• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권4호
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• pp.113-117
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• 2016

수소를 생산하는 방법 중 하나로, 광전기화학적(photoelectrochemical; PEC) 물 분해 시스템은 높은 이론적 효율을 가진 친환경적이고 경제적인 방법이다. 광전극으로서 질화갈륨(gallium nitride; GaN)은 내화학성이 좋고 밴드갭이 물의 산화환원준위($V_{redox}=1.23$ V vs. SHE)를 포함하여 외부 전압 없이 수소를 생산할 수 있는 시스템을 구축할 수 있다. 그러나 이때 발생하는 높은 산소 발생 과전압은 시스템의 반응 효율을 저하시킨다. 산소 발생 과전압을 줄이기 위한 방법으로 광전극에 조촉매를 이용하는 방법이 많이 알려져 있다. 본 연구에서는 GaN 광전극에 입자 형태의 이산화망간(manganese dioxide; $MnO_2$)을 조촉매로 도입하여 PEC 시스템의 특성을 분석하고자 한다. $MnO_2$가 광전극에 잘 형성되었는지를 확인하기 위하여 표면분석을 수행하였고, potentiostat(PARSTAT4000)을 이용해 PEC 특성을 분석해 평가하였다. $MnO_2$가 코팅됨에 따라 flat-band potential($V_{fb}$)과 onset voltage($V_{onset}$)가 각각 음의 방향으로 0.195 V, 0.116 V 이동하는 것이 확인되었다. 광전류밀도 값에 대해서도 $MnO_2$ 코팅 샘플이 더 높게 나타나며, 시간에 따른 광전류의 저하도 개선되었다. 이로부터 $MnO_2$이 조촉매로서 효과가 있음을 확인하였고, PEC 시스템 전반에 걸쳐 효율 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제18권3호
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• pp.229-234
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• 2012

본 연구는 구제역 긴급행동 지침 (SOP)에서 제시한 화학적 처리가 양돈분뇨의 이화학적 성상에 미치는 영향을 알아보고 이에 따른 적절한 후처리 방법을 모색하기 위하여 수행한 것이다. 가축분뇨의 알칼리처리-산중화 및 산처리-알칼리 중화처리는 처리조건에 따라 다양한 이화학적 변화가 있었으며, 이에 대한 결과요약은 다음과 같다. 1. B4 처리구 (Citric Acid-Calcium Oxide)의 경우는 산처리 후 알칼리 중화처리 시에 응고현상이 발생하였다. 이는 구연산과 생석회의 투입으로 인한 물질 간 화학적 결합에 기인하는 것으로 사료된다. 2. 산처리-알칼리 중화 (B처리구)의 모든 처리구에서 EC가 약 50 mS/cm 전후까지 증가 하였으며, A4 처리구를 제외한 알칼리처리-산 중화 (A처리구)에서는 처리 후 원수의 EC 보다도 낮은 경향을 나타냈다. 3. $NH_4{^+}$-N의 농도는 산처리-알칼리 중화 (B처리구)에서 처리 후 거의 변화가 없는 반면, 알칼리처리-산 중화 (A처리구)에서는 급격히 감소하였다. 이는 암모니아의 탈기로 인한 기작으로 사료되며, 특히 CaO를 이용한 A1, A2 처리구에서 두드러지게 나타났다. 4. 알칼리처리-산 중화 및 산처리-알칼리 중화는 처리조건에 따라서 이화학적 변화의 양상이 다양하다. 적정 pH 수준을 위한 시약의 소요량 및 운영관리 면에서 볼 때, 병원성미생물 등으로 오염된 가축분뇨 화학적 전처리시에는 산처리-알칼리중화 (B처리구) 보다는 알칼리처리-산 중화 처리구 (A처리구) 적합 할 것으로 사료된다. 그러나 자원화, 정화처리 등 후처리방법의 선정은 각 농가 및 지역적 환경요소에 따라 다르므로 산 알칼리제제의 소요량에 따른 경제성 평가 및 처리목적 등에 대한 충분한 검토가 필요하다.

• 유통과학연구
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• 제10권7호
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• pp.33-41
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• 2012

The purpose of this study is to analyse the state of the energy industry and to determine the efficiency of its functioning on the basis of energy conservation principle and application of innovative technologies aimed at improving the ecological modernisation of agricultural sectors of Kazakhstan. The research methodology is based on an integrated approach of financial and economic evaluation of the effectiveness of the investment project, based on calculation of elasticity, total costs and profitability, as well as on comparative, graphical and system analysis. The current stage is characterised by widely spread restructuring processes of electric power industry in many countries through introduction of new technical installations of energy facilities and increased government regulation in order to enhance the competitive advantage of electricity market. Electric power industry features a considerable value of creating areas. For example, by providing scientific and technical progress, it crucially affects not only the development but also the territorial organisation of productive forces, first of all the industry. In modern life, more than 90% of electricity and heat is obtained by Kazakhstan's economy by consuming non-renewable energy resources: different types of coal, oil shale, oil, natural gas and peat. Therefore, it is significant to ensure energy security, as the country faces a rapid fall back to mono-gas structure of fuel and energy balance. However, energy resources in Kazakhstan are spread very unevenly. Its main supplies are concentrated in northern and central parts of the republic, and the majority of consumers of electrical power live in the southern and western areas of the country. However, energy plays an important role in the economy of industrial production and to a large extent determines the level of competitive advantage, which is a promising condition for implementation of energy-saving and environmentally friendly technologies. In these circumstances, issues of modernisation and reforms of this sector in Kazakhstan gain more and more importance, which can be seen in the example of economically sustainable solutions of a large local monopoly company, significant savings in capital investment and efficiency of implementation of an investment project. A major disadvantage of development of electricity distribution companies is the prevalence of very high moral and physical amortisation of equipment, reaching almost 70-80%, which significantly increases the operating costs. For example, while an investment of 12 billion tenge was planned in 2009 in this branch, in 2012 it is planned to invest more than 17 billion. Obviously, despite the absolute increase, the rate of investment is still quite low, as the total demand in this area is at least more than 250 billion tenge. In addition, industrial infrastructure, including the objects of Kazakhstan electric power industry, have a tangible adverse impact on the environment. Thus, since there is a large number of various power projects that are sources of electromagnetic radiation, the environment is deteriorated. Hence, there is a need to optimise the efficiency of the organisation and management of production activities of energy companies, to create and implement new technologies, to ensure safe production and provide solutions to various environmental aspects. These are key strategic factors to ensure success of the modern energy sector of Kazakhstan. The contribution of authors in developing the scope of this subject is explained by the fact that there was not enough research in the energy sector, especially in the view of ecological modernisation. This work differs from similar works in Kazakhstan in the way that the proposed method of investment project calculation takes into account the time factor, which compares the current and future value of profit from the implementation of innovative equipment that helps to bring it to actual practise. The feasibility of writing this article lies in the need of forming a public policy in the industrial sector, including optimising the structure of energy disbursing rate, which complies with the terms of future modernised development of the domestic energy sector.

• 대한환경공학회지
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• 제39권6호
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• pp.356-370
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• 2017

본 논문에서는 국내 환경에서 설정된 가정 하에 지능형 전력망 기술이 지능형 송배전, 소비자, 전력서비스, 신재생 에너지 및 운송 등의 5가지 분야에 적용될 경우 2030년까지의 연도별 국내 에너지 절감 및 $CO_2$ 감축 효과와 그 상대적 기여도를 예측, 분석하였다. 2030년 지능형 전력망 운용에 따른 총 에너지 절감량은 103,121 GWh로 계산되며 이는 당해 소비전력량 전망치의 약 13.1%로 2025년 이후 이 비율은 약 10% 이상으로 유지될 것으로 예측되었다. 이를 토대로 계산된 2030년 $CO_2$ 배출 감축량은 5,538만 $tCO_2$로 계산되었고 이는 당해 온실가스 감축 목표량인 3억 1,500만 $tCO_2$에 17.6%에 해당하는 값이다. 이러한 $CO_2$ 배출 감축량은 에너지 절감량과는 다르게 해가 거듭될수록 전체 배출 감축량에 대한 그 비율이 감소하는데 이는 향후 온실가스 배출량의 대부분을 차지하는 석탄화력 발전량의 지속적인 증가와 국가의 목표 배출 감축 속도가 매우 빠르게 설정되었기 때문으로 판단된다. 2030년 5가지 각 분야에서의 에너지 절감 및 $CO_2$ 배출 감축 기여 비율은 지능형 소비자 44.37%, 신재생 에너지 29.16%, 전력서비스 20.12%, 송배전 5.11%, 운송 1.24%로 계산되고 시간에 따른 상대적 에너지 절감 속도는 지능형 소비자 분야가 가장 빠르며 신재생 에너지 및 전력서비스로 순서를 이룬다. 송배전 분야에서의 절감 속도는 송배전 손실률 향상의 한계 때문에 낮고, 전기자동차 예상 보급 대수의 증가율이 낮아 운송 부분의 절감 속도가 가장 느리므로 이에 대한 대책이 필요할 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제23권3호
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• pp.201-216
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• 2013

지하수면과 불포화대의 수분 포화도가 지하투과레이더(GPR) 신호에 미치는 영향을 연구하기 위하여 실내 토조와 충적층 현장에서 GPR 조사를 수행하였다. 실내의 모래 채움 토조 실험에서, 지하수위를 변화시키기 위해 물을 탱크 바닥에 설치된 밸브를 통해 주입하고 배수시켰다. 지하수위와 수분포화도를 추정하기 위하여 모래 채움 토조에서 GPR 수직반사법(이후, VRP) 자료가 획득되었다. 실내 모래 채움 토조에서 획득된 GPR 신호는, 지하수위는 물론 함수율 변화에도 민감하게 반응함을 보여준다. 불포화대에서 GPR 속도는 함수율 변화에 따라 크게 조절되며, 주시 시간의 증가는 포화도의 증가로 해석된다. 함안군 이룡리 낙동강변 충적층에서 220m에 달하는 VRP 조사가, 지하수위를 추정하기 위하여 수행되었다. 현장 조사 결과, 포화 조건에서 GPR 신호의 첫 번째 반사면은 모관 상승에 의한 경계부를 지시하며, 실제 지하수면과는 차이가 있음을 지시한다. 보다 정확한 지하수위를 추정하기 위하여, Well-3호공 주변에서 중앙공심점(common mid-point, 이후, CMP) 방식 GPR 조사를 수행하였다. 그 결과, 모관 상승 경계부와 지하수면으로부터 반사되는 CMP 자료는 쌍곡선 형태를 보였다. NMO(nomal move-out) 보정을 통해, CMP 조사 자료로부터 GPR 신호의 속도를 구하였고, 이는 보다 상세한 지하수면과 심도별 포화도 정보를 제공하였다. 지하수면과 포화도 정보를 포함하는 GPR 조사결과는 통기대의 현장 수리 지질학적 특성 조사에 유용한 수단이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권3호
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• pp.209-218
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• 2020

ET_c 손실을 보상하는데 필요한 물의 양을 작물 용수 요구량(Crop water requirement, CWR)로 정의되며, ET_c 평가는 작물 필요 요구량을 정확하게 정량화하는 데 필요하며, 물 균형 계산에서 중요한 역할을 한다. 토마토와 파프리카의 실제 관수 요구량(Actual crop water, ACW)이 적절한 CWR인지 평가하였다. 토마토와 파프리카 재배에 적정한 AWC 예측 및 추정을 위하여 온실 내부 환경데이터를 Penman-Monteith을 이용하여 기준 작물 증발산(ET)을 계산한 후, 기준 증발산은 작물 상수(Kc;토마토-1.15, 파프리카-1.05)계수로 조정하였다. 토마토와 파프리카의 CWR과 ACW를 계산하여 비교 평가한 결과 ACW가 CWR을 대체할 수 있지만 파프리카의 ACW는 필요 이상으로 높게 나타났다. 또한, 토마토의 ACW는 1일 100 ~ 1,200 ml이고, 파프리카의 ACW는 1일 100 ~ 500 ml가 적절한 것으로 나타났다. 그러나, 스마트 온실에서 ET_c의 정밀도를 높이려면, ET_c가 CWR로 변환되고 ACW와 비교하기 위해서 클래스 A팬 설정이 필요하다. 향후 실시간으로 CWR을 측정하기 위한 시뮬레이션 프로그램 연구가 필요하다.

• 해양환경안전학회지
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• 제14권2호
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• pp.135-143
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• 2008

에머지 개념을 이용하여 영산강하구역, 섬진강하구역, 한강하구역의 자연환경과 사회경제활동을 평가하고 하구역 관리와 관련한 시사점을 제시하였다. 영산강하구역, 섬진강하구역, 한강하구역의 자연환경과 사회경제활동에 대한 에머지 평가는 대형 하천이 유입하는 환경적 특성과 주변 지역의 사회경제활동 중심으로 기능하는 경제적 특성 등 이들 하구역의 특성을 잘 보여주었다. 각 하구역으로 유입하는 주요 자연환경 에머지는 하천, 조석, 강수 등 이었다. 그러나 이들 재생가능에머지가 세 하구역의 전체 에머지 유입량에서 차지하는 비율은 8% 미만으로 아주 적었다. 이에 비해 하구역의 외부에서 구입하여 지역경제에 투입하는 에머지의 비율은 $92{\sim}98%$로 대부분을 차지하였다. 단위면적당 에머지사용량, 인구수용력, 환경부하비율, 에머지지속성지수 등 다양한 에머지 지수가 현재 영산강하구역, 섬진강하구역, 한강하구역에서 이루어지고 있는 사회경제활동의 지속성이 아주 낮다는 것을 보여주었다. 영산강하구역, 섬진강하구역, 낙동강하구역의 자연환경이 우리 경제에 기여하는 가치는 $729{\sim}2,206$만 Em\/ha/yr으로 높게 평가되었다. 이는 우리나라 전체평균보다 2배 이상 높은 것인데, 하구역의 자연환경이 가지고 있는 생태경제적 중요성을 반영한다. 따라서 각 하구역이 가지고 있는 생태적 경제적 잠재력을 유지하고 회복하기 위한 하구환경관리정책의 수립 시행이 시급하다고 할 수 있다. 이는 인구 및 경제 집중의 완화, 하구의 환경수용력을 고려한 이용 개발 등 하구환경에 압력에 미치는 부정적 영향을 줄이기 위한 수요조절 측면의 정책과 훼손된 생태계의 복원, 인공생태계의 조성 등 생태계의 구조와기능을 회복하여 우리가 이용할 수 있는 생태계 서비스를 증가시키는 공급조절 측면의 두 가지 방향으로 추진할 필요가 있다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제33권3호
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• pp.195-207
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• 2006

Stem cells are the primordial, initial cells which usually divide asymmetrically giving rise to on the one hand self-renewals and on the other hand progenitor cells with potential for differentiation. Zygote (fertilized egg), with totipotency, deserves the top-ranking stem cell - he totipotent stem cell (TSC). Both the ICM (inner cell mass) taken from the 6 days-old human blastocyst and ESC (embryonic stem cell) derived from the in vitro cultured ICM have slightly less potency for differentiation than the zygote, and are termed pluripotent stem cells. Stem cells in the tissues and organs of fetus, infant, and adult have highly reduced potency and committed to produce only progenitor cells for particular tissues. These tissue-specific stem cells are called multipotent stem cells. These tissue-specific/committed multipotent stem cells, when placed in altered environment other than their original niche, can yield cells characteristic of the altered environment. These findings are certainly of potential interest from the clinical, therapeutic perspective. The controversial terminology 'somatic stem cell plasticity' coined by the stem cell community seems to have been proved true. Followings are some of the recent knowledges related to the stem cell. Just as the tissues of our body have their own multipotent stem cells, cancerous tumor has undifferentiated cells known as cancer stem cell (CSC). Each time CSC cleaves, it makes two daughter cells with different fate. One is endowed with immortality, the remarkable ability to divide indefinitely, while the other progeny cell divides occasionally but lives forever. In the cancer tumor, CSC is minority being as few as 3-5% of the tumor mass but it is the culprit behind the tumor-malignancy, metastasis, and recurrence of cancer. CSC is like a master print. As long as the original exists, copies can be made and the disease can persist. If the CSC is destroyed, cancer tumor can't grow. In the decades-long cancer therapy, efforts were focused on the reducing of the bulk of cancerous growth. How cancer therapy is changing to destroy the origin of tumor, the CSC. The next generation of treatments should be to recognize and target the root cause of cancerous growth, the CSC, rather than the reducing of the bulk of tumor, Now the strategy is to find a way to identify and isolate the stem cells. The surfaces of normal as well as the cancer stem cells are studded with proteins. In leukaemia stem cell, for example, protein CD 34 is identified. In the new treatment of cancer disease it is needed to look for protein unique to the CSC. Blocking the stem cell's source of nutrients might be another effective strategy. The mystery of sternness of stem cells has begun to be deciphered. ESC can replicate indefinitely and yet retains the potential to turn into any kind of differentiated cells. Polycomb group protein such as Suz 12 repress most of the regulatory genes which, activated, are turned to be developmental genes. These protein molecules keep the ESC in an undifferentiated state. Many of the regulator genes silenced by polycomb proteins are also occupied by such ESC transcription factors as Oct 4, Sox 2, and Nanog. Both polycomb and transcription factor proteins seem to cooperate to keep the ESC in an undifferentiated state, pluripotent, and self-renewable. A normal prion protein (PrP) is found throughout the body from blood to the brain. Prion diseases such as mad cow disease (bovine spongiform encephalopathy) are caused when a normal prion protein misfolds to give rise to PrP$^{SC}$ and assault brain tissue. Why has human body kept such a deadly and enigmatic protein? Although our body has preserved the prion protein, prion diseases are of rare occurrence. Deadly prion diseases have been intensively studied, but normal prion problems are not. Very few facts on the benefit of prion proteins have been known so far. It was found that PrP was hugely expressed on the stem cell surface of bone marrow and on the cells of neural progenitor, PrP seems to have some function in cell maturation and facilitate the division of stem cells and their self-renewal. PrP also might help guide the decision of neural progenitor cell to become a neuron.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제3권3호
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• pp.196-205
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• 2014

최근 화석 자원의 의존성을 경감시키자는 차원에서 천연섬유에 대한 관심이 연구계 및 산업계에서 새롭게 대두되고 있다. 본 연구는 잡초중에서 새로운 천연섬유로서 이용될만한 자원을 탐색하기 위한 기초자료를 얻기 위하여 21종의 잡초종자 섬유를 수집하여 이들의 형태적 또는 분류적 특징을 조사하였다. 본 연구에서 설정한 분류지표에 따라 분류해 보았을 때 총 13가지 유형으로 나뉘어져(A0T3, A0S3, B0N0, B1N0, B2N0, B2N1, B0S3, B0T3, C0N0, C1N0, D0N0, D0S3, E1T3) 각 종자마다 독특한 특징의 섬유를 가지고 있음을 알 수 있었으며, 서로 유사한 특징을 보여 그룹화 할 수 있었던 종은 B0T3 type으로서 붉은서나물, 방가지똥, 큰방가지똥, 개쑥갓, 벌씀바귀, 보리뺑이, 솜방망이 등이 있었고, D0S3 type으로서 강아지풀, 수크령이 있었고, B2N0 type으로서 조뱅이와 엉겅퀴가 있었다. 섬유의 분지 유무을 보았을 때, 분지없이 한가닥의 섬유가 밀생하여 존재하는 것이 대부분이었고, 한 개의 주경에 여러개의 섬유가 분지되어 존재하는 것으로서 사위질빵과 큰부들이 있었다. 특이하게도 지칭개는 여러 개의 주경에 여러 개의 섬유가 분지되어 존재하는 특징을 보였다. 또한 섬유 표면에 피침형 돌기 발생 정도를 보았을 때, 피침형 돌기 없이 매끄러운 형태를 지니는 것은 지칭개, 박주가리, 물억새, 띠, 사위질빵 등이었고 나머지는 피침형 돌기가 미약하게 존재하거나 피침형 돌기가 현저하게 발달한 것들이었다. 섬유 구성세포 형태의 경우, 세포 격막 없이 한 개의 장세포로 이루어진 종들로서는 지칭개, 박주가리, 물억새, 띠, 사위질빵 등이 있었고, 나머지는 두개이상의 장세포가 다발로 뭉쳐 있는 특징을 보였다. 전반적으로 수집의 용이성, 생산성, 종자섬유의 물적 성질들을 볼 때 향후 실용화 가능성이 있을 것으로 여겨져 추가 검토가 필요한 잡초 종은 붉은서나물, 띠, 지칭개, 박주가리, 큰부들 등 이었다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제18권2호
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• pp.111-122
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• 2012

1. 가축분뇨 발효액비 관련하여 국내 현황은 농가형, 공동형, 상품형 등 크게 3가지 형태로 나누어 운영되고 있다. 특히 퇴비와 달리 가축분뇨 액비의 경우 유통활성화를 위한 품질인증제도는 실시되고 있지 않고 있으나 현장에서의 실무진의 의견을 종합하여보면 액비의 품질관리, 살포시기 조정, 저장기간의 최소화, 공동자원화시설의 운영활성화, 경종농가의 요구 등을 위해서는 반드시 필요한 부분이며 시기의 시급성을 요청하고 있다. 한편 해외국가 중 우리나라와 유사한 축산환경 문제를 가지고 있는 네덜란드는 생태법과 토양보호법을 통하여 분뇨의 관리에 대한 방법과 시기를 규정하고 있으며, 농가마다 가축분뇨 생산기준량이 인산 환산량으로 설정되어 있고 발생량 기록부의 보관을 의무화하도록 하고 있다. 또한 액비에 관한 분뇨 시용량에 대해서는 인산기준 목초지 150 kg/ha/년, 농경지 110 kg/ha/년 이하로 제한하고 있다. 일본의 경우 역시 지자체에서 발효액비 함유 비료성분을 기입하고 지역 내에서 유기액비로 유통하고 있으나, 액비의 지원과 품질의 규제 및 살포에 관한 규정은 별도로 없다. 그 외에 덴마크의 경우 액비에 대한 비료성분의 관리계획이 농가마다 의무화되어 있으며 이를 넘는 시용에 대해서는 벌금을 부과하며, 가축분뇨 저장시설에 대해서는 6개월 이상의 저장시설 설치가 의무화되어 있다. 이처럼 국외에서도 가축분뇨에 대한 관리에 대한 농지환원 및 환경에 관한 규제와 법률은 있지만 액비품질인증에 대한 세부적인 규정은 아직 마련되고 있지 않다. 2. 본 연구는 우리나라 가축분뇨 발효액비의 현장 이용형태에 따라 3가지로 나눈 후 Table 1에서 도출하였던 8가지의 형태에 따라 목표요소를 설정하였다. 향후 액비품질인증제도 구축을 위해서는 각 목표요소에 따른 평가요소의 구체적 정량, 정성화 작업이 필요하다. 예상되는 평가요소로서 (1) 비효성의 경우 사용되어지는 가축분뇨의 원료기준 및 비료의 성분을 나타내기 위한 N, P, K의 함량, (2) 위해성의 경우 비료공정관리규격에서 명시하고 있는 O-157대장균, 살모넬라 등과 같은 병원성미생물과 바이러스, 중금속의 존재여부, (3) 안정성의 경우 악취로 인한 암모니아 농도에 따른 세밀한 기준과 악취제어를 위한 액비의 부숙도에 관한 측정기준, (4) 균질성의 경우 가축분뇨 액비성상의 표준농도를 설정, 생산 공정의 표준화, (5) 경제성의 경우 품질인증기준 규정화, 제조단가 및 판매가격의 가격비율에 대하여 화학비료와 비교한 경제성, (6) 저장성의 경우 상품의 유통을 위해 장기적으로 보관할 수 있는 요소에 관하여 분뇨에서 발생하는 $CO_2$ 발생량이나 그 외에 부패에 영향을 주는 요소, (7) 상품성과 기능성의 경우 작물맞춤형 N, P, K 농도나 작물생장에 보조적인 역할을 할 수 있는 영양분요소 등을 고려하여야 한다. 향후 이러한 평가요소에 대한 명확한 기준을 마련하기 위하여 구체적인 연구와 조사가 필요하다. 특히 2012년부터 해양배출금지에 따른 가축분뇨 및 폐기물에 대한 육상처리가 불가피한 만큼 빠른 시일 내에 목표요소에 대한 평가요소의 구축이 필요하다.