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질소가스 중 PVD법에 의해 용융아연도금 강판 상에 형성한 마그네슘 막의 내식특성 (Formation of Magnesium Films on Galvanized Steel Substrates by PVD Method at Nitrogen Gas Pressures and Their Corrosion Resistances)

  • 엄진환;박재혁;황성화;박준무;윤용섭;이명훈
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.182-182
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    • 2016
  • 철강은 기본적으로 강도가 우수하고 그 매장량이 풍부할 뿐만 아니라 대량생산이 가능하다 또한 다른 금속과 합금을 구성하여 또 다른 특성을 부여할 수 있기 때문에 현재 전 세계 금속 생산량의 95%를 차지할 정도로 많이 사용되며, 각종 산업과 기술이 발달함에 따라 그 중요도는 점점 더 커져가고 있다. 하지만 철강은 사용 환경 중 부식에 의해 그 수명과 성능이 급격히 저하되기 때문에 내식성을 향상시키기 위하여 도장이나 도금 등의 표면처리를 포함한 다양한 방법이 적용되고 있다. 그 중 철강재의 도금 표면처리방법은 주로 아연을 이용한 용융도금이나 전기도금 등과 같은 습식 프로세스가 널리 사용되고 있다. 여기서 아연은 철보다 이온화 경향은 크나 대기 환경 중 산소와 물과 반응하여 Zn(OH)2와 같은 화합물을 형성함으로써 철강재 표면상 부식인자를 차단(Barrier)함은 물론 사용 중 철 모재가 노출되는 결함이 발생하는 경우에는 철을 대신하여 희생양극(Sacrificial Anode) 역할을 하기 때문에 철의 부식방식용 금속으로 가장 많이 사용되고 있다. 한편 최근에는 철강의 사용 환경이 다양해짐은 물론 가혹해지고 있어서 이에 따른 내식성 향상이 계속해서 요구되고 있는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 철강재의 내식성을 향상시키기 위한 일환으로 현재 많이 사용되고 있는 용융아연도금 강판 상에 아연보다 활성이 높은 마그네슘(Mg)을 건식 프로세스 방법 중에 하나인 PVD(Physical Vapour Deposition)법에 의해 코팅하는 것을 시도하였다. 일반적으로 PVD법에 의해 진공증착하는 경우에는 그 도입가스로써 불활성가스인 아르곤(Ar)을 사용하는 경우가 대부분이나 여기서는 상대적으로 비활성이면서 그 크기가 작은 질소(N2)가스를 도입하여 그 증착 막의 몰포로지는 물론 결정구조도 제어하여 그 내식특성을 향상시키고자 하였다. 본 연구에서는 철강재의 내식성을 향상시키기 위한 방법으로 마그네슘(Mg)를 PVD(Physical Vapor Deposition)법 중 진공증착법(Vacuum Deposition)을 사용하여 용융아연도금 강판 상에 마그네슘 증착 막을 형성하였다. 즉, 여기서는 진공증착 중 질소(Nitrogen, N2)가스를 도입하여 진공챔버(Vacuum Chamber)내의 진공도를 $1{\times}10^{-1}$, $1{\times}10^{-2}$, $1{\times}10^{-3}$, $1{\times}10^{-4}$로 조절하며 제작하였다. 또한 제작된 시편에 대해서는 SEM(Scanning Electron Microscope) 및 XRD(X-Ray Diffraction)을 사용하여 형성된 아연도금상 마그네슘 막의 표면 몰포로지 및 결정구조의 변화를 분석함은 물론 침지시험, 염수분무시험, 분극시험을 통해 이 막들에 대한 내식특성을 분석 평가하였다. 상기 실험결과에 의하면, 진공 가스압이 증가됨에 따라 마그네슘 막의 두께는 감소하였으며, 그 몰포로지의 단면은 주상정(Columnar)에서 입상정(Granular) 구조로 변화하며 표면의 결정립은 점점 미세화 되는 경향을 나타냈다. 이때의 표면의 결정배향성(Crystal orientation)은 표면에너지가 상대적으로 큰 면이 우세하게 나타나는 경향이 있었다. 또한 본 실험에서 형성한 진공증착 막은 비교재인 용융아연도금강판보다 우수한 내식성을 나타냈고, 본 형성 막 중에는 마그네슘 막 두께가 작음에도 불구하고 질소 가스압이 가장 큰 조건일수록 내식성이 우수한 경향을 나타냈다. 이상의 결과는 철강재의 내식성 향상을 위한 응용표면처리설계에 기초적인 지침을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

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PVD법에 의해 강판상에 제작한 Al-Mg 코팅막의 내식성에 미치는 결정배향성의 영향 (Influence of Crystal Orientation on Corrosion Resistance of Al-Mg films on steel substrate prepared by PVD method)

  • 황성화;박재혁;정재인;양지훈;윤용섭;이명훈
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.110-110
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    • 2016
  • 금속재료 중 철강은 기계적 성질이 우수하고 대량생산에 의한 뛰어난 경제성을 가지기 때문에 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 스테인리스강 등과 같은 일부 특수한 용도의 강을 제외하고는 부식 환경에 취약하기 때문에 그 용도에 따라 표면처리를 함으로서 내식특성을 부여하고 있다. 일반적으로 이러한 철강재료에 대한 부식문제를 해결하기 위한 방법으로는 습식프로세스 중 아연(Zn)도금이 사용되는데, 아연은 그 자체가 보유하고 있는 차폐(barrier)효과는 물론 상대적으로 이온화 경향이 크기 때문에 철에 대하여 전자를 공급하는 희생양극적(Sacrificial anode)역할을 하여 철을 방식하는 원리를 가지고 있다. 하지만 최근에 이르러 기존의 도금 프로세스 처리된 제품의 사용 및 적용분야가 확대되고 가혹해 짐에 따라서 내식성 향상을 위한 새로운 재료 및 신기술 개발이 요구되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 친환경 프로세스 방법인 PVD법 중 하나인 스퍼터링(Sputtering)을 이용하여 0.8mm 두께의 냉연강판 (cold rolled steel) 상에 Al에 대한 Mg 함량을 10~30wt.%로 하여 약 $5{\mu}m$ 두께의 막을 제작하였다. 이때 20wt.% 막의 경우 공정압력조건을 증가시켜 증착 막의 결정배향성을 변화시켰다. 뿐만 아니라 제작된 막들에 대해서 $400^{\circ}C$온도에서 10분간 열처리함으로서 코팅막의 성분변화에 따른 영향을 살펴보기 위해 시편을 추가 제작하였다. 이와 같이 제작된 막들에 대한 형성메커니즘과 내식성의 상관관계 해명을 위해 막의 조성분포, 표면 및 단면의 모폴로지 관찰 및 결정구조 등 재료특성분석과 더불어 염수분무(Salt spray test), 침지시험 그리고 양극분극 시험 등을 통해 내식성 평가를 진행하였다. 이상의 종합적인 결과를 살펴보면 제작된 Al-Mg 막은 마그네슘 함량비 및 열처리 조건에 따라 조성분포와 막의 모폴로지 및 결정배향성이 변화한다는 것을 알 수 있었는데, 마그네슘 함량이 증가하고 열처리한 막의 내식성이 가장 양호한 것으로 나타났다. 이것은 Al-Mg 성분이 표면을 중심으로 균일 분산-분포하며, Al에 대한 Mg의 고용으로 인해 안정적으로 형성된 부식생성물과 금속화합물의 단계적 반응 효과에 의해 차폐효과와 희생양극적 특성이 동시에 향상되었기 때문으로 생각된다. 한편 공정 압력을 증가시켜 형성한 막은 결정학적 구조에서 보다 높은 표면 에너지와 증가한 격자 정수에 의해 Mg이 부식환경에서 빠르게 반응하여 안정적 피막을 형성하기 때문에 내식성이 향상된 것으로 보여 진다. 이상의 연구를 통해서 고내식성을 Al-Mg막의 유효성 확인하였으며, 설계에 대한 기초적인 응용지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

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혐기성 미생물의 근관내 상아질 부착에 대한 주사전자현미경적 연구 (SEM Study on the Anaerobic Bacterial Adhesion to the Dentin of Root Canal)

  • Sung-Eun Yang;Kwang-Shik Bae
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제26권4호
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    • pp.350-359
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    • 2001
  • 목적 - 근관형성시 근관내 상아질벽에는 항상 도말층(smear layer)이 형성되는데, 이는 상아질, 치수조직 잔사, 조상아세포 돌기, 때로는 미생물 등으로 구성되며, 주사전자현미경상으로는 비규칙적이며, 무정형의 구상(granular)구조물로 관찰된다. 본 연구에서는 도말층의 유무에 따른 혐기성 미생물, Prevotella nigrescens의 근관내 상아질 부착정도를 주사전자현미경으로 평가하고자 한다. 지금까지 사용되었던 실험방법에 비하여 보다 임상적 환경에 가까운 실험방법을 고안, 신빙성 있는 연구결과를 기대할 수 있도록 하였다. 방법 - 치주질환이나 외상 등의 원인으로 발거된 상, 하악 전치 18개를 사용하였다. 각 치아의 치관부를 백악법랑경계부위에서 절단하고, 1군(5개치아)은 10ml의 생리식 염수를, 2군(5개치아)과 3군(5개치아)은 10ml의 3.5% NaOCl을 근관관주용액으로 사용하여 근관형성을 하였다. 근관형성 완료후 1군과 2군은 10ml의 생리식염수로, 3군은 10ml의 0.5M EDTA용액으로 final flush를 시행하여, 3군의 도말층을 제거하였다. 치근수직절단과 ethylene oxide(EO) gas 소독후 1, 2, 3군의 시편(각군10개시편)을 Prevotella nigrescens가 부유된 Brain Heart Infusion with Yeast estract, Hemin and Menadione(BHIYHM) broth내에 37$^{\circ}C$에서 3시간 동안 incubation했다. 4, 5, 6군은 실험과정을 검증하기 위한 대조군으로써, 4군(1개치아)과 5군(1개치아)은 1군, 2군과 같이 각각 생리식염수와 NaOCl만을 이용한 근관형성으로 도말층을 잔존시키고, 6군(1개치아)은 3군과 같이 NaOCl과 EDTA를 적용하여 도말층을 제거한 후, 치근 수직절단과 EO gas 소독을 시행했다. 모든 시편(1, 2, 3, 4, 5, 6군)을 통상의 방법에 따라 처리한 후 주사전자현미경을 통하여 관찰, 근관내면에 부착되어 있는 Prevotella nigrescens의 개수, 모양, 상아세관 및 도말층과의 관계 등을 관찰, 비교, 분석하였다. 결과는 t-test와 one-way ANOVA를 통하여 통계처리 하였다. 결론 - 1. 근관형성 후 근관내 상아질 표면 전체는 도말층으로 덮여 있는 양상을 보였다. 2. 3.5% NaOCl과 0.5M EDTA를 적용하여 근관내 도말층을 효과적으로 제거할 수 있었으며, 상아세관 개구부가 확연히 노출되어 있는 소견을 관찰할 수 있었다. 3. 도말층이 덮인군에서 미생물의 부착이 유의성 있게 높았다(P<0.05). 4. 근관 형성중 형성되어 근관 상아질을 덮고 있는 도말층이 미생물의 부착을 증가시켜, 근관 재감염의 기회를 증가시킴을 알 수 있었다.

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수정 후 수확시기와 염지조건에 따른 참외피클의 이화학적 품질특성 (Physicochemical quality properties of oriental melon pickle with the harvest period after pollination and soaking conditions)

  • 김영전;최인학;이기동
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.175-180
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    • 2014
  • 본 연구는 참외수확이 끝날 무렵에 버려지는 참외를 피클가공용으로 활용하고자 미숙과, 완숙과 등 수정 후 성장 기간에 따라 수확하여 염지 및 숙성 중 이화학적 변화를 조사하였다. 참외는 수정 후 24일까지는 크기가 점점 커졌으며, 수정 후 21일이 경과한 후에는 노란색이 짙어지면서 24일경에는 완전히 노란색으로 변하여 완숙과의 모습을 나타내었다. 수정 후 21일 이상 경과한 후 수확한 참외의 무게는 침지 5일까지 감소하였으나 그 이후는 무게의 변화가 거의 없었다. 수정 후 27일과 30일차에 수확한 완숙 참외는 침지 및 숙성일수의 경과에 따라 b값의 변화는 거의 없었다. 수정 후 24, 27일에 수확한 참외는 침지 5일 후 일정한 hardness를 유지하여 참외피클의 조직감을 유지하였다. 따라서 수정 후 15일과 27일 사이에 수확한 참외는 참외피클로 사용가능하였으며, 노란색을 띠고 식감이 우수한 상품의 참외피클을 가공하기 위해서는 수정 후 27일에 수확한 참외를 15일간 염수에 침지 및 숙성하는 것이 가장 적당하였다.

염수초 포제법에 따른 두충의 항산화 및 항염증 활성 변화 비교연구 (Salt-water Processing-dependent Change in Anti-oxidative and Anti-inflammatory Effects of Cortex Eucommiae)

  • 고원일;이진호;하인혁;정화진;이인희;이재웅;김은지;강병구;전세환;조용규;김민정
    • 한방재활의학과학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.29-38
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    • 2017
  • Objectives The present study aimed to investigate the change in marker compounds, anti-oxidative and anti-inflammatory effects of salt-water processed Cortex Eucommiae. Methods To evaluate the influence of processing on anti-oxidant effect of Cortex Eucommiae, changes in total phenol, total flavonoid, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging, 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) (ABTS) free radical scavenging, and ferric reducing antioxidant power (FRAP) between processed and raw Cortex Eucommiae were assessed. In addition, nitrite assay was conducted to determine the influence of processing on anti-inflammatory effect of Cortex Eucommiae. Cell viability was also examined as to elucidate whether processing affects cytotoxicity of Cortex Eucommiae. Finally, high-performance liquid chromatography (HPLC) analysis was conducted to monitor changes in pinoresinol diglucoside amount of processed and raw Cortex Eucommiae. Results Salt-water processed Cortex Eucommiae showed higher total phenol and flavonoid amount, compared to raw Cortex Eucommiae. Furthermore, anti-oxidative activity of processed Cortex Eucommiae was improved as discovered in DPPH, ABTS, and FRAP assays. Anti-inflammatory effect of Cortex Eucommiae was also enhanced following salt-water processing, as evidenced in nitrite assay. HPLC analysis found that the amount of pinoresinol diglucoside, widely known as the marker compound of Cortex Eucommiae, increases through salt-water processing. All experiments were performed with non-toxic concentration of Cortex Eucommiae; processing did not affect the cytotoxicity of Cortex Eucommiae up to the currently adopted concentration. Conclusions The present results support that salt-water processing of Cortex Eucommiae is beneficial in terms of marker compound amount, anti-oxidative, and anti-inflammatory activities. Additional investigations are needed to standardize the processing method of Cortex Eucommiae.

절임 방법에 따른 배추 조직 및 염도 변화 (Changes in the Texture and Salt Content of Chinese Cabbage Using Different Salting Methods)

  • 이명기;양혜정;우하나;이영경;문성원
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제40권8호
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    • pp.1184-1188
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    • 2011
  • 낮은 염 농도로 절임배추를 제조하고자 본 실험을 실시하였다. 전통적인 누름 방식, 감압처리 및 증기 투과 후 절임한 배추 처리구를 각각 제조하여 조직 강도 및 염도를 측정한 결과, 누름방식과 감압절임은 그 세기가 클수록 삼투현상이 상대적으로 활발해져 기계적 조직 강도가 증가함에 따라 배추 겉 표면의 뚫림 시간이 증가하였으며, 증기처리의 경우 100$^{\circ}C$에서 1분 투과 시 절임이 활성화되는 것으로 확인되었다. 그리하여 15$^{\circ}C$ 저장환경에서 배추와 천일염 6% 염수를 1:1.5 비율로 혼합하여 6시간 절임 시 1.35 $kg{\cdot}f/cm^2$의 힘을 가하거나, 250 mmHg로 감압 또는 100$^{\circ}C$에서 1분간 증기 처리한 후 절임하면 절임배추를 제조할 수 있는 것으로 확인되었다. 본 실험결과에 따라 염 첨가량과 절임시간을 낮춰 조절하면 저염 절임이 활성화될 수 있을 것이다.

전기방사를 이용한 Ga이 첨가된 나노섬유의 제작 및 특성평가 (Preparation and characterization of Ga-doped TiO2 nanofibers by electrospinning)

  • 송찬근;강원호;윤종원
    • 한국결정성장학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.274-278
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    • 2012
  • $TiO_2$는 반도성을 나타내는 산화물로 가스센서, 태양전지 및 광촉매 등에 주로 쓰인다. 전기방사는 간단하고 낮은 가격의 공정으로 첨가물을 이용하여 구조적, 전기적, 광학적 특성을 변화시킨 나노섬유를 합성하는데 주로 쓰인다. 전기방사에 의해 합성된 나노섬유는 화학 센서, 염료 감응형 태양전지 및 광촉매 등에 많이 응용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 전기방사법을 이용하여 순수 $TiO_2$ 나노섬유 및 Ga이 첨가된 $TiO_2$ 나노섬유를 제작하였다. $TiO_2$ 용액은 TIP(Titanium isopropoxide), PVP(Poly vinyl pyrrolidone), Ethanol 및 Acetic acid를 전구체로 사용하였으며, 첨가물의 전구체는 갈륨질산염수화물을 사용하였으며 전기방사법을 이용하여 나노섬유를 제조하였다. 이 나노섬유를 공기중에서 $800^{\circ}C$로 열처리하였다. 순수 $TiO_2$ 나노섬유 및 Ga이 첨가된 $TiO_2$ 나노섬유는결정구조, 미세구조 및 특성의 변화에 대하여 알아보고자 XRD, SEM, TEM, EDX, XPS 그리고 Raman 등의 측정 및 분석을 실시하였다.

군수품 환경시험을 위한 한반도 해수 온도 및 염분 기준 설정에 관한 연구 (A study on the water temperature and salinity guidelines for a military product test & evaluation in the Korean coastal seas)

  • 김영래;윤재형;나재현;김장은;김시옥;김동길;홍연웅
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제28권4호
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    • pp.811-818
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    • 2017
  • 환경시험은 시험대상품이 수명주기 동안 겪을 수 있는 환경에 노출되었을 때 정상기능을 수행할 수 있는지 확인하는 과정이다. 군수품의 경우 민수품과는 달리 극한 환경에 노출되는 경우가 많으므로 환경시험에 대한 중요성은 상당히 높다고 할 수 있다. 하지만, 한반도 내에서 운용하는 무기체계 환경시험 기준 설정을 위한 기후 데이터는 거의 없는 실정이다. 수출용 군수품의 경우 운용 환경이 전 세계이므로 전 세계 기후 데이터 기반으로 환경시험 기준을 테일러링 하는 것이 타당하다, 그러나 국내에서만 사용하는 군수품을 전 세계적 환경시험 기준으로 설계/제작할 경우 과도한 설계로 인해 불필요한 비용이 발생할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 한반도 주변 해수의 온도와 염분에 대한 분석 결과를 제시하였다. 이 분석을 통해 환경시험 중 염수분무시험 기준으로 활용할 수 있는 한반도 주변 해수의 최고 온도, 최고 염분, 온도와 염분의 발생빈도값을 산출하였다.

Vibrio parahaemolyticus에 대한 황금추출물의 항균활성 (Antimicrobial Activities of Scutellariae Radix Extract against Vibrio parahaemolyticus)

  • 조성환;김영록
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.534-538
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    • 2002
  • 식품 가물로부터 분리.동정 된 V. parahaemolyticus에 대하여 황금추출물의 항균력을 검토하였다. 바지락 72건 가검물 중에서 66건(91.7%)이 양성으로서 높은 검출율을 보였다. 슬라이드 응집법으로 혈청형을 확인한 결과 분리 된 V. parahaemolyticus 66균주 중에서 혈청형을 결정할 수 없는 UT(untypeable) K-group이 46균주로서 69.7%였으며, 확인된 혈청형 중에서는 serotype K-I group이 7균주로서 10.6%의 검출율을 나타내었고, K-IV group 5균주(7.6%), K-II, V, VII group이 각각 2균주(3.0%)이 었으며, K-VI, VIII group 1균주(1.5%)의 순으로 분리되었고, K-III와 IX group 혈청형은 검출되지 않았다. 식품에 있어서 생육관계를 조사하기 위하여 시판되는 바지락을 시료로 분리균주들을 각각 접종한 다음35$^{\circ}C$에서 120시간동안 배양하여 얻은 생육곡선에서 V. parahemolyticus균주들 모두가 유도기, 대수기, 정지기, 사멸기를 거치는 전형적인 S자 모양의 생육곡선을 보였다. 식품에 대한 황금추출물의 항균작용을 알아보기 위하여 시판되는 바지락을 시료로 하여 증기 멸균한 후, 동량의 멸균생리식염수를 넣고 황금추출물의 농도가 0, 500, 1000, 5000 ppm (mg/kg)이 되도록 균질화시킨 시료에 분리균주들을 각각 접종한 다음, 35$^{\circ}C$에서 48시간 동안 배양하여 얻은 생육저해곡선에서 V. parahaemolyticus 균주들 모두가 유도기를 거친 다음인 6시간이 경과된 후 황금추출물의 농도에 따라 시험균주의 균수 차이를 보였고, 식품중의 Vibrio parahaemolyticus에 있어서 생육이 억제되는 황금추출물 유효저해농도는 1000ppm이었다. 세포형태변화를 관찰하기 위한 투과형전자현미경(TEM) 상에서 황금추출물 처리로 인한 V. parahaemolyticus균주들의 세포막기능의 파괴로 세포내용물들이 용출된 것을 볼 수 있었다.

전북 부안군과 경남 사천군 해안지역에서 발견한 이형흡충류 및 기타 장흡충류의 유행지 (Two endemic foci of heterophyids and other intestinal fluke infections in southern and western coastal areas in Korea)

  • 채종일;송태의
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제36권3호
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    • pp.155-162
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    • 1998
  • 우리 나라 일부 해안 지역의 장내 기생충 감염현황을 파악하기 위해 전북 부안군 주민 153명 및 경남 사천군 주민 138명의 대변을 수집하여 셀로판 후층 도말법 및 포르말린-에테르 침전법을 실 시하였다. 전북 부안군의 기생충 감염률은 21.5% (33/153명)이었으며, 감염 기생충별 양성률은 이형흡충류 17.6%, 간흡충 2.6%, 회충 0.7%, 람블편모충 2.6%, 대장아메바 0.7% 및 작은와 포자충 0.75이었다. 경남 사천군의 기생충 감염률은 39.1% (54/138명)로서 이형흡충류 18.8%, 간흡충 12.3%, 편충 2.2%, 람블편모충 2.2%, 대장아메바 5.0%, 이질아메바 0.7%, 왜소아메바 3.6% 및 작은와포자충 4.3%의 양성률을 보였다. 부안군에서 이형흡충란 양성자 22 명으로부터 회수한 충체는 유해이형흡충이 총 3,284마리 (평균 149.3마리)였으며 표주박이형흡 충, 수세미이형홉충, 요코가와흡충, 미야타흡충, 자루이형흡충, 참굴큰입흡충, 긴이형흡충 및 Aconthopowphium kurogamo등이 중복 감염되어 있었다. 사천군에서 이형흡충란 양성자 중 6명으로부터 회수한 충체는 요코가와흡충이 총 3,007마리 (평균 501.2마리)였으며 유해이형흡충, 수 세미이형흡충, 긴이형흡충, 갈매기이형흡충 등의 이형흡충류가 중복감염되어 있었다. 이상의 결과로 우리 나라 남해 및 서해안 지역 주민들에서 담수어 또는 반염수어의 생식 습관으로 장내 흡충, 특히 이형흡충류의 유행이 지속되고 있음을 확인하였다.

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