• Title/Summary/Keyword: Bio-Energy

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재조합 미생물 바이오센서를 이용한 chlorotoluene과 nitrotoluene 화합물의 검출 (Detection of Chlorotoluene and Nitrotoluene Compounds by Recombinant Microbial Biosensors)

  • 이다영;조재호;임운기;신혜자
    • 생명과학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.54-60
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    • 2014
  • 방향족 화합물은 독성 환경오염물질로 생태계와 인간의 건강에 해로운 영향을 미친다. 그중 chlorotoluene과 nitrotoluene 화합물은 수생생물에 독성을 나타내며 인간의 피부, 눈, 호흡기를 자극한다. 본 연구에서는 폐수의 chlorotoluene과 nitrotoluene 화합물을 저렴하고 간단하게 검출하고자 재조합 미생물 바이오센서를 개발하였다. BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, xylene) 분해 조절 유전자 xylR를 Po' (upstream activating sequences를 제거한 DmpR 조절단백질 promoter Po) 또는 Pu (XylR 고유의 프로모터)::lacZ 유전자(${\beta}$-galactosidase 유전자)의 upstream에 연결한 플라스미드를 제작한 후, E. coli $DH5{\alpha}$에 형질 전환하였다. 유도 화합물 존재 하에서, 아가로스에 고정된 이 재조합 바이오센서 세포는 유도 화합물에 의해 ${\beta}$-galactosidase를 발현하고 기질인 chlorophenol red ${\beta}$-D-galactopyranoside (CPRG)를 분해하여 1~2시간에 붉은색을 나타내었다. BTEX 화합물 중, 특이적으로 o-, m-, p-chlorotoluene ($0.1{\mu}M-100 mM$) 그리고 o-, m-, p-nitrotoluene (0.1 mM-100 mM)에서 높은 반응을 나타내었으며 Po'가 Pu보다 높은 반응성을 보여주었다. 아가로스에 고정된 바이오센서는 $4^{\circ}C$에서 21일간 보존 후에도 활성의 큰 변화 없이 안정하였으며, chlorotoluene과 nitrotoluene 화합물들로 spike된 전처리 하지 않은 폐수 시료 중에서도 좋은 반응을 보여 주어 폐수 중 chlorotoluene과 nitrotoluene 화합물의 간단한 초기 검출에 활용될 수 있음을 제시하였다.

제지슬러지에 대한 alum 처리 및 퇴비화에 따른 인 흡착능 변화 (Estimation of Phosphorus Adsorption Capacity of Alum-amended and Composted Paper Mill Sludge)

  • 이인복;장기운;박진면
    • 한국환경농학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.124-130
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    • 2007
  • 제지슬러지(PMS)는 침전과정에서 alum을 사용함으로 인해 다량의 알루미늄을 함유하며, 그 결과 토양 시용시 종종 작물에 대한 인의 흡수를 제한하는 요인으로 작용한다. 본 연구는 그러한 제지슬러지의 인 흡착 특성을 조사하기 위하여 토양을 대조로 하여 alum을 처리하기 전과 후에 채취한 제지 슬러지 및 제지슬러지 퇴비(PMSC)를 대상으로 인 최대 흡착$(X_m)$과 흡착에너지 상수 $K_f$를 조사하였다. 토양의 인 최대흡착량은 800 ${\mu}g\;g^{-1}$인 반면, alum 처리 전 PMS는 47 $mg\;g^{-1}$, alum처리 후 PMS는 61 $mg\;g^{-1}$으로서 대조 토양에 비해 PMS의 인 흡착량은 현저하게 높고, alum 처리 후 인흡착능은 약 30% 증가하였다. 또한 퇴비화 후 PMS 퇴비의 최대 인 흡착능은68 $mg\;g^{-1}$으로서 퇴비화로 인하여 약 11%의 인 흡착능이 증가하였다. 인 흡착 계수인 $K_f$는 alum 처리 유무 간 큰 차이가 없었으나 퇴비화후에는 크게 증가하는 것으로 나타났다. 인 최대 흡착량$(X_m)$과 흡착에너지 상수 $K_f$를 고려한 이러한 결과들은 제지슬러지의 퇴비의 장기 혹은 과량시용이 작물에 대한 인의 흡수를 제한하는 요인으로 작용할 수 있음을 암시한다.

비진도 상록활엽수림의 식물군집구조 특성 (Plant Community Structure Characteristic of the Evergreen Forest, Bijindo)

  • 이수동;김지석;김미정;강현경
    • 한국환경생태학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.228-242
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    • 2016
  • 본 연구는 모밀잣밤나무 등이 분포하여 식생학적 가치가 높은 비진도 상록활엽수림의 식물군집구조 특성을 파악하고자 진행하였다. TWINSPAN과 DCA에 의한 군락분류 결과, 모밀잣밤나무군락, 모밀잣밤나무-곰솔군락, 참식나무-동백나무군락, 굴피나무군락, 졸참나무-낙엽활엽수군락, 사방오리나무군락, 곰솔군락으로 구분되었다. 상록활엽수림은 교목층과 아교목층에서 모밀잣밤나무, 참식나무, 동백나무의 세력이 우세하여 인위적인 간섭에 의한 교란이 없다면 당분간 현상태를 유지할 것이다. 굴피나무군락은 상록활엽수인 참식나무에 의해, 졸참나무-낙엽활엽수군락은 상호경쟁에 의해 식생의 변화가 예상되었다. 난대림의 일반적인 천이경향은 곰솔, 낙엽활엽수를 거쳐 후박나무, 구실잣밤나무, 참식나무 등 상록활엽수림으로 진행되는 것을 예측하고 있는 바, 비진도의 곰솔, 낙엽활엽수 우점지역도 장기적으로 이들 수종으로 천이가 진행될 것이다. 종다양도는 곰솔자연림군락(1.2739), 졸참나무-낙엽활엽수군락(1.2325), 낙엽활엽수군락(1.1807), 사방오리나무군락(1.0854)이 높은 반면에, 상록활엽수가 우점하는 모밀잣밤나무군락, 참식나무-동백나무군락, 곰솔 산불피해지 군락은 0.7380~0.8416으로 낮았다. 토양산도(pH)는 4.72~6.33, 전기전도도는 34.5~127.9uS/cm, 유기물함량은 3.4~17.4%이었다.

자침시(刺鍼時) 압침(押鍼)의 수기자극(手技刺戟)이 전위변화(電位變化)에 미치는 영향(影響) (A Study on the changes of electric charge induced by Apchim (押鍼) manipulation during acupuncture therapy)

  • 송문영;심원보;김영태;백대봉;안성훈;김경식;손인철
    • Korean Journal of Acupuncture
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    • 제22권4호
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    • pp.9-27
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    • 2005
  • Objective : hypothesis. First of all, there exists electric property in meridian and meridian point. Second of all, energy flowing in meridian is related with electric property. Third of all, there is electronic interaction between the operator who performs acupuncture therapy and the receiver who is given acupuncture therapy. Forth of all, acupuncture effects may depend on the electric capacity which is transferred between the operator and the receiver via acupuncture needle. Methods : Under the hypothesis, I studied the effects of electric charge in ST37(+) and ST39(-) generated by Apchim (押鍼) manipulation which was stimulated at ST36 point. And compared with data on the changes of electric charge from the hand of the operator during acupuncture stimulation. Electric charge induced via acupuncture needle from the operator may be important factor that causes the changes of electric charge in meridian and acupoint in the receiver. Therefore we investigated the changes of electric charge induced by the operator using Maclab 400 by the following methods. The one was in stable electric circle condition and the other was in unstable electric circle condition. In this experiments, the changes of electric charge from the stimulation type of Apchim manipulation performed in our lab condition in acupuncture therapy was induced at least three factor, one was the difference of bio-potentials between the operator and the receiver of acupuncture therapy, another was the depth of acupuncture insertion from the skin of the receiver the other was an electromyogram of the receiver. Results :The data imply that the first factor should make a capacitance current when the operator touched the acupuncture needle which was inserted in the receiver. Therefore, the results suggest that capacitance currents stimulus in electronic view may be important factor in acupuncture therapy between the operator and the receiver of acupuncture therapy.

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과당음료 투여가 최대운동부하시 운동수행력, 심폐기능, 젖산 및 염증반응에 미치는 영향 (Effects of Fructose-containing Drinks on Cardiopulmonary Function, Lactate Levels, and Inflammatory Markers during Maximal Exercise Testing)

  • 박성모;김병우;곽이섭
    • 생명과학회지
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    • 제25권7호
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    • pp.819-825
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    • 2015
  • 본 연구는 과당 위주의 스포츠음료 투여가 최대운동부하시 심폐기능과 젖산 및 염증반응에 미치는 영향에 대해 비교 분석하기 위해 실시되었다. 연구대상자는 D 대학교 체육학과 학생 8명으로 구성하였으며 실험시기를 2차로 나누어 스포츠 음료 투여 전과 투여 후 시기에 심폐기능과 젖산 및 염증반응 등을 비교 분석하였다. 본 연구의 결과 스포츠 음료 섭취 전과 섭취후 운동시간과 V02max, AT HRmax가 유의하게 증가하였고(p<0.05), 스포츠 음료 투여 후 회복기 20분에서 젖산 농도가 유의하게 감소되었다(p<0.05). 따라서 고강도 최대운동 전 과당위주의 스포츠 음료 투여는 운동지속시간을 늘려주고 VO2max를 높여주며, 운동 후 피로물질인 젖산축적의 빠른회복에 도움을 줄 수 있는 것으로 사료된다. 비록 본 연구에서 염증 반응에 대한 효과를 완벽하게 규명하지는 못했지만 스포츠 음료 투여시 CRP의 농도가 감소하는 경향이 나타나 염증반응 개선에도 어느 정도 영향을 미칠 수 있을 것이라 생각된다. 추후 과당위주의 스포츠 음료투여시 염증 반응에 대한 다양한 운동 강도와 상황에서의 기전적 연구가 수행되어져야 할 것이다.

돈분 및 음식물쓰레기 혼용 혐기소화 시 황화수소 가스 모니터링 (Monitoring of Hydrogen Sulfide in Anaerobic Co-digestion of Swine Manure and Food Waste)

  • 신중두;성시우;김현욱;김삼권;이명선
    • 유기물자원화
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    • 제16권4호
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    • pp.43-49
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 석유화학에너지를 대체하기 위해 바이오가스 생산을 위한 돈분 및 음식물쓰레기 혼용 혐기소화 시 황화수소가스 농도 및 발생비율을 모니터링 한 것이었다. 바이오가스 생산을 위한 혼합혐기 소화는 휘발성 고형물 2%기준 다양한 돈분 및 음식물쓰레기 혼합비율하에서 시럼병을 이용하여 수행하였다. 황화수소가스 발생비율은 처리별 소화기간에 따라 다양하다 할지라도, 수급원료를 돈분만을 이용한 경우는 음식물 쓰레기와 비교할 때 황화수소 발생량은 2.4배 낮게 나타난 것으로 관측되었다. 돈분과 음식물쓰레기 혼합비율에 따른 황화수소가스 농도에 미치는 영향에 대해서는 음식물쓰레기 혼합비율이 높으면 높을수록 황화수소 농도가 높게 나타났다. 황화수소가스 평균 농도는 돈분처리, 0.1452% 에서부터 음식물쓰레기 처리, 0.3420% 까지 다양 하였다. 돈분 및 음식물쓰레기 혼용 혐기발효 시 바이오가스 조성비율은 메탄가스가 53.2%, 이산화탄소 23.9%, 황화수소 0.3% 및 수분을 포함한 기타 22.7%로 이루어져 있는 것으로 나타났다.

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인공 신경망을 이용한 보청기용 실시간 환경분류 알고리즘 (Real Time Environmental Classification Algorithm Using Neural Network for Hearing Aids)

  • 서상완;육순현;남경원;한종희;권세윤;홍성화;김동욱;이상민;장동표;김인영
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.8-13
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    • 2013
  • Persons with sensorineural hearing impairment have troubles in hearing at noisy environments because of their deteriorated hearing levels and low-spectral resolution of the auditory system and therefore, they use hearing aids to compensate weakened hearing abilities. Various algorithms for hearing loss compensation and environmental noise reduction have been implemented in the hearing aid; however, the performance of these algorithms vary in accordance with external sound situations and therefore, it is important to tune the operation of the hearing aid appropriately in accordance with a wide variety of sound situations. In this study, a sound classification algorithm that can be applied to the hearing aid was suggested. The proposed algorithm can classify the different types of speech situations into four categories: 1) speech-only, 2) noise-only, 3) speech-in-noise, and 4) music-only. The proposed classification algorithm consists of two sub-parts: a feature extractor and a speech situation classifier. The former extracts seven characteristic features - short time energy and zero crossing rate in the time domain; spectral centroid, spectral flux and spectral roll-off in the frequency domain; mel frequency cepstral coefficients and power values of mel bands - from the recent input signals of two microphones, and the latter classifies the current speech situation. The experimental results showed that the proposed algorithm could classify the kinds of speech situations with an accuracy of over 94.4%. Based on these results, we believe that the proposed algorithm can be applied to the hearing aid to improve speech intelligibility in noisy environments.

분포형 생태수문모형 개발 및 내성천 유역에의 적용 (Development of Distributed Ecohydrologic Model and Its Application to the Naeseong Creek Basin)

  • 최대규;김인환;김정숙;김상단
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제46권11호
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    • pp.1053-1067
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    • 2013
  • 본 논문에서 소개되는 분포형 생태수문모형은 현실적으로 확보 가능한 입력자료와 최소한의 매개변수를 이용하여 유역의 수문, 식생, 지표온도를 모의하는 모형이다. 개발된 모형은 내성천 유역에 대해 적용하여 모형의 활용가능성을 살펴보았다. 우선적으로 매개변수에 대해 민감도 분석을 실시하여 모의결과에 많은 영향을 주는 매개변수를 선별해보았으며 이후 최적화 기법을 통해 모형의 매개변수를 추정하여 내성천 유역의 최근 10년간(2001~2010)의 수문, 식생, 지표온도 그리고 추적(routing)을 통한 하천유량 및 하천수온을 모의하였다. 최적화 기법을 통해 추정자료를 이용하여 매개변수를 추정하였으며 일부 격자를 제외한 대다수의 격자에서 적절히 모의된 것을 확인하였다. 하천유량 및 하천수온의 경우 단위 유역 말단 두 지점에 대해 검증을 실시하였으며 하천유량 및 하천수온 적절히 모의된 것을 확인할 수 있었다. 실제 유역인 내성천 유역을 대상으로 분포형 생태수문모형이 최소한(현실적으로 확보 가능한)의 입력자료와 매개변수를 이용함에도 불구하고 유역 수문순환 및 식생을 적절히 설명하고 있음을 살펴볼 수 있다.

고품질 땅콩나물 생산을 위한 최적 재배수온 조건 확립 (Establish of Optimum Cultivation Temperature for the Production of Peanut Sprouts)

  • 이규빈;박은지;허유;손병구;최영환;이용재;박영훈;서정민;강점순
    • 한국환경과학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.763-767
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    • 2015
  • 땅콩나물 생산의 재배수온에 따른 발아성과 부패율 및 생육반응 검정한 결과 재배수온은 발아율에는 영향을 미치지 못했다. 반면 $25^{\circ}C$의 재배수온에서는 발아율이 가장 빨랐다. $30^{\circ}C$$35^{\circ}C$의 고온에서는 부패율이 각각 2.5%와 5.4%로 증가하였다. 따라서 $30^{\circ}C$ 이상의 재배수온은 땅콩종자의 부패율을 증가시켰고, $25^{\circ}C$에서는 부패율이 크게 문제되지 않았다. 재배수온은 하배축 길이생장과 직경생장에도 영향을 주었다. 생육 7일째 땅콩나물의 하배축 신장은 $25^{\circ}C$의 재배수온에서 가장 높았고, 다음이 $20^{\circ}C$였다. 따라서 고품질 땅콩나물 생산에 적용될 수 있는 최적 재배수온은 $25^{\circ}C$였다. 땅콩나물의 레스베라트롤 최적 생산을 위한 생육온도는 생육온도별 레스베라트롤 함량에는 차이가 없었지만 수량과 품질을 감안한다면 재배온도는 $25^{\circ}C$가 적당한 것으로 판단된다. 이러한 결과는 고품질 땅콩나물의 대량생산화를 구축하는 근간이 될 것이다.

Bacillus pumilus RS7에 의한 난분해성 케라틴 분해효소의 생산 및 아미노산 공급원으로서 우모 분해산물 (Production of Keratinolytic Protease by Bacillus pumilus RS7 and Feather Hydrolysate As a Source of Amino Acids)

  • 우은옥;김민주;손형식;유은연;정성윤;손홍주;이상준;박근태
    • 한국환경과학회지
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    • 제16권10호
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    • pp.1203-1208
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    • 2007
  • Feathers are produced in huge quantities as a waste product at commercial poultry processing plants. Since feathers are almost pure keratin protein, feather wastes represent an alternative to more expensive dietary ingredients for animal feedstuffs. Generally they become feather meal used as animal feed after undergoing physical and chemical treatments. These processes require significant energy and also cause environmental pollutions. Therefore, biodegradation of feather by microorganisms represents an alternative method to prevent environment contamination. The aim of this study was to investigate cultural conditions affecting keratinolytic protease production by Bacillus pumilus RS7. We also assessed the nutritive value of microbial and alkaline feather hydrolysates, The composition of optimal medium for the keratinolytic protease was fructose 0.05%, yeast extract 0.3%, NaCl 0.05%, K2HPO4 0.03%, KH2PO4 0.04% and MgCl2 6H2O 0.01%, respectively. The optimal temperature and initial pH was $30^{\circ}C$ and 9.0, respectively. The keratinolytic protease production under optimal condition reached a maximum after 18 h of cultivation. Total amino acid content of feather hydrolysates treated by NaOH and B. pumilius RS7 was $113.8\;{\mu}g/ml$ and $504.9\;{\mu}g/ml$, respectively. Essential amino acid content of feather hydrolysates treated by NaOH and B. pumilius RS7 was $47.2\;{\mu}g/ml$ and $334.0\;{\mu}g/ml$, respectively. Thus, feather hydrolysates have the potential for utilization as an ingredient in animal feed.