• Nutrition Research and Practice
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• 제16권6호
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• pp.729-744
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• 2022

BACKGROUND/OBJECTIVES: 4-Hydroxy-2-nonenal (HNE) is a biomarker for oxidative stress to induce inflammation. Methionine is an essential sulfur-containing amino acid with antioxidative activity. On the other hand, the evidence on whether and how methionine can depress HNE-derived inflammation is lacking. In particular, the link between the regulation of the nuclear factor-κB (NF-κB) signaling pathway and methionine intake is unclear. This study examined the link between depression from HNE accumulation and the anti-inflammatory function of ⳑ-methionine in rats. MATERIALS/METHODS: Male Wistar rats (3-week-old, weighing 70-80 g) were administered different levels of ⳑ-methionine orally at 215.0, 268.8, 322.5, and 430.0 mg/kg body weight for two weeks. The control group was fed commercial pellets. The hepatic HNE contents and the protein expression and mRNA levels of the inflammatory mediators were measured. The interleukin-10 (IL-10) and glutathione S-transferase (GST) levels were also estimated. RESULTS: Compared to the control group, hepatic HNE levels were reduced significantly in all groups fed ⳑ-methionine, which were attributed to the stimulation of GST by ⳑ-methionine. With decreasing HNE levels, ⳑ-methionine inhibited the activation of NF-κB by up-regulating inhibitory κBα and depressing phosphoinositide 3 kinase/protein kinase B. The mRNA levels of the inflammatory mediators (cyclooxygenase-2, interleukin-1β, interleukin-6, inducible nitric oxide synthase, tumor necrotic factor alpha) were decreased significantly by ⳑ-methionine. In contrast, the protein expression of these inflammatory mediators was effectively down regulated by ⳑ-methionine. The anti-inflammatory action of ⳑ-methionine was also reflected by the up-regulation of IL-10. CONCLUSIONS: This study revealed a link between the inhibition of HNE accumulation and the depression of inflammation in growing rats, which was attributed to ⳑ-methionine availability. The anti-inflammatory mechanism exerted by ⳑ-methionine was to inhibit NF-κB activation and to up-regulate GST.

• Animal Bioscience
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• 제36권2호
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• pp.256-263
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• 2023

Objective: Feed molecular structures can affect its availability to gastrointestinal enzymes which impact its digestibility and absorption. The molecular spectroscopy-attenuated total reflectance Fourier transform infrared vibrational spectroscopy (ATR-FTIR) is an advanced technique that measures the absorbance of chemical functional groups on the infrared region so that we can identify and quantify molecules and functional groups in a feed. The program aimed to reveal the association of intrinsic molecular structure with nutrient supply to animals from canola feedstocks and co-products from bio-oil processing. The objective of this study was to characterize special intrinsic carbohydrate and protein-related molecular structure spectral profiles of feedstock and co-products (meal and pellets) from bio-oil processing from two source origins: Canada (CA) and China (CH). Methods: The samples of feedstock and co-products were obtained from five different companies in each country arranged by the Canola Council of Canada (CCC). The molecular structure spectral features were analyzed using advanced vibrational molecular spectroscopy-ATR-FTIR. The spectral features that accessed included: i) protein-related spectral features (Amide I, Amide II, α-helix, β-sheet, and their spectral intensity ratios), ii) carbohydrate-related spectral features (TC1, TC2, TC3, TC4, CEC, STC1, STC2, STC3, STC4, TC, and their spectral intensity ratios). Results: The results showed that significant differences were observed on all vibrationally spectral features related to total carbohydrates, structural carbohydrates, and cellulosic compounds (p<0.05), except spectral features of TC2 and STC1 (p>0.05) of co-products, where CH meals presented higher peaks of these structures than CA. Similarly, it was for the carbohydrate-related molecular structure of canola seeds where the difference between CA and CH occurred except for STC3 height, CEC and STC areas (p>0.05). The protein-related molecular structures were similar for the canola seeds from both countries. However, CH meals presented higher peaks of amide I, α-helix, and β-sheet heights, α-helix:β-sheet ratio, total amide and amide I areas (p<0.05). Conclusion: The principal component analysis was able to explain over 90% of the variabilities in the carbohydrate and protein structures although it was not able to separate the samples from the two countries, indicating feedstock and coproducts interrelationship between CH and CA.

• 한국항해항만학회지
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• 제46권4호
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• pp.331-337
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• 2022

2021년 UN 자문 연구기관인 해양환경전문가그룹(GESAMP)은 해운 부문의 해양쓰레기 발생원 여섯 가지 중 하나로 컨테이너 해상유실을 지목했다. 대표적으로 2021년 5월 발생한 X-Press Pearl호 침몰은 유실된 컨테이너가 해안으로 떠밀려와 내부에 적재된 플라스틱 펠릿이 스리랑카 연안을 뒤덮은 대형 환경오염 사고로 이어졌다. 이러한 배경으로 국제해사기구(IMO)는 2022년 9월 개최하는 제8차 화물 및 컨테이너 운송 전문위원회 회의를 기점으로 선박 운항 중 컨테이너 해상유실의 방지 및 후속대책을 논의한다. 본 연구는 IMO 회의에서 우리나라의 대응 방향을 수립하고자 컨테이너 해상유실 주요 사고 조사보고서 및 관련 전문 자료 분석을 통해 유실 사고의 주요 요인을 식별하고 대응에 대해 고찰하였다. 그 결과, 운항 중 컨테이너 해상유실의 주요 요인으로 컨테이너 선박의 대형화, 기상악화 그리고 컨테이너 적재 불량이 파악되었다. 특히, 기상악화에 따른 대형 컨테이너 선박의 운항 안전성 저하에 대한 대책 마련 필요성이 식별되었다. 또한, 컨테이너의 안전한 해상운송을 위해 국제협약 이행에 대한 통합 모니터링이 요구된다. 그리고 해양환경 보전 관점에서 유실 컨테이너의 회수에 대한 제도적 보완이 필요하다. 마지막으로 컨테이너 해상유실 사고의 근본적인 방지를 위해 선박의 건조와 운항 측면에서 조선과 해운이 상호보완 가능한 체계 구축이 필요함이 식별되었다. 운항 중 컨테이너 해상유실 사고의 여러 요인은 개별 관점의 대응으로 해결하기 어렵다고 판단된다.

• Animal Bioscience
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• 제36권3호
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• pp.451-460
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• 2023

Objective: This program aimed to reveal the association of feed intrinsic molecular structure with nutrient supply to animals from canola feedstocks and co-products from bio-oil processing. The special objective of this study was to quantify the relationship between molecular spectral feature and nutrient availability and develop nutrient prediction equation with vibrational molecular structure spectral profiles. Methods: The samples of feedstock (canola oil seeds) and co-products (meals and pellets) from different bio-oil processing plants in Canada (CA) and China (CH) were submitted to this molecular spectroscopic technique and their protein and carbohydrate related molecular spectral features were associated with the nutritional results obtained through the conventional methods of analyses for chemical and nutrient profiles, rumen degradable and intestinal digestible parameters. Results: The results showed that the spectral structural carbohydrates spectral peak area (ca. 1,487.8 to 1,190.8 cm^-1) was the carbohydrate structure that was most significant when related to various carbohydrate parameters of canola meals (p<0.05, r>0.50). And spectral total carbohydrate area (ca. 1,198.5 to 934.3 cm^-1) was most significant when studying the various carbohydrate parameters of canola seeds (p<0.05, r>0.50). The spectral amide structures (ca. 1,721.2 to 1,480.1 cm^-1) were related to a few chemical and nutrient profiles, Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS) fractions, truly absorbable nutrient supply based on the Dutch protein system (DVE/OEB), and NRC systems, and intestinal in vitro protein-related parameters in co-products (canola meals). Besides the spectral amide structures, α-helix height (ca. 1,650.8 to 1,643.1 cm^-1) and β-sheet height (ca. 1,633.4 to 1,625.7 cm^-1), and the ratio between them have shown to be related to many protein-related parameters in feedstock (canola oil seeds). Multi-regression analysis resulted in moderate to high R² values for some protein related equations for feedstock (canola seeds). Protein related equations for canola meals and carbohydrate related equations for canola meals and seeds resulted in weak R² and low p values (p<0.05). Conclusion: In conclusion, the attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy vibrational molecular spectroscopy can be a useful resource to predict carbohydrate and protein-relates nutritional aspects of canola seeds and meals.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권2호
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• pp.258-264
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• 2023

지속가능한 바이오에너지 이용을 위해서는 국내 바이오매스 이용 확대와 지속가능성 증대가 필수적인데, 국내 관련 체계는 아직 미비한 상황이다. 이에 바이오 연료에 대한 지속가능성 평가를 위한 앞선 체계가 마련되어 있는 EU의 RED-II 방법론을 활용하여 국내 농업 잔재물 바이오매스인 케나프(Hibiscus cannabinus L.) 줄기 펠릿을 이용한 바이오매스 발전의 전과정 온실가스 배출량을 이론적으로 산정하였다. 케나프 잔재물 펠릿의 생산경로에 대해 EU 공동연구센터(Joint Research Center)의 배출계수를 이용하여 잔재물 수집, 운송, 펠릿 연료화까지의 전과정 온실가스 배출량을 산정한 결과, 배출량은 3.0 gCO₂eq/MJ로 나타났고 이를 25% 발전효율로 연소하여 전력을 생산하는 경우 전과정 온실가스 배출량은 11.9 gCO₂eq/MJ로 산출되었다. 이는 전력배출계수로 환산하면 42.8 kgCO₂eq/MWh로, 국내 전력배출계수 443.4 kgCO₂eq/MWh와 비교하면 90.3%의 온실가스 배출량 감축을 달성할 수 있는 것으로 분석되었다. 또한 수입 목재펠릿과 비교하는 경우 최소 59.6%의 온실가스 배출 감축이 가능하여, 국내 발생 잔재물 바이오매스를 바이오에너지 생산에 이용하는 경우 기존 수입 목재펠릿에 비하여 높은 수준의 온실가스 배출 감축 달성이 가능함을 확인하였다. 이는 국내 바이오에너지의 전과정온실가스 배출량평가 체계 마련을위한 기초자료로 활용될 수있을 것으로기대된다.

• 한국산림과학회지
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• 제111권1호
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• pp.177-185
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• 2022

이 연구의 목적은 산림바이오매스를 이용한 에너지 시설의 경제적 타당성을 검토한 것이다. 산림청 산림에너지자립마을 사업의 자료를 이용하여 에너지 시설의 운영 수지를 분석하였다. 에너지 시설은 열병합 발전기와 목재칩 보일러로 구성되며 목재칩을 연료로 사용한다. 목재칩은 목재펠릿보다 발열량이 낮지만 가격도 낮다. 시설 운영의 수입은 전기, 열, REC로 구성되며 추가로 화석연료 대체에 의한 탄소배출권을 고려하였다. 비용에는 연료비용과 고정비용이 포함되며, 초기 시설투자는 매몰비용으로 간주하였다. 가동률 55%, 목재칩 가격 95,000원/톤의 조건에서 에너지 시설의 연간 순수입은 양으로 나타났다. 시설 운영의 중요한 요소는 가동률과 연료비용이다. 두 요소를 조정하면서 시뮬레이션한 결과 가동률 50%, 목재칩 가격 100,000원/톤의 조건에서 연간순수입은 음으로 나타났다. 운영 수지를 개선하기 위해 가동률을 올리거나 연료 가격을 낮추는 노력이 필요하다. 탄소배출권을 판매한다면 시설 운영의 수익성을 개선한다. 또, 산림바이오매스의 에너지 이용을 촉진하기 위해 재생에너지로 공급한 열에 가격 보조를 할 필요가 있다.

• 한국환경농학회지
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• 제41권4호
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• pp.310-317
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• 2022

BACKGROUND: The salt in soil interrupts crop growth. Therefore, water resources are used to remove any salt found in the soil. However, water resources have been reduced by global warming; thus, a new study is required into reducing the salt in soil. Recently, the bottom ash (BA) of a biomass power plant was found to be similar to biochar. Hence, it can be used to remove heavy metals and wastewater through the adsorption characteristics of BA. The objective of this study was to evaluate the improvement effects on crop growth in saline soil containing the BA from biomass power plants. METHODS AND RESULTS: The effect on crop growth in the saline soil supplemented with BA was studied with the crop-planted pots, which were packed by reclaimed greenhouse soils collected from Byolyang, Suncheon. The BA application level was 25, 50, 100, 200, and 400 kg/10a (referred as BA25, BA50, BA100, BA200, and BA400, respectively). The BA increased the fresh weights of the leaf and root, while nitrogen uptake increased by approximately 24-102% and 54-77%, respectively for the lead and root. The phosphorous uptake increased by 38%, although only in the leaf of the lettuce. In the case of soil, BA increased water content, pH, EC, CEC, and NH₄⁺ and the SAR of the soil decreased by 5-15%. The bottom ash increased the contents of Ca²⁺ and Mg²⁺, and fixed the amount of Na⁺. CONCLUSION(S): It was confirmed the bottom ash of a biomass power plant, based on wood pellets, improved crop growth, and increased the nutrient uptake of crops in saline soil. In addition, bottom ash, which has a wide range of porosity and high values of pH and EC, improved properties of the saline soil. However, the BA has a large amount of B, As, and heavy metals. Finally, it may require a study on the safety and contamination of heavy metals contained in the bottom ash, which would be applied in soil for a long time.

• 한국건축시공학회지
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• 제23권6호
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• pp.663-671
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• 2023

본 연구에서는 목질계 바이오매스(Bio-SRF, 우드펠릿)를 연료로 사용하는 발전소 3곳에서 배출된 4종의 목질계 플라이애시(FA)의 재활용성을 실험적으로 검토하였다. FA의 물리 분석(입형, 입도분포, 분말도, 밀도)과 화학 분석(화학조성, 중금속 함량)을 수행하였고, KS L 5405에 준하여 혼입률 5~20%의 모르타르 시험체를 제작하고 플로우와 압축강도를 측정하였다. 4종의 FA는 입경 약 20~30㎛, 밀도 약 2.3~2.5g/cm³, 분말도 2,600~4,900cm²/g, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO 성분이 약 50~90%를 차지하고 있으며, 염소와 SiO₂ 함량을 배제하고 KS L 5405의 FA 2, 3형과 유사한 특성을 보였다. 모르타르 혼입 평가 결과, 펠릿 연소 FA는 5~20% 혼입 범위에서 모르타르 압축강도는 34~47MPa로 측정되었다. 목질계 연료 100%를 연소한 FA는 혼화재 대체재로서 재활용성이 높다고 평가된다.

• 터널과지하공간
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• 제34권2호
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• pp.104-126
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• 2024

완충재 및 뒤채움재는 심지층처분시스템 공학적방벽 구성요소로 고준위방사성폐기물을 안전하게 격리하고 폐기물로부터 유출되는 방사성핵종의 누출을 지연시키는 데 필수적인 역할을 한다. 완충재 및 뒤채움재로는 팽윤특성을 보이는 벤토나이트 혼합물의 사용이 고려되고 있으며 주변 암반으로부터 과도한 지하수의 유입은 이러한 공학적방벽의 안정성과 효율성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 심층처분장의 안전성 확보를 위해서는 완충재 및 뒤채움재의 엄격한 품질기준 및 현장관리 방안수립과 유입 지하수를 처리할 수 있는 기술이 요구된다. 본 고에서는 다양한 실험실 시험뿐만 아니라 스웨덴 Äspö Hard Rock Laboratory에서 수행된 처분터널 1/2 규모의 Steel Tunnel Test 사례를 심층 분석하여 완충재 및 뒤재움재의 설계 요구사항을 파악하고 현장실험 사례를 통해 파악된 품질관리 요소 및 방안을 소개하였다. 또한, 완충재 및 뒤채움재의 현장시공 안정성과 효율성을 확보하기 위한 처분갱도에서의 유입 지하수 처리방법에 대해 소개하고 벤토나이트 펠렛 채움 내의 지하수 저장능력과 토목섬유(geotextile) 사용 효과에 대한 검증 결과를 소개하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제33권3호
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• pp.48-56
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• 2024

본 연구에서는 하수슬러지 가스화 고형 잔류물(GSRs)의 순환자원 활용 가능성을 검토하기 위해 대상제품에 대한 물성평가 및 물리적 분리를 수행하였다. 먼저, 본 연구에 사용된 GSRs는 수도권매립지관리공사를 통해 공급되었으며, 일반적으로 GSRs는 수 mm 입자크기의 다공성 펠릿 형태이었다. 또한, 부분적으로 검은 부분은 미연소 및 가스화되지 않은 탄소로 확인되었으며, 평균 탄소 함량은 5%였다. 또한 실리카, 알루미나, 산화인의 성분이 전체 함량의 70% 이상이었다. 습식분쇄 생성물은 금속성분이 단체분리되어있음 확인하였다. 금속성분과 비금속성분의 물리적 분리가 필요하여 최종적으로 부유선별에 적합한 것으로 결정하였다. 이에, 상대적으로 많은 양의 비금속성분이 농축된 금속 성분을 분리하기 위해 양이온 및 음이온 계면활성제를 선택하여 분리 특성을 확인하고자 하였다. 결과적으로, 금속성분 분리보다 실리카, 알루미나, 인 등 비금속 성분의 농축이 더 용이할 것으로 기대된다. 따라서, 가스화 처리된 하수슬러지 잔재물의 물리적 처리에 가능함에 따라 분리산물에 대한 재활용 방안 제안에 따라 순환자원으로서 잠재성이 있을 것으로 판단된다.