• 청정기술
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• 제28권3호
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• pp.218-226
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• 2022

최근 선진국들은 수소경제 및 탄소중립 사회로의 전환을 위해 수소에너지의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 이산화탄소(CO₂)를 배출이 없는 친환경적인 수소(H₂) 생산 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 암모니아(NH₃) 분해 수소 제조를 위해 루테늄 알루미나(Ru/Al₂O₃) 분말 촉매와 함께 알루미나 졸(alumina sol)의 무기바인더(inorganic binder)와 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose)의 유기바인더(organic binder)를 사용하여 딥 코팅(dip coating) 방법으로 루테늄 알루미나 메탈 모노리스 코팅 촉매를 제조하였다. 딥 코팅을 위한 촉매 슬러리의 최적 비율로 촉매와 무기바인더의 중량 비율을 1:1로 고정하여 유기바인더 0.1일 때 1회 딥 코팅 시 촉매 코팅양은 61.6 g L^-1이다. 이때 메탈모노리스 표면에 코팅된 촉매 층의 균일한 두께 (약 42 ㎛)와 결정상을 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)과 X-ray 회절분석(X ray diffraction, XRD)을 통해 확인하였다. 또한, 암모니아 분해 수소 제조의 최적 공정조건을 찾고자 반응표면분석법(Response Surface Method, RSM)을 이용하여 반응온도와 공간속도의 독립변수에 따른 암모니아 전환율에 대한 수치 최적화 회귀식 모델을 계산하였다. 이러한 결과로부터 암모니아 분해 수소생산을 위한 상업적 규모의 공정운전 기본설계 자료로 활용이 가능하다.

• 식물병연구
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• 제28권2호
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• pp.69-81
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• 2022

본 연구에서는 수박에서 과실썩음병을 유발하는 Acidovorax citrulli를 억제하는 세균을 선발하고, 선발한 세균이 성장촉진 및 길항 효소를 생성하는지 확인하였다. 전국 26개 지역의 94곳의 수박재배지와 25곳의 대형 원예 육묘장에서 수박 식물체(잎, 꽃, 뿌리) 및 토양을 수집하였다. 수집한 sample에서 tryptic soy agar와 yeast extract peptone dextrose 배지에서 각각 1,953종과 841종 총 2,794종의 미생물을 분리하였으며, 2,794종의 미생물 중 2종의 A. citrulli를 선발하였다. 선발한 A. citrulli에 대한 기내 길항성 검정 결과 3-3B에서 24종, 9-4B에서 14종 총 28종의 길항 세균을 선발하였다. 선발한 길항 세균 중 BNPL-6-3B, HYGPL-1-3B, TIPL-6-1B, YGMP-2-7Y는 2종의 bacterial fruit blotch균 모두에서 강한 길항성을 보였다. 선발한 28종의 길항 세균을 대상으로 총 6가지의 생화학적 검증을 진행하였으며, 선발한 길항 세균 중 CB20R-2-5B, TIPL-4-2B, TIPL-6-1B, TIPL-7-4B 4가지 균주가 5가지의 생화학적 검증에서 성장촉진 및 길항 효소를 분비하는 것을 확인하였다. 또한, BNPL-3-3B와 BNPL-6-3B 두 균주는 성장촉진 효소 분비를 확인하는 4가지의 생화학적 검증(ammonia production, phosphate solubilization, starch hydrolysis, siderophore production)에서 모두에서 효소를 분비하는 것으로 확인되었다. 본 연구에서 선발한 28종의 길항 세균은 배지에서 A. citrulli를 효과적으로 억제하였으며, 사이안화 수소와 단백질분해효소 생산 능력 검정을 통해 길항 활성을 확인하였다. 또한, 선발한 길항 세균의 암모니아 생산 및 불용성 인산 가용화 능력을 확인하여 식물 성장촉진 활성을 가지는 것으로 확인하였다. 따라서, 본 연구결과는 향후 수박 과실썩음병 방제제 및 성장촉진제 등의 친환경 농자재 개발에 유용한 기초 자료가 될 것으로 판단된다.

• 한국버섯학회지
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• 제21권3호
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• pp.132-139
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• 2023

생육 시 사용하는 LED 조명색이 느타리류의 갓색과 수량, 형태에 어떤 영향을 미치는지 알고자 하였다. 주요결과는 다음과 같다. 자실체의 전체적인 형태는 LED 조명색별로 차이를 보였는데, 청색과 자색이 일반적으로 생산하는 버섯 형태와 유사하였고 녹색은 조명이 없거나 약한 곳에서 자란 버섯형태를 보였다. 전체 품종의 청색, 녹색, 자색 LED에서 키운 버섯의 갓명도의 평균은 각각 57.0, 57.4, 59.4였다. 원형1호와 황금산타리를 제외하고는 세가지 LED 색에 따라 갓 명도의 평균이 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 갓의 적색도는 LED 조명과 품종에 따라 많은 차이가 관찰되었다. 청색, 녹색, 자색에서 생육한 자실체의 갓색이 모두 음의 값을 나타낸 품종은 곤지7호의 갓색돌연변이인 곤지7호M이 유일하였다. 곤지7호를 제외한 8개 품종에서 청색에서 갓의 적색도가 가장 높았다. 전체 품종의 LED 조명색별 평균 수확량은 자색이 68.0 g, 청색 58.3 g, 녹색 50.1 g 이었다. 청색에서 가장 수확량이 많은 품종은 곤지7호로 92.8 g이었고 같은 품종의 녹색 처리구에서는, 77.1 g, 자색에서는 98.6 g이 수확되었다. 발이소요일수는 자색에서 생육한 버섯의 평균값이 5.3일로 가장 짧고, 청색에서 5.8일, 자색에서 5.8일 순이었다. 자색에서 가장 짧은 발이소요일수를 보인 품종은 6개, 녹색에서는 3개, 청색에서는 2개였다. 자실체의 길이는 생육 시 조사한 LED 조명색에 따라 녹색(66.4 mm) > 자색(51.8 mm) > 청색 (46.8 mm)의 순으로 나타났다. 본 연구결과가 시장에서 요구하는 형질을 갖춘 버섯을 생산하는 기초가 될 것으로 사료한다.

• 유기물자원화
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• 제31권3호
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• pp.15-25
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• 2023

본 연구에서는 반도체 패키지 다이싱 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지를 재활용하여 실리카 나노입자를 제조하였으며 이를 전기감응형 스마트유체의 분산 물질로 적용하였다. 상세히는, 실리콘 슬러지에 산처리를 통해 금속불순물을 제거한 고순도의 실리콘 분말을 얻고, 수열합성법을 통해 실리카 나노입자를 합성하였다. 실리카 나노입자의 크기를 조절하기 위해 수열합성법의 반응시간을 8, 15, 20, 30시간으로 진행하였으며, 반응시간이 증가할수록 실리카 나노입자의 크기가 증가하였다. 수열합성의 반응시간이 길어질수록 실리콘의 가수화 및 탈수 반응이 증가하며 입자의 크기를 증가시킨다. 실리콘 슬러지에서 제조한 실리카 나노입자를 실리콘 오일에 분산하여 전기감응형 스마트유체로 응용하였다. 그 결과, 30시간의 수열합성으로 제조된 실리카 나노입자가 동일한 전기장 하에서 21.4Pa의 가장 높은 전단응력을 나타내었다. 이는 큰 실리카 나노입자의 사이에 작은 입자들이 배치되는 보강효과 효과를 통해 단단한 사슬구조의 형성 때문이다. 본 연구를 통해 반도체 다이싱 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지를 성공적으로 재활용하여 실리카 나노입자를 제조하였고, 이를 전기감응형 스마트유체에 적용함으로써 산업현장에서 친환경성을 강조하는 ESG 경영의 일환으로 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국조경학회지
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• 제51권1호
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• pp.42-55
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• 2023

지구온난화로 인한 세계적 기후 위기를 맞아 탄소성능 정량화에 기반한 정책들이 빠르게 도입되면서, 신규 조성되는 도시녹지 계획안의 탄소성능을 예측할 수 있는 방법론이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 조경분야에서 탄소저감설계를 위해 활용할 수 있는 수목 탄소계산기를 개발하고, 조경설계 실무에서의 효용성을 검증하고자 하였다. 설계 현장에서의 운용성 확보를 위해 범용성 높은 MS Excel을 포맷으로 선정하고, 식재설계의 업무적 특성을 반영할 수 있도록 대표 수종 93종을 대상으로 수종별, 규격별 탄소흡수량과 저장량을 추출하였다. 특히 실무에서 비용적 한계를 반영할 수 있도록 수목 단가를 포함한 데이터베이스를 구축하였다. 수목 탄소계산기의 성능 검증을 위한 식재 실험설계는 조경설계 전문가 4인을 대상으로 중부지방 소공원에 대한 설계 시뮬레이션을 시행하였고, 전후로 반구조적 인터뷰를 진행하여 그 인과관계를 분석하였다. 그 결과 수목 탄소계산기를 사용한 설계안의 탄소흡수량과 탄소저장량이 각각 약 17-82%, 약 14-85% 높게 나타났다. 탄소성능 효율이 높아진 이유는 탄소성능 우수종으로의 교체와 더불어, 예산 범위 내에서 적극적인 추가 식재로 인한 것임을 확인하였다. 설계가들은 사전 인터뷰에서 수목 탄소계산기에 대한 불신과 새로운 프로그램에 대한 부담감을 가졌으나, 사용 후 유용성 및 편의성에 대해 긍정적으로 평가하며 인식의 변화를 보여주었다. 추후 조경분야 탄소저감설계의 본격적인 도입을 위해서는 수목뿐 아니라 조경성능 전반에 대한 탄소계산기로 발전할 필요가 있다. 본 연구는 조경설계 분야에서 본격적으로 정량적 데이터에 입각한 탄소저감설계를 도입하는 데 있어 유용한 방향성을 제시해 줄 것으로 기대된다.

• 생태와환경
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• 제56권1호
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• pp.36-44
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• 2023

자연생태계에서 환경유전자 (eDNA)는 세포의 내부(intracellular)와 외부(extracellular) 형태로 존재할 수 있다. 유해남조류를 대상으로 할 때, 세포 외부 eDNA는 남조류의 흔적, 세포 내부 eDNA는 남조류의 발생 잠재성을 의미한다. 하지만 기존의 퇴적물 eDNA 분석법인 silica bead를 이용한 파쇄법으로는 존재 형태를 구분할 수 없기 때문에 실질적인 유해남조류 발생 잠재성을 파악하기 어렵다. 본 연구는 기존의 파쇄법의 한계를 극복하고자 퇴적물 내 세포 내 eDNA를 선택적으로 분석할 수 있는 퇴적물 전처리 방법인 밀도구배 원심분리법(Ludox method)의 적용성을 분석하였다. 그 결과, 기존의 파쇄법은 퇴적물을 그대로 사용하여 eDNA를 추출하기 때문에 eDNA에서 증폭한 mic 유전자가 세포 내 존재하는지 혹은 세포 외 DNA로만 존재하는지 알 수 없었다. 하지만 Ludox method는 여과 및 밀도 구배를 통해 퇴적물의 세포 내 eDNA를 농축하므로 남조류 세포 내부에 존재하는 mic 유전자만을 증폭할 수 있었다. 결론적으로 Ludox method는 충분한 세포내부 유전자 농도를 확보하고 세포 내부와 외부의 eDNA를 명확히 구분함으로써 보다 정확하고 세밀한 잠재성 분석이 가능하였다. 이는 퇴적물 유해남조류의 유전자 활성을 확인할 수 있는 eRNA 분석과 차세대염기서열분석(next generation sequencing; NGS)을 이용한 meta-barcoding에 Ludox method를 활용함으로써 보다 현실적인 잠재성을 분석할 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제56권1호
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• pp.23-53
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• 2023

본 리뷰 논문에서는 지금까지 한국학술지인용색인(KCI)에 발표된 이중층수산화물(LDH) 관련 모든 논문을 조사하여 LDH를 대상으로 한 국내의 연구동향을 분석하였다. LDH를 주제로 한 연구는 2002년 처음 KCI에 발표된 이후 2023년 1월까지 총 160편의 논문이 발표되었으며, 최근 10년 동안 급격히 증가한 특징을 보였다. 총 31개 학문분야 중 상위 5개 분야는 화학공학, 화학, 재료공학, 환경공학, 그리고 물리학 순으로 나타났으며, 이중 화학공학이 71편으로 10편 내외의 다른 분야에 비해 압도적으로 높았다. 각 논문들은 구체적인 소재 응용 연구내용에 기반하여 15개 연구분야로 재분류 되었으며, 그 결과 상위 5개 분야는 환경정화소재, 고분자촉매소재, 배터리소재, 의약의학소재, 그리고 기초 이화학특성 순으로 나타났다. 이러한 조사 결과는 환경정화소재, 고분자촉매, 그리고 배터리 등의 기능 개선을 위한 화학공학 및 화학 분야에서의 LDH 소재 응용 연구가 활발하게 진행되고 있음을 시사한다. 이해 비해 화장품, 환경센서 그리고 농업소재로서의 LDH의 응용은 아직 미비한 단계지만 시장잠재성과 고효율-친환경 트랜드를 고려할 때 향후 떠오르는 연구분야로 주목할 만 하다. 재분류 된 모든 논문들은 응용소재, 핵심연구성과, 사용된 LDH의 특징과 합성법 등의 정보를 포함하여 표와 보충자료에 요약 정리되었다. 본 리뷰 논문에서 최초 제공한 국내 LDH에 대한 전반적인 연구 동향과 관련 세부자료들을 통해 향후 LDH를 활용한 연구방향 설계와 자원·에너지 및 환경분야에서의 효율적인 정책 제안에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제42권1호
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• pp.41-46
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• 2022

이탈리안 라이그라스의 국내 종자 생산 가능성을 조사하기 위해 남부지방에서 가을철에 파종하여 이듬해 봄에 수확하여 종자 및 짚의 생산성과 품질을 구명하고자 수행하였다. 이탈리안 라이그라스(Lolium multiflorum Lam.) '그린콜' 품종을 2020년 가을에 경남 진주지역에 파종 하였다. 처리는 3처리의 파종량(20 kg/ha, 30 kg/ha, 및 40 kg/ha)을 두고 난괴법 3반복으로 수행하였다. 시험구의 파종은 2020년 10월 17일에 하였으며 수확은 출수일로부터 약 60일째인 5월 31일에 하였다. 출수기는 4월 28일로 처리 간에 차이는 없었다. 초장은 40 kg/ha 파종량 처리구에서 유의적으로 짧았고 나머지 처리는 차이가 없었다. 내도복, 내병성 및 내한성은 처리간에 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 이삭의 길이 및 이삭당 종자수는 20 kg/ha 파종량에서 가장 높았으며 나머지 처리는 차이가 없었다. 종자 수량은 20 kg/ha 파종량 구에서 1,956 kg/ha로 가장 많았으며 30 및 40 kg/ha 파종량에서는 차이가 없었다. 종자 및 짚의 건물함량은 평균 45.60% 및 41.83%으로 나타났으며 처리간 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 채종 후 남은 짚의 수량은 건물기준 평균 7,689 kg/ha로 나타났으며 40 kg/ha 파종량구에서 높게 나타났으나 처리간 유의적인 차이는 없었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 남부지역에서 가을 파종을 통한 이탈리안 라이그라스 종자생산 시 20 kg/ha로 파종하는 것이 가장 유리한 것으로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제55권1호
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• pp.60-75
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• 2022

베이지안 알고리즘 모델은 입력된 자료를 기반으로 확률을 계산하는 모델 알고리즘으로써 주로 복합재난 및 수질관리를 위해 사용되었다. 최근에는 생물 간, 혹은 생물-비생물 요인들 사이의 생태학적 구조를 파악하고 이를 이용한 생태 네트워크 분석에 활용되고 있다. 본 연구는 국내 하구수생태계의 부착돌말류 군집 변화와 이화학적 요인들 사이의 베이지안 네트워크 분석을 수행하여 부착돌말류 건강성 변화의 주요 요인들을 파악하였다. 베이지안 분석을 위해 본 연구 자료를 위해 물환경측정망의 생물 측정망을 기준으로 전국 하구 지역에 분포하는 668개 지점을 2008년부터 2019년까지 연간 2회 조사를 수행하였다. 자료는 서식지 요인, 물리적 요인, 화학적 요인, 생물학적 요인으로 분류하였으며 이를 베이지안 네트워크 모델에 입력하여 전국 및 해역별 하구수생태계 네트워크 분석을 수행하였다. 2008년부터 2019년까지 전국 하구수역에서 부착돌말류는 총 625개 분류군이 출현하였으며 2목, 5아목, 18과, 141속, 595종, 29변종, 1품종으로 구성되었다. Nitzschia inconspicua의 누적 세포밀도가 가장 높았으며 Nitzschia palea가 뒤를 이었고, 이외에도 Pseudostaurosira elliptica와 Achnanthidium minutissimum 분류군의 누적 세포밀도가 높았다. 부착돌말류를 이용한 하구수생태계 건강성 평가 결과는 조사 지점이 증가함에 따라서 대체로 보통(C등급)~나쁨(D등급) 등급의 비율이 증가하였으나 조사 시기에 따른 등급별 변화는 매우 미약하였다. 베이지안 네트워크 모델을 이용하여 하구수생태계 부착돌말류 건강성 평가 결과와 서식지 정보 및 이화학적 수질 정보 사이의 관계를 분석한 결과, 건강성 평가 점수에 가장 민감하게 영향을 미치는 요인은 생물 요인이었으며 서식지 및 이화학적 요인은 상대적으로 민감도가 낮았다. 하구수생태계 건강성 평가 점수에 가장 민감하게 영향을 미치는 부착돌말류 분류군은 Nitzschia inconspicua, N. fonticola, Achnanthes convergens, Pseudostaurosira elliptica으로 나타났으며 생물 요인 이외에도 서식지 인근의 공단과 축사의 비율이 건강성 평가 점수에 많은 영향을 미쳤다. 해역에 따라서 부착돌말류 건강성 평가 점수에 민감한 주요 분류군 조성은 다르게 나타났으나 모든 해역에서 부착돌말류의 세포밀도와 AFDM 및 Chl-a는 부착돌말류 건강성 점수에 민감한 영향을 미치지 않았다. 베이지안 네트워크 분석은 하구수생태계와 같이 복잡한 생태구조에서도 건강성에 영향을 미치는 주요 분류군과 요인들을 파악하는데 유용하였으며 이를 통해 향후 훼손된 하구수생태계의 복원을 수행함에 있어서 복원 대상을 보다 정확하게 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국해양생명과학회지
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• 제1권2호
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• pp.95-108
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• 2016

본 연구는 환경보전해역에 서식하는 대형저서동물의 출현 종수, 개체수 및 군집구조를 파악하는 목적으로, 2009년 춘계(5월)와 하계(8월)에 현장조사를 실시하였다. 연구해역에서 출현한 대형저서동물은 총 195종과 18,685개체(667개체 m^-2)로 나타났으며, 그 중 환형동물의 다모류가 각각 96종과 12,075개체(431개체 m^-2)가 출현하여 전체의 49.2%와 64.6%를 차지하였다. 환경보전해역의 주요 우점종은 다모류의 긴자락송곳갯지렁이(Lumbrineris longifolia, 76±224개체 m^-2), Mediomastus californiensis(42±117개체 m^-2), Tharyx sp.3(26±110개체 m^-2), 연체동물 이매패류의 아기반투명조개(Theora fragilis, 54±78개체 m^-2) 및 절지동물 갑각류의 단각류인 Eriopisella sechellensis(70±146개체 m^-2) 등이었다. 출현 종과 개체수의 자료를 근거로 대형저서동물의 군집구조를 분석한 결과, 크게 3개의 그룹으로 구분되었다. 그룹 1은 모든 조사 시기의 함평만 정점과 8월의 득량만 정점 4, 그룹 2는 모든 조사 시기의 가막만 정점 4와 5로 구성되었다. 마지막으로 그룹 3은 그룹 1과 2를 제외한 모든 정점들이 포함되었다. 연구해역에서는 공통적으로 긴자락송곳갯지렁이와 아기반투명조개가 우점한 가운데, 그룹 1에서는 오뚜기갯지렁이(Sternaspis scutata)와 짧은다리안경옆새우(Ampelisca cyclops iyoensis) 등이, 그룹 2에서는 등가시버들갯지렁이(Capitella capitata)가 전반적으로 높은 밀도를 나타내었다. 또한 그룹 3에서는 Heteromastus filiformis, Tharyx sp.3 및 Sinocorophium sinensis가 우점하였다. 본 연구해역에서 대형저서동물의 군집구조는 공간적으로 폐쇄된 형태의 내만과 열린 형태의 만입구의 정점군으로, 세부 정점별로는 함평만의 정상해역 정점군, 득량만의 일부 오염심화 정점군 및 가막만의 오염심화 정점군으로 구분됨을 알 수 있었다. 따라서 환경보전해역에 서식하는 대형저서동물의 군집은 만의 형태와 오염심화의 정도에 따라 구조를 달리하는 것으로 파악할 수 있었다.