알켄-오존 반응에서 생성된 중간 생성물로써 primary ozonide (POZ),secondary ozonide (SOZ)그리고 carbonyl oxide의 분자구조, vibrational frequencies그리고 infrared(IR)스펙트럼의 세기 등에 대한 이론적 연구를 high level ab initio 양자역학적 방법(CISD,CCSD)을 사용하여 수행하였다. 일반적으로, polarization function은 결합각과 결합길이를 감소시키는 경향을 보였고 반면, electron correlation effect는 결합길이와 결합각을 약간 증가시키는 경향을 보이고 있다. Carbonyl oxide의 분자구조는 zwitterionic form이 diradical form보다 더 안정한 것으로 예측되었으며, 두 형태의 에너지는 차이는 TZ2P CISD level에서 약 22.4 kcal/mol인 것으로 계산되었다. 또한, POZ과 SOZ의 분자구조 및 harmonic vibrational frequencies들을 실험결과와 비교 분석하였으며 IR세기에 근거하여 각 vibrational mode를 assign 하였다.
Objectives: We investigated the effects of air pollution on allergic diseases (allergic rhinitis, asthma, atopic dermatitis) in metropolitan cities in Korea, adjusting for meteorological factors. Methods: Data on daily hospital visits and hospital admissions for 2003-2010 was obtained from the National Health Insurance Cooperation. Meteorological data was obtained from the Korea Meteorological Administration. We then calculated daily mean temperature, daily mean humidity, daily mean air pressure at sea level, and diurnal temperature range. We used data on air pollution provided by the National Institute of Environmental Research. Maximum daily eight-hour average ozone concentrations and the daily mean $PM_{10}$ were used. We estimated excess risk and 95% confidence interval for the increasing interquatile range (IQR) of each air pollutant using Generalized Additive Models (GAM) that appropriate for time series analysis. Results: In this study, we observed an association between ozone and hospital visits for allergic rhinitis, asthma, and atopic dermatitis in all metropolitan cities, adjusting for temperature, humidity, air pressure at sea level, diurnal temperature range, and day of the week. Ozone was associated with hospital visits for allergic rhinitis, asthma, and atopic dermatitis across all metropolitan cities. However $PM_{10}$ was associated with allergic-related diseases in only select cities. Also, ozone and $PM_{10}$ were associated with hospital admission for asthma in all cities except Gwangju. Hospitalization for the other diseases failed to show consistent association with air pollutants. Conclusion: In the findings of this study, there was a significant association between air pollutants and allergic-related diseases. More detailed research subdivided age group or conducting meta-analyses combining data of all cities is required.
본 연구에서는 복사전달모델을 통하여 $9.7{\mu}m$오존 흡수대에 미치는 오존 및 열적(i.e., 지표 온도) 효과를 각각 조사하였다. 또한 오존주의보가 수도권 지역(37.2-37.7 N, 125.7-127.2 E)에 발령되었던 2003년 4일에 대한 위성(MODIS Aqua; ECT 13:30) 및 지상 오존(79개 관측소)의 동시 관측 자료를 기초로 지상 오존에 대한 원격탐사 방법을 제시하였다. 여기서 구름 효과를 제거하고 오존 연직 분포를 분석하기 위하여 종관기상 자료도 사용하였다. 주어진 오존 농도($327\~391$ DU)에 대하여 산출된 $9.6{\mu}m$에서의 상향 복사휘도는 표면온도 Ts = 290 K에서 $5.52\~5.78Wm^{-2}sr^{-1}$, 그리고 Ts = 325 K에서는 $9.00\~9,57Wm^{-2}sr^{-1}$이었다. 따라서 오존 흡수 세기(i.e., $11{\mu}m$와 $9.7{\mu}m$ 밝기온도 간의 차; $T_{11-9.7}$)를 이용한 오존 원격탐사 시에 세기 변화에 대한 순수한 오존 효과는$0.26Wm^{-2}sr^{-1}/64\;DU$, 그리고 열적 효과는 $0.31Wm^{-2}sr^{-1}/35 K$이었다. 본 연구에서는 흡수 세기와 지상 관측 간에 유의적인 상관을 보이는 경우에 대하여 적외선 위성 관측에서 지상 오존을 원격탐사하는 경험식을 유도하였다. 유도된 지상 오존 농도와 관측값과의 상관은 $49\~63\%$로 유의수준 $1\%$에서 유의미하였다. 경험식을 개선하기 위하여는 지상 오존 대신에 대류권 오존 자료를 사용하고, 성층권 오존 변화도 고려하는 후속 연구가 요구된다.
본 연구에서는 용존오존부상법(Dissolved Ozone Flotation; DOF)을 이용한 정수처리 효과를 파악하기 위하여 적정 오존 주입 농도와 오존 주입 농도별 처리 특성에 대해서 연구하였으며, 또한 용존공기부상법(Dissolved Air Flotation; DAF) 및 중력식 침전법(Conventional Gravity Sedimentation; CGS)과 DOF의 처리 성능을 비교하였다. 최적 오존 주입 농도를 산정하기 위한 실험에서 최적 오존 주입농도는 2.7 mg/L로 나타났으며, 오존 주입 농도가 증가할수록 탁도 및 KMnO$_4$ 소모량, UV$_{254}$ 흡수도, TOC 등과 같은 제거효율이 낮아지는 것으로 나타났다. DOF와 DAF, CGS의 처리성능을 비교한 결과 오존 주입 농도 2.7 mg/L로 운전한 DOF시스템의 탁도 제거효율은 88.9%, 유기물질 항목의 경우 KMnO$_4$ 소모량은 62.9%, TOC 47%, 그리고 UV$_{254}$ 흡수도 77.3% 그리고 THMFP 제거율의 경우 51.6%로 다른 두 공정보다 높거나 비슷하게 나타났다. 따라서 응집 부상 공정과 오존 산화 공정이 하나의 반응기에서 일어나는 DOF 시스템은 정수처리시설의 소유부지 감소와 기존 CGS 시스템에서 처리가 어려운 조류 및 용존성 유기물질의 제거를 통해 소독부산물의 생성을 감소시킴으로 향후 고도정수처리시스템으로 적용 가능성이 충분한 것으로 판단된다.
수경재배지 폐양액 내 Phytophthora spp.는 일차적인 전염원이며 배양액 재사용 시 전염이 더욱 확산될 수 있다. 오존은 농업용수 및 지하수 살균을 위해 산업적으로 이용하여 왔으나 수경 재배지에서 폐양액 살균 후 재활용 목적으로 충분한 연구는 수행되지 못하였다. 본 연구에서는 폐양액 내 존재하는 4종의 Phytophthora spp.에 대하여 살균 목적으로 오존 처리 시간을 $1{\sim}9$분까지 구분하여 처리하였다. 폐양액 내 오존 7분 이상(농도 1.4 mg/l) 처리에서는 처리 시간에 관계없이 시험균주 4종 모두에서 매우 높은 살균력을 나타낸 반면 5분(농도 1.2mg/l) 이하의 저농도 처리는 충분한 살균력을 나타내지 못하였다. 한편, 7분 이상 고농도($1.4{\sim}1.7mg/l$)로 살균 처리된 폐양액을 P. nicotianae가 생장중인 배양접시에 처리한 결과 일부 배지 속 깊게 생장중인 균사체까지 살균력이 미치지 못하였다. 따라서, 본 연구 결과 완전한 폐양액 살균을 위해서는 오존 살균과 더불어 균사체 덩어리 또는 이병 잔재물을 제거할 수 있는 필터 방식과의 병행이 바람직하다.
오존은 수돗물 정수장에서 이용되는 소독 물질로 미세오염 물질들을 비롯해서 박테리아나 병원성 미생물체를 효과적으로 제거하는 것으로 많은 연구가 보고되어 있다. 본 연구에서는 실내 사육 중인 붉은 체색을 지닌 Glyptotendipes tokunagai를 대상으로 서로 다른 농도의 오존 노출에 따른 영향을 파악하기 위해 치사율, 체색 변화와 heat shock protein 70 (HSP70) 유전자 발현을 측정하였다. 오존에 노출된 G. tokunagai에서 농도-시간 의존적으로 치사율 증가가 관찰되었다. 또한 체색 변화는 오존 농도에 따라 붉은색의 체색이 체절마다 엷어지며 탈색되고 경직되는 현상이 보였다. HSP70 유전자 발현은 저농도인 0.2~0.5 ppm에서 노출 10분과 20분에 유의한 수준으로 높게 나타났으나(P<0.05), 30분 노출 후에는 발현량이 감소하는 경향을 보였다. 생리적으로 저산소층에 대해 적응능력이 뛰어난 깔따구 경우에도 오존은 매우 강력한 치사 효과를 유발하여 30분 노출 후 경직과 헤모글로빈 파괴로 인한 탈색이 유발되는 것을 보여주었다. 따라서 본 결과는 수돗물 정수장에서 병원성 미생물을 제거하는 데 사용되는 오존이 수생물에 주는 영향성을 파악하는 기초자료로서 활용될 수 있을 것이다.
Ground-level ozone ($O_3$) can be a menace for vegetation, especially in Asia where $O_3$ levels have been dramatically increased over the past decades. To ensure food security and maintain forest ecosystem services, such as nutrient cycling, carbon sequestration and functional diversity of soil biota, in the over-populated Asia, environmental standards are needed. To set proper standards, dose-response relationships should be established from which critical levels are derived. The predictor of the response in the dose-response relationship is an $O_3$ metric that indicates the dose level to which the plant has been exposed. This study aimed to review the relevant scientific literature and summarize the $O_3$ metrics used worldwide to provide insights for Asia. A variety of $O_3$ metrics have been used, for which we discuss their strengths and weaknesses. The most widely used metrics are based only on $O_3$ levels. Such metrics have been adopted by several regulatory agencies in the global. However, they are biologically irrelevant because they ignore the plant physiological capacity. Adopting AOT40 ($O_3$ mixing ratios Accumulated Over the Threshold of $40nmol\;mol^{-1}$) as the default index for setting critical levels in Asia would be a poor policy with severe consequences at national and Pan-Asian level. Asian studies should focus on flux-based $O_3$ metrics to provide relevant bases for developing proper standards. However, given the technical requirements in calculating flux-based $O_3$ metrics, which can be an important limitation in developing countries, no-threshold cumulative exposure indices like AOT0 should always accompany flux-based indices.
녹즙 제조 시 미생물 생육 억제를 위한 유일한 공정은 세척처리 공정이므로 비가열 살균기술인 오존 처리기술을 이용하여 녹즙 원료들의 세척공정(정선 원료, 1차 세척, 오존처리 및 2차 세척) 중 미생물 및 주요 화학성분의 변화를 측정하였다. 정선 원료의 일반세균수는 $8.2{\times}10^5{\sim}5.0{\times}10^6\;CFU/g$으로 식품공전에서 제시한 105 CFU/g보다 높은 균수를 보여 위생화가 반드시 필요하였다. 그러나 1차 세척 후 오존처리 시 $4.7{\times}10^4{\sim}6.7{\times}10^4\;CFU/g$으로 약 2 log cycle의 감균 효과를 볼 수 있었으며 2차 세척에서는 큰 차이가 없었다. 녹즙 원료의 대장균군수는 $8.0{\times}10^3{\sim}3.5{\times}10^3\;CFU/g$이었으나 오존처리 시 $1.5{\times}10^2{\times}3.0{\times}10^2\;CFU/g$로 초기에 비하여 약 1 log cycle 정도의 감균 효과를 보였다. 한편 세척공정 중 ascorbic acid, flavonoid 및 polyphenol 화합물, 무기물(카드뮴 및 납)의 함량 변화는 유의적인 함량 변화를 볼 수 없었으며 색상차이도 없는 것으로 나타났다. 따라서 녹즙 원료의 위생화를 위한 오존처리 시 미생물 수를 감소시킬 수 있었으며 화학적인 변화는 없는 것으로 나타났다.
대기오염 지표생물로 이용 가능한 국내 분포 지의류(地衣類)를 선발하기 위하여 전남 광양 백운산 지역에 분포하는 엽상체(foliose) 및 수지상(fructicose) 지의류(地衣類)의 종(種)과 피도(被度)를 조사하고, 오존에 대한 생체반응을 조사하였다. 백운산에 서식하고 있는 지의류(地衣類)는 총 9과 20종 34속의 엽상체 및 수지상 지의류(地衣類)로 대기오염에 내성인 종(Lecanora sp.)부터 예민한 종(Ramalina sp.)까지 매우 다양한 지의류(地衣類)가 분포하고 있었다. 이 지역의 주요 엽상체 및 수지상 지의류(地衣類)는 Leptogium sp., Parmelia sp., Parmotrema sp., Phaeophyscia sp., Cladonia sp. 등이었다. 백운산 분포 지의류(地衣類) 중에서 우리나라 전역에 널리 분포하면서 동정이 용이한 엽상체 지의류(地衣類) 3종(種)(P. tinctorum, P. austrosinense, Certrelia braunsiana)과 수지상 지의류(地衣類) 1종(種)(Ramaliana yasudae)을 0.2ppm에서 1일(日) 8시간씩 2주간 오존에 노출시킨 결과 오존에 노출된 지의류(地衣類)는 MDA와 HPCD가 증가하고 엽록소가 감소되었으나, 수용성 단백질의 함량은 변화를 보이지 않았다. MDA, HPCD, 엽록소 파괴 정도를 기준으로 하였을 때, 오존에 대한 민감 정도는 P. austrosinense > P. ticctorum > C. braunsiana > R. yasudae 순으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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