• 생태와환경
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• 제54권4호
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• pp.272-279
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• 2021

필터의 손상 없이 포집할 수 있는 필터케이스를 적용하고, 전압 제어와 압력 제어를 각각 할 수 있는 펌프 방식의 eDNA 포집 및 채수 시스템을 개발하여 집수매거 취수원을 대상으로 종래의 진공압 방식의 포집 및 추출 실험과 eDNA 농도를 비교함으로써 개발 시스템의 필터링 성능을 평가하였다. 개발된 시스템은 전압제어(Manual pump system) 방식과 압력제어(Automatic pump system) 방식으로 구분하여 필터링 시 필터기 내부 압력을 측정하고 각 시스템의 압력 변화를 비교하였다. 전압제어 방식은 필터링 초기에 65 [KPa]로 시작하여 필터링 시간이 경과함에 따라 필터에 축적되는 여과물의 양이 증가하므로 압력이 점진적으로 증가하였다. 압력제어 방식은 설계된 알고리즘에 따라 일정 압력을 유지하도록 제어한 결과, 압력 센서의 피드백 시간에 따라 필터링 과정에서 압력 변동의 폭은 차이가 있으나 목표 압력에 수렴하는 것을 확인하였다. 개발된 시스템의 필터링 성능을 확인하기 위해 eDNA 농도를 측정하고 전압제어 방식과 압력제어 방식을 대조군과 비교하였다. 전압제어 방식은 대조군과 유사한 결과를 얻을 수 있었으나 압력제어 방식은 대조군에 비해 낮게 나타났다. 압력제어 방식의 경우 필터링 시 압력 편차가 크고, 필터링 과정에서 일정한 압력을 유지하기 때문에 나타난 결과로 사료된다. 따라서 필터링 시에는 일정한 압력을 유지하는 것보다 필터링 시간 경과와 함께 여과물의 증가에 따라 압력이 점진적으로 증가하는 전압제어 방식이 eDNA를 포집하는데 적합함을 확인하였다. 정수역과 유수역의 eDNA 평균농도를 대조군으로 비교한 결과, 각각 96.2 [ng µL^-1], 88.4 [ng µL^-1]로 나타났으며, 펌프 방식으로 eDNA 평균농도를 비교한 결과는 각각 90.7 [ng µL^-1], 74.8 [ng µL^-1]로 정수역에서 필터링한 시료에서 높게 나타났다. 정수역에서 eDNA 농도가 높게 나타난 것은 잔존하는 eDNA를 비롯한 미세 유기물의 영향으로 사료된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제35권6호
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• pp.579-593
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• 2021

전남 서남해(진도·완도·강진·고흥·여수)의 여러 도서지역을 조사하여 식생을 유형화했고, 난온대 상록활엽수림의 우점도·출현종수를 기준으로 난온대림의 훼손등급 평가기준을 제안했다. 이를 통해 훼손등급별 복원유형과 복원기법을 제시하여, 도서지역의 난온대림 복원계획을 수립하는 데 활용하고자 했다. 307개의 식생조사 데이터를 이용해 TWINSPAN기법으로 식생유형화를 시도했는데 8개 식물군락으로 구분됐고, 각 군락별 상록활엽수종의 출현 특성을 파악했다. 군락I은 해발 86.6m의 사면하부에 위치했고 참식나무와 구실잣밤나무가 우점했다. 군락II·III은 해발 10.5~22.5m 이하의 저지대 해안가에 출현하는 군락으로서 후박나무·생달나무·참식나무·구실잣밤나무가 우점했다. 군락 IV·V는 해발 71.9~153.4m 사이의 사면 하부·중부에 분포한 군락으로서 구실잣밤나무가 우점하는 군락이었다. 군락VI는 해발 166.9m의 사면 하부·중부에 위치하며 교목층과 아교목층에 참식나무가 우점했고, 마지막 군락 VII · VII은 해발 187.8~246.2m의 사면중부에 붉가시나무·참가시나무가 출현했다. 정리하면, 후박나무·생달나무·참식나무 등이 우점한 상록활엽수림은 주로 해안가 저지대에 출현했고, 구실잣밤나무군락은 이 군락보다 더 높은 내륙지역에 분포했다. 이 두 군락보다 더 높은 곳의 내륙 고지대에는 붉가시나무·참가시나무 등의 가시나무류 군락이 나타났다. 상록활엽수의 교목층 상대우점치와 교목성 상록활엽수 종수에 따라 훼손등급을 0~V로 구분했다. 그 훼손등급에 따라 복원유형(보존형, 유도형, 갱신형, 조성형)과 복원기법을 제안했다.

• 지질공학
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• 제32권3호
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• pp.411-420
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• 2022

최근 환경, 과학, 사회 등 다양한 분야에서 원격 탐사를 활용한 연구가 활발해지고 있다. 원격탐사를 활용한 연구의 결과가 수치적인 결과뿐만 아니라 사회 및 과학적 문제 해결과 예방하는데 있어 중요한 역할을 하고 있다. 이 논문은 갯벌 환경을 대상으로 원격탐사 기술을 활용하여 제공되는 데이터와 각 데이터의 연관성을 말하고자 하는데 목적을 두고 있다. 원격 탐사 중 인공위성을 활용한 고해상도 데이터를 얻어 갯벌 조류로에 대한 정보를 알아보고자 한다. 침식과 퇴적, 간조, 만조 등의 원인으로 생성되는 갯벌의 조류로는 갯벌 경사에 대한 정보와 생태계에 대한 정보를 내재하고 있다. 따라서 갯벌의 전체적인 조류로를 분석하는 것은 매우 중요한 연구 중에 하나라고 볼 수 있다. 본 논문은 TanDEM-X를 통해 DEM(Digital Elevation Model, 수치표고모델)을 생성하며, DEM은 조류로를 생성하는데 가장 기본적인 데이터로 활용이 된다. 이번 연구 지역은 강화도 갯벌로 서해안 중부에 위치한 갯벌이다. 연구 결과로 생성된 조류로를 분석해보면 강화도 갯벌의 경사 방향과 조류로의 형태 등 다양한 정보를 파악 할 수 있다. 또한 갯벌의 입도분포, 경사도, 밀도도 등의 데이터와 본 연구에서 추출한 조류로와의 연관성이 높은 점을 고려하여 해당 연구의 결과가 앞으로 갯벌 연구에 DEM 데이터의 활용에 대한 중요성과 필요성이 높아지고 양질의 결과를 얻을 수 있다라는 기대를 가져본다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.882-889
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• 2022

본 연구에서는 대마난류(Tsushima Warm Current, TWC)의 유동 변화에 영향을 주는 요소를 파악하기 위하여 TWC의 수송량과 태평양 순년진동(Pacific Decadal Oscillation, PDO) 및 엘니뇨 남방진동(El Niño - Southern Oscillation, ENSO)의 상호 관계 분석을 실시하였다. 25년(1993~2018년) 동안의 TWC의 월별 수송량을 계산해보면 하계에 가장 크고 동계에 가장 작게 나타나는 계절변동 주기가 뚜렷하다. TWC 수송량과 PDO 및 ENSO의 한 척도인 Oceanic Niño Index(ONI) 각각의 주기성 파악을 위한 power spectrum 분석결과, TWC 수송량은 1년 주기에서 peak를 보이지만 PDO 및 ONI는 뚜렷한 주기가 나타나지 않았다. 또한, TWC 수송량과 PDO 및 ONI의 상호 관계 파악을 위해 coherence 추정 방법을 이용하여 분석하였다. PDO 및 ONI의 coherence는 3년 이상의 장주기 변동에서 상호 기여도가 높으나 1년 이내의 단주기 변동에서는 상호 기여도가 낮다. 그러나 TWC 수송량과 PDO 두 요소 간 0.8~1.2년 주기에서 coherence 값은 0.7로 상호 기여도가 높다. 한편 서수도를 통과하는 TWC 수송량과 PDO는 I기간(1993~2002년)과 III기간(2010~2018년)에 역상관 관계성을 가진다. TWC 최대 수송량 (2.2 Sv 이상)이 높게 나타나는 시기에 PDO 지수가 -1.0 이하의 음의 값, 2.2 Sv 이하로 작은 시기에 PDO 지수가 양의 값을 나타낸다. 따라서 장기적인 PDO 지수 자료를 이용하면 TWC 수송량 변동 및 동해 연안역의 수온변화를 예측 또한 가능할 것으로 판단된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제9권4호
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• pp.259-268
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• 2022

본 연구는 장기간 중금속 오염에 노출된 폐 석탄매립지에 생육하고 있는 참김의털 (Festuca ovina var. coreana) 종자를 채집하고 발아한 유식물을 가지고 온실 재배 실험을 통해 생육특성과 중금속축적능을 평가하고 식물정화법 (phytoremediation) 적용 가능성을 위해 수행하였다. 참김의털을 온실에서 인공적으로 오염된 토양에서 12 주 동안 재배하였다. 비소처리 인공토양의 농도구배는 각각 25, 62.5, 125, 250 mg/kg, 납 농도는 200, 500, 1000, 2000 mg/kg 및 카드뮴의 농도는 각각 15, 30, 60, 100 mg/kg로 처리하여 실험하였다. 비소, 납 및 카드뮴 처리구에서 참김의털의 엽수는 납 처리구 (200, 500, 1000 mg/kg)를 제외하고 대조구보다 모두 감소하였고, 지상부의 길이 성장은 비소 처리구 모두에서 대조구보다 증가하였으나 지하부는 모두 감소하였고, 1000 및 2000 mg/kg 납 처리구에서는 대조구보다 증가하였으나 나머지 처리구에서는 대조구보다 모두 감소하였고, 카드뮴 처리구의 경우, 지상부는 대조구보다 모두 증가하였고, 지하부는 모두 감소하였다. 비소 처리구의 경우, 생체량은 모든 부위와 모든 농도에서 대조구보다 감소하였고, 200, 500, 1000 mg/kg 납 처리구는 지상부와 지하부 모두에서 대조구보다 생체량이 증가하였고, 카드뮴 처리구에서는 지상부와 지하부의 생체량이 대조군보다 모두 감소하였다. 중금속의 처리구 농도가 높아질수록 엽수와 식물부위별 생체량은 모두 감소하는 경향을 보였고, 중금속의 처리구 농도가 높아질수록 지상부의 길이 성장은 소폭 증가하는 경향이 있으나 지하부는 다소 감소하는 경향이 있었다. 62.5 mg/kg 비소 처리구의 지상부, 지하부의 비소축적농도는 9.4 mg/kg와 253.3 mg/kg로 지하부가 26.9배로 축적율이 높았으며 250 mg/kg 비소 처리구의 지상부는 고사한 반면 지하부의 비소축적농도는 859.1 mg/kg로 분석되었고, 2,000 mg/kg 납 처리구에서 지상부와 지하부는 10,308.1 및 11,012.0 mg/kg로 지상부가 지하부의 1.1배 높게 축적되었고, 100 mg/kg 카드뮴 처리구에서 지상부와 지하부는 176.0 및 287.2 mg/kg로 지하부가 지상부의 1.6배 높게 축적되었다. 참김의털의 내성평가 결과, 비소, 납, 카드뮴의 모든 처리구에서 고사하지 않고 생장을 유지하여 3종의 중금속에 다재내성이 확인되었다. 참김의털의 납 오염토양에 대한 식물추출 (phytoextraction)은 납 오염농도 2,000 mg/kg까지 적용할 수 있는 식물종으로 검증되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권8호
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• pp.603-611
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• 2022

도시지역에서는 도시화로 인해 불투수면적이 지속적으로 증가하고 있고, 이는 빗물이 지표하로 침투 및 침루되는 기작을 방해하여 대부분의 빗물이 표면유출되도록 하고 있어 물순환의 왜곡이 심화되고 있다. 물순환의 왜곡은 강우-유출로 인한 수재해 뿐만 아니라, 하천 건천화 및 수질 악화, 생태계 균형 파괴 등 다양한 방면에 영향을 미치는데, 이러한 문제점을 해결하기 위해 환경부에서는 저영향개발 기법의 활용을 적극 권장하고 있다. 저영향개발 기법을 적용하기 위해서는 대상지 개발 이후의 유출증가량을 처리할 수 있는 빗물관리 목표량을 설정해야하는데, 현행 기준에서는 10년 강우 기간의 일단위 강우사상으로 빗물관리 목표량으로 제시하고 있어, 강우기간 및 대상에 대한 개선 연구가 필요하다. 본 연구에서는 물순환 개선을 위한 빗물관리 목표량의 설정에 무강우 지속시간(IETD)을 이용한 독립 강우사상의 구분과 통계분석을 통해 현행 기준과의 차이를 분석하였다. 부산광역시의 1991년에서 2020년까지 30년 강우자료를 이용하여 자기상관계수 분석, 변동계수 분석, 연평균 강우사상 발생개수 분석 등의 방법을 적용하였고, 대상 강우기간에 따라 무강우 지속시간을 선정하였다. 모집단의 표본이 많을수록 무강우 지속시간이 증가하는 경향을 보였다. 또한, 무강우 지속시간에 따른 독립 강우사상의 강우량 규모별 지속시간과 시간분포를 분석하여 빗물관리 목표량에 따라 표준 설계강우량을 산정할 수 있는 방안을 제시하였다. 이에 본 연구와 같이 무강우 지속시간의 선정을 통해 독립 강우사상들의 충분한 표본을 이용한다면, 보다 개선된 빗물관리 목표량을 설정이 가능할 것으로 기대된다.

• 벤처혁신연구
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• 제5권1호
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• pp.91-106
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• 2022

비트코인의 가격 급등으로부터 부각된 암호화폐는 기존 화폐와 달리 탈중앙화 되어 있어 스태그플레이션 해소 수단으로 각광받고 있다. 특히 4차 산업혁명시대에 접어들면서 블록체인 및 사물인터넷을 이용한 기술들이 다방면에서 활용되고 있으며 그 파급력 또한 광범위하다. 그럼에도 불구하고 테슬라 대표 일론 머스크의 발언처럼 암호화폐의 환경오염 문제 지적은 지속되어 왔으며, 그 중 대표적인 것이 화석연료 사용에 따른 채굴시의 막대한 전기 사용량이다. 또한 기존 채굴방식이 지속될 경우 발생하는 이산화탄소 발생량은 지구 기후 변화의 주원인인 온난화 현상의 가속화를 초래한다. 한편 암호화폐의 채굴에 따른 환경오염과의 연관성을 종합적으로 고찰한 연구는 제한적으로 수행되었다. 본 연구에서는 암호화폐의 생태계 다변화에 따라 환경오염의 문제를 구체적으로 살펴보고자 하였다. 기존 선행문헌을 최신 자료 위주로 조사한 결과 암호화폐의 채굴은 전기사용량 및 전자폐기물 증가에 따라 탄소 중립과는 상반된 환경오염에 영향을 미치고 있었다. 또한 채굴과정이 필요없는 POS 방식이 등장하였지만 탈중앙화가 무너지는 단점이 대두되어 각종 친환경 암호화폐가 등장하는 전환점을 맞이하게 되었다. 끝으로 신재생 에너지를 이용한 암호화폐의 등장은 에너지 저장장치의 이용 극대화, 그리고 국제적 협약이 탄생하는 계기로 작용하게 되었다. 이와 같은 결과를 기초로 향후의 암호화폐는 통화의 가치 뿐만 아니라 환경친화적인 접근이 병행되지 않고서는 퇴보하게 될 것이라는 점을 명확히 언급하고자 한다.

• 생명과학회지
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• 제33권10호
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• pp.828-834
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• 2023

쌍별귀뚜라미(Gryllus bimaculatus)에서 분리한 막전단백질 258(transmembrane protein 258, Tmem258)을 코딩하는 cDNA를 GbTmem258로 이름 붙였다. 이 단백질은 80개의 아미노산으로 구성되어 있으며, N-glycosylation site가 없고, 각각 2개의 serine과 threonine, 1개의 tyrosine 잔기로 구성된 5개의 잠재적 인산화 부위를 가지고있다. GbTmem258 단백질은 분자량은 9.06 kDa이며 이론적 등전점은 5.5으로 계산되었으며, alpha-helix (52.5%), random coils (22.5%), extended strands (16.25%), beta turns (8.75%)의 2차 구조 정보를 기반으로 GbTmem258의 3차 구조가 작성되었다. 그리고, GbTmem258은 다른 종의 Tmem258와 아미노산 수준에서 높은 상동성을 보였다. 이 연구에서는 기아와 먹이 공급에 의해 GbTmem258 발현 조절이 어떻게 영향을 받는지 조사하였다. 기아가 지속되는 동안 hindgut에서 GbTmem258 발현이 점진적으로 증가하여 기아 6일 후 대조군보다 1.5배 높은 수준이 되었다. 그러나 6일간의 기아상태가 끝난 후 하루 또는 이틀 동안 다시 먹이를 주면 GbTmem258 발현이 대조군 수준으로 회복되었다. 지방에서는 기아 동안 대조군에 비해서 GbTmem258 발현이 최대 3배까지 증가했지만, 6일 기아 후 하루 또는 이틀 동안 다시 먹인 후에는 발현이 약 2.5배 증가로 감소되었다. 굶기고 다시 먹이는 실험 내내 각각의 조직에서 주목할만한 GbTmem258 발현은 관찰되지 않았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권1호
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• pp.36-43
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• 2024

폐어망은 해양 플라스틱 폐기물의 50% 이상을 차지하며, 해양생태계를 파괴하는 주요 원인으로 지목되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 폐어망은 소각, 매립, 기계적 재활용 등의 방법으로 처리되고 있으나, 부가가치가 낮은 제품으로 재활용되며, 오염 물질을 배출한다는 한계가 존재한다. 하지만 플라스틱 고분자로 구성된 폐어망은 열분해 방법을 통해 처리할 경우, 합성가스 및 열분해유와 같은 유용한 자원으로 재활용할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 CO₂ 기반에서 폐어망을 촉매 열분해하여 고순도의 H₂를 생산하는 공정을 제안하였다. 제안된 공정은 다음 3단계로 구성된다. 첫째, 전처리 된 폐어망을 CO₂ 기반 하 Ni/SiO₂ 촉매 열분해 반응을 통해 합성가스 및 열분해유를 생산한다. 둘째, 생성된 열분해유를 연소시켜 열분해 반응의 에너지원으로 재사용한다. 마지막으로, 합성가스를 WGS (Water-Gas-Shift) 및 PSA (Pressure Swing Adsorption)를 통해 고순도의 H₂로 전환한다. 본 연구에서는 제안된 공정의 열분해 결과를 일반적인 열분해 조건인 기존 N₂ 기반 열분해 결과와 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 폐어망 500 kg/h을 열분해 시 N₂ 기반에서는 2.933 kmol/h의 고순도 H₂를, CO₂ 기반에서는 3.605 kmol/h 의 고순도 H₂를 생산 가능했다. CO₂ 기반 폐어망 열분해에서 CO 생산이 향상되어 최종적으로 H₂ 생산량이 증대된 결과가 도출되었다. 또한 폐어망 열분해 시 CO₂ 기반에서는 공정 운전 과정에서 배출되는 CO₂를 포집 후 활용함으로써, N₂ 기반 열분해에 비해 CO₂ 배출량을 89.8% 줄일 수 있었다. 연구 결과를 바탕으로 CO₂ 기반에서의 제안 공정은 폐어망 재활용과 더불어 친환경적인 수소 연료생산이라는 목표를 달성할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국작물학회지
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• 제68권4호
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• pp.304-312
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• 2023

본 연구에서는 LED 광원을 이용한 세대단축 시스템을 콩에 적용하기 위한 조건을 설정하고자 하였다. 생태형을 고려하여 선정한 12개 품종을 대상으로 광질, 광량, 그리고 토양 조건을 검토함으로써 콩에 최적화된 세대단축 시스템 프로토콜을 설정하는 것을 목표로 하였고, 그 결과는 다음과 같다. 1. 10시간의 단일 광 조건에서, 광질 1:1:1비율일 때, 광량이 400 PPFD에서 900 PPFD, 1,300 PPFD로 증가함에 따라 개화일수, 평균 절간장, 경장은 감소한 반면, 절수, 협수, 립수는 증가하였다. 2. 상토에서의 재배는 배양토에 비해 개체 별 절수, 협수, 립수가 50% 이상 증가하였다. 3. 광질에서 적색광의 비율이 증가한 2:1:1비율 조건은 1:1:1비율 조건과 비교하여 개화일수가 약 15일 이상 소요되는 것으로 나타났다. 4. 상기 조건에 따라 세대단축 시스템을 적용하였을 경우 모든 품종에서 약 30일 내외로 개화가 확인되었으며, 60일에서 70일 이내에 8립 이상의 종자 수확이 가능하였다. 5. 본 연구 결과로 구축된 세대단축 시스템을 적용한다면 연간 최대 6세대의 진전이 가능하며, 디지털 육종과 유전자 편집과 같은 현대적인 작물 육종 기술과의 결합을 통해 새로운 작물 개발을 가속화시킬 수 있을 것이다.