에게 직접적인 영향을 미칠 수 있는 Escherichia coli, Campylobacter, salmonella, Listeria 등 다양한 병원성 세균이 발견된다. 최근 전국적으로 발생된 구제역 사태는 우리나라 축산업 자체에 큰 타격을 주었을 뿐만 아니라, 사회 경제적으로도 막대한 손실을 가져왔다. 이 사건을 계기로 국내 축산기반의 전면적 재정비가 불가피하게 되었음은 물론 가축 분뇨에서 유래한 병원성 미생물 및 바이러스 등의 근원적 대처방법 개선과 가축분뇨의 위생적 처리에 대한 안전관리가 시급한 현안이 되었다. 따라서 안전한 경축순환의 액비유통 관리 체계 구축을 위해서는 병원성 미생물, 바이러스 등과 같은 위해요소를 억제 할 수 있는 액비화 처리기술의 표준화 공정 개발 또한 필요하다.

지리산 구상나무림의 종조성 및 식생구조 (Species Composition and Vegetation Structure of Abies koreana Forest in Mt. Jiri)

  • 이진수;신동빈;이아림;이승재;김준수;변준기;오승환
    • 한국환경생태학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.259-272
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    • 2023
  • 지리산 국립공원 내 구상나무림의 종조성과 식생구조를 파악하기 위하여 구상나무 자생지역에 약 400m2 면적의 조사구 49개소를 설정하여, 식물사회학적 방법에 따라 현장조사를 실시하고, 이원지표종분석(TWINSPAN)과 표조작법을 병용하여 군집 분류를 실시했다. 그 후 군집 유형별 중요치를 활용한 종조성 분석, 종다양도 분석, 흉고직경급 분석, 치수 분석 및 유사도 분석을 시행하였다. 군집 분류 결과, 지리산의 구상나무림은 A, B, C, D, E 등 총 5개의 군집으로 분류되었다. 관중-함박꽃나무-조릿대와 미역취-사스래나무-실새풀에 의하여 2개의 군집으로 구분되며, 전자는 층층나무-산수국에 의하여 A, B 유형으로 구분되었다. 후자는 마가목-진달래 군집과 전형군집인 E 유형으로 구분되고, 가문비나무-곰취와 단풍취에 의하여 C, D 유형으로 구분되었다. 식생 분석을 통해 지리산 구상나무림은 구상나무, 신갈나무, 당단풍나무, 쇠물푸레나무, 사스래나무 등의 중요치가 높게 나타났으며, 종다양도의 경우 선행 연구에서 나타난 지리산 구상나무림의 종다양도와 유사한 결과를 나타내었다. 흉고직경급 분석 결과 전 층위에서 구상나무가 우점하며 치수 생장도 양호하여 당분간 구상나무의 우점이 유지될 것으로 판단하나, 추후 증가할 것으로 예상되는 생물다양성의 가치와 기후변화로 인한 위협을 고려하였을 때, 지속적인 모니터링을 실시하여 각종 위협에 대응하는 체계적인 보전 및 관리가 요구된다.

도심하천 생태계에서의 수질 및 생태건강성 평가 (Water Quality and Ecosystem Health Assessments in Urban Stream Ecosystems)

  • 김현맥;이재훈;안광국
    • 환경생물
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    • 제26권4호
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    • pp.311-322
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    • 2008
  • 본 연구에서는 2006$\sim$2007년 동안 도심하천인 미호천과 갑천의 이화학적 수질 및 서식지 특성을 분석하였고, 또한 어종 분포 및 길드분석을 통해 군집구조 및 생태건강도 특성을 비교 평가하였다. 전형적인 두 도심하천의 BOD, COD농도는 각각 평균 3.5 mg L$^{-1}$, 5.7 mg L$^{-1}$였고, 총질소(TN)및 총인(TP)의 농도는 각각 5.1 mg L$^{-1}$, 274 ${\mu}g$ L$^{-1}$로서 이미 부영양 상태로 판정되었으며, 특히 갑천하류 지점에서는 유기물 오염 및 부영양화 현상이 뚜렷했다. 두 도심하천에서 총 종수는 34종으로서 동일하게 나타났고, 내성종 및 잡식종인 피라미(Zacco platypus)는 가장 높은 상대 풍부도(32$\sim$42%)를 보였다. 두하천에서 민감종의 비율(23%)은 낮은 반면 내성종과 잡식종의 비율(45%, 52%)은 높게 나타나 도심하천에서의 전형적인 길드 변화 현상이 확연히 나타났다. 하천생태건강도 평가(SEHA)에 따르면, 두 하천에서 다변수 모델값은 각각 19,24로서 양호하지 못한 것으로 나타났고, 서식지 평가 분석 (QHEI)에서는 미호천 123, 갑천 135로서 보통$\sim$양호 상태를 보였으며, 수질에서 보여준 바와 같이 최하류(특히, 갑천)에서는 극명하게 악화된 것으로 나타났다. 특히 갑천 하류의 낮은 건강도 평가모델값(20)은 하수종말처리장으로부터 나온 배출수의 화학적 영향이 큰 것으로 사료되었다. 이런 다변수 모델 값은 전기전도도(r=-0.530, p=0.016), BOD (r=-0.578, p< 0.01), COD (r=-0.603, p< 0.01), 영양염류(TN, TP: r>0.40, p<0.05)와 같은 수질변수들과 높은 역상관 관계를 보였다. 이는 생태건강도 모델값이 수질 특성을 잘 반영하는 객관성 있는 평가기법으로 활용 될 수 있음을 제시하였다. 따라서 이런 도심하천의 하류부에서는 생태계 보존을 위해 향후 하천복원 및 지속적인 생태모니터링 이 필요할 것으로 사료되었다.

천연기념물 노거수 외과수술 문제점 및 보존 관리방안에 관한 연구 (A Study on the Tree Surgery Problem and Protection Measures in Monumental Old Trees)

  • 정종수
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제42권1호
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    • pp.122-142
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    • 2009
  • 본 연구는 노거수 관리개선을 위하여 국내외의 외과수술 제반 이론을 살펴보고 국내 외과수술의 현 실태를 대상 수목의 수술부위 해체 조사와 전문가 집단의 인식조사를 실시하여 그 개선 방안을 제안하는 과정을 통해, 다음과 같은 결론을 도출할 수 있었다. 첫째, 조사 대상 수목 67주를 수령, 생육 상태, 주변 환경 등과 상관관계 분석 결과, 이들은 위치별 특성과 상처크기별 특성은 상호 상관관계가 밀접한 것으로 분석되었으나, 충전물별 재료 등에는 상관관계가 적은 것으로 나타났다. 둘째, 환부의 크기는 $0.09m^2$ 이하의 가지 절단부위에서 빈도가 가장 높았고, 위치별(부위별) 공동의 크기는 근주부후로 출발되는 "뿌리+줄기"에서 가장 크게 나타났다. 상관관계 분석 결과에서도, 건전도가 낮은 상위 그룹에서도 동일한 결과가 도출되었다. 셋째, 근주(根株)부후에서 발생된 큰 공동이나 노출뿌리에 충전물(특히 우레탄)을 채우거나 표면처리를 하는 경우 문제가 심각하였다. 공동부 충전으로 인한 잇점은 크지 않은 것으로 분석되었다. 넷째, 현재 주로 사용하고 있는 충전물의 표면처리(인공수피)는 주로"에폭시+부직포+코르크"를 이용하고 있으나, 유연성이 없어 목질부와의 접합부에서 틈이 자주 발생하고 표면이 갈라지는 등 문제가 발생하고 있었다. 다섯째, 수술부위 외부 상태와의 상관관계 평가에서 목질부와의 밀착, 표면상태, 유합조직 형성 등과 내부 조사 결과와 매우 높은 상관관계를 가지고 있었다. 여섯째, 노거수의 관리 잘못으로 수세에 가장 큰 영향을 미치는 것은 복토였으며, 잘못된 가지치기는 지상부 상처의 근원이 되고 있음을 파악할 수 있었다. 가지치기에서 작은 가지는 표준방법으로 잘랐을 경우 유합조직의 형성이 활발하여 상처가 쉽게 회복되지만 심재가 있는 큰 가지는 방어능력이 없어 부후균의 침입을 받게 되는 경우가 많다. 일곱째, 노거수 관련업무 처리횟수에 영향을 미치는 변수들을'노거수 관리자 및 관련업체의 의식개혁이 필요', '노거수에 가장 많은 피해가 발생되는 부위는 특정부위와 상관없다.', '노거수의 가장 중요한 가치는 생물학적 가치', '노거수 외과수술 결과, 문제점 발생원인은 약제 사용 부적절이다.', '새로운 기법의 개발 및 시도로 인한 수술기법의 다양', '노거수에 가장 많은 피해가 발생되는 부위는 가지이다.', '노거수 관리자 및 관련업체의 의식개혁이 필요', '노거수 관련업무 처리시 문제가 되는 것은 업무분장 모호성 및 중복성이다.'등 8개의 변수들이 나타났다. 설문 조사결과, 수술 및 제도 개선 부분에서 가장 높은 빈도수를 보인 항목은 노거수 관리 현황 등의 파악을 통한 관리 정보체계의 확립, 수목외과수술의 처치법 표준화, 업체와 기관사이의 정보의 공유 활성화, 전문인력에 의한 모니터링, 정기적 교육프로그램의 개발이 중요하게 나타났으며, 행정조직의 개선, 산학협력, 수술시기의 부적절성, 외과수술 건의 안정적 수요에 대한 불안감, 전문인력의 부족 등이 문제점으로 분석되었다. 여덟째, 개선 방안으로는 제도적인 측면에 있어서 노거수 관리 및 보존에 관한 법과 조직의 정비를 들 수 있다. 특히. 노거수 관리에 있어서 외부 용역 등을 통하여 적시에 행함으로써 노거수 생육 상태의 건전도를 유지할 수 있다. 또한 보존 관련법의 연계성을 확보할 수 있도록 다른 법의 개정이나 제정 시 문화재 보호를 위한 조항의 삽입을 적극 추진해야 한다. 본 연구는 지정 노거수의 실태 조사를 통해 개선 방안을 마련하는 연구로, 보다 많은 개체조사를 통한 실태 조사 결과를 토대로 개선 방안을 도출하는 것에 대한 한계점과 제도적 개선 방안 도출을 위한 통계적 자료에 의한 근거 제시가 미약했다는 미진함을 남기고 있다. 이는 연구자의 후속연구를 통해 보완될 수 있을 것이다.

1차원 및 2차원 물리서식처 모형을 활용한 안동댐 하류 하천의 환경생태유량 및 어류서식처 추정 (Estimation of ecological flow and fish habitats for Andong Dam downstream reach using 1-D and 2-D physical habitat models)

  • 김용원;이지완;우소영;김수홍;이종진;김성준
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권12호
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    • pp.1041-1052
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    • 2022
  • 본 연구는 낙동강 본류의 안동댐 하류(4,565.7 km2) 하천을 대상으로 1차원 물리적 서식처 모형인 PHABSIM과 2차원 물리적 서식처 모형인 River2D를 활용하여 대상어종에 대해 환경생태유량을 산정하고 어류서식처에 대한 2차원 공간분석을 수행하였다. 서식처 모형의 구축을 위해 낙동강유역의 하천기본계획보고서를 활용하여 하천단면정보와 수리학적 입력자료를 수집하였다. PHABSIM 구축범위는 구담수위관측소(GD)로부터 약 410.0 m, River2D의 경우 GD를 포함한 약 6.0 km에 대해 구축하였다. 대상어종 선정 및 HSI 구축을 위해 대상하천의 하류에 위치한 풍지교에서 어류 현장조사를 수행하였다. 어류 현장조사 결과, 피라미가 우점종으로 나타나 피라미(Zacco platypus)를 대상어종으로 선정하였고 피라미의 물리적 서식처 특성을 활용하여 HSI를 구축하였다. 피라미의 최적 HSI 범위는 유속에서 0.3~0.5 m/s, 수심에서 0.4~0.6 m, 그리고 하상재료는 모래에서 잔자갈로 나타났다. HSI를 PHABSIM에 적용하여 환경생태유량을 산정한 결과, 대상하천의 최적 환경생태유량은 20.0 m3/sec로 산정되었다. River2D를 활용하여 어류서식처의 2차원 공간분석을 수행한 결과 WUA는 환경생태유량 조건에서 107,392.0 m2/1000 m으로 산정되었고, Q355 조건과 비교하여 하천 전반적으로 어류서식처가 확보되는 것을 확인하였다.

축전지 공장 근로자들의 혈중 Zinc Protoporphyrin에 대한 코호트 연구 (A cohort study on blood zinc protoporphyrin concentration of workers in storage battery factory)

  • 전만중;이중정;사공준;김창윤;김정만;정종학
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제31권1호
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    • pp.112-126
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    • 1998
  • 혈중 ZPP 농도를 생물학적 모니터링 표지자로 사용하여 새로 설립되는 축전지 제조 공장에서 작업환경과 개인위생에 대한 개선조치의 영향을 관찰하기 위하여 연취급 근로자 100명을 대상으로 입사한 시기를 기준으로 3개의 군으로 구분한 후 채용시 측정된 혈중 ZPP 농도와 약 3개월 간격으로 12-18개월간 측정되어 보관된 기록 중 혈중 ZPP 농도 자료를 분석하였다. 각 군은 개선조치 시행전인 1987년 8월의 작업장의 기중 연 농도를 기준으로 $0.30mg/m^3$ 이상인 단위 부서들을 제 I 부서로, $0.30mg/m^3$ 미만인 단위 부서들을 제 II 부서로, 비교적 기중 연 농도가 낮을 것으로 예측되어 1988년 1월부터 새로 기중 연 농도가 측정된 단위 부서들을 제 III부서로, 그리고 작업장소가 일정하지 않고 이동하면서 근무하는 단위 부서들을 제IV부서로 대분하였고, 1987년 8월부터 약 6개월 간격으로 측정된 작업장의 기중 연 농도를 분석하였다. 또한 대조군 31명중 6개월째까지 관찰되었던 22명도 채용시와 6개월 후에 측정된 혈중 ZPP 농도의 변화를 분석하였다. 작업환경 및 개인 위생에 관한 개선조치를 1987년 8월 중순부터 시행하였으며, 주 1회 보건관리자를 통한 보건교육과 건강상담이 실시되었다. 부서별 기중 연 농도는 1987년 8월부터 약 6개월 간격으로 3회 측정된 결과, 제 I 부서는 처음에는 $0.365mg/m^3$였으나 작업환경개선조치 후 $0.216mg/m^3$, 1년후에는 $0.208mg/m^3$로 감소되었고, 제 II 부서는 처음에 $0.232mg/m^3$였는데 개선조치 후 $0.148mg/m^3,\;0.120mg/m^3$가 되었으며, 제 III 부서는 1988년 1월의 측정치가 $0.124mg/m^3$였고, 8월에는 $0.081mg/m^3$였다. 제 IV 부서는 1988년 8월에 $0.110mg/m^3$였다. 대조군에서의 혈중 ZPP 농도는 31명중 6개월째까지 관찰되었던 22명에서 채용시와 6개월 후가 각각 $16.45{\pm}4.83{\mu}g/d\ell$$17.77{\pm}5.59{\mu}g/d\ell$로 유의한 차이가 없었다. 공장이 가동되기 전에 입사한 A군에 있어서는 채용시 혈중 ZPP농도가 $17.36{\pm}5.20{\mu}g/d\ell$였고, 3개월째에는 $23.00{\pm}13.06{\mu}g/d\ell$였으며, 개선 조치가 시행된 직후인 6개월째에는 $27.25{\pm}6.40{\mu}g/d\ell$로 유의하게 증가되었고(p<0.01), 최고치를 나타내었다. 9개월째에 측정된 농도는 $25.48{\pm}5.17{\mu}g/d\ell$로 6개월째의 검사 농도보다 유의하게 감소된 결과를 나타내었다(p<0.05). 12개월째부터 3회의 측정치는 유의한 증가나 감소가 없이 대체로 비슷한 농도의 양상을 보였다. 공장이 가동된 후 개선조치가 시행되기 전에 입사한 B군의 경우에 있어서는 채용시에 혈중 ZPP농도가 $14.34{\pm}6.10{\mu}g/d\ell$였고, 개선조치가 시행된 직후인 3개월째에는 $28.97{\pm}7.14{\mu}g/d\ell$로 급격히 증가되었으며 통계적으로 유의하였다(p<0.01). 6개월째부터 4회의 측정치는 유의한 증가나 감소가 없이 비슷한 농도의 양상을 보였다. 개선조치가 시행된 후 입사한 C군에서는 채용시 혈중 ZPP 농도가 $21.34{\pm}5.25{\mu}g/d\ell$였고, 입사한 후 3개월째에는 $23.37{\pm}3.86{\mu}g/d\ell$로 유의하게 증가되었으며(p<0.01), 6개월째에는 $23.93{\pm}3.64{\mu}g/d\ell$의 농도를 보였고, 9개월째에는 $25.50{\pm}3.01{\mu}g/d\ell$로 유의한 증가를 보였다(p<0.01). 계속하여 3개월 뒤 측정된 12개월째에는 그 농도를 계속 유지하였으며, 서서히 증가하는 경향을 보였다. 부서별 비교에서 근로자들의 혈중 ZPP 농도는 기중연 농도와는 비례하지 않았고, 기중 연 농도가 제일 높은 제 I 부서에서 오히려 더 완만한 증가를 보였으며, 기중 연 농도가 제일 낮은 제III부서에서 다른 부서보다 더 급격히 증가되는 것으로 나타났다. 이상의 결과들은 기중 연 농도와 혈중 연 농도 및 혈중 ZPP농도에 대한 모든 정보를 근로자들에게 알려줌으로써 상대적으로 높은 기중 연 농도를 나타내는 부서에 근무하는 근로자들이 보호구 착용과 개인위생에 대한 개선조치에 더욱 철저히 참가하게 되었다고 생각되며, 개인위생 및 보건교육, 상담 등의 건강증진 프로그램이 초기부터 집중적으로 실시되었기 때문이라고 생각된다. 따라서 작업환경 개선에 대한 효과도 중요하나, 개인 위생 관리, 개인보호구착용 교육 및 보건 관리의 효과도 상당히 반영된 것으로 생각된다.

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