• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제40권2호
• /
• pp.79-87
• /
• 2013

본 연구의 목적은 세계적 희귀 및 멸종위기식물인 주걱비름(Sedum tosaense Makino)의 잎절편으로부터 식물체 재분화 조건의 탐색과 광독립배양을 통한 원활한 토양순화 체계을 확립하고자 하였다. 생장조절제인 BA와 NAA를 조합한 MS배지에 주걱비름 기내발아 식물체의 잎절편을 배양하였다. $2.0mg{\cdot}L^{-1}$ BA와 $1.0mg{\cdot}L^{-1}$ NAA를 혼합하여 처리한 배지가 캘러스 형성율이 100%로 가장 높았으며, 캘러스의 무게도 가장 무거웠다. 또한, 캘러스에서 분화된 신초의 수, 신초의 무게, 배양상태의 견고도에서도 $2.0mg{\cdot}L^{-1}$ BA와 $1.0mg{\cdot}L^{-1}$ NAA를 혼합하여 처리한 배지가 가장 우수하였다. 주걱비름의 대량증식을 위해 BA와 NAA를 혼합조합한 MS배지에 액아를 포함하는 마디를 배양하였다. 그 결과, $2.0mg{\cdot}L^{-1}$ BA와 $1.0mg{\cdot}L^{-1}$ NAA 혼합한 배지가 신초의 수 7.9개, 신초무게 66.9 mg으로 신초분화에 가장 효과적이었다. 기내발근을 위해 MS배지에 AC 무첨가배지와 $2.0g{\cdot}L^{-1}$ AC 첨가배지에 배양하였다. 그 결과, 뿌리의 수 85.7개, 뿌리의 길이 4.6cm로 $2.0g{\cdot}L^{-1}$ AC을 첨가한 배지가 더 효과적이었다. 광독립배양에 의한 순화전처리 시 이산화탄소의 영향을 알아보기 위해 1,200 ppm과 350ppm으로 공급하였다. 그 결과, 1,200 ppm의 $CO_2$를 공급해준 처리구가 잎수, 잎폭, 잎두께, 줄기의 길이, 뿌리의 길이, 식물체무게와 엽록소함량이 350 ppm의 $CO_2$를 공급해준 처리구보다 높게 나타났다. 기내에서 재분화된 유식물체의 토양순화는 peat moss와 perlite 혼합배양토에서 생존율이 100%로 가장 높았으며, 가장 양호한 생장을 보였다.

• 공업화학
• /
• 제31권2호
• /
• pp.115-124
• /
• 2020

지속가능한 플라스틱 산업은 크게 사용 후에 물과 이산화탄소로 분해되어 환경에 악영향을 주지 않는 생분해성 플라스틱과 대기 중의 탄소자원으로 광합성된 바이오매스로부터 전환된 원료를 사용하여 탄소 중립을 실현하는 바이오매스 기반 플라스틱으로 나누어진다. 그중 산업의 새로운 방향으로 바이오매스 기반 엔지니어링 플라스틱(EP) 및 천연 나노섬유를 이용한 강화 나노복합소재가 각광받고 있다. 이들 소재는 천연자원을 활용한다는 친환경성의 이점 외에도 석유계 플라스틱보다 뛰어난 차별화된 고기능성을 부여하여 고부가가치 플라스틱 시장에서의 경쟁력을 가진다. 대표적 바이오매스 기반 단량체인 isosorbide와 2,5-furandicarboxylic acid로부터 제조되는 폴리에스터, 폴리카보네이트 소재는 석유계 대비 높은 투명성, 기계적 특성, 열안정성, 기체 차단성 등으로 산업화의 선두에 있다. 더 나아가서 연속사용온도 150 ℃ 이상의 슈퍼 EP 소재에도 적용될 수 있는 가능성을 보였다. 나노셀룰로오스, 나노키틴 등의 자연계 나노섬유의 표면 친수성, 다관능기를 활용한 in situ 중합법을 이용하여 기존에 보고된 바 없는 기계적 물성 향상을 최소한의 나노필러 함량으로 이루어내었다. 본 총설에서 다루는 바이오매스 기반 tough-플라스틱은 환경이 요구하는 탄소 중립, 소비자가 요구하는 고기능성, 산업이 요구하는 접근성을 모두 만족함으로써 석유계 플라스틱을 대체해 나갈 것으로 기대한다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제43권6호
• /
• pp.872-879
• /
• 2010

LCHs는 높은 구리함량 뿐만 아니라 고결정도, 음이온교환능력 및 규칙적인 층상 구조 등을 가지고 있어 살균제로 활용가능성이 높다. 본 연구에서는 최초로 고농에서 LCHs를 합성하였으며, 다양한 반응인자에 따른 결정학적 및 물리적 특성을 규명하여 최적조건을 설정하였다. $Cu(NO_3)_2$ 용액에 NaOH 용액을 첨가하여 합성된 LCHs의 결정성은 후숙시간에 따라 약간 증가하였으나, 0.5시간 이후에는 거의 변화가 없었다. 반응온도에 따른 LCHs의 XRD 피크의 강도 및 패턴은 매우 유사하였으나, LCHs 현탁액의 안정성은 반응온도가 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. LCHs의 결정성은 반응용액의 pH가 높아질수록 증가하였으나, pH 9.0 이상에서는 오히려 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 반응용액의 pH에 따라 LCHs 현탁액의 색상과 안정성이 다양하게 변화되었다. $Cu(NO_3)_2$ 농도가 증가할수록 반응용액의 점성이 증가되었으며, LCHs의 결정성은 상대적으로 낮아졌다. NaOH 용액 5.0 M에서 합성된 LCHs의 결정성은 뚜렷하게 감소하였으나, 현탁액의 안정성은 NaOH 농도가 높아질수록 증가하였다. 그러므로 LCHs의 최적 합성조건은 후숙 2시간, 반응온도 $25^{\circ}C$, 반응용액의 pH 6.0, $Cu(NO_3)_2$ 및 NaOH 용액의 농도는 3.0 M 이었다. 최적 반응조건에서 합성된 LCHs는 골격구조를 형성하는 OH, 층간의 $H_2O$ 및 $NO_3$로부터 기인하는 흡수 band가 FT-IR 분석에서 뚜렷하게 나타났다. LCHs의 탈수 및 결정구조의 파괴는 $206{\sim}246^{\circ}C$의 매우 좁은 온도범위에서 발생하였으며, 무게감량이 31.8%로서 이론적인 값인 33.6%와 비슷하게 나타났다. $25^{\circ}C$에서 합성된 LCHs는 0.2~0.8 ${\mu}m$ 크기의 plate 형태를 나타내었으나, 반응온도 및 반응용액의 pH가 증가할수록 입자 크기가 증가할 뿐만 아니라 그들의 입자모양도 변화되었다. 무기 구리제의 병원균에 대한 작용기작은 식물체 표면에 처리된 구리제가 건조 후 엷은 막을 형성하고, 공기 중의 이산화탄소나 탄산을 함유한 빗물, 이슬, 식물체 또는 미생물의 분비물에 의해 가용성의 구리염으로 변화되어 방출된 구리이온이 병원균과 접촉하여 효과를 발현한다. 따라서 작물보호제 처리 시 식물체 표면 흡착이 증가할수록 방제효율은 증가되며, 일반적으로 입자의 크기가 작을수록 식물표면 흡착은 증가한다. 그러므로 본 연구에서 합성된 HDCS는 합성공정이 간단하며, 고농도에서도 합성이 가능할 뿐만 아니라 입자크기가 작고 현탁액의 안정성이 높기 때문에 구리 살균제로서의 활용가능성이 높은 것으로 판단되었다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.197-203
• /
• 2019

본 연구는 왕고들빼기 어린잎의 염소수 및 플라즈마 처리가 저장 중 품질 및 미생물 제어에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다. 초장이 10cm 수준에서 수확한 왕고들빼기 어린잎을 100ppm의 염소수와 플라즈마 가스로 1, 3, 6시간동안 살균 처리한 후 산소투과도가 $1,300cc{\cdot}m^{-2}{\cdot}day^{-1}{\cdot}atm^{-1}$인 OTR(oxygen transmission rate) 필름을 사용하여 포장하였고, $8{\pm}1^{\circ}C$의 저장 온도와 상대 습도 $85{\pm}5%$의 조건에서 25일간 저장하였다. 저장 중 생체중 감소율은 모든 처리구가 1.0% 미만을 보였고, 저장 종료일 모든 처리구의 포장 내 산소 농도는 16-17%을 보였고, 포장 내 이산화탄소 농도는 6-8%의 수준을 보였다. 포장 내 에틸렌 농도는 저장 기간 중 $1-3{\mu}L{\cdot}L^{-1}$의 수준으로 증감을 반복하였는데, 저장 10일째부터 저장 종료일까지 플라즈마 6시간 처리구가 가장 높은 농도를 보였다. 모든 처리구의 이취는 거의 느껴지지 않는 수준이었고, 염소수 및 플라즈마 가스 1시간 처리가 저장 종료일까지 상품성을 유지하였다. 저장 종료일에 조사한 엽록소 함량과 Hue angle 값은 염소수와 플라즈마 1시간 처리가 저장 전과 유사한 수준으로 높은 수준을 유지하였다. 살균 처리 직후 모든 살균 처리구에서 대장균은 검출되지 않았고, 총 세균 및 총 곰팡이 수는 플라즈마 6시간 처리구를 제외한 모든 살균 처리구에서 국내 미생물 허용 기준을 충족하였다. 저장 종료일 조사한 총 미생물수는 저장 전에 비해 증가하였으나 대장균은 모든 살균 처리구에서 검출되지 않았다. 세균과 곰팡이에 대한 살균효과는 염소수 처리가 가장 우수하였고, 플라즈마 처리구는 살균효과는 나타났으나 처리 시간이 길어짐에 따라 그 효과는 미비하였다. 위의 결과를 종합해보면, 왕고들빼기 어린잎은 염소수 처리 및 단시간 플라즈마 처리 시 황화 및 부패 억제를 통한 상품성 유지 및 미생물 제어에 효과가 있는 것으로 판단된다.

• 한국기후변화학회지
• /
• 제4권1호
• /
• pp.51-61
• /
• 2013

우리나라는 폐기물의 에너지화를 통해 기후변화와 에너지 부족 문제를 극복하려고 하고 있으며, 폐기물을 에너지화하려는 지속적인 노력에 따라 폐기물 소각처리가 점차 확대되고 있다. 이에 따른 폐기물 소각에서의 온실가스 배출량은 점차 증가할 전망이다. 따라서, 본 연구에서는 열 회수를 통해 열과 전력을 생산하는 생활폐기물 소각장을 대상시설로 선정하였다. 대상시설로 선정된 폐기물 소각발전시설에서 배출되는 온실가스 배출량을 산정하기 위한 방법을 모색하고, 온실가스 배출량 및 배출계수를 산정하였다. 대상시설에서의 $CO_2$ 배출농도는 평균 6.99%로 나타났으며, 이를 온실가스 배출량으로 산정한 결과, 총 배출량은 $254.60ton\;CO_2/day$로 나타났다. 바이오매스 소각에 의해 배출된 온실가스를 제외한 순 배출량은 $110.59ton\;CO_2/day$로 나타났다. 또한, 온실가스 배출량을 소각시설에서 생산된 열과 전력으로 구분하여 배출량을 산정한 후, 각각의 생산단위 당 온실가스 배출량으로 온실가스 배출계수를 산정하였다. 산정된 열 배출계수는 $0.047ton\;CO_2/GJ$, 전력 배출계수는 $0.652ton\;CO_2/MWh$로 나타났다. 산정된 전력 배출계수는 화석연료를 사용하는 화력발전소의 전력배출계수인 $0.783ton\;CO_2/MWh$보다 약 17% 낮은 것으로 나타났다. 본 연구에서 산정된 온실가스 배출량 및 배출계수에 중요한 영향을 미치는 요인으로는 폐기물 성상과 화석탄소함량으로 평가된다.

• 자원환경지질
• /
• 제56권3호
• /
• pp.311-330
• /
• 2023

CO₂ 배출량 증가로 인한 지구온난화 심화에 대한 주요 대책으로 CO₂를 포집하여 지중에 저장하는 이산화탄소 포집·저장(Carbon capture storage, CCS) 기술이 주목받고 있다. 최근 현무암의 거대한 체적, 높은 반응성, 풍부한 양이온 함량 등의 특성이 CO₂ 포획 및 저장 기작에 유리하게 작용한다는 사실이 부각되면서, 현무암층을 대상으로 하는 CO₂ 지중저장이 다양한 분야에서 연구되고 있다. 본 연구에서는 CO₂ 지중저장 기작, 현무암의 특성과 더불어 국외 연구 사례들을 조사 및 분석하여, 현무암 CO₂ 지중저장에 대한 타당성을 검토하였다. 조사한 사례들은 수행 방법을 기준으로 실험, 모델링, 현장 실증 연구로 분류하였다. 연구 사례별 실험 조건의 경우 온도는 20 ~ 250 ℃, 압력은 0.1 ~ 30 MPa, 암석-유체 간 반응 시간은 수 시간에서 4년까지 넓은 범위에서 진행되었다. 모델링 연구에서는 현무암 CO₂ 지중저장 후보지와 유사한 모델을 구축하여 CO₂-유체 주입 전∙후 유체역학적 및 지화학적 요인들에 대한 변화를 살펴본 사례가 다수였다. 검토 결과, 현무암은 잠재 CO₂ 저장용량이 크고, CO₂ 광물화 반응이 빠르기 때문에 현무암 CO₂ 지중저장시 온도와 압력 및 지질구조와 같은 환경적인 제약이 적다. 현장 실증 사례인 CarbFix project, Wallula project가 성공적으로 수행되어 실증 수행가능성 또한 높게 평가되고 있다. 그러나 현무암 대상 CO₂ 지중저장에서 신중히 고려해야 할 점도 존재한다. 광물화 기작이 현무암의 조성, 주입 지역의 특성 등 여러 요인에 따라 결과가 상이하게 나타나고, 탄산염과 규산염 광물 등의 침전으로 인해 관정 주입성(injectivity) 저하가 발생할 수 있다. CO₂ 주입 시 저장층 내 압력 증가가 발생할 수 있으며 암석-CO₂-유체 반응 과정에서 지중환경 오염의 위험성도 존재한다. 유체에 CO₂를 용해시켜 주입하기 때문에 기존 방식과 다른 지중 모니터링 기술 또한 요구된다. 따라서, 현무암에서의 CO₂ 지중저장을 안정적이고 효율적으로 수행하기 위해서는 적합한 대상 지역을 선별하고, 해당 지역에 대한 여러 자료를 구축하여 이를 기반으로 한 다양한 실험, 모델링, 현장 실증 등의 체계적인 연구 수행이 필요하다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제32권4호
• /
• pp.267-277
• /
• 2023

본 연구는 '대홍' 복숭아를 대상으로 수확 후 1-MCP 처리와 MAP가 저온 저장 중 복숭아 '대홍'의 품질 변화에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다. 1-MCP는 1µL·L^-1과 2µL·L^-1 농도로 처리하여, MAP 포장 후 온도 5±1℃, 습도 85±5%의 저온 저장고에서 28일 저장하였고, 포장 대조구로 골판지 상자를 설정하여 품질변화를 비교하였으며, 각각의 포장 처리구에는 1-MCP를 처리하지 않은 대조구로 두었다. 저장 중 생체중 감소율은 MAP 포장구에서 1-MCP 처리구와 무처리구 과실 간에 유의한 차이가 없었으며 MAP보다 골판지 상자 포장구의 과실에서 감소율이 높았다. 호흡률과 에틸렌 발생률은 1µL·L^-1 처리구와 2µL·L^-1 처리구에서 유사한 경향을 나타내었고, 대조구는 1-MCP 처리구와 통계적 유의성을 보이며 높게 발생하였다. 포장 내 이산화탄소는 1-MCP 처리구에서 12% 내외로 무처리구에 비해 낮았고, 에틸렌은 1µL·L^-1 처리구의 과실에서 다른 처리구와 유의성을 보이며 가장 낮게 유지되었다. 저장 기간이 경과할수록 경도는 대조구보다 1-MCP와 MAP를 처리한 과실에서는 9%(1µL·L^-1 MAP)와 5%(2µL·L^-1 MAP)로 유의하게 연화가 억제되었다. 과피와 과육의 Hunter a^* 값은 1µL·L^-1 처리구에서 대조구보다 유의하게 높았고, 안토시아닌도 1µL·L^-1 처리구에서 다른 처리구에 비해 저장 중 높은 값을 나타내었으며, 특히MAP 포장한 과실에서 높았다. 위의 결과를 종합해 보면, 1µL·L^-1를 처리한 MAP 포장구에서 '대홍' 복숭아의 저장 중 호흡률 및 에틸렌 발생량이 낮았고 경도, 과피와 과육의 Hunter a^* 및 안토시아닌 함량 변화가 적은 것으로 조사되어 '대홍' 복숭아의 저장 중 품질 유지에 가장 적합하다고 판단된다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제45권5호
• /
• pp.853-860
• /
• 2012

비산재 혼합에 의한 $CH_4$과 $CO_2$ 방출 저감 가능성을 조사하기 위해 질소 ($(NH_4)_2SO_4$) 무처리구와 처리구를 두고 비산재를 0, 5, 10% 수준으로 혼합한 후 토양 수분 변동조건 (습윤기간, 전이기간, 건조기간)에서 60일간 실험실내 항온배양실험을 통해 $CH_4$과 $CO_2$ flux를 분석하였다. 전체 항온배양기간 중 평균 $CH_4$ flux는 $0.59{\sim}1.68mg\;CH_4\;m^{-2}day^{-1}$의 범위였으며, 질소 무처리구에 비해 처리구에서 flux가 낮았는데, 이는 질소 처리시 함께 시용된 $SO_4^{2-}$의 전자수용체 기능에 의해 $CH_4$ 생성이 억제되었기 때문으로 판단되었다. 질소 무처리구와 처리구에서 비산재 10% 처리에 의해 $CH_4$ flux가 각각 37.5%와 33.0% 감소하였는데, 이는 물리적인 측면에서 미립질 (실트 함량 75.4%)인 비산재 시용에 의해 통기성 대공극량이 감소되어 $CH_4$ 확산 속도가 저감되었기 때문으로 판단되었다. 또한, 생화학적 측면에서는 비산재의 $CO_2$ 흡착능에 의해 $CH_4$ 생성의 주요 기작 중 하나인 이산화탄소 환원에 필요한 $CO_2$ 공급이 억제된 것도 원인 일 수 있다. 한편, 전체 항온 배양 기간의 평균 $CO_2$ flux ($0.64{\sim}0.90g\;CO_2\;m^{-2}day^{-1}$) 역시 질소 무처리구가 질소 처리구보다 높았다. 이는 일반적으로 질소 시비에 의해 토양 호흡량이 증가한다는 기존의 연구결과와는 상이한데, 본 연구에서 질소 처리에 의해 활성화된 미생물에 의해 $CO_2$ flux 최초 측정 시점 (처리 후 2일째) 이전에 이미 상당한 양의 $CO_2$가 이미 방출되어 실측 flux에 반영되지 못했기 때문으로 설명이 가능했다. $CH_4$과 유사하게 $CO_2$ flux도 비산재무처리구에 비해 비산재 10% 처리구에서 약 20% 감소하였는데, 이는 비산재의 원소 구성 중 Ca과 Mg과 토양수내 탄산이온의 탄산염 ($CaCO_3$과 $MgCO_3$)화 반응에 의한 $CO_2$ 침전 때문이다. 이상과 같은 비산재 처리에 의한 $CH_4$과 $CO_2$ flux 감소에 의해 지구온난화지수 역시 비산재 10% 처리구에서 약 20% 감소하였다. 따라서, 비산재는 논 토양에서 $CH_4$과 $CO_2$ 방출 저감에 효과가 있는 것으로 나타났으며, 실재 벼 재배 포장에서의 실험을 통한 추가적인 검증이 필요하다.