Chang, Sun Woo;Kim, Jitae;Chung, Il-Moon;Lee, Jeong Eun
지질공학
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제30권4호
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pp.435-446
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2020
The use of groundwater in Korea has increased in recent years to the point where its extraction is restricted in times of drought. This work models the groundwater pumping field as a confined aquifer in a simplified simulation of groundwater flow. It proposes a genetic algorithm to maximize groundwater development using a conceptual model of a steady-state confined aquifer. Solving the groundwater flow equation numerically calculates the hydraulic head along the domain of the problem; the algorithm subsequently offers optimized pumping strategies. The algorithm proposed here is designed to improve a prior initial groundwater management model. The best solution is obtained after 200 iterations. The results compare the computing time for five simulation cases. This study shows that the proposed algorithm can facilitate better groundwater development compared with a basic genetic algorithm.
Air transport is at the core of global economic growth. There is a close relationship between the flow of regional elements and the growth of the regional economy. It is easy to misestimate the impact of airports on the regional economy without considering spatial spillover effects. This study attempted to establish an asymmetric economic geographical weight matrix by applying the Spatial Durbin Model with cargo volume and passenger numbers as indicators. The influence of spillover effects on the regional economy, including direct spillover effects and indirect spillover effects are studied. The results revealed that passenger numbers and cargo volume have significant positive spillover effects on the regional economy. The driving effect of the airport on the regional economy was considered from a wider space scope. This study contributes to the scientific evaluation of the aviation economy.
조와 기장의 항산화성분 및 항산화활성에 미치는 재배시기의 영향을 규명하고자 재배시기를 달리하여 수확된 시료 메탄올 추출물의 항산화성분 및 항산화활성을 분석하였다. 재배시기에 따른 조와 기장 메탄올 추출물의 총 폴리페놀, 플라보노이드, 탄닌 등의 항산화성분의 함량과 DPPH 및 ABTS radical 소거활성은 품종 및 재배시기별로 유의적인 차이를 보이는 것으로 나타났다. 총 폴리페놀 함량은 황금조, 청차조, 삼다메 및 경관1호의 경우 만기재배에서, 경관2호는 보통기재배에서, 강해조는 조기와 만기재배에서 비교적 높은 함량을 보였고 기장의 경우 전체적으로 만기재배에서 높은 함량을 나타냈다. 총 플라보노이드 함량은 황금조와 경관2호는 보통기재배에서, 청차조, 삼다메 및 경관1호는 조기재배에서, 강해조는 만기재배에 높은 함량을 보였고 기장은 만기재배에서 높은 함량을 보였다. 총 탄닌 함량은 황금조는 조기재배에서, 청차조, 삼다메 및 강해조는 만기재배에서, 경관2호는 보통기재배에 높은 함량을 보였고 기장은 만기재배에서 조기나 보통기재배보다 높은 함량을 보였다. 조의 DPPH radical 소거활성은 황금조, 삼다메 및 강해조는 만기재배에서, 청차조와 경관2호는 보통기재배에서, 경관1호는 조기재배에서 높은 활성을 나타냈으며, 기장은 전체적으로 만기재배에서 높은 활성을 나타내었다. ABTS radical 소거활성은 황금조, 경관1호 및 강해조는 만기재배에서, 청차조, 삼다메 및 경관2호는 보통기재배에서 높은 활성을 나타내었고 기장은 만기재배에서 높은 활성을 나타내었다. 이상의 항산화성분 함량 및 항산화활성을 분석한 결과에서 조의 경우 조기재배보다는 보통기 내지 만기재배가 유리할 것으로 보이며, 기장은 만기재배가 유리할 것으로 생각된다.
생물활성탄 재질별 sulfonamide계 항생물질 5종의 생분해능을 조사한 결과 유입수의 수온 $25^{\circ}C$에서 EBCT 변화에 따른 생물분해율을 평가한 결과, 석탄계 재질의 생물활성탄은 EBCT 5~20분에서 18~82%, 야자계나 목탄계의 경우는 11~67% 및 4~56%로 나타나 석탄계 재질의 생물활성탄에서 가장 높은 생물분해능을 나타내었다. Sulfonamide계 5종에 대한 물질별 생분해능을 평가한 결과, 석탄계 재질의 생물활성탄에서 5~20분의 EBCT에서 SCP, SMT 및 STZ는 30~80%, SDM과 SMX는 18~70% 정도의 생분해율을 나타내어 SDM과 SMX가 다른 3종 보다는 생물분해능이 낮은 것으로 나타났다. 유입수의 수온 상승에 따라 5~20분의 EBCT에서 생물분해율은 크게 증가하였고, 유입수의 수온이 $5^{\circ}C$일 경우 sulfonamide계 항생물질 5종에 대한 생물분해 속도 상수는 0.0094~0.0118 $min^{-1}$, 반감기는 58.7~73.7분으로 나타났으며, 수온이 $15^{\circ}C$ 및 $25^{\circ}C$일 경우는 생물분해 속도상수가 0.0307~0.0397 $min^{-1}$ 및 0.0468~0.0718 $min^{-1}$로 나타났고, 반감기 17.5~22.6분 및 9.7~14.8분으로 나타났다. 유입수의 수온이 $5^{\circ}C$에서 $15^{\circ}C$로 상승할 경우 sulfonamide계 항생물질 5종에 대한 생물분해 속도상수는 3.2~3.8배 정도 증가하였으며, 수온이 $15^{\circ}C$에서 $25^{\circ}C$로 상승할 경우는 1.5~1.9배 정도 증가하는 것으로 나타났다.
화산 폭발 시 발생되는 화산재는 수백 km 떨어진 광대한 지역으로 확산되며, 화산재가 지표수에 유입될 경우 상수도 시설에 피해를 받게 된다. 상수도시설의 경우 우리 국민들이 먹는 식수와 생활용수를 공급하는 시설로서 화산재 피해가 발생되면 수질오염 등의 피해발생으로 상수도 공급 중단 시 사회적 혼란이 야기된다. 그러나 재난관리 매뉴얼을 살펴본 결과 화산재 피해 에 대응하기 위한 상수도시설 매뉴얼 수립이 미비한 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 기존에 수립된 화산 및 수질오염 관련 매뉴얼을 분석하여 문제점을 도출하였다. 그리고 신속한 상황판단 및 대응활동을 수행할 수 있도록 상수도시설 매뉴얼(안)의 적용범위, 재난유형, 관련기관 주요 임무 및 체계, 재난유형별 위기상황 시나리오 등의 개선방안을 제시하였다.
우리나라의 야생동식물 조사가 시간적, 경제적 이유로 주로 출현지역만을 대상으로 하고 있어 종분포모형을 개발할 때 각 모형의 장점을 최대한 이용하는 것이 필요하다. 본 연구는 위치자료의 종류(출현/비출현자료)에 따라 가장 대표적인 출현/비출현모형(presence-absence model)인 GAM(Generalized Additive Model)과 출현모형(presence-only model)인 Maxent(Maximum Entropy Model)를 이용하여 비교 검토하였다. 본 연구의 대상종으로는 캘리포니아의 보호종인 피셔(Martes pennanti)를 선정하고 대상지를 지역에 따라 나누었으며, 서식지환경을 설명하는 지형, 기후, 식생변수들을 이용하여 모형을 적용하였다. 그 결과 첫째, 실제 출현/비출현자료를 사용한 GAM이 임의 비출현자료를 사용한 GAM과 출현자료만을 사용한 Maxent보다 전체적으로 나은 것을 볼 수 있었다. 둘째, 실제 출현자료만을 이용한 모형을 개발할 경우 임의 비출현자료를 이용한 GAM보다 출현자료만을 이용한 Maxent가 더 나은 것을 알 수 있었다. 마지막으로 세부지역에서 개발된 모형(Klamath/Shasta, Sourthern Sierra)은 서로 서식환경이 다를 경우 다른 지역의 서식지를 잘 예측하지 못함을 알 수 있었고, 대상지 외부지역에 대해 과추정하는 경향을 보였다. 위 결과를 바탕으로 위치자료의 종류, 공간적 분포 등을 감안하여 대상지의 환경에 알맞은 모형을 선택하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
HPLC를 이용한 분석은 항균, 항생제의 정량분석에 있어 가장 널리 이용되고 있으며, 최근에 개발된 MSPD방법은 고정상을 직접 갈아서 추출, 정제하는 방법으로 전처리 시 그조작이 간단하며, 유기용매가 적게 들고 전처리 시간이 짧다는 장점이 있다. 본 연구는 HPLC와 MSPD방법을 이용하여 가축 중 소비량이 가장 많은 돼지고기와 생선 중 회로 가장 많이 소비되는 광어에 대하여, 식품 중 잔류 가능성이 높은 tetracycline계 항생제 3종(oxytetracycline, tetracycline, chlortetracycline)과 sulfonamide(sulfadimethoxine, sulfamerazine, sulfamethazine, slfaquinoxaline, sulfamonomethoxine) 5종의 동시분석방법을 개발코자 하였다. HPLC의 최적 분석조건으로 파장은 tetracycline계 항생물질은 360 nm에서 sulfonamide는 270 nm였으며, 이동상은 TC와 SMR이 분리되는 시점인 15분까지는 pH 4.5, oxalic acid : acetonitrile (78.5 : 21.5, v/v)로 분석하고 이후 30분까지는 pH 6.1, oxalic acid : acetonitrile (78.5 : 21.5, v/v)로 분석을 실시하였을 때 기존의 실험방법보다 피크의 분리도와 검출한계의 개선이 이루어졌으며 이를 토대로 8가지 성분의 MRLs인 $0.1{\sim}0.2mg{\cdot}kg^{-1}$까지 충분히 분석이 가능하였다. MSPD 적용을 위한 시료의 전처리 방법개선은 기존의 0.5 g으로 제한된 시료량을 3 g으로 늘릴 수 있었고 dichloromethane 20 mL와 methanol 20 mL로 연속적으로 8가지 성분을 동시에 용출시켜 sulfonamide는 $80.25{\sim}101.25%$, tetracycline계 항생물질은 $85.77{\sim}121.42%$의 회수율을 얻을 수 있었다.
본 연구는 붉가시나무(Quercus acuta Thunb.)를 대상으로 기후변화의 영향을 평가함에 있어 분산능력을 고려해보고자 하였다. 기후변화에 따른 붉가시나무의 잠재서식지 변화를 예측하기 위하여 종의 분포자료와 기후자료를 활용하여 종분포모형을 개발하였다. 종분포모형은 9개 알고리즘을 True Skill Statistic 평가 값 가중치로 합산하는 앙상블모형을 적용하여 불확실성을 줄이고자 하였다. 미래의 시간적 범위는 2050년과 2070년을 대상으로 하였으며, 기후변화 시나리오는 RCP4.5와 RCP8.5를 선정 하였다. 최종적인 미래 잠재서식지는 현재 적합서식지에서 분산능력에 따라 분산가능한지의 여부를 고려하여 결정하였다. 분산능력은 제한이 없는 경우(Unlimited)와 거리에 따른 분산 확률 함수에 3가지 계수값 (${\theta}=-0.005$, ${\theta}=-0.001$, ${\theta}=-0.0005$)을 적용하여 R 패키지인 Migclim을 사용하여 구현하였다. 2050년 RCP4.5 시나리오에서 계수값이 ${\theta}=-0.005$일 때 붉가시나무의 잠재서식지가 감소하였다. 그 이외의 경우에는 분산능력이 낮은 경우에도 한반도 내의 잠재서식지가 늘어났다. 하지만 분산능력을 고려하였을 경우 붉가시나무의 미래 잠재서식지 확장에는 한계가 분명하게 나타났다. 따라서 기후변화에 따른 미래 잠재서식지 예측에 있어서 분산능력을 고려하는 것이 중요하다고 판단된다.
본 연구는 5-L 발효기를 이용하여 재조합 고스트 박테리아(E.coli $DH5{\alpha}$/ pHCE-InaN-(enolase, GAPDH, sagA or piaA)-ghost 37 SDM) 백신의 산업화를 위해 탄소원 공급조건, 교반속도, 산소공급 조건등의 최적 배양조건과 고스트 박테리아 발현 유도를 위한 온도조절 시점과 그에 따른 발현효율 최적화를 조사하기 위해 수행하였다. 각각 다른 4종의 항원 유전자를 보유한 고스트 박테리아를 LB 배지를 이용하여 배양한 결과 모두 1 g / 1 glucose, 300 rpm, 1vvm에서 최대 균주 성장을 나타내었다. 고스트 박테리아 생성 효율의 경우 초기 대수증식기(OD$_{600}$=1.0)에서 고스트 발현을 유도했을 때 각각 최대효율인 99.99%를 나타내었으나 증기 대수증식기(OD$_{600}$=2.0)와 말기 대수증식기 (OD$_{600}$=3.0)에서는 고스트 박테리아 생성이 낮은 효율을 나타내었다. 또한 SDS-PAGE 와 western blot를 이용하여 각각 다른 4종의 항원 단백질 발현 여주를 확인한 결과 enolase (78kda), GAPDH (67kda),sagA(26kDa), piaA(26kDa)에서 항원 단백질 band를 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구결과 확립된 배양 조건과 발현효율 최적화 조건은 연쇄구균증 질병에 대해 E.coli를 이용한 고스트 박테리아 백신이 양식 산업에 있어 상업적으로 유용한 백신의 최적생산을 위해 사용 될 수 있을 것으로 사료된다.
Purpose: This paper aims to investigate the concentration of fine particulate matter (PM2.5) in the Seoul area by predicting unhealthy days due to PM2.5 and comparing the regional differences. Methods: The extreme value theory is adopted to model and compare the PM2.5 concentration in each region, and each best model is selected through the goodness of fitness test. The maximum likelihood estimation technique is applied to estimate the parameters of each distribution, and the fitness of each model is measured by the mean absolute deviation. The selected model is used to estimate the number of unhealthy days (above $75{\mu}g/m^3$ PM2.5 concentrations) in each region, with which the actual number of unhealthy days are compared. In addition, the level of PM2.5 concentration in each region is analyzed by calculating the return levels for periods of 6 months, 1 year, 3 years, and 5 years. Results: The Mapo (MP) area revealed the most unhealthy days, followed by Gwanak (GW) and Yangcheon (YC). On the contrary, the number of unhealthy days was low in Seodaemun (SDM), Songpa (SP) and Gangbuk (GB) areas. The return level of PM2.5 was high in Gangnam (GN), Dongjak (DJ) and YC. It will be necessary to prepare for PM2.5 than other regions. On the contrary, Gangbuk (GB), Nowon (NW) and Seodaemun (SDM) showed relatively low return levels for PM2.5. However, in most of the regions of Seoul, PM25 is generated at a very poor level ($75{\mu}g/m^3$) every 6months period, and more than $100{\mu}g/m^3$ PM2.5 occur every 3 years period. Most areas in Seoul require more systematic management of PM2.5. Conclusion: In this paper, accurate prediction and analysis of high concentration of PM2.5 were attempted. The results of this research could provide the basis for the Seoul Metropolitan Government to establish policies for reducing PM2.5 and measuring its effects.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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