• 제목/요약/키워드: Potential barrier

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고준위방사성폐기물 심층처분에 미치는 황산염과 황화물의 영향에 대한 고찰 (A Review of the Influence of Sulfate and Sulfide on the Deep Geological Disposal of High-level Radioactive Waste)

  • 김진석;이승엽;이상호;권장순
    • 자원환경지질
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    • 제56권4호
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    • pp.421-433
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    • 2023
  • 원자력발전소의 사용후핵연료(Spent Nuclear Fuel: SNF)에 대한 최종처분은 지하 심부의 지질학적 저장소에서 이루어진다. 사용후핵연료를 감싸는 금속처분용기는 주철과 구리 등으로 제작되어 방사성핵종을 장기간 격리할 예정이며, 공학적방벽과 천연방벽으로 구성된 다중방벽처분시스템에 의해 보호를 받도록 설계된다. 지하 심부의 환경(심층처분환경)은 점차 무산소의 환원환경으로 바뀌게 되며, 이러한 환경에서 구리처분용기의 부식을 일으킬 수 있는 유력한 물질 중 하나는 황화물이다. 황화물에 의한 응력균열부식은 구리처분용기의 안정성을 크게 저하시켜 처분장의 장기안전성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 심층처분환경에는 황산염이 다양한 형태로 존재 또는 유입될 수 있으며, 황산염환원미생물에 의해 황화물로 전환되어 구리처분용기의 부식에 기여할 수 있다. 완충재와 뒤채움재의 유력한 후보물질인 벤토나이트에는 주로 석고(CaSO4)와 같은 산화형태의 황산염 광물이 포함되어 있다. 심층처분환경 내에 미생물이 생장할 만한 공간이 있고 유기 탄소 등 전자공여체가 충분히 공급된다면 미생물 활동에 의해 황산염이 황화물로 환원될 수 있다. 하지만 근계영역에서 생성된 황화물과 지권으로부터 유입되는 황화물 중 대부분은 완충재에 의해 차단되어 극히 일부만이 처분용기에 도달할 것이다. 처분환경에서 존재가능한 황화철 광물 중 하나인 황철석은 용해과정에서 황산염을 발생시켜 구리처분용기의 부식에 기여할 수 있다. 하지만 황철석의 극히 낮은 용해도로 인해 산화 생성물의 양은 매우 적을 것이고 포화된 벤토나이트의 낮은 수리전도도로 인해 처분용기로 산화 생성물의 이동은 제한될 것이다. 우리는 심층처분환경에서 황산염의 존재와 환원 그리고 황화물과 황철석의 형성 및 거동 특성 등에 관한 주요 연구 사례 등을 종합적으로 분석, 정리하였고, 고준위방사성폐기물 처분장의 장기안전성에 대한 황산염과 황화물의 영향을 이해하고자 하였다.

포도전정가지 추출물이 UVB에 유도된 HR-1 mice의 피부손상에 대한 광보호 효과 (Photoprotective Effect of Grape Pruning Stem Extracts on the UVB Induced HR-1 Mice Skin)

  • 김정희;김종국;김선건;정승일;장민정;김길수;김극준;곽승준
    • 생명과학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.383-389
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    • 2017
  • 본 연구는 포도수확 후 버려지는 가지를 이용한 포도전정가지 추출물(Grape Pruning Stem Extracts, GPSE)에 함유된 polyphenol류 중 항산화, 항염증, 항암 등의 효과가 있다고 알려진 rutin, procyanidin B3, quercetin, kaempferol의 함량을 분석하고, UVB로 유도된 HR-1 mice의 손상된 피부에 대한 피부 보습, 피부 증식 억제, 항염증 등의 효과를 측정하여 기능성식품, 기능성 화장품 소재로서의 응용 가능성을 확인하고자 하였다. 포도전정가지에서 polyphenol 성분을 80% EtOH로 추출하고 여과하여 농축한 후, 동결건조하여 $-20^{\circ}C$에 보관하면서 사용하였다. GPSE의 유효성분 함량은 HPLC를 사용하여 분석하였다. 피부손상을 유도하기 위해 UVB를 실험동물에 조사하였고, GPSE의 효능을 확인하기 위하여 TEWL assay, 피부조직의 H&E staining 및 COX-2 단백 발현 측정을 위한 면역조직화학적염색(immunohistochemical stain) 등을 실시하였다. 포도전정가지 시료 53 kg에서 EtOH 분획 추출물 2.34 kg을 추출하여 4.42%의 수율 결과를 얻었다. 유효성분 분석 결과, procyanidin B3, 0.28 mg/g, rutin 12.81 mg/g, quercetin 0.51 mg/g 및 kaempferol 8.24 mg/g로 나타났다. TEWL assay 결과 대조군과 비교, GPSE와 serum base의 혼합물이 도포된 그룹(농도 2,000 mg/kg~125 mg/kg)에서 모두 보습효과가 있는 것을 확인하였다(p<0.05). GPSE의 피부증식억제를 통한 광보호 효과를 확인한 결과 epidermis에는 GPSE 농도 2,000 mg/kg의 농도에서 suncream과 유사한 결과를 얻을 수 있었고(p<0.05), dermis의 두께를 측정한 결과 GPSE 농도 2,000 mg/kg~125 mg/kg 모든 농도에서 UVB 조사한 그룹 두께 $800{\mu}m$와 비교하여 suncream 도포군이 $580{\mu}m$, GPSE 2,000 mg/kg~125 mg/kg 모든 농도에서 $600{\mu}m$이하로 나타나 UVB에 의해 손상된 HR-1 mice의 피부증식 억제를 확인할 수 있었다(p<0.05). GPSE가 UVB에 의해 손상된 HR-1 mice 피부에 항염증 정도를 확인하기 위해 COX-2 단백발현을 보기위해 immunohistochemical stain한 결과 UVB를 조사한 대조군에 비해 GPSE를 도포한 그룹 모두에서 항염증 효과를 보였지만, GPSE의 농도 1,000 mg/kg에서는 suncream 22%보다 낮은 8%에서 COX-2의 단백발현이 낮은 것으로 나타나 우수한 항염증효과를 얻을 수 있었다(p<0.05). 본 연구 결과에서, GPSE 내 rutin, kaempferol, quercetin, procyanidin B3와 같은 유효성 페놀성 화합물이 확인되었으며, GPSE는 보습효과, 피부증식억제효과, 염증발현억제효과 및 자외선 손상에 의한 피부장벽 기능 개선효과 등이 있는 것으로 확인되었다. 결론적으로 GPSE는 피부보호 효과의 가능성이 있는 기능성 물질로서 기능성 식품 및 기능성 화장품 등의 원료로 활용성이 높을 것으로 판단된다.

TNF-α/IL-17A/IFN-γ 유도된 HaCaT 세포에서 브라질린의 STAT3 인산화 억제를 통한 CCL20 저해 효과 (Brazilin downregulates CCL20 expression via regulation of STAT3 phosphorylation in TNF-α/IL-17A/IFN-γ-induced HaCaT cells)

  • 김미란;황형서
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제64권2호
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    • pp.185-192
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    • 2021
  • 건선(Psoriasis)은 IL-6, CXCL8, TNF-α 및 IFN-γ뿐만 아니라 Th17 세포에서 분비되는 IL-17A 등 다양한 염증성 사이토카인에 의해 표피의 과증식(hyperkeratosis) 및 만성적 염증(inflammation)이 유발되는 난치성 피부 질환이다. 소목(Caesalpinia sappan L.)의 유효성분으로 알려진 브라질린(brazilin)은 항산화, 항염증 및 피부 장벽 개선 등의 효능이 알려졌다. 특히, tumor necrosis factor (TNF)-α 자극 HaCaT 각질형성세포 모델에서 브라질린의 건선 치료 소재 가능성을 보여주었다. 그러나, 직접적인 건선 유발 인자인 C-C motif chemokine ligand (CCL) 20의 조절은 전혀 보고되지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 건선 유사 모델을 활용해 CCL20 발현 조절 여부 및 그 기작에 대해 규명하고자 하였다. IL-17A로 자극된 HaCaT 세포에서 브라질린은 CCL20, CXCL8 발현 및 signal transducer and transcription (STAT)3 인산화를 유의하게 억제하였다. 또한, 브라질린은 TNF-α/IL-17A/IFN-γ 3종 사이토카인으로 처리된 조건에서도 STAT3 인산화를 억제하며 염증성 분자(CXCL8, CCL20, IL-1, IL-6, 및 TNF-α)의 발현을 하향 조절하였다. 마지막으로 브라질린은 TNF-α/IL-17A/IFN-γ로 자극된 건선 유사 환경에서 피부 장벽 개선에도 유의적인 영향을 미쳤다. 위 결과들을 통해 우리는 궁극적으로 브라질린이 STAT3 인산화 억제를 통해 CCL20 발현을 하향 조절하며, 건선 유발 사이토카인들의 발현 또한 억제함을 알 수 있었다. 향후, 건선 동물모델 및 임상시험을 통해 브라질린의 건선 개선에 대한 효능이 검증된다면, 건선 환자에게 잠재적인 치료 물질로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

생물벽체를 이용한 지하수내 PCE의 환원성 탈염소화시 전자공여체의 영향: 회분식 실험 (Effect of Electron Donor on the Reductive Dechlorination of PCE in Groundwater Using Biobarrier: Batch Experiment)

  • 황보현욱;신원식;김영훈;송동익
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제11권2호
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    • pp.22-37
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    • 2006
  • 생물벽체(biobarrier) 또는 원위치 미생물 필터(in situ microbial filter) 기술을 이용한 염소계 유기용매로 오염된 지하수의 복원 가능성을 회분식 실험을 통하여 살펴보았다. PCE의 환원성 탈염소화의 효율과 속도는 수소 농도에 의존하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 분변토와 토탄을 생물벽체로 이용한 PCE의 환원성 탈염소화시 전자공여체의 영향을 살펴보았다. 유기산(lactate, butyrate benzoate)과 yeast extract, 비타민 $B_{12}$가 PCE의 환원성 탈염소화에 미치는 영향을 조사하였다. 생물벽체 담체 비존재시, 전자공여체를 투여하지 않은 control 실험에 비해, 전자공여체의 첨가는 PCE의 탈염소화 속도를 촉진하였다. 전자공여체를 투여한 실험 중에서 lactate 또는 lactate/benzoate를 수소 공여체(hydrogen donor)로 첨가된 경우, 탈염소화 속도가 가장 빨랐다($k_1=0.0260{\sim}0.0266\;day^{-1}$). 분변토를 생물벽체로 사용한 경우, lactate/benzoate 첨가시 탈염소화 속도가 가장 빨랐으며, 겉보기 1차 분해속도상수($k_1$)는 $0.0849day^{-1}$였다. 반면, Pahokee peat을 생물벽체로 사용하였을 경우, butyrate 또는 lactate의 첨가시 탈염소화 속도가 가장 빨랐으며 $k_1$ 값은 각각 0.1092, $0.1067\;day^{-1}$로 나타났다. 본 연구결과로부터 분변토 또는 토탄을 원위치 생물벽체로 사용하여 염소계 유기용매로 오염된 지하수 처리의 잠재적인 응용 가능성을 알 수 있었다.

각질형성세포에서 UV-B와 사이토카인에 의하여 유도되는 염증 반응에 대한 복분자 씨앗 추출물의 항염증 효과 (Anti-inflammatory effects of the Rubus occidentalis seed extracts on UV-B induced inflammation in HaCat cells)

  • 김동희;박태순;손준호
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제59권3호
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    • pp.247-253
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    • 2016
  • HaCaT 세포에서 UVB와 $IFN-{\gamma}/TNF-{\alpha}$에 의한 염증 관련 인자의 활동에 복분자 씨앗 추출물의 항염증 소재로서의 가능성을 알아보고자 하였다. 복분자 씨앗 추출물은 HaCaT 세포에서 UVB와 $IFN-{\gamma}/TNF-{\alpha}$에 의한 ROS 유도 활성과 interleukin-$1{\beta}$, interleukin-6, interleukin-8의 발현을 억제 하였다. 또한 염증 매개인자인 cyclooxygenase-2 (COX-2)의 발현 또한 억제 시켰으며, COX-2에 의해 증가되어 지는 $PGE_2$의 발현 또한 억제 시키는 것으로 확인 되었다. 마지막으로 복분자 씨앗 추출물의 피부장벽의 주요 인자인 filaggrin의 발현을 측정해 본 결과 농도 의존적으로 손상된 filaggrin의 발현을 증가 시키는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통하여 복분자 씨앗 추출물이 표피 층의 손상을 회복함으로써 염증을 보호하는 효능이 있음을 확인 할 수 있었다. 이상의 결과로 부터 복분자 씨앗 추출물은 UVB로부터 발생되어지는 염증을 개선시킴으로써 항염증에 효능이 있는 추출물임을 확인 수 있었다.

Ecological Functions and Losses of Traditional Korean Village Groves

  • Lee, D.-W.;Park, C.-R.
    • 한국제4기학회지
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    • 제18권2호통권23호
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    • pp.65-66
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    • 2004
  • There have been groves, in many cases, along with hedgerows and remnant forests around a traditional Korean village. A village grove is very closely connected to the life of residents. Sometimes it was a holy place where important village festivals were held, and became a resting place for farmers, especially in sunny summer. As a matter of fact, it is noted that traditional Korean village groves had been fostered for many purpose as religion, Confucianism, scenery, sanitation, traffic guard, public security, agriculture, hunting, and military and public uses were included in Chosun Govemor General(1938). Village groves were usually located at the outlet of watershed inside which a village was built. In addition, village groves used to be established along part of mountain ranges, streams and streets. A unique type of village grove, called bibosoop was fostered especially where the outlet of watershed was largely opened. In other cases, it was placed where a part of mountain range was relatively low, or where village residents were likely to see ugly objects such as a huge cliff, stony upland with an unvegetated area and the like(Kim and Jang 1994). In a sense, a sheltebelt is a sort of bibosoop as it is a landscape element to complement places that are exposed to strong winds. However, it is comparable to other typical bibosoop that is situated at a topographically very specific zone of watershed. In this paper, we will address potential functions of Korean village groves from a perspective of modern landscape ecology and show current status of some remnants, based on preliminary surveys. A village grove functions as barrier or filter of objects such as water, nutrients, and other elements and habitat of wildlife (park et al. 2003, Lee 2004). The village grove slows down the flow of water and air, maintains soil moisture an hinders soil erosion, enabling cultivation of crops and bringing up creatures nearby. It contributes to enhancing biodiversity. Birds rest on shrubby and woody trees of the element. Presumably, other organisms may also inhabit the village groves and take advantage of it when those move from a forest patch to others. Emerging insects acclimate themselves in the shade of the green space before they fly to sunny air. Besides the village grove acts as a component of agroforestry system as leaf litter is shed from a grove to an asjacent agricultural area, and transformed into green manure(Lee 2004). By the way, many of the landscape elements were destroyed or declined in Koea during the past several decades. The losses have been parallel or linked to environmental degradation. Unfortunately, we have a little reliable data as for how many groves have disappeared in Korea until now. There has been no complete census on the village groves in Korea, and the viewpoints of survey were to a degree different depending on surveyors. So, it is difficult to analyze the temporal and spatial change of village groves. Currently, national inventory data of Korean village groves are available in three reports. We reviewed the locations of village groves and arranged those according to the present administrative units, DONG. With the limited data, we found that at least 484 of village groves were recorded in South Korea. Among all provinces, village groves were most in Gyeongsanbuk-Do Province and least in Chungcheongbuk-Do Province(Table 1). This is a preliminary report prepared while some quantitative data regarding functions and lossers of the village groves are being collected. More detailed data will be introduced in the near future.

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흰쥐 해마 CA1 영역에서 H2O2에 의한 장기강화 억제에 대한 발효황금 추출물의 효과 (Effects of Fermented Scutellaria Baicalensis Extract on H2O2 - Induced Impairment of Long-term Potentiation in Hippocampal CA1 Area of Rats)

  • 허준호;;김민선
    • 동의생리병리학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.356-362
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    • 2019
  • Scutellaria baicalensis (SB) has widely used in the treatment for various brain diseases in the field of Oriental medicine. Biofermantation of SB can make major chemical constituents of SB to pass blood-brain barrier easily and to have more potent anti-oxidant ability. There is a little information about the contribution of fermented SB (FSB) to the formation or maintenance of the neural plasticity in the hippocampus. The purpose of this study was to evaluate effects of FSB extract on hydrogen peroxide (H2O2) - induced impairments of the induction and maintenance of long-term potentiation (LTP), an electrophysiological marker for the neural plasticity in the hippocampus. From hippocampal slices of rats, the field excitatory postsynaptic potentials (fEPSPs) were evoked by the electrical stimulation to the Schaffer collaterals - commissural fibers in the CA1 areas and LTP by theta-burst stimulation by using 64 - channels in vitro multi-extracellular recording system. In order to induce oxidative stress to hippocampal slices two different concentrations (200, 400 μM) of H2O2 were given to the perfused aCSF before and after the LTP induction, respectively. The ethanol extract of FBS with concentration of 25 ㎍/ml, 50 ㎍/ml was diluted in perfused aCSF that had 200 μM H2O2, respectively. Oxidative stress by the treatment of H2O2 resulted in decrease of the induction rate of LTP in the CA1 area with a dose - dependent manner. However, the ethanol extract of FSB prevented the reduction of the induction rate of LTP caused by H2O2 - induced oxidative stress with a dose - dependent manner. These results may support a potential application of FSB to ameliorate impairments of hippocampal dependent neural plasticity or memory caused by oxidative stress.

산화막과 질화막 위에 제작된 3D SONOS 다층 구조 플래시 메모리소자의 1/f 잡음 특성 분석 (The 1/f Noise Analysis of 3D SONOS Multi Layer Flash Memory Devices Fabricated on Nitride or Oxide Layer)

  • 이상율;오재섭;양승동;정광석;윤호진;김유미;이희덕;이가원
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.85-90
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    • 2012
  • In this paper, we compared and analyzed 3D silicon-oxide-nitride-oxide-silicon (SONOS) multi layer flash memory devices fabricated on nitride or oxide layer, respectively. The device fabricated on nitride layer has inferior electrical properties than that fabricated on oxide layer. However, the device on nitride layer has faster program / erase speed (P/E speed) than that on the oxide layer, although having inferior electrical performance. Afterwards, to find out the reason why the device on nitride has faster P/E speed, 1/f noise analysis of both devices is investigated. From gate bias dependance, both devices follow the mobility fluctuation model which results from the lattice scattering and defects in the channel layer. In addition, the device on nitride with better memory characteristics has higher normalized drain current noise power spectral density ($S_{ID}/I^2_D$>), which means that it has more traps and defects in the channel layer. The apparent hooge's noise parameter (${\alpha}_{app}$) to represent the grain boundary trap density and the height of grain boundary potential barrier is considered. The device on nitride has higher ${\alpha}_{app}$ values, which can be explained due to more grain boundary traps. Therefore, the reason why the devices on nitride and oxide have a different P/E speed can be explained due to the trapping/de-trapping of free carriers into more grain boundary trap sites in channel layer.

사각 격자를 이용한 단열-다공암반내 분리 단열망 구축기법에 대한 연구 (A Study on the Constructing Discrete Fracture Network in Fractured-Porous Medium with Rectangular Grid)

  • 한지웅;황용수;강철형
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.9-15
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    • 2006
  • 결정질 암반에 위치한 가상의 방사성폐기물처분장에 대한 정확한 안전성 평가를 수행하기 위해서는 다공암반으로 대표되는 공학방벽 및 결정질 암반으로 대표되는 자연방벽을 모두 고려한 매질에서의 물질 거동 특성을 정확하게 모사하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 단열-다공암반내 유동 및 물질전달의 정확한 해석을 위한 연결망 구축방법에 대하여 서술하였다. 실제 단열암반을 사실적으로 모사하기 위하여 단열 물성자료는 확률밀도함수를 이용하여 생성하였다. 2차원의 사각격자로 모사된 단열암반과 육면체로 모사된 다공암반간 교차선의 원활한 검색을 위하여 단열암반과 연결전 다공암반의 교차면에 가상의 단열암반을 추가적으로 도입하였다. 전체유동경로를 구성하기 저하여 생성된 단열들 간의 교차선을 효율적으로 검색할 수 있는 방법 및 단열암반 및 단열-다공암반간의 연결도를 신속히 확인하는 알고리즘을 제안하였다. 이러한 방법들은 추후 방사성폐기물처분장에서의 단열-다공 암반을 통한 핵종 이동 특성을 모사할 수 있는 수치코드 개발에 많은 도움을 줄 것으로 사료된다.

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인공 하수처리수 주입과 양수 방식에 따른 인공 대수층의 해수침투평가 (Assessment on Saline Water Intrusion between Types of Injections of Artificial Reclaimed Water and Extractions in Artificial Aquifer)

  • 강정옥;이소정;김창균
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.603-612
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    • 2006
  • 연안 대수층에 발생하는 해수침투를 효과적으로 방지하기 위한 대책으로서 인공 하수처리수의 대수층 함양수로의 가능성을 평가하고자 sand box를 이용한 실험실 규모의 연구를 수행하였다. 이를 위하여, 인공 대수층 내에서 다양한 양수 및 주입 조건에 따른 수리화학적 거동 특성을 평가하였다. 염수의 침투는 함양과 양수가 동시에 이루어질 때보다 양수가 없이 단지 함양만 이루어진 경우 더욱 저지되었다. 양수량과 함양량의 비가 $0.5{\sim}2$인 경우, 양수에 의하여 담수대로 침투하는 염수가 인공 수조 밖으로 배출됨과 동시에 함양에 의하여 함양관 주위로 형성된 수리화학적 방벽에 의하여 그 빈 공간은 함양수로 채워져 희석되어 해수침투가 후퇴되었다. 그러나 양수량이 함양량에 비하여 약 4배 이상인 경우 양수로 인한 빈 공간을 채울 만큼 함양량이 불충분해 염수는 담수대로 더욱 깊숙히 침투하였다. 양수량과 함얌량의 비가 $0.5{\sim}2$인 간헐적인 양수의 경우 S.M.I.값은 감소하였지만 그 비가 4이상인 경우 S.M.I.값은 $3{\sim}47%$로 오히려 증가하여 해수 침투가 진행됨을 나타내었다. 결론적으로 적절한 비율의 인공함양 혹은 간헐 양수방식을 채택할 경우 지하 대수층의 담수 자원을 안정적으로 이용하는 동시에 해수 침투를 효율적으로 방지할 수 있음을 확인하였다.