• 제목/요약/키워드: Q+R tree

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고농도 염분폐수의 정화능이 우수한 기능성 미생물 커뮤니티의 군집 분석 (Microbial Community Analysis in the Wastewater Treatment of Hypersaline-Wastewater)

  • 이재원;김병혁;박용석;송영채;고성철
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.377-385
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    • 2014
  • 본 연구에서는 고염폐수의 정화능이 우수한 미생물 기능성 커뮤니티 HWTC (Highsalt Wastewater Treatment Community)를 이용한 고염폐수 처리시스템을 개발하였으며, HWTC의 미생물 군집의 다양성을 확인해 보았다. HWTC의 고염폐수 처리능력은 HRT 2.5일만에 $COD_{cr}$ 84%의 처리효율로 확인하였다. 미생물 군집분석은 PCR-DGGE 기법과 16S rRNA gene clone library를 통하여 미생물 다양성을 확인하였다. 4%의 염농도의 폐수에서 우점하는 미생물은 Halomonas sp.와 Paenibacillus sp.로 나타났고, phylogenetic tree 분석을 통해 ${\gamma}$-proteobacteria 속하는 미생물의 다양성이 높게 나타났으며, firmicutes속 하는 미생물이 우점하고 있었다. 고염폐수를 처리할 수 있는 미생물 기능성 커뮤니티 HWTC를 이용하여, 고염의 폐수 정화를 가능하게 할 것으로 판단된다.

기계학습을 이용한 염화물 확산계수 예측모델 개발 (Development of Prediction Model of Chloride Diffusion Coefficient using Machine Learning)

  • 김현수
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.87-94
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    • 2023
  • Chloride is one of the most common threats to reinforced concrete (RC) durability. Alkaline environment of concrete makes a passive layer on the surface of reinforcement bars that prevents the bar from corrosion. However, when the chloride concentration amount at the reinforcement bar reaches a certain level, deterioration of the passive protection layer occurs, causing corrosion and ultimately reducing the structure's safety and durability. Therefore, understanding the chloride diffusion and its prediction are important to evaluate the safety and durability of RC structure. In this study, the chloride diffusion coefficient is predicted by machine learning techniques. Various machine learning techniques such as multiple linear regression, decision tree, random forest, support vector machine, artificial neural networks, extreme gradient boosting annd k-nearest neighbor were used and accuracy of there models were compared. In order to evaluate the accuracy, root mean square error (RMSE), mean square error (MSE), mean absolute error (MAE) and coefficient of determination (R2) were used as prediction performance indices. The k-fold cross-validation procedure was used to estimate the performance of machine learning models when making predictions on data not used during training. Grid search was applied to hyperparameter optimization. It has been shown from numerical simulation that ensemble learning methods such as random forest and extreme gradient boosting successfully predicted the chloride diffusion coefficient and artificial neural networks also provided accurate result.

제주도 곶자왈 상록활엽수 종가시나무의 생물량 추정을 위한 상대생장식 (Aboveground biomass estimation of Quercus glauca in evergreen forest, Kotzawal wetland, Cheju Island, Korea)

  • 정헌모;김해란;조규태;이승혁;한영섭;유영한
    • 한국습지학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.245-250
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    • 2014
  • 본 연구는 제주도 곶자왈습지에서 서식하는 상록활엽수인 종가시나무의 지상부 생물량에 대한 상대생장식을 개발하기 위하여 수행되었다. 그 결과 독립변수가 DBH일 때, 줄기(Ws), 가지(Wb), 잎(Wl) 그리고 지상부(Wab)의 상대생장식은 각각 logWs=2.4042logDBH-1.3045, logWb=2.6436logDBH-1.6232, logWl=1.5428logDBH-1.3692 그리고 logWab=2.3324logDBH-0.9181이었다. 독립변수가 $D^2H$일 때, 줄기(Ws), 가지(Wb), 잎(Wl) 그리고 지상부(Wab)의 상대생장식은 각각 logWs=$0.853logD^2H-1.4252$, logWb=$0.8453logD^2H-1.5834$, logWl=$0.5328logD^2H-1.4073$ 그리고 logWab=$0.8453logD^2H-1.0327$이었다. 독립변수가 DBH일 때, 줄기, 가지 잎 그리고 지상부 상대생장식의 $R^2$값은 0.9873, 0.9711, 0.7979 그리고 0.993 이었고 독립변수가 $D^2H$일 때 0.9841, 0.9174, 0.7537 그리고 0.9876 이었다. 독립변수가 DBH인 상대생장식과 $D^2H$인 상대생장식은 모두 관측값과 예측값 사이에 통계적으로 유의한 차이가 없어 어느 상대생장식을 사용하더라도 결과에는 차이가 없었다.

가로수 전정가지 및 생활계 폐목재를 이용하여 제조한 바이오차의 Methylene Blue 흡착특성 (Removal Properties of Methylene Blue using Biochar Prepared from Street Tree Pruning Branches and Household Wood Waste)

  • 도지영;김동수;박경철;박삼배;장윤영;양재규
    • 유기물자원화
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    • 제30권3호
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    • pp.13-22
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    • 2022
  • 수계에 오염된 색도 물질을 더욱 효율적으로 처리하고자 버려지는 폐자원을 이용하여 흡착제인 바이오차를 제조하고 적용하는 방안을 모색하고자 하였다. 이에 가로수 전정부산물이나 폐목재를 활용하여 넓은 비표면적을 가지고 있는 바이오차를 제조하고 이를 이용하여 색도물질 제거에 적용하였다. 대표적인 가로수 전정부산물(플라타너스, 은행나무, 참나무)과 폐목재를 산소가 없는 조건에서 열분해하여 바이오차를 제조하였으며, 제거대상 물질로는 방향족 고리를 가지고 있어서 생물학적 분해가 어렵고, 물리적 처리와 화학적 처리시 제거효율이 떨어지는 것으로 알려져 있는 녹청색의 유기염료로 주로 인피섬유에 사용되며, 종이, 가죽과 면의 매염에 사용되기도 하는 메틸렌블루(MB)를 선정하였다. 실험결과 플라타너스 기반 바이오차가 제일 높은 흡착능을 보였으며, Langmuir 모델식을 이용하여 구한 qmax 값은 78.47 mg/g으로 나타났다. 또한 물리적 흡착과 화학적 흡착을 구별하는데 사용되는 Dubinin-Radushkevich(D-R) 모델식을 이용하여 흡착에너지(E) (kJ/mol)를 구한 결과 MB에 대한 흡착에너지(E) 값은 4.891 kJ/mol로 8 kJ/mol(물리흡착과 화학흡착의 기준 값) 보다 작았으며, 이는 바이오차와 MB 염료 사이에 van der Waals와 같은 약한 결합이 존재하는 물리흡착임을 알 수 있었다. 반응온도 변화에 따른 흡착실험을 통해 얻은 ∆G의 값은 -3.67~7.68 kJ/mol으로서 물리적 흡착반응 영역에 해당함을 확인하여, 본 연구에서 제조된 플라타너스 기반 바이오차의 MB 흡착메커니즘은 넓은 비표면적을 이용한 물리적 흡착임을 제시할 수 있었다. 또한 타 연구에서 제시된 상업용 활성탄과 비교하여도 동등 이상의 흡착능력을 보였다.

Cellulosimicrobium sp. YB-43에 의해 생산되는 2종류 β-mannanase의 특성분석 (Characterization of two β-mannanases from Cellulosimicrobium sp. YB-43)

  • 윤기홍
    • 미생물학회지
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    • 제51권3호
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    • pp.263-270
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    • 2015
  • 탄소원으로 Avicel이 첨가된 배지에서 공주에 소재한 밤 나무 농장의 토양 미생물을 증균 배양하여 mannanase를 생산하는 미생물을 분리하였다. 분리균 YB-43의 16S rDNA 서열은 Cellulosimicrobium 속 균주와 유사도가 99.6% 이상으로 가장 높게 나타났다. Locust bean gum (LBG)이나 konjac이 첨가된 배지에서 분리균의 mannanase 생산성이 크게 증가하였다. 0.7% LBG가 첨가된 LB 배지에서 Cellulosimicrobium sp. YB-43이 균체외로 생산한 mannanase를 DEAE-Sepharose와 Q-Sepharose 컬럼 크로마토그래피로 부분 정제하여 mannanase A (ManA)와 mannanase C (ManC)로 분획하였다. ManA는 $55^{\circ}C$와 pH 6.5, ManC는 $65^{\circ}C$ pH 7.5에서 최대활성을 보였으며, ManA는 $40^{\circ}C$ 이하에서 1시간 동안 실활되지 않았으나 ManC는 $20^{\circ}C$에서도 상당량 실활되었다. 또한 ManA와 ManC는 기질특이성과 mannooligosaccharides의 최종 분해산물에도 차이가 있는 것으로 나타났다. 이로 보아 Cellulosimicrobium sp. YB-43은 특성이 서로 다른 2종류 mannanases를 생산하는 것으로 판단된다.

산불이 삼마산의 삼림식생에 미치는 영향 (Effects of Fire on Forest Vegetation in Mt. Samma)

  • 김원;박정혜;조영호
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제22권3호
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    • pp.145-153
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    • 1999
  • 1997년 3월에 대구광역시 동구 미대동 삼마산(333 m)의 일부 지소에 산불이 발생하여 약 6 ha의 소나무림과 임상식생이 전소되어 산화 당년에 벌목되었고 그 이듬해에 잣나무를 조림하였다. 산화 2년째인 1998년 4월에서 10월까지 산화지와 대조구인 비산화지를 선정하여 산화지의 효율적인 관리를 위한 기초자료를 제공하기 위해 식생조사와 토양조사를 실시하였다. 산화지에서는 총 43종류, 비산화지에는 총35종류의 식물이 출현하였으며, 적산우점도(SDR₃)는 산화지에서 참싸리(96.87), 졸참나무(77.90), 방동사니(46.22), 억새(38.33), 칡(36.84) 순이고, 비산화지에서 교목층은 소나무(100.00), 굴참나무(66.10), 개암나무(31.36)순, 관목층은 졸참나무(100.00), 산초나무(64.89), 참싸리(21.60)순, 초본층은 졸참나무(76.30), 억새(72.84), 산거울(64.89) 순으로 나타났다. 출현한 식물의 생활형은 산화지는 Th-D₁-R/sub 5/-e형, 비산화지는 H(M)-D₁-R/sub 5/-e형으로 나타났다. 두 지소간 유사도지수는 0.41이었고, 천이도(DS)는 산화지 609, 비산화지 1168, 종다양성지수(H)는 산화지 2.499, 비산화지 2.807, 균등성지수(e)는 산화지 0.664, 비산화지 0.789, 우점도지수(C)는 산화지 0.155, 비산화지 0.099이었다. 토양성분은 산화지에서는 pH, NO₃/sup -/-N함량, 유효인산, 치환성 양이온 K/sup +/, Ca/sup 2+/, Na/sup +/, Mg/sup 2+/이 비산화지보다 더 높은 값을 보였고, 유기물함량, 총탄소함량, 총질소함량, NH₄/sup +/-N함량은 비산화지보다 더 낮은 값을 보였다. 이상의 결과로 보아 본 조사지에서 산화지의 식생천이양상은 산화 당년에 억새와 참싸리, 산화 2년째에 참싸리와 졸참나무가 우점해 있고 앞으로 새로운 교란요인이 발생하지 않는다면 졸참나무군락으로 천이가 진행됨을 예상할 수 있다. 산불로 인해 식생이 파괴된 우, 그 이전의 상태로 회복되기까지 많은 시간이 걸린다는 점을 고려해서 장기적인 계획에 의한 더욱 구체적이고 체계적인 연구가 효율적인 산화지 관리면에서 수행될 필요성이 있다.

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솔잎혹파리 피해적송림(被害赤松林)의 생태학적(生態学的) 연구(研究) (I) (Ecological Changes of Insect-damaged Pinus densiflora Stands in the Southern Temperate Forest Zone of Korea (I))

  • 임경빈;이경재;김용식
    • 한국산림과학회지
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    • 제52권1호
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    • pp.58-71
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    • 1981
  • 충남(忠南) 전북지방(全北地方) 적송림(赤松林)의 천이과정(遷移過程)을 연구(研究)하기 위하여 솔잎혹파리의 피해지속기간(被害持續期間)에 따라 피해극기지(被害極基地) (5년전(年前)에 피해발생(被害発生))인 공주(公州)(A), 피해지속지(被害持續地)(10년전(年前)에 피해발생(被害発生))인 부여(扶餘)(B), 피해회복지(被害回復地)(20년전(年前)에 피해발생(被害発生))로서 고창지역(高敞地域)(C)을 조사지역(調査地域)으로 설정(設定)하고, 각(各) 조사지역별(調査地域別)로 환경요인(環境要因)과 식생상태(植生狀態)를 調査하여, 환경요인(環境要因)과 식생상태(植生狀態), 삼림군집(森林群集)의 비교(比較), 식물상(植物相)의 변화(変化) 등(等)을 분석(分析)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다 1. 임분(林分)이 솔잎혹파리피해(被害)로 부터 회복(回復)되어 감에 따라 식생구성(植生構成)에 변화(変化)가 오고 대상수종(代償樹種)으로 발달(発達)된 참나무류(類)의 상대우점치(相対優点値)가 감소(減小)되었다. 그러나 본(本) 조사지역내(調査地域內)에서는 상수리나무의 상대우점치(相対優点値)가 다른 참나무류(類) 보다 높았다. 2. 솔잎혹파리피해(被害)가 지속(持續)됨에 따라 삼림군집(森林群集)의 종구성상태(種構成狀態)가 점차 다양(多樣)하여진다. 그후 피해(被害)가 회복(回復)됨에 따라 임분(林分)의 종구성상태(種構成狀態)는 단순화(单純化)되는 것으로 나타났다. 3. 상대밀도(相対密度) 및 상대우점치(相対優点値)의 상대치(相対値)에 의(依)한 식생천이(植生遷移)를 종합분석(綜合分析)한 결과(結果) 솔잎혹파리피해(被害)의 극심(極甚)에서 우점종(優点種)을 이루던 참나무류(類)가 피해(被害)로부터 회복(回復)되어감에 따라 그 값이 감소(減少)되고, 싸리류(類), 진달래류(類) 등(等)이 하층식생(下層植生)을 형성(形成)하는 삼림군집(森林群集)으로 변화(変化)하여 갔다. 4. 식생(植生)에 미친 토심(土深), 토양함수량(土壤含水量), 유기물함량(有機物含量), 그리고 유기물층(有機物層)의 두께는 본(本) 조사대상지(調査対象地)의 범위내에 있어서는 거의 같은 것으로 사료(思料)되었고 연평균강수량(年平均降水量)과 온도(温度)도 유사(類似)하였다고 본다.

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7개(個) 수종(樹種)의 잎이 pH수준별(水準別) 처리(處理)에 따른 엽록소(葉綠素) 함량(含量) 및 침출액(浸出液) pH변화(變化) (Changes in Chlorophyll Contents of Leaves and pH of the Extracted Solutions from the Leaves of 7 Tree Species by pH Level)

  • 우종호;안인석;박용구
    • 한국산림과학회지
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    • 제87권2호
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    • pp.145-152
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    • 1998
  • 산성우에 대한 수목 잎의 반응에 대한 기초연구로서 느티나무, 아까시나무, 상수리나무, 벚나무, 은행나무, 잣나무, 소나무 잎을 대상으로 여러 가지 pH(pH 2.0~pH 6.0)수준 및 시간별로 처리하여 침출수의 pH와 잎의 엽록소 함량 변화에 대한 연구를 하였을 때 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 1. 공시 수종의 잎을 pH 3.0~pH 6.0의 용액에 담그었을 때 처리 용액의 pH는 시간이 지남에 따라 수종별로 일정한 pH대로 변화하여 48시간 후에는 느티나무 pH 5.0~pH 5.5, 아까시나무 pH 5.5~pH 6.0, 상수리나무 pH 4.5~pH 5.0, 벚나무 pH 5.5~pH 6.0, 은행나무 pH 3.5~pH 4.5, 잣나무 pH 3.5~pH 4.5로 바뀌어 갔다. 그러나 소나무의 경우에는 일정한 pH대를 파악할 수 없었다. pH 2.0용액을 처리하였을 때 느티나무, 아까시나무, 벚나무에서 pH가 약간 상승하였고 다른 수종의 경우 거의 변화가 없었다. 2. 여러 가지 pH 용액 처리후 엽록소 함량 변화에 대한 실험에서 pH 2.0 용액 처리시 느티나무, 아까시나무, 벚나무에서 엽록소의 함량이 감소였다. 한편, 다른 pH 수준에서는 엽록소 함량이 거의 일정하였다. 다른 수종들에 대한 다양한 pH 처리수준 및 처리 시간에 따른 엽록소 함량변화가 거의 없었다. 이를 통하여 느티나무, 아까시나무, 벚나무 잎의 산성우 pH 상승효과가 높은 것을 알 수 있었다.

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홍조류로부터 신규 한천분해미생물 Alteromonas macleodii subsp. GNUM08120의 분리 및 동정 (Isolation and Characterization of a Novel Agar Degrading Bacterium, Alteromonas macleodii subsp. GNUM08120, from Red Macroalgae)

  • 지원재;임주현;박다연;김무찬;김창준;장용근;홍순광
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.8-16
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    • 2013
  • An agar-hydrolyzing marine bacterium, strain GNUM08120, was isolated from Sargassum fulvellum collected from Yeongil bay of East Sea of Korea. The isolate was Gram-negative, aerobic, motile with single polar flagellum, and grew at 1-10% NaCl, pH 5.0-8.0, and $15-37^{\circ}C$. G+C content and the predominant respiratory quinone were 46.13 mol% and Q-8, respectively. The major cellular fatty acids were Summed feature 3 (24.5%), $C_{16:0}$ (21.7%), and $C_{18:1}{\omega}7c$ (12.5%). Based on 16S rRNA gene sequence similarity and DNA-DNA hybridization analyses, strain GNUM08120 was identified as a novel subspecies of Alteromonas macleodii, designated Alteromonas macleodii subsp. GNUM08120. Production of agarase by strain GNUM08120 was likely repressed by the effect of carbon catabolite repression caused by glucose. The crude agarase prepared from 12-h culture broth of strain GNUM08120 exhibited an optimum pH and temperature for agarase activity at 7.0 and $40^{\circ}C$, respectively. The crude enzyme produced (neo)agarobiose, (neo)agarotetraose, and (neo)agarohexaose as the hydrolyzed product of agarose.

A New Species of Hyphomycetes, Aspergillus coreanus sp.nov.,Isolated from Traditional Korean Nuruk

  • Yu, Tae-Shick;Yeo, Soo-Hwan;Kim, Hyun-Soo
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제14권1호
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    • pp.182-187
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    • 2004
  • Strain NR $15-1^T$ isolated from traditional Korean Nuruk is described as a new species and named as Aspergillus coreanus NR $15-1^T$ sp. novo Strain NR $15-1^T$ grew rapidly to form yellow-green colonies whose surfaces were velvety on Czapek solution agar. Conidial heads were yellow to light and elliptical, whereas the conidiophore was colorless and typically long. In addition, vesicles were from flask-shaped to globose, and sterigmata are uniseriate. Conidia were spherical and deep yellow-green, and their surfaces were lightly roughened. The G+C content of strain NR $15-1^T$ was 51 mol% and strain NR $15-1^T$contained a dihydrogenated ubiquinone with Q9 (94.9%) as a major quinone. The nucleotide sequences of strain NR $15-1^T$ in the two Internal Transcribed Spacers (ITS 1 and 2) and 5.8S rDNA showed highest similarity when compared with that of A. tubingensis and A. phoenicis NRRL $365^T$. However, based on morphological and chemotaxonomic characteristics, this strain was different from A. tubingensis and A. phoenicis NRRL $365^T$. On the basis of the data presented, it is proposed that strain NR $15-1^T$ should be placed in the genus Aspergillus as a new species, Aspergillus coreanus sp. novo Therefore, the type strain of the new species is strain NR $15-1^T$ (=KCTC 18075P^T,=KCCM 80006^T$.