• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.729-744
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• 2023

전기 자동차 및 배터리에 대한 수요가 증가함에 따라 리튬의 가치가 크게 증가하였다. 리튬은 주로 페그마타이트, 열수변질을 받은 응회암질 퇴적 점토 및 대륙성 염수에서 발견된다. 전 세계적으로 지하수로 공급되는 염호와 유전 염수는 세계 리튬 생산량의 약 70%를 차지하는 대륙 염수의 주요 리튬 공급원으로 주목받고 있다. 최근에는 심부 지하수, 특히 지열수도 리튬의 잠재적 공급원으로 연구되고 있다. 심부 지하수의 리튬 농도는 상당한 물-암석 반응과 염수와의 혼합을 통해 증가할 수 있다. 심부 지하수 중의 리튬 탐사를 위해서는 그 기원과 거동을 이해하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 전국적인 규모에서 국내 온천지역 지열수의 수문지화학 특성과 진화에 관한 예비연구를 바탕으로, 심부 지하수 환경에서의 리튬의 분포를 평가하고 그 농도에 영향을 미치는 지구화학적 요인을 이해하고자 하였다. 총 555개의 온천 지하수 시료 자료는 수화학적 특성에 따라 뚜렷한 지화학 진화 특성을 갖는 5가지 유형으로 분류되었다. 또한, 리튬의 부화 기작을 평가하기 위해 리튬 농도가 90번째 백분위수(0.94 mg/L)를 초과하는 시료(n = 56)에 대해 자세히 고찰하였다. 리튬의 농도는 수화학 유형에 따라 유의미한 차이를 보였는데, Na(Ca)-Cl유형, Ca(Na)-SO₄유형, pH가 낮은 Ca(Na)-HCO₃ 유형 순이었다. Ca(Na)-Cl 유형에서 리튬 부화는 해수침투에 따른 역이온 교환으로 발생한다. 백악기 화산퇴적 분지에서 특징적으로 나타나는 Ca(Na)-SO₄ 유형 지하수에서 용존 리튬의 부화는 열수 변질 점토 광물의 산출 및 화산활동과 관련이 있는 반면, 낮은 pH의 Ca(Na)-HCO₃ 유형 지하수에서는 심부 CO₂의 상승 혼입에 의한 기반암의 풍화 촉진으로 인해 리튬 부화가 일어난 것으로 해석된다. 본 광역 예비 지화학 연구 결과는 심부 지질환경에서의 수문지화학 진화에 대한 이해와 함께 향후 경제성 있는 리튬 탐사 지침과 관련하여 유용한 정보를 제공할 것이다.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.847-870
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• 2023

고준위 방사성폐기물을 심지층에 안전하게 처분하기 위해서는 방사성 핵종의 장기적 지구화학 거동에 대한 정확한 예측이 요구된다. 이와 관련하여 본 연구에서는 국내 심부 지하수를 대표하는 다섯가지 지화학 환경 조건에서 지화학 모델링을 수행하여 일부 방사성 핵종의 지화학 거동을 예측하였다. 다섯가지 국내 심부 지하수의 지화학 환경은 다음과 같다: 고 TDS 염지하수(G1), 산성 pH의 CO₂가 풍부한 지하수(G2), 고 pH 알칼리성 지하수(G3), 황산염이 풍부한 지하수(G4), 묽은(담수) 지하수(G5). 3~12의 pH 범위와 ±0.2V의 산화-환원전위(Eh) 조건에서 일부 방사성 핵종(우라늄, 플루토늄, 팔라듐)의 국내 심부 지하수 내에서의 용해도와 화학종(존재형태)을 예측하였다. 모델링 결과, 용존 상태의 우라늄은 주로 U(IV)로서 중성~알칼리성의 넓은 pH 환경에서 높은 용해도를 보였으며, Eh가 -0.2V인 환원 환경에서도 알칼리 pH 조건에서 높은 용해도를 보였다. 이러한 높은 용해도는 주로 Ca-U-CO₃ 착물의 형성에 의한 것으로 예측되는데, 이 착물의 활동도(activity)는 국내 심부 지하수 중 주요 단층대를 따라 산출되는 G2와 화강암반에 위치하는 G3에서 높다. 한편, 플루토늄(Pu)의 용해도는 pH에 따라 달라지며, 특히 중성~알칼리성 조건에서 가장 낮은 용해도가 나타난다. 주요 화학종은 Pu(IV)와 Pu(III)이며, 이들은 주로 흡착을 통해 제거될 것으로 추정된다. 그러나 콜로이드에 의한 이동을 고려하면, 이온강도가 낮은 심부 지하수인 G3와 G5 유형에서 콜로이드 형성 및 이동 촉진에 따라 이동성이 증가할 것으로 예상된다. 팔라듐(Pd)은 환원 환경에서는 황화물 침전 반응으로 인해 낮은 용해도를 나타내며, 산화 환경에서는 주로 금속(수)산화물에의 흡착을 통해 Pd(OH)₃^-, PdCl₃(OH)₂^-, PdCl₄^2- 및 Pd(CO₃)₂^2-와 같은 음이온 착물이 제거될 것으로 판단된다. 본 연구는 한국의 심부 지하수 환경에서 방사성 핵종의 운명과 이동에 대한 이해를 높이고, 고준위 방사성 폐기물의 안전한 처분을 위한 전략 개발에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제38권6호
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• pp.457-463
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• 2023

밀키트 중 농산물의 잔류농약 안전성 조사를 위해 인천광역시 내 대형마트, 밀키트 전문점 및 온라인 스토어에서 밀키트 27개 제품을 수거하여 원재료 중 채소류 76품목, 버섯류 37품목을 대상으로 잔류농약 339 항목에 대해 분석하였다. 채소류 76품목 중 23품목에서 잔류농약이 검출되었으며, 버섯류 37품목은 검출되지 않았다. 잔류농약 검출률은 20.4%(23건/113건)를 보였으며 평균적으로 인천광역시 유통 농산물의 잔류농약 검출률이 8.0%인것과 비교해 보면 2배 이상 높게 검출된 것을 알 수 있었다. 조사결과 23건의 잔류농약이 검출된 시료에서 총 45 항목이 검출되었으며, 잔류농약 종류는 29 항목인 것으로 나타났다. 살충제 17 항목(37.8%), 살균제 16 항목(35.5%), 살응애제(살비제) 9 항목(20%), 식물생장조절제 3 항목(6.7%)이었다. 검출된 잔류농약 중 청경채에서 2건이 농약 잔류허용기준을 초과하였으며 초과된 농약은 famoxadone 0.034 mg/kg(기준: 0.01 mg/kg 이하, PLS), fenpyroximate 0.302 mg/kg(기준: 0.01 mg/kg 이하, PLS)이었다. 부적합률은 1.8%(2건/113건)이며, 평균적인 부적합률 1.2%와 비슷하게 나타났다. 이번 조사를 통해 밀키트 중 농산물에 다양한 종류의 농약이 잔류하는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과를 토대로 밀키트 제품의 특성상 농산물에 대한 잔류농약 기준이 따로 설정되어 있지 않기 때문에 잔류농약에 대한 지속적인 모니터링이 필요하다고 판단된다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제56권6호
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• pp.683-701
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• 2023

본 연구는 우리나라 청소년의 성별과 신체활동 수준에 따른 식행동과 영양섭취 실태를 비교하기 위하여 제7기 국민건강영양조사의 2,3차년도 (2017-2018년) 자료를 분석하였다. 총 659명 중 남학생은 344명 (51.5%), 여학생은 315명 (48.5%)이며, 하루 60분 이상 신체활동 실천 빈도를 기준으로 '신체활동 많은 군' 57명 (8.9%), '신체활동 보통 군' 196명 (29.7%), '신체활동을 하지 않는 군' 406명 (61.4%)으로 구분하였다. 신체활동이 많은 군의 81.5%는 남학생, 신체활동이 없는 군의 59.9%는 여학생이었다. 신체활동을 많이 하는 청소년일수록 아침식사, 점심식사, 저녁식사 빈도가 높았다. 남학생의 35.5%는 '마른 편', 여학생의 38.9%는 '비만'으로 인식하였으며, 남학생의 20.2%는 '체중증가', 여학생의 48.6%는 '체중감량' 노력을 하였으며, 남학생의 근력운동 실시비율이 유의적으로 높았다. 신체활동에 따라서는 신체활동이 많은 군에서 주관적 건강상태를 좋다고 인식하는 경우가 67.8%로 유의하게 높았다. 신체활동이 많은 군에서 자신의 체형을 마른 편 또는 보통으로 높게 인식하는 반면 신체활동이 보통인 군과 없는 군에서는 비만으로 인식하고 있어 유의적인 차이를 보였다. 생화학적 특성은 콜레스테롤은 여학생이 공복혈당, 혈중 헤모글로빈, 헤마토크릿, 혈중 요소질소, 혈중 크레아틴은 남학생이 유의하게 높았다. 신체활동이 많은 청소년들의 혈중 중성지방과 콜레스테롤은 낮은 반면 혈중 헤모글로빈, 헤마토크릿은 유의적으로 높았다. 혈중 요소질소와 혈중 크레아틴은 신체활동을 하지 않는 군이 유의적으로 낮았다. 총 에너지 중 탄수화물: 단백질: 지방의 섭취비율은 모든 군이 적정 섭취비율 범위이었다. 신체활동을 하는 군의 에너지, 탄수화물, 단백질, 지방의 섭취량은 신체활동을 하지 않는 군보다 유의미하게 높았다. 신체활동을 하는 군의 비타민 B₁, 니아신의 섭취량이 유의적으로 높았다. 무기질은 신체활동이 많은 군의 칼슘, 인, 나트륨, 칼륨의 섭취량이 유의적으로 높았으며, 철의 섭취량은 신체활동이 보통인 군이 유의적으로 높았다. 이상의 결과, 성별에 따라 신체활동 수준의 차이를 보였으며, 규칙적인 신체활동은 청소년의 체질량지수, 식행동 및 영양소 섭취에 영향을 주었다. 따라서 학교 체육수업 참여를 통한 신체활동의 촉진과 청소년들이 흥미를 가지고 참여할 수 있는 다양한 스포츠 활동 프로그램의 개발과 운영이 필요하겠다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제38권6호
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• pp.544-550
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• 2023

치주질환의 원인균인 Porphyromonas gingivlais (P. gingivalis)의 병인인자중 하나인 gingipain 효소에 대한 억제활성을 갖는 유산균을 개발하고자 본 연구실에 보관중인 30여종의 유산균 배양상등액의 활성을 검색하였다. 그 결과 발효식품에서 분리, 동정한 Weisiella cibaria SPM402와 Lactobacillus paracasei SMP412가 P. gingivalis에 대한 항균효과, gingipain 유전자 발현억제 및 gingipain 효소활성 억제능이 확인되었다. W. cibaria SPM402 의 배양 상등액 WC402는 10 mg/mL에서 kgp 유전자는 0.71±0.02배 발현되었고, rgpB 유전자는 0.71±0.14배 발현되 약간의 발현억제 효과가 확인되었다. 반면 L. paracasei SMP412의 배양상등액 LP412는 10 mg/mL 농도에서 kgp 유전자는 0.19±0.08배, rgpA 유전자는 0.09±0.02배, rgpB 유전자는 0.24±0.03배 발현되어 LP412의 뛰어난 gingipain 유전자 발현억제 효과를 확인하였다. 10 mg/mL농도에서, Kgp 효소 활성은 WC 402에 의해 78.65±3.58% (CAG), 82.45±1.22% (CFG), LP412에 의해 80.71±2.11% (CAG), 85.81±0.05% (CFG) 억제되었다. 동일한 농도에서 Rgp 활성은 WC402에 의해 78.6±1.01% (CAG), 86.78±0.47% (CFG), LP412에 의해 82.93 ±1.26% (CAG), 88.81±0.36% (CFG) 억제되었다. 이상의 결과들을 통해 WC402와 LP412는 P. gingivalis에 대한 항균효과 뿐 아니라 병인인자 gingipain을 효과적으로 억제하는 기능성 유산균임을 확인하였다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제38권6호
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• pp.449-456
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• 2023

본 논문은 적은 농도로 존재하는 Vibrio parahaemolyticus를 6시간이내에 10⁶ CFU/mL까지 신속하게 배양가능한 배지인 Rapid Enrichment Broth for V. parahaemolyticus(REB-V)를 개발하여 V. parahaemolyticus를 신속하게 검출할 수 있도록 하였다. Modified Gompertz model과 RSM를 활용하여 V. parahaemolyticus를 신속하게 증균할 수 있도록 첨가 성분을 최적화하였다. 그 결과 2%(w/v) NaCl BPW에 D-(+)-mannose 0.3 g/L, L-valine 0.2 g/L, magnesium sulfate 0.2 g/L를 첨가하였을 때 V. parahaemolyticus의 증균량이 최대였다. REB-V의 배양조건을 pH 7.84와 37℃으로 최적화하였으며, 2%(w/v) NaCl BPW와 비교하여 REB-V의 증균 효율을 확인하기 위해 7시간 증균을 통해 증균량을 평가하였다. 또한 매시간마다 배양액에서 DNA를 추출하였고, 추출한 DNA로 real-time PCR을 수행하여 REB-V의 분자진단법 적용가능성을 확인하였다. 그 결과 7시간 동안 2%(w/v) NaCl BPW에서 V. parahaemolyticus는 5.452±0.151 Log CFU/mL까지 증균되었고, REB-V에서는 7.831±0.323 Log CFU/mL의 V. parahaemolyticus가 증균되었다. 최종적으로 REB-V에서 6시간 이내에 10⁶ CFU/mL 이상으로 증균된 것을 확인하였고, REB-V의 증균속도가 2%(w/v) NaCl BPW보다 빠르고 같은 시간 내의 증균량이 2%(w/v) NaCl BPW보다 많았음을 통해 REB-V의 증균효율이 우수한 것으로 확인되었다.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.871-885
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• 2023

2022년에는 약 1억 2,874만 m³ 의 골재가 채취되었다. 이 중 모래는 약 4,427만 m³, 자갈은 약 8,447만 m³ 이다. 허가채취는 약 5,334만 m³, 신고채취는 약 7,540만 m³ 이다. 골재원별로는 선별파쇄에서 가장 많은 7,067만 m³가 채취되었으며, 그 다음으로 산림골재 4,214만 m³, 바다골재 797만 m³, 선별세척 403만 m³, 육상골재 286만 m³, 기타골재 70만 m³, 하천골재 37만 m³ 순으로 선별파쇄와 산림골재의 채취량이 전국 채취량의 약 87.6%에 달한다. 시도별로는 경기도가 가장 골재를 많이 채취하였으며, 그 다음으로 경상남도, 충청남도, 인천광역시, 전라남도의 순이다. 2022년에는 231개 시군구의 약 64%인 147개 시군구에서 골재를 채취하였다. 100만 m³ 이상의 골재를 채취한 시군구는 44개이며, 이들 시군구에서는 전국 채취량의 72%인 약 9,269만 m³ 를 채취하였다. 2022년도에는 약 960개소 정도의 채취장이 운영되었으나 실제 골재를 채취한 채취장은 약 800개소이다. 이중 허가채취장은 350개소, 신고채취장은 450개소이다. 선별파쇄가 약 407개소로 가장 많으며, 산림골재는 187개소, 육상골재는 123개소 내외이다. 100만m³ 이상의 골재를 채취한 채취장은 14개소이며, 1만m³ 미만의 소규모 채취장도 약 105개소이다. 약 350여개의 허가채취장에서 허가기간은 최장 34.8년에서 최소 0.1년이며, 허가기간이 10년 이상인 채취장은 103개소이다. 2022년 이후에도 채취 가능한 채취장은 258개이지만 5년 내로 320여개 이상의 채취장이 개발종료되어 28개의 채취장만이 5년 이상 채취가 가능하다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_1호
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• pp.715-727
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• 2023

산악지역의 기상정보를 상세하고 적절히 제공하기 위해 산림청에서는 2012년부터 전국 주요 산악지역을 대상으로 산악기상관측망(Automatic Mountain Meteorology Observation Station, AMOS)을 구축하여, 2022년 현재 464개의 관측소가 운영되고 있다. 본 연구에서는 AMOS 지점 관측을 이용하여 우리나라 산림에 적합한 기온 격자자료를 산출하기 위해서, 기온감률 보정을 적용한 최적의 크리깅(kriging) 기법을 제안하고 그 가용성을 평가하였다. 우선 통계적 처리를 통해 AMOS 기온자료의 이상치를 제거하였고, 이 자료를 이용하여 경험 베리오그램(variogram)에 가장 근사하는 이론 베리오그램을 도출하여 최적화 크리깅을 수행하였다. 이 때 기온감률 보정(lapse rate correction)을 적용하여 산악지형의 고도 변이가 반영되는 500 m 해상도의 기온격자지도를 생성하였다. 공간적으로 치우치지 않은 검증샘플을 이용한 암맹평가를 통해 본 기법의 가용성을 평가한 결과, 0.899-0.953의 상관계수 및 0.933-1.230℃의 오차를 나타내 기온감률 보정을 적용하지 않은 정규크리깅에 비해 정확도가 다소 향상되었다. 또한 기온감률 크리깅은 우리나라 산림의 복잡지형을 잘 표현하여, 강원도 산간지역과 해안산림지역의 국지적인 변이 및 지리산·내장산과 그 주변 산림의 지형적 차이와 같은 미세한 지역특성을 살릴 수 있다는 것이 가장 큰 장점이라고 할 수 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_1호
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• pp.655-667
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• 2023

전 세계적으로 녹조 대발생은 빈번하게 보고되고 있으며, 국내에서도 매년 녹조로 인한 심각한 수질 오염 문제가 발생하고 있다. 지속적인 관리와 신속한 대응을 통한 수생태계 보호가 필요하다. 녹조 발생의 지표인 chlorophyll-a (Chl-a) 농도를 예측하기 위해 위성 영상을 이용한 연구가 많이 이루어지고 있다. 하지만 수계에 따라 변하는 분광특성과 대기 보정 오류로 인해 정확한 Chl-a 산출에 어려움이 있어 최근 머신러닝 모델을 활용하고 있다. 위성 분광지수 뿐만 아니라 녹조에 영향을 미치는 인자들에 대한 복합적인 고려가 필요하다. 따라서, 본 연구는 수질, 수문 및 기상 인자와 Sentinel-2 영상을 복합적으로 고려하여 데이터셋을 구축하였다. 최근 5년간 낙동강에 위치한 8개 보 구간의 Chl-a 농도 예측에 대표적인 앙상블 모델 random forest (RF)와 extreme gradient boosting (XGBoost)을 활용하였다. 모델 평가 지표로 r-squared score (R²), root mean square errors(RMSE), mean absolute errors (MAE)를 사용하였으며, XGBoost의 R²가 0.810, RMSE가 6.612, MAE가 4.457로 유의미한 결과를 얻은 것을 확인하였다. Shapley additive explanations (SHAP) 분석을 통해 두 모델 모두 수질 인자 suspended solids (SS), biochemical oxygen demand (BOD), dissolved oxygen (DO)과 red edge 밴드를 활용한 밴드비가 높은 중요도를 보인 것을 알 수 있었다. 다양한 입력 데이터는 모델 성능 향상에 도움을 주는 것을 확인할 수 있었으며, 국내외 녹조 탐지에 적용될 수 있을 것으로 보인다.

• 생명과학회지
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• 제33권11호
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• pp.887-896
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• 2023

염증반응(inflammation)은 발병, 진행, 악성 전이를 포함한 암의 진행과정(tumorigenesis)에서 중요한 역할을 수행하기 때문에 암 치료를 위한 전략으로 고려되고 있다. 감태(Ecklonia cava) 열수추출물(AEC)의 항암활성 동안 나타나는 항염증 반응을 연구하기 위하여, 비만세포(mast cells)의 분포, inducible nitric oxide synthase (iNOS)단백질, cyclooxygenase-2 (COX-2)단백질, nuclear factor (NF)-κB단백질, inflammasome 구성 단백질, inflammatory cytokines 발현의 변화는 AEC를 5주간 경구투여한 CT26 대장암을 내포하는 BALB/cKorl syngeneic 마우스에서 분석하였다. AEC를 처리한 후, 고형암의 무게와 조직 절편의 괴사 부위가 vehicle처리그룹에 비하여 감소하였다. 비만세포의 수는 vehicle처리그룹에 비하여 AEC처리그룹에서 증가했지만 COX-2와 iNOS의 발현은 AEC처리그룹에서 감소하였다. 또한, NF-κB, NLR family pyrin domain containing 3 (NLRP3), apoptosis-associated speck-like protein containing a caspase recruitment domain (ASC)과 Caspase-1 (Cas-1)단백질의 발현도 유사한 감소가 관찰되었다. 더불어, tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-1α (IL-1α)와 interleukin-6 (IL-6)의 mRNA 발현이 vehicle처리그룹에 비하여 AEC처리그룹에서 감소하였다. 이러한 결과는 AEC가 CT26 고형암을 내포하는 BALB/cKorl syngeneic 마우스에서 항암활성은 염증반응과 밀접한 관련이 있음을 제시하고 있다.