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레이저유도붕괴분광법을 활용한 토양의 정량분석 (Quantitative Elemental Analysis in Soils by using Laser Induced Breakdown Spectroscopy(LIBS))

  • 장용선;이계준;이정태;황선웅;진용익;박찬원;문용희
    • 한국토양비료학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.399-407
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    • 2009
  • 레이저 유도붕괴 분광법(LIBS)은 물질상태(고체, 액체, 기체)에 상관없이 신체 접촉시 오염 우려 및 미량 시료도 전처리 없이 동시에 많은 종류의 원소 분석으로 분석과정이 단순하고 신속하게 분석이 가능하며, 소형화된 레이저의 개발로 시료의 직접적인 채취가 어려운 조건의 현장분석에도 적합하다. 농산물 안정성 평가나 친환경 농업 및 정밀농업을 위한 조사 등에 활용될 수 있는 비파괴 실시간 정량분석기술로서 LIBS 분석법의 토양분석 가능성을 평가하고자 표준광물, 미국의 표준기술연구소의 표준토양, 미국 테네시주 초지 및 밭토양을 대상으로 토양 구성성분의 정성 정량적 분석에 필요한 측정조건을 조사하고 이를 토대로 LIBS에 의한 농도값과 기존의 화학분석법을 통해 측정한 결과를 비교하였다. LIBS 측정은 펄스형 Nd:YAG 레이저(Minilite II, Continuum, Santa Clara, CA)에서 나오는 1064 nm 에너지 파장의 광원을 시편의 플라즈마를 생성시키는데 사용하였고, 25 mJ/pulse 여기 에너지 빔을 펄스폭 35 ns, 펄스 반복 주기 10 Hz, 노출시간 10 s 동안 시료의 표면에 조사하였다. LIBS 분광은 0.03 nm의 해상력으로 200 nm에서 600 nm의 영역에서 50 m 이하로 분쇄하여 원형 펠렛 형태로 압축시킨 시료를 10 rpm의 속도로 회전시키면서 상온 상압의 실험실 조건에서 수행되었다. LIBS를 이용한 토양 중 주요한 원소의 적정 파장(nm)은 Al(I) 309.2 nm, Ca(I) 422.6 nm, Fe(I) 406.4 nm, Mg(I) 285.2 nm, Na(I) 589.2 nm, Si(I) 288.2 nm, Ti(I) 398.9 nm 이었다. LIBS의 피크강도가 물질 중 원소의 농도가 증가됨에 따라 각 원소의 특정 파장대에서 일정하게 증가되는 것으로 나타나고 있으나 표준물질의 LIBS의 신호비와 원소비를 통해 측정된 검량곡선의 상관계수($r^2$)는 0.863에서 0.977의 범위로 원소별로 상이할 뿐만 아니라 0.98에 미치지 못하였다. 또한, 토양 중 분석대상원소에 대하여 기존 ICP-AES에 의한 표준방법으로 분석된 시료의 측정값과 비교하여 상대적인 오차는 대략적으로 (-)40%에서 80%이상이며, 평균오차는 32.2%로 표준척도 20% 이상을 초과하였다. LIBS에 의한 토양분석은 토양의 조성과 입자의 크기에 따른 매질효과(matrix effect)로 표준물질의 검량곡선에서 결정계수가 낮고, 원소별 함량도 기준의 표준방법과 비교할 때 오차가 컸다. 따라서 LIBS에 의한 토양분석은 정성적인 분석 수준의 정밀도를 보였으며, 토양 매질의 영향을 최소화하기 위하여 기존의 분쇄 펠렛형 시료조제 및 회전측정 이외의 다양한 토양매질의 표준물질(standard reference material)의 확보, 새로운 전처리 방법 및 측정상 방법개선 등 신뢰성 있는 정량 분석을 위한 노력이 필요할 것으로 사료된다.

제주도 북촌연안 수산자원유영생물의 출현과 먹이연쇄에 관한 연구 1. 종조성과 다양도 (Species Occurrence and Food Chain of Fisheries Resources, Nekton, on the Coast of Pukchon, Cheju Island 1. Species composition and diversity)

  • 고유봉;신희섭
    • 한국수산과학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.131-138
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    • 1988
  • 제주도 북촌연안 정치망에서 채집된 생물의 군집구조를 밝혀내기 위해 1985년 5월부터 1986년 5월까지 어업이 행해지는 동안 매월 1회씩 조사한 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 조사기간동안 26과 32속 36종이 채집되었고 20cm 이하 $(93\%)$, 120g 이하 $(91\%)$의 생물이 대부분이었다. 2. 출현개체수와 어획량은 계절에 따라 다르나 모두 2종에 의해 $50\%$ 이상을 차지했다. 그 중 전갱이와 오징어가 전 조사기간동안 거의 우점 출현, 개체수와 어획량에서 모두 $50\%$ 이상을 차지하였다. 3. 다양도$(1-\lambda)$와 정보량지수(H', H') 등은 10월에 가장 높고 9월에 가장 낮은 값을 나타내었는데, 이러한 지수값들은 출현 종류수의 변화양상 및 어획량 변동과 ?은 관계를 갖고 있었다. 4. 2회이상 출현한 17종은 모두 유사도값 0.2에서 군을 이루었고, 비교적 유사도가 높은 0.60값을 기준으로 했을 때 3개의 군이 나타나고 있었다. 즉, 제 1군은 전갱이, 게르치, 오징어, 꼬치고기, 날치, 말쥐치 등 6종으로 이루어 졌는데 이들은 개체수와 어획량에서 각각 전체의 $60\%$이상을 차지했고, 조사기간동안 자주 출현하는 특징을 보였다. 제2군은 독가시치, 인상어, 용치놀래기, 자리돔 등 4종으로 구성되었으며 개체수와 어획량에서 전체의 $20\%$ 이상을 차지하였고, 봄과 여름에만 자주 출현하는 특징을 나타냈다. 제3군은 돌돔과 참돔 등 2종으로 이루어졌고, 그 밖의 종들은 비교적 낮은 유사도값에서 간헐적으로 출현하여 군을 이루고 있었다.병용 첨가하였을 때 세균발육 억제효과가 상승하였으나 직접 균의 배양 시험에서 보다 효과가 적었다. 튀김어묵을 lysozyme$(0.05\%)$ 단독 그리고, lysozyme$(0.05\%)$ + sodium pyrophosphate $(0.5\%)$ + sodium hexametaphosphate$(0.1\%)$ 용액에 5분간 침지 처리하였을 때 약간의 방부효과는 인정되었으나 sorbic acid$(0.2\%)$을 첨가한 것보다 효과가 적었다.나타내었다., MW=0.4913 TW-0.1228 (r=0.9809)이었다.로 함량은 각각 902.2 mg/100 g, 28.3 mg/100g 및 8.6mg/100g이었다. 이외에 malic acid 등 6종의 유기산이 미량 함유되어 있었다. 제품의 유리아미노산 및 관련화합물의 조성은 histidine이 641.8 mg/100g으로 가장 많았고, alanine 214.7 mg/100g, hydroxyproline이 48.9mg/100g, 이외에 lysine, glutamic acid 및 anserine 등이 전체의 $80.8\%$를 차지하였다. 고등어분말수우프의 맛성분은 건물량 기준으로 유리아미노산 및 관련화합물이 1,279.4 mg/100g, 불휘발성유기산이 948.1mg/100g, 핵산 관련물질 672.8 mg/100g, 총 creatinine이 430.4 mg/100g, betaine 86.6mg/100g 및 미량의 TMAO로 이루어져 있었고 국물로 우려낼때 맛성분의 추출조건은 $100^{\circ}C$에서 1분간의 고온단시간 추출이 적합하였다. 증가를

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Glycol ethers에 대한 피부 투과 특성 (Characteristics of Percutaneous Absorption of Glycol ethers)

  • 이한섭;최성부;김낙주;근장현;황현석;백정훈;최진호;이호준
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.116-126
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    • 2013
  • Glycol ethers는 페인트에 흔히 사용되는 ethylene glycol의 alkyl ethers에 기반을 둔 용제들이다. 이 용제들은 일반적으로 저분자량 에테르와 알코올의 용제 친화적 성질과 더불어 더 높은 비등점을 가지고 있다. Union Carbide Corp.는 "Glycol ethers"를 하나의 미국 상표로 등록했으며, 이는 제약, 자외선차단제, 화장품, 잉크, 염료 및 수성페인트에서 찾아볼 수 있다. 반면 glycol ethers는 그리스 제거제, 세제, 에어로졸 페인트와 접착제에서도 발견된다. 대부분의 glycol ethers는 수용성, 생분해성이며, 아주 적은 수의 glycol ethers만이 유독성이라고 여겨진다. 그러므로 glycol ethers는 환경에 부작용을 낳을 것 같지는 않다. 최근 연구는 glycol ethers에 작업상 노출되는 것이 남성 정자의 저 운동성과 연관이 되어 있다고 제시했지만, 이는 다른 이들에 의해 반박되어지고 있다. 본 연구에서는 3가지 종류의 glycol ethers의 피부침투성에 관해 용제와 세제의 조합을 사용하여 시험관을 통해 연구한다. Methyl glycol ethers, ethyl glycol ethers and butyl glycol ethers의 흡수는 쥐의 피부를 통해 시험관에서 측정되었다. Epidermal membranes는 Franz diffusion cells에 세워졌으며, 그들의 PBS 침투율은 glycol ethers가 epidermal surface에 적용되기 전, 피부의 보전을 위해 처리하였다. 개별 glycol ethers의 흡수율은 최대 흡수 파장(${\lambda}_{max}$)에서 흡광도를 측정하여 결정하였으며, 침투율의 측정은 esters와의 접촉을 이유로 장벽 기능 내 불가역 변화를 정량화하였다. 시험관 실험 결과 glycol ethers의 종류는 methyl glycol ethers > ethyl glycol ethers > butyl glycol ethers의 순에 따라 빠르게 나타났다. 피부침투는 저분자량 피부침투, 친수성과 같은 화학적구조의 차이에서 유익했다. 이는 분배계수와 용해 방법 및 수동확산이 전달이 고려되는 곳에서 속도를 올렸기 때문이다.