• 전기전자학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.122-126
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• 2023

본 논문에서는 복합 미생물 배양기의 제어시스템을 제안하였다. 제안하는 제어시스템은 복합 미생물 배양기의 제어부, 통신부, 전원부, 제어시스템 등으로 구성된다. 복합 미생물 배양기의 제어부는 아날로그 신호와 디지털 신호의 변환, LCD 패널을 이용한 디스플레이, 수위센서, 온도센서, pH 농도센서 등과 같은 센서들의 신호 제어를 하도록 설계 및 제작한다. 사용하는 수위센서는 기존 수위센서가 거품과 같은 이물질 등으로 인해 측정이 어려운 문제점을 해결하고자 직진성이 우수한 IR 레이저 방식을 사용하여 정확한 수위 측정이 가능하도록 설계 및 제작한다. 온도센서는 열 저항 원리를 사용하여 측정함으로써, 높은 정확도와 누적 저항 오차가 없도록 설계하여 사용한다. 통신부는 2개의 LAN 포트와 1개의 RS-232 포트로 구성하여 복합 미생물 배양기에서 사용되는 LCD 패널, PCT 패널, 로드셀 컨트롤러 등의 신호를 제어부에 전달할 수 있도록 설계 및 제작한다. 전원부는 제어부와 통신부가 원활하게 동작할 수 있도록 24V, 12V 5V 등 3개의 전압 공급 단자로 구성하여 전원을 공급하도록 설계 및 제작한다. 복합 미생물 배양기의 제어시스템은 PLC를 사용하여 pH 농도센서, 온도센서, 수위센서 등의 센서값과 배양에 사용되는 써큘레이션 펌프, 써큘레이션 밸브, 로터리 펌프와 인버터 로드셀 등의 동작을 제어한다. 제안된 복합 미생물 배양기의 제어시스템의 성능을 평가하기 위하여 공인인증기관에서 실험한 결과는 수위 측정감도의 범위가 -0.41mm~1.59mm로, 물 온도의 변화 폭이 ±0.41℃로 현재 상용으로 판매되는 제품들 성능보다 우수한 성능으로 동작됨이 확인되었다. 따라서, 본 논문에서 제안한 복합 미생물 배양기의 제어시스템의 효용성이 입증되었다.

• 박물관보존과학
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• 제30권
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• pp.23-46
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• 2023

동아대학교 석당박물관 소장 지자총통은 조선 중기에 사용하던 전장유통식 중화기무기로 천자총통 다음으로 큰 화기류이다. 지자총통의 표면에는 표면 이물질들로 인해 고유의 색상이 가려져 있는 상태로, 보존처리가 필요한 상황으로 판단되었다. 안정적인 보존처리를 위해 감마선(γ선), X선 비파괴 투과조사, 내시경카메라 관찰을 실시하여 내부 구조와 보존상태를 파악하였고, p-XRF 성분분석, SEM-EDS 성분분석, XRD 분석 등을 활용하여 지자총통의 재질 성분과 표면 오염물 등에 관한 성분분석을 진행하였다. 휴대용현미경 관찰과 정밀 3D스캔으로 지자총통 표면 명문의 상태, 새김형태 등을 확인하였다. 감마선, X선 비파괴 투과조사 결과, 지자총통 내부에 다량의 기포가 관찰되었으며, 육안관찰로 확인되는 표면의 채플릿은 비파괴투과조사 결과로는 확인되지 않았다. p-XRF 성분분석 결과 지자총통은 구리(Cu), 주석(Sn), 납(Pb) 합금으로 만들어진 청동으로 확인되었으며, SEM-EDS를 활용한 표면 이물질 성분분석 결과, 백색이물질은 칼슘(Ca), 황(S), 티타늄(Ti)이 주성분으로 확인되었다. 티타늄은 백색수정액의 주성분인 이산화티타늄(TiO₂)으로 추정되었으며, 적색이물질은 바륨(Ba)이 주성분으로 확인되어 페인트의 체질안료인 황산바륨(BaSO₄)으로 추정되었다. 티타늄과 바륨을 주성분으로 하는 백색과 적색 오염물은 근래에 이르러 표면에 묻은 것으로 추정된다. 황색이물질은 알루미늄(Al), 규소(Si)로 확인되어 토양성분에서 유래한 것으로 추정했다. 백색이물질의 XRD 성분분석결과 황화칼슘(CaS)으로 확인되었고, SEM-EDS와 XRD 성분분석결과로 백색이물질은 석고(CaS)로 확인하였다. 성분분석의 결과를 토대로 표면 이물질 제거, 안정화처리, 강화처리를 진행하였다. 보존처리를 진행하던 중에 휴대용 현미경과 정밀 3D스캔을 통해 알려지지 않았던 명문 우(右), 병(兵), 상(上), 이(二)를 발견하였다. 또한, 명문의 새김방법과 깊이, 너비 등을 측정하였다. 우병상(右兵上)은 창원 합포성 내 위쪽이며, 이(二)는 두 번째 돈대로 파악할 수 있다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.45-59
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• 2023

세계적으로 온실가스 감축을 위해 주로 이산화탄소 발생에 초점을 맞춰왔지만, 최근에는 메탄 발생에 대한 관심이 커지고 있다. 습지, 저수지, 호소 등 수중 환경을 포함한 자연은 온실 가스 중요한 발원지이다. 호수와 저수지 바닥에 쌓인 퇴적된 유기 오염물질은 산소가 부족한 상태에서 미생물 분해를 통해 메탄과 같은 온실 가스를 생성할 수 있다. 메탄 배출은 비점오염원의 증가와 하천에 설치되는 횡단 구조물에 의한 흐름변화에 의해 증가하고 있는 실정이다. 또한, 기후 변화로 인한 수온의 상승 등은 메탄 배출을 가속화하는 원인이다. 메탄은 다양한 경로를 통해 대기로 배출될 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 메탄발생의 주요인자가 미치는 영향을 정량화하기 위하여 BMP test을 수행하였다. 실험조건에 따라 메탄발생량을 직접 계측하였으며, 실험조건은 온도, 기질의 종류, 전단응력 및 퇴적물 특성으로 구분하였다. 또한, 바닥의 전단 응력은 실험적으로 측정하기가 어려워 수치모의를 수행하였다. 실험결과, 생화학적 요소는 메탄 생성에 영향을 미치지만, 전단 속도는 메탄 분리에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 퇴적물 특성은 메탄 생성 및 분리에 영향을 미칠 수 있다. 메탄 생성과 주요인자들 간의 관계를 경험식으로 제시하였으며, 향후 전단응력 및 유기물에 대한 실험조건을 구체화하고 실험규모를 확대한다면 메탄발생과 생지화학 및 수환경인자간의 관계를 도출할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제2권1호
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• pp.53-68
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• 1969

생산력이 서로 다른 두 토양(土壤)에 유기물(有機物)을 첨가(添加)하여 근부(根部) 환경(環境)의 변화(變化)와 수도품종별(水稻品種別) 근(根)의 근부(根部) 환경(環境)에 대(對)한 반응(反應)을 육안(肉眼) 관찰(觀察)하고 양분흡수(養分吸收)를 조사(調査)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1) 고위답토양(高位畓土壤)은 유기물(有機物)의 분해(分解)가 완만(緩慢)하며 분해평형점(分解平衡點)에서의 유기물(有機物) 함량(含量)이 높고 저위답토양(低位畓土壤)은 유기물(有機物)의 분해(分解)가 급속(急速)하며 분해평형점(分解平衡點)에 함량(含量)이 낮다. 2) 저위답토양(低位畓土壤)은 근(根)의 발육(發育)이 조해(阻害)되며 유기물(有機物) 첨가(添加)에 의(依)하여 더욱 조해(阻害)된다. 유기물(有機物)의 분해(分解)로 생기는 gas가 근(根) 주변(周邊)에 피막(被膜)을 형성(形成)하는데 기인(起因)하는것 같으며 이 결과(結果)로 T/R 값이 심히 떨어진다. 3) 품종간(品種間) 근부(根部) 환경(環境)에 반응력(反應力)이 현저하여 수원(水原) 82호(號)는 농림(農林) 25호(號) 보다 고위답(高位畓) 토양(土壤)에서는 흡수력(吸收力)이 강(强)하고 저위답토양(低位畓土壤)에서는 흡수력(吸收力)이 떨어진다. 4) 유기물(有機物) 첨가(添加)로 가리흡수(加里吸收)가 조해(阻害)되고 저위답토양(低位畓土壤)에서는 인산흡수(燐酸吸收)가 가장 조해(阻害)되는데 저위답토양(低位畓土壤)에 유기물(有機物)을 첨가(添加)하여 이 두 인자(因子)가 공역(共役)할 경우 양분흡수조해(養分吸收阻害)는 상승적(相乘的)으로 야기(惹起)된다. 5) 근(根)의 활력(活力)과 근수(根數), 지상부(地上部) 생육량(生育量) 및 근부생육량(根部生育量)과의 상관(相關)은 각각(各各) r=0.839, r=0.834, r=0.948로 모두 1%에서 유의성(有意性)이 있고 지상부(地上部)와 근부(根部)의 N.P.K. 흡수량(吸收量)과도 각각(各各), r=0.751, r=0.670, r=0.769, r=0.729, r=0.742, r=0.815로 5% 수준(水準)에서 유의성(有意性)이 있으며 근부(根部)의 생육량(生育量) 및 가리(加里)의 흡수량(吸收量)과의 상관계수(相關係數)가 가장 크다. 6) 근부환경(根部環境)이 나쁜곳에서는 좋은 곳에서보다 수도지상부(水稻地上部)의 질소농도(窒素濃度)는 낮고 근부(根部)는 훨씬 높아서 ammonia 과잉(過剩)의 해독(害毒)이 예상되며 인산(燐酸)과 가리(加里)는 양부위(兩部位)에서 모두 심히 낮으며 특히 간(稈)과 엽초(葉稍)에서 더욱 낮았다. 7) 근부환경(根部環境)이 나쁜 곳에서는 좋은곳에서보다 지상부(地上部)의 당(糖)과 전분(澱粉) 및 전탄수화물(全炭水化物) 함량(含量)이 높은데 반(反)하여 근부(根部)에서는 낮은데 환원당(還元糖)에서 더욱 심하여 근부(根部)에서는 당(糖)의 이상소모(異常消耗)가 예상되고 지상부(地上部)에서는 이에 대비하여 당(糖) 대사(代謝)가 해당방향(解糖方向)으로 주력(注力)함이 예상된다. 8) 근부환경(根部環境)이 나쁜곳에서는 근부(根部)에서 지상부(地上部)로 양분(養分)의 전류(轉流)가 극히 나빴다. 9) 근부환경(根部環境)이 나쁜곳에서는 황산(黃酸)의 함유율(含有率)이 높은데 엽신(葉身)에서 특히 높아 황산(黃酸) Ion에 의(依)한 ATP 생성(生成) 조해(阻害)가 예상되고 $P_2O_5/S$ 값은 고위답(高位畓) 유기물무시용구(有機物無施用區)의 1/5에 불과(不過)하여 P-S 비(比)가 관련된것 같다. 10) 근부환경(根部環境)이 나쁜곳에서는 지상부(地上部) 철(鐵)의 함량(含量)에는 차이(差異)가 없으나 Mn 함량(含量)은 상당히 적은 편이어서 $Fe/P_2O_5$ 값이 큰데 간(稈)과 엽초(葉稍)에서 7배(倍)나 되어 철인산(鐵燐酸) 침전에 의(依)한 통도(通導)의 기계적(機械的) 장해(障害)가 예상된다. 11) 토양중(土壤中) 조해성(阻害性) 인자(因子)는 유기물(有機物) 분해속도(分解速度)가 빠른 경우 악화(惡化)되어 근부기능기(根部機能基)를 조해(阻害)하여 양분(養分)을 조지(阻止)하고 체내(體內) Ion 평형(平衡)(N. P. K. S. Fe)을 교란(攪亂) 이상대사(異常代謝)(해당작용(解糖作用) A. T. P 생성약화(生成弱化))를 일으켜 전류(轉流)가 방해(防害)되고 따라서 각부위(各部位)의 생육(生育)의 불균형(不均衡)을 초래(招來)하는 연발생(連發生) 조해작용(阻害作用)이 순환가속(順換加速)하는 것으로 추정(推定)된다. 12) 고위답(高位畓)에서 질소(窒素)의 시용량(施用量)에 따른 근분포(根分布)를 조사(調査)한 결과(結果) 저위답(低位畓)은 표토부분(表土部分)에 분포(分布)하나 고위답(高位畓)에서는 심토(心土)에 분포비율(分布比率)이 많다. 질소(窒素) 무시용(無施用)은 지하(地下) 0~7cm 부위(部位)에 분포(分布) 비율(比率)이 크고 질소(窒素)를 시용(施用)하면 7~14cm 부위(部位)에 근분포(根分布) 비율(比率)이 많다. 전(全) 근중(根重)은 저위답(低位畓)에 비(比)하여 고위답(高位畓)에 많고 질소(窒素) 무시용(無施用)에 비(比)해서 질소(窒素) 10a 12kg 시용(施用)에서 많았다.