• 식품저장과 가공산업
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• 제8권2호
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• pp.6-12
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• 2009

면역반응은 외부 감염원으로부터 신체를 보호하고 외부감염원을 제거하고자 하는 주요항상성 유지기전의 하나이다. 이들 반응은 골수에서 생성되고 비장, 흉선 및 임파절 등에서 성숙되는 면역세포들에 의해 매개된다. 보통 태어나면서부터 얻어진 선천성 면역반응을 매개하는 대식세포, 수지상 세포 등과, 오랜기간 동안 감염된 다양한 면역원에 대한 경험을 토대로 얻어진 획득성 면역을 담당하는 T 임파구 등이 대표적인 면역세포로 알려져 있다. 다양한 면역질환이 최근 주요 사망률의 원인이 되고 있다. 최근, 암, 당뇨 및 뇌혈관질환 등이 생체에서 발생되는 급 만성염증에 의해 발생된다고 보고됨에 따라 면역세포 매개성 염증질환에 대한 치료제 개발을 서두르고 있다. 또한 암환자의 급격한 증가는 암발생의 주요 방어기전인 면역력 증강에 대한 요구들을 가중시키고 있다. 예로부터 사용되어 오던 고려인삼과 홍삼은 기를 보호하고 원기를 회복하는 명약으로 알려진 대표적인 우리나라 천연생약이다. 특별히, 홍삼은 단백질과 핵산의 합성을 촉진시키고, 조혈작용, 간기능 회복, 혈당강하, 운동수행 능력증대, 기억력 개선, 항피로작용 및 면역력 증대에 매우 효과가 좋은 것으로 보고되고 있다. 홍삼에 관한 많은 연구에 비해, 현재까지 홍삼이 면역력 증강에 미치는 효과에 대한 분자적 수준에서의 연구는 매우 미미한 것으로 확인되어져 있다. 홍삼의 투여는 NK 세포나 대식세포의 활성이 증가하고 항암제의 암세포 사멸을 증가시키는 것으로 확인되어졌다. 현재까지 알려진 주요 면역증강 성분은 산성다당류로 보고되었다. 또 한편으로 일부 진세노사이드류에서 항염증 효능이 확인되어졌으며, 이를 통해 피부염증 반응과 관절염에 대한 치료 효과가 있는 것으로 추측되고 있다 [본 연구는 KT&G 연구출연금 (2009-2010) 지원을 받아 이루어졌기에 이에 감사드린다]. 면역반응은 외부 감염물질의 침입으로 유도된 질병환경을 제거하고 수복하는 중요한 생체적 방어작용의 하나이다. 이들 과정은 체내로 유입된 미생물이나 미세화학물질들과 같은 독성물질을 소거하거나 파괴하는 것을 주요 역할로 한다. 외부로 부터 인체에 들어온 이물질에 대한 방어기전은 현재 두 가지 종류의 면역반응으로 구분해서 설명한다. 즉, 선천성 면역 반응 (innate immunity)과 후천성 면역 반응 (adaptive immunity)이 그것이다. 선천성 면역반응은 1) 피부나 점막의 표면과 같은 해부학적인 보호벽 구조와 2) 체온과 낮은 pH 및 chemical mediator (리소자임, collectin류) 등과 같은 생리적 방어구조, 3) phagocyte류 (대식세포, 수지상세포 및 호중구 등)에 의한 phagocytic/endocytic 방어, 그리고 4) 마지막으로 염증반응을 통한 감염에 저항하는 면역반응 등으로 구분된다. 후천성 면역반응은 획득성면역이라고도 불리고 특이성, 다양성, 기억 및 자기/비자기의 인식이라는 네 가지의 특징을 가지고 있으며, 외부 유입물질을 제거하는 반응에 따라 체액성 면역 반응 (humoral immune response)과 세포성 면역반응 (cell-mediated immune response)으로 구분된다. 체액성 면역은 침입한 항원의 구조 특이적으로 생성된 B cell 유래 항체와의 반응과 간이나 대식세포 등에서 합성되어 분비된 혈청내 보체 등에 의해 매개되는 반응으로 구성되어 있다. 세포성 면역반응은 T helper cell (CD4+), cytotoxic T cell (CD8+), B cell 및antigen presenting cell 중개를 통한 세포간 상호 작용에 의해 발생되는 면역반응이다. 선천성 면역반응의 하나인 염증은 우리 몸에서 가장 빈번히 발생되고 있는 방어작용의 하나이다. 예를 들면 감기에 걸렸을 경우, 환자의 편도선내 대식세포나 수지상세포류는 감염된 바이러스 단독 혹은 동시에 감염된 박테리아를 상대로 다양한 염증성 반응을 유도하게 된다. 또한, 상처가 생겼을 경우에도 감염원을 통해 유입된 병원성 세균과 주위조직내 선천성 면역담당 세포들 간의 면역학적 전투가 발생되게 된다. 이들 과정을 통해, 주위 세포나 조직이 손상되면, 즉각적으로 이들 면역세포들 (주로 phagocytes류)은 신속하게 손상을 극소화하고 더 나가서 손상된 부위를 원상으로 회복시키려는 일련의 염증반응을 유도하게 된다. 이들 반응은 우리가 흔히 알고 있는 발적 (redness), 부종 (swelling), 발열 (heat), 통증 (pain) 등의 증상으로 나타나게 된다. 즉, 손상된 부위 주변에 존재하는 모세혈관에 흐르는 혈류의 양이 증가하면서 혈관의 직경이 늘어나게 되고, 이로 인한 조직의 홍반과, 부어 오른 혈관에 의해 발열과 부종이 초래되는 것이다. 확장된 모세혈관의 투과성 증가는 체액과 세포들이 혈관에서 조직으로 이동하게 하는 원동력이 되고, 이를 통해 축적된 삼출물들은 단백질의 농도를 높여, 최종적으로 혈관에 존재하는 체액들이 조직으로 더 많이 이동되도록 유도하여 부종을 형성시킨다. 마지막으로 혈관 내 존재하는 면역세포들은 혈판 내벽에 점착되고 (margination), 혈관벽의 간극을 넓히는 역할을 하는 히스타민 (histamine)이나 일산화질소(nitric oxide : NO), 프로스타그린딘 (prostagladins : PGE2) 및 류코트리엔 (leukotriens) 등과 같은 chemical mediator의 도움으로 인해 혈관벽 사이로 삼출하게 되어 (extravasation), 손상된 부위로 이동하여 직접적인 외부 침입 물질의 파괴나 다른 면역세포들을 모으기 위한 cytokine (tumor necrosis factor [TNF]-$\alpha$, interleukin [IL]-1, IL-6 등) 혹은 chemokine (MIP-l, IL-8, MCP-l등)의 분비 등을 수행함으로써 염증반응을 매개하게 된다. 염증과정시 발생되는 여러 mediator 중 PGE2나 NO 및 TNF-$\alpha$ 등은 실험적 평가가 용이하여 이들 mediator 자체나 생성관련효소 (cyclooxygenase [COX] 및 nitric oxide synthase [NOS] 등)들은 현재항염증 치료제의 개발 연구시 주요 표적으로 연구되고 있다. 염증 반응은 지속기간에 따라 크게 급성염증과 만성염증으로 나뉘며, 삼출물의 종류에 따라서는 장액성, 섬유소성, 화농성 및 출혈성 염증 등으로 구분된다. 급성 염증 (acute inflammation)반응은 수일 내지 수주간 지속되는 일반적인 염증반응이라고 볼 수 있다. 국소반응은 기본징후인 발열과 발적, 부종, 통증 및 기능 상실이 특징적이며, 현미경적 소견으로는 혈관성 변화와 삼출물 형성이 주 작용이므로 일명 삼출성 염증이라고 한다. 만성 염증 (chronic inflammation)은, 급성 염증으로부터 이행되거나 만성으로 시작된다. 염증지속 기간은 보통 4주 이상 장기화 된다. 보통 염증의 경우에는 염증 생성 cytokine인 Th1 cytokine (IL-2, interferone [IFN]-$\gamma$ 및 TNF-$\alpha$ 등)의 생성 후, 거의 즉각적으로 항 염증성 cytokine인 Th2 cytokine(IL-4, IL-6, IL-10 및 transforming growth factor [TGF]-$\beta$ 등)이 생성되어 정상반응으로 회복된다. 그러나, 어떤 원인에서든 면역세포에 의한 염증원 제거 반응이 문제가 되면, 만성염증으로 진행된다. 이 반응에 주로 작용을 하는 염증세포로는 단핵구와 대식세포, 림프구, 형질세포 등이 있다. 암은 전세계적으로 사망률 1위의 원인이 되는 면역질환의 하나이다. 산화적 스트레스나 자외선 조사 혹은 암유발 물질들에 의해 염색체내 protooncogene, tumor-suppressor gene 혹은 DNA repairing gene의 일부 DNA의 돌연변이 혹은 결손 등이 발행되면 정상세포는 암화과정을 시작하게 된다. 양성세포 수준에서 약 5에서 10여년 후 악성수준의 암세포가 생성되게 되면 이들 세포는 새로운 환경을 찾아 전이하게 되는데 이를 통해 암환자들은 다양한 장기에 동인 오리진의 암세포들이 생성한 종양들을 가지게 된다. 이들 종양세포는 정상 장기의 기능을 손상시켜며 결국 생명을 잃게 만든다. 이들 염색체 수준에서의 돌연변이 유래 암세포는 거의 대부분이 체내 면역시스템에 의해 사멸되는 것으로 알려져 있다. 그러나 계속되는 스트레스나 암유발 물질의 노출은 체내 면역체계를 파괴하면서 최후의 방어선을 무너뜨리면서 암발생에 무방비 상태를 만들게 된다. 이런 이유로 체내 면역시스템의 정상적 가동 및 증강을 유도하게 하는 전략이 암예방시 매우 중요한 표적으로 인식되면서 다양한 형태의 면역증강 물질 개발을 시도하고 있다. 인삼은 두릅나무과의 여러해살이 풀로써, 오랜동안 한방 및 민간에서 원기를 회복시키고, 각종 질병을 치료할 수단으로 사용되고 있는 대표적인 전통생약이다. 예로부터 불로(不老), 장생(長生), 익기(益氣), 경신(經身)의 명약으로 구전되어졌는데, 이는 약 2천년 전 중국의 신농본초경(神農本草經)에서 "인삼은 오장(五腸)을 보하고, 정신을 안정시키고, 혼백을 고정하며 경계를 멈추게 하고, 외부로부터 침입하는 병사를 제거하여주며, 눈을 밝게 하고 마음을 열어 더욱 지혜롭게 하고 오랫동안 복용하면 몸이 가벼워지고 장수한다" 라고 기술되어있는 데에서 유래한 것이다. 다양한 연구를 통해 우리나라에서 생산되는 고려인삼 (Panax ginseng)이 효능 면에서 가장 탁월한 것으로 알려져 있으며 특별이 고려인삼으로부터 제조된 고려홍삼은 전세계적으로도 그 효능이 우수한 것으로 보고되어 있다. 대부분의 홍삼 약효는 dammarane계열의 triterpenoid인 ginsenosides라고 불리는 인삼 saponin에 의해 기인된 것으로 알려져 있다. 이들 화합물군의 기본 골격에 따라, protopanaxadiol (PD)계 (22종) 및 protopanaxatriol (PT)계 (10종)으로 구분되고 있다 (표 1). 실험적 접근을 통해 인삼의 약리작용 이해를 위한 다양한 노력들이 경주되고 있으나, 여전히 많은 부분에서 충분히 이해되고 있지 않다. 그러나, 현재까지 연구된 인삼의 약리작용 관련 연구들은 심혈관, 당뇨, 항암 및 항스트레스 등과 같은 분야에서 인삼효능이 우수한 것으로 보고하고 있다. 그러나 면역조절 및 염증현상과 관련된 최근 연구결과들은 많지 않으나, 향후 다양하게 연구될 효능부분으로 인식되고 있다.

• 유기물자원화
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• 제23권2호
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• pp.36-46
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• 2015

경축순환농업은 축산농가에서 발생하는 가축분뇨를 비료자원으로 인식하여 농경지로 환원하는 지속 가능한 농업체계로 부상하였다. 하지만 우리나라의 경축순환농업 체계는 아직 미비하여 가축분뇨 처리 및 자원화에 애로를 겪고 있는 지역을 쉽게 찾아볼 수 있다. 본 연구에서는 1) 지역 특성을 고려한 맞춤형 경축순환농업 모델을 제시하고 2) 가축분뇨의 농경지 환원 시 잠재적 양분 공급량 및 작물의 양분 요구량에 관한 관계분석을 바탕으로 제시된 모델의 바이오매스 물질흐름 분석을 그 목적으로 한다. 개별농가 시설을 통한 경축순환농업을 실행하고 있는 우리나라 지역 두 곳과 (YC, JJ)과 공동자원화시설을 위탁처리하고 있는 두 곳 (NW, NS)을 선정하여 NS의 두 지역, NW의 세 지역, YC의 세 지역, JJ의 네 지역 등 총 열두 곳의 지역별 현장조사 및 면접을 실시하였고, 설문조사를 위한 농가들은 NW의 54농가, YC의 51농가, JJ의 44농가로 총 149농가의 설문조사를 수행하였다. JJ지역의 공동자원화시설은 퇴 액비화 역할뿐만 아니라 에너지화 모델로의 공동추진(two track model)이 보다 효과적일 것으로 판단된다. YC지역의 경우, 중규모(30톤 내외)의 분산형 공동자원화시설 3~4개를 축산농가가 밀집된 면(面)에 설치하는 모델이 적합할 것으로 판단된다. 기존 처리현황 대비 공동자원화시설이 적용된 시나리오의 양분흐름을 비교해 보면 두 지역 모두 인과 칼리량은 늘어나고(최대 7%까지) 질소량은 감소하는(최대 15%까지) 경향을 보이는 것으로 나타났다. 모델이 적용된 YC지역의 가축분뇨 유래 질소, 인산, 칼리는 전반적으로 비슷하게 고른 값을 보이고 있으나, 작물의 양분요구량과 양분의 토양 환원량을 비교해 보면 연간 질소가 719톤, 인이 1,269톤씩 각각 과잉 공급되고 있음을 알 수 있다. JJ지역의 경우 작물 양분요구량 대비 질소 671톤/년의 추가공급이 필요할 것으로 추정되며 이는 화학비료로 대체될 수 있음을 의미한다. 인의 경우 32톤이 과잉공급되어 JJ와 YC 지역 모두 인의 지표수 유출(runoff)에 기인한 부영영화(eutrophication)를 고려하여 경축순환농업 모델을 구축해야 할 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제11권2호
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• pp.68-81
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• 2006

조간대가 잘 발달된 곰소만의 생지화학적인 특성을 이해하기 위하여 용존인(DIP)과 총용존질소(TDN: DIN과 DON의 합)에 대한 계절별 물질수지를 추산하였다. 현장조사는 1999년에서 2000년 동안 계절별로 연평균 강우량을 보인 봄철(4월), 건조한 여름철(8월), 집중호우가 있었던 여름철(9월), 비가 없었던 겨울철(11월)에 각각 13시간씩 염분, 유속, 영양염 , Chlorophyll-a 등에 대한 연속 관측을 수행하였다. DIP는 봄, 건조한 여름 조사기간 중 곰소만에서 외해로 각각 $-1.10{\imes}10^6g\;P\;day^{-1},\;-4.50{\times}10^5g\;P\;day^{-1}$로 순유출(net efflux)되는 것으로 나타났다. 그 반면 집중호우가 있었던 9월과 겨울철인 11월은 곰소만 내부로 각각 $2.72{\times}10^6g\;P\;day^{-1},\;1.06{\times}10^4g\;P\;day^{-1}$로 순유입 (net influx)되는 것으로 계산되었다. 따라서 곰소만 조간대는 flux의 크기로 볼 때 봄과 여름에 대부분 연안해수에 대하여 DIP의 공급원 역할을 하고, 단기적으로 집중호우가 있을 때 한시적으로 DIP의 저장장소로서 역할을 하며, 겨울철에는 비록 그 크기는 여름철에 비하여 작지만 연안해수에서 조간대로 유입되어 저장되는 것으로 판단된다. 또한 곰소만 조간대를 유출입하는 flux들(조류에 의하여 곰소만 내외로 해수교환, 염지하수 유입, 육상기원 담수에 의한 유입) 중 겨울철을 제외하고 해수교환에 의한 flux가 연중 가장 크게 나타났다. 한편 TDN은 겨울철을 제외하고 염지하수의 유입에 의한 flux가 가장 크게 나타났다. 전체적인 유동량은 봄, 여름, 집중호우 시기에 각각 $1.38{\times}10^7g\;N\;day^{1},\;2.45{\times}10^6g\;N\;day^{-1},\;4.65{\times}10^7g\;N\;day^{-1}$이 곰소만 조간대로 순유입되어 소모 내지 저장되었고, 겨울철에는 $-1.70{\times}10^7g\;N\;day^{-1}$이 곰소만 외부로 유출되는 것으로 추산되었다. 이러한 결과로 보아 곰소만은 겨울철을 제외하고 TDN의 소모 내지 저장 장소로서 역할을 하는 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제19권1호
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• pp.51-57
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• 2000

단열이 되지 않은 소형 퇴비화용기를 이용하여 가정에서 발생되는 폐기물 중 종이류를 제외한 퇴비화 가능한 폐기물은 퇴비화하였다. 수분 조절제로서 가정에서 발생되는 폐 신문지를 사용하였다. 초기 퇴비화 혼합물질이 투입되기 시작하여 15주 후에 배출되었다. 실험 결과를 요약하면 다음과 같다 : 퇴비화용기가 단열재로 보온되지 않아 외부 온도의 영향을 크게 받았다. 따라서 퇴비화 후 건조물질 기준으로 분해 율은 $32.28{\sim}77.02%$로 외부 온도에 따라 차이가 현저하였다. 폐 신문지를 혼합하여 초기 수분을 $48.55{\sim}70.14%$로 조절하였음에도 배출된 퇴비의 수분 함량은 $62.38{\sim}87.03%$로 높았으며 pH는 $7.64{\sim}9.17$이었다. 배출된 퇴비 중 회분 및 총 질소 함량은 증가하였으나 $NO_3\;^--N$, $NO_2-N$, $NH_3-N$ 함량은 어떠한 경향을 보이지 않았다. 배출된 퇴비 중 중금속 및 비료성분의 함량은 초기 퇴비화 혼합물질보다 증가하였다. 수 분조절제로 폐 신문지를 1회 사용하였을 때 배출된 퇴비 중의 중금속 함량은 $Zn\;0.60{\sim}1.99mg/kg$, $Ph\;5.77{\sim}29.81mg/kg$, $Cd\;1.20{\sim}3.02mg/kg$, $Cr\;4.01{\sim}6.67mg/kg$, $Cu\;2.10{\sim}6.77mg/kg$, $As\;4.97{\sim}10.15mg/kg$, Hg ND이었으며 비료성분 함량은 $CaO\;0.08{\sim}1.91%$, $MgO\;0.46{\sim}2.80%$, $K_2O\;0.17{\sim}1.05%$, $P_2O_5\;0.96{\sim}3.33%$이었다. 그러나 배출된 건조 퇴비를 재사용하였을 때 배출된 퇴비 중의 중금속 함량은 $Zn\;5.04{\sim}5.77mg/kg$, $Pb\;64.42{\sim}68.62mg/kg$, $Cd\;6.07{\sim}6.29mg/kg$, $Cr\;14.40{\sim}17.08mg/kg$, $Cu\;6.77{\sim}15.44mg/kg$, $As\;10.43{\sim}17.50mg/kg$, Hg ND이었으며 비료성분 함량은 $CaO\;1.51{\sim}2.44%$, $MgO\;2.14{\sim}2.69%$, $K_2O\;2.15{\sim}2.71%$, $P_2O_5\;1.11{\sim}2.80%$이었다.

• 대한화장품학회지
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• 제46권2호
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• pp.159-166
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• 2020

프로폴리스는 식물에서 채취한 수지에 꿀벌의 분비물이 합쳐져 만들어진 아교성 물질로 세균이나 바이러스로부터 자신을 보호하는 기능을 한다. 본 연구에서는 한국, 중국, 브라질 유래 프로폴리스 추출물의 항산화, 항균, 미백, 항염 활성을 비교하고, 이들 추출물의 화장품소재로서의 응용가능성을 살펴보았다. 플라보노이드, 폴리페놀함량분석과 자유라디칼 소거능 시험을 통해 항산화 활성을 확인한 결과 한국, 중국, 브라질 프로폴리스 추출물 모두 유의한 항산화 효능을 보였다. 피부에 상재하는 미생물에 대한 항균효능을 MIC 시험법을 통해 측정한 결과 C. acnes 균에서 한국 프로폴리스 추출물이 다른 추출물에 비해 우수한 항균력을 보였다(KPE: 62.5 ㎍/mL, CPE: 250 ㎍/mL, BPE: 500 ㎍/mL). 또한, 한국 프로폴리스 추출물은 멜라닌 세포의 멜라닌 생성을 억제하였고, 마우스대식세포에서 리포폴리사카라이드로 유도된 염증인자인 산화질소와 PGE₂ 생성을 나머지 두 추출물보다 우수하게 억제하였다. 이들 결과를 종합하면 프로폴리스 추출물은 항산화, 항균, 항염 효능소재로 응용될 수 있으며, 특히 항균, 항염, 미백에서 우수한 효능을 보인 한국프로폴리스추출물의 응용가능성이 우수함을 확인할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권5호
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• pp.1008-1012
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• 2008

오염 지하수 처리를 위한 획기적인 방법으로 높은 반응성을 가진 나노영가철이 최근 주목을 받고 있다. 그러나 미세한 분말형태로 인하여 현장공법에 적용이 제한되어 나노영가철을 입자형태의 지지체에 부착시켜서 투수성을 유지하여 실용성을 높인 방법이 제시되었다. 본 연구에서는 지지체의 존재 하에 생성된 나노영가철이 제조방법에 따라 어떤 특성의 변화를 보이는지 분석하고 이에 따른 반응성의 차이를 평가하였다. 지지체로는 이온교환수지를 선택하였으며 분산제를 포함한 에탄올/물의 이중용매를 사용하여 나노영가철을 제조한 후 그것의 물리적, 화학적 특성 및 반응성을 기존의 물만을 사용하여 제조한 경우와 비교하였다. 이중용매 상에서 제조된 반응물질은 비표면적이 $38.10m^2/g$, 철함량이 22.4 mg Fe/g 으로 수용액상에서 제조된 반응물질 보다 비표면적과 철 함량이 각각 20%와 23% 증가하였으며 질산성질소를 이용한 반응성 평가에서도 $0.462h^{-1}$의 반응상수값을 보이며 61% 증가한 반응성을 나타냈다. 단위표면의 반응상수 또한 증가하여 단위 면적에서의 반응성도 향상된 나노영가철을 얻을 수 있었다. 제조된 반응물질은 높은 반응성과 지지체의 사용으로 실제 오염 지하수 등의 처리에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대되어진다.

• 한국수산과학회지
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• 제25권5호
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• pp.341-358
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• 1992

낙동강 하구지역에 서식하는 대형동물군중의 풍부한 무리의 하나인 붉은줄참새우, Palaemon macrodactylus를 대상으로 수온 $15^{\circ}$와 $25^{\circ}$에서 Artemia nauplii를 먹이로 공급하며 사육하면서 성장, 탈피, 생식, 산소소비 및 질소배설과 에너지 함량을 측정한 자료로부터 전 생활사를 통한 개체의 에너지 수지를 분석하여 에너지 흐름의 동태 및 생태적 효율을 파악하였다. 수온 $25^{\circ}$에서 부화발생한 zoea I기 유생이 치하로 성장하는 데는 18일이 소요되었다. 치하에서 성체의 총평균 체장성장율은 $15^{\circ}$에서 0.079mm/day, $25^{\circ}$에서는 0.122mm/day였다. 치하 및 성체자웅의 각 탈피간 체장증가율은 $3.2\%-13.2\%$ 범위로서 성장함에 따라 점차 감소하였으며, 자웅 및 수온에 따른 차이는 없었다. $25^{\circ}$에서의 체장별 탈피기간은 $15^{\circ}$에 비하여 유의하게 짧았고, 성에 따른 차이는 없었다. 유생이 성장에 사용하는 에너지는 (4.94cal/mg)$\times$(건중, mg), 치하 및 성체는 (4.55cal/mg)$\times$(건중, mg)이었다. 유생이 탈피로서 상실하는 에너지는 (0.178ca1/mg)$\times$(건중, mg), 치하 및 성체 자웅의 건중에 대한 탈피체 중량은 $8.9\%-14.2\%$로서 성장함에 따라 탈피 에너지의 사용량은 현저히 증가하였다. 체물질 조성에서 계산한 호흡열 계수는 유생, 치하 및 성체 모두 4.58cal/ml $O_2$였다. 동화효율은 유생이 평균 $61.5\%$, 치하 및 성체의 동화효율은 약$80\%-90\%$로 추정 되었다. 전유생기간 동안의 총성장효율 $(K_1)$ 및 순성장 효율 $(K_2)$은 각각 $18.33\%$ 및 $32.63\%$, 성체는 각각 $21.30\%-31.04\%$ 및 $30.03\%-39.34$로 나타났다.

• 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.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.85-92
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• 2005

도시하수 1차슬러지의 가수분해와 산발효특성 향상을 위해 슬러지상 형태를 가진 새로운 회분식 및 반연속시 발효시스템의 운전특성을 운전 온도와 pH를 함수로 평가하였다. 본 공정에서 적용한 산세정 슬러리 반응조는 pH 9와 고온($55^{\circ}C$)의 운전조건하에서 비교적 짧은 체류시간내 유출수내 다량의 유기산을 생산하는 우수한 운전특성을 가지고 있다. 가수분해 특성은 대상기질인 슬러지의 특성에 미치는 계절적 특성에 상당한 영향을 받았으나, 반면에 산형성특성은 거의 영향을 받지 않았다. 우기계절을 기준으로 할 때 최적 운전조건하에서의 휘발성 유기산의 생성과 회수율은 $0.18\;g\;VFA_{COD}\;g^{-1}\;VSS_{COD}$과 63.3%이었으며, 발효부산물로써 질소와 인의 용출율은 각각 $0.006\;g\;N\;g^{-1}\;VSS_{COD}$ 및 0.003 g $P\;g^{-1}\;VSS_{COD}$이었다. 실규모 처리장($Q=158,880\;$m^3\;day^{-1}$)에서의 물질수지 결과 우기계절동안의 휘발성 유기산과 비휘발성 유기산의 생산량은 약 $3,110\;kg\;VFA_{COD}\;day^{-1}$ 및 $1,800\;kg\;COD\;day^{-1}$이었는데, 이는 유입 하수기준으로 약 $31\;mg\;COD\;L^{-1}$, $20\;mg\;VFA_{COD}\;L^{-1}$, $0.7\;mg\;N\;L^{-1}$ 및 $0.3\;mg\;P\;L^{-1}$의 수질향상을 가져올 것으로 평가되었다. 이 공정의 적용에 따라 유입하수 $1,000\;m^3$ 당 약 $67 (에너지 비용 제외시)의 경제적 이득이 있으며, 건기계절시에는 이보다 더 높은 경제성을 가질 것으로 기대된다. 또한 본 연구결과 고성능 발효조는 병원성균이 없는 안정화된 고형물 생산, 우수한 고형물 분리특성 및 경제성 등 다양한 장점이 있는 것으로 나타났다.

• 한국제4기학회지
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• 제20권1호
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• pp.51-66
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• 2006

미국 해양대기청의 CCM3 기후모델을 이용하여 마지막최대빙하기 (Last Glacial Maximum (LGM))의 동아시아기후변화를 시뮬레이션 하였다. 이용된 수치모델의 수평해상도는 약 75km로 동아시아의 비교적 상세한 지형 및 기후 기작들이 표현된다. 현재 기후는 미국 해양대기청 에서 제공한 월평균 표층해수가 경계조건으로 이용되었으며, LGM 실험은 CLIMAP 프로젝트에서 복원된 표층해수가 경계조건으로 이용되었다. 또한 LGM실험에서는 현재 의 이산화탄소농도(330 ppm) 보다 낮았던 대기 이산화탄소농도 (200 ppm)가 적용되었고, 대륙빙하를 포함한 LGM 지표지형이 표현되었다. LGM 경계조건하에서 한국 서해와 동해의 대륙사면에서는 표층 온도가 겨울철에 약 18도 정도 현재보다 낮게 나타나며, 여름철에는 약 2도 정도 높게 나타나는데, 이와 같은 온도 변화는 한국 서해가 빙하기때 해수면 하강에 따라 지표로 드러남으로서 표층 열용량의 차이가 나타나기 때문이다. 전체적으로 마지막최대빙하기에 동아시아 내륙에서는 표층온도가 약 4-6도 감소하며, 주변해역을 포함하여 약 7.1도 하강하는 것으로 시뮬레이션 되는데, 이와 같은 온도감소는 이산화탄소농도 감소에 따른 장파복사량의 증가에 기인한다. 표층의 온도감소는 물수지의 약화를 초래하는데, 겨울철 아시아의 남동부에서 강수량이 약 1-4 mm/day 감소하며, 여름철에는 중국에서의 감수감소가 나타난다. 대체로 마지막최대 빙하기동안 동북아시아에서 현재보다 약 50%정도 감수가 감소하는 것으로 시뮬레이션 된다. 증발량도 감소하는 것으로 나타나지만, 강수의 감소가 더 커서 지난빙하기동안 동아시아는 대체로 건조한 기후가 나타나며, 이와 같은 결과는 다른 지역에서 보이고 있는 결과와 잘 일치한다. 결론적으로 고해상도 수치모델은 전 지구 영역 하에서 동아시아의 기후변화를 잘 시뮬레이션 하고 있다.mu}M$에서 $9.1{\mu}M$까지, 알테미아 경우 $16.13{\mu}M$에서 $45.8{\mu}M$까지, 그리고 배합 사료 공급시에는 $36.5{\mu}M$에서 $120.1{\mu}M$까지 상승하였다. 일간 수질 변화에 따른 용존 무기 질소(로티퍼; 7.0 g/일, 알테미아; 24.7 g/일, 배합 사료; 140.9 g/일)와 인(로티퍼; 0.7 g/일, 알테미아; 0.7 g/일, 배합 사료; 2.2 g/일) 배출량은 배합 사료 공급 시기에 유의적으로 높았다(P<0.05). 이와 같은 결과는 상업적 볼락 대량 종묘 시설에서 사육 시스템 내 수질 및 사육 관리를 위한 중요한 정보를 제공할 것이다.였다. 2종의 박하 추출물 투여군들 사이에는 혈청 GPT 활성에 대한 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 7.과산화물질 (TBARS)의 함량은 정상군에 비해 음성대조군에서 약간의 함량 증가가 관찰되었으나 유의적인 수준은 아니었으며 대부분의 박하 추출물 투여군과 Silymarin 투여군에서 과산화지질이 비슷한 수준으로 증가하여 박하는 알콜에 의한 과간화지질생성에 대한 저해효과가 낮은 것으로 확인되었다. 8. 상대간장중량은 각 실험군별로 상대간장중량에서의 차이는 다소 있었으나 유의성은 없었다.mg/ml로 한 EtOAc 분획물은 26의 돌연변이 유발성을 보였다. 이상의 결과로 부터 뽕나무를 이용한 식용 제품생산을 고려할 때 추출물들의 제조와 선택을 가름하는 자료로서의 활용이 기대되며 앞으로 in vivo test 등 더욱 연구할 필요가 있을 것으로 사료된다.0^{-4}\;pg/cell$로 60 kHz로 병행 추출한 복분자 water 분획층의 $19.5{\times}10^{-4}\;pg/cell$보다 높은 분비량을 나타내었다.