선박용 엔진에서 배출되는 배기가스에는 다량의 수분과 미세먼지를 포함하고 있다. 미세먼지에는 여과성 미세먼지와 배기 배 출 후 액상으로 변화하는 응축성 미세먼지가 포함되어 있으며 배출 전에 걸러지는 고체상 미세먼지보다 응축성 미세먼지가 더 많은 것으 로 보고되고 있다. 본 연구에서는 배기가스의 배기열과 수분을 회수하고 응축성 미세먼지를 제거하기 위한 실험장치를 실험실 내의 가스 보일러 배기가스를 이용하여 테스트 하였다. 배기가스는 1차적으로 냉각방식으로 수분과 응축성 미세먼지가 제거되고 2차적으로 흡수제 방식에 의해 추가적으로 수분이 제거되었다. 상대습도 측정에 의한 배기가스 수분 제거율을 계산하면 1단계 배기냉각 방식으로 73%, 2단 계 흡수제 방식으로 90% 제거되는 것으로 측정되었다. 이 과정에서 응축성 미세먼지는 80~90% 제거되는 것으로 측정되었다. 개발 시스템 에 의해 회수된 열은 공정열로 활용할 수 있으며, 회수된 물은 수처리 과정을 통해 공정수로 활용할 수 있다. 또한 현재 관리 규제가 되고 있지 않지만 미세먼지의 주요 원인인 응축성 미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 기대된다.

This study was conducted to investigate the effects of different water temperatures (8, 11, 14 and 17°C) on growth, survival and hematological parameters of juvenile chum salmon (Oncorhynchus keta) for eight weeks. At the end of the experiment, at 14°C, the final body weights of the O. keta group were the highest compared to the other groups. Also, the O. keta showed a higher tendency in the 14°C group than the 8, 11, and 17°C groups in terms of growth performances, including specific growth rate (SGR), feed conversion ratio (FCR), feed efficiency (FE), weight gain (WG), and condition factor (CF). The survival rate (SR) was 100% at 8 and 11°C groups, 96% at 14°C group and 98% at 17°C group. In the plasma components, the alanine aminotransferase (ALT) was significantly decreased at 17°C group, whereas there was no significant change in the albumin (ALB), total protein (TP), sodium (Na+), potassium (K+) and chloride (Cl-) levels. Among the whole-body composition of salmon, moisture, crude protein, and ash were not significantly affected by water temperature. However, crude lipid in the 8°C group was significantly higher than in other water temperature groups. The results of this study demonstrated that the optimal temperature to stable growth performance for juvenile O. keta was 14°C.

방태천의 어류군집 특성과 냉수성 어류의 서식양상을 파악하기 위해 2020년 4월부터 10월까지 조사를 실시하였다. 조사기간 동안 11개 지점에서 9과 26종 4,640개체의 어류가 채집되었다. 우점종은 금강모치(Rhynchocypris kumgangensis, relative abundance 31.5%)였고, 아우점종은 참갈겨니(Zacco koreanus, 27.8%), 그 다음으로는 새미 (Ladislavia taczanowskii, 15.9%), 돌고기(Pungtungia herzi, 4.0%), 열목어(Brachymystax lenok tsinlingensis, 3.7%), 배가사리(Microphysogobio longidorsalis, 2.4%), 피라미(Z. platypus, 2.3%), 퉁가리(Liobagrus andersoni, 2.3%) 등의 순으로 우세하였다. 출현종 중 한국고유종은 17종(65.4%)이었고, 법정보호종으로 환경부지정 멸종위기 야생생물 II급 인 묵납자루(Acheilognathus signifer), 가는돌고기(Pseudopungtungia tenuicorpa), 돌상어(Gobiobotia brevibarba), 열목어 4종, 천연기념물인 어름치(Hemibarbus mylodon) 1종 등 5종이, 육봉형 어류는 둑중개, 열목어 2종이 채집되었 다. 냉수성 어류는 금강모치, 둑중개(Cottus koreanus), 열목어, 새미 4종이 출현하였으며 모두 주로 중·상류역에 서식하 고 있었다. 어류군집 분석 결과, 상류에서 하류로 갈수록 우점도와 균등도는 낮아지고 풍부도와 다양도는 높아지는 경향을 보였으며, 군집구조는 크게 상류와 하류 그룹으로 구분되었다. 하천 건강성은 매우 좋음(9지점)과 좋음(2지점)으 로 평가되어 양호하였다. 과거 조사와 비교한 결과, 어류상은 과거와 큰 변화가 없었으나, 과거에는 출현하였으나 본 조사에서 출현하지 않은 종은 3종(붕어 Carassius auratus, 대농갱이 Leiocassis ussuriensis, 쏘가리 Siniperca scherzeri)이었고, 과거에는 출현하지 않았지만 본 조사에서 처음으로 출현한 종은 3종(끄리 Opsariichthys uncirostris amurensis, 돌마자 Microphysogobio yaluensis, 대륙종개 Orthrias nudus)이었다. 방태천은 서식지가 잘 보존되어 있으며, 기후변화민감종과 멸종위기 야생생물, 천연기념물 등이 서식하고 있어 보존가치가 높은 지역으로 판단되기 때문에 지속적인 관심과 체계적인 보존방안체계적인 보존방안이 요구된다.

This study set up the revenue water ratio that could be achieved within the range of the expenses of the water distribution network maintenance project, developed an analysis methodology that could estimate the additional project quantity to achieve the target revenue water ratio of 85% and applied and verified that to S. City. This methodology allowed the distribution of the leakage quantity for each leakage component by the pipeline through the total revenue water account balance analysis and BABE approach and the redistribution into the calculated leakage quantity more accurately through a step test. In addition, the level of reduction in leakage and the quantity of the project were estimated before and after the application of four strategies for the promotion of the revenue water ratio presented by IWA, according to the leakage components by the pipeline. As a result of the application of this analysis method to S. City, it would be possible to achieve up to the revenue water ratio of 81.0%, which was 74.7% in the beginning, if the water distribution network maintenance project was promoted within the range of the project expenses, and to achieve the revenue water ratio of 85.0%, the goal of the project, it would be necessary to replace the pipeline of 22.2% of the entire pipelines in the target area. As a result of the re-estimation of the revenue water ratio achievable, applying the actual water distribution network maintenance quantity in the scope of the business with the results of this analysis, the revenue water ratio was 81.7% while the actually measured revenue water ratio was 82.3%. Thus, the reliability of this analysis method could be secured to some extent.

In this study, as the proportion of aged pipelines increases rapidly, in the event of an accident caused by corrosion and structural deterioration of metal pipes, appropriate overlay welding is applied in the field to partially repair it. The size of the base steel plate and the selection of a stable welding method were evaluated, and possible problems caused by the overlay welding were identified, and improvement measures were proposed. For the test, a new steel pipe coated with epoxy lining on the inner surface and polyethylene on the outer surface was subjected to a tensile test by processing the repaired specimen through overlay welding with a steel plate after artificial cracking, and structural safety was evaluated after repair. Furthermore, the influences of the size of the throat and the size of the steel plate were analyzed. As a result of the tensile test by dividing the repaired steel plate overlay into a constraint and non-constraint conditions, the tensile load was concentrated in the welded part and damage occurred in the welded part. It was found that the maximum load leading to breakage increases as the size of the welding throat increases. In addition, it was found that the resistance to load increased slightly as the size of the overlaid steel plate increased, but the effect was not significant, confirming the need for repair in consideration of the site conditions. As a result of evaluating the damage to the coating material on the back side of the welding, it was confirmed that the coating material on the opposite side of the welding burned black(epoxy) or was greatly deformed by heat(polyethylene). Therefore, it is necessary to secure structural stability through repainting, etc. in order to prevent damage to the coating material on the opposite side during overlay welding.

The management of algal bloom is essential for the proper management of water supply systems and to maintain the safety of drinking water. Chlorophyll-a(Chl-a) is a commonly used indicator to represent the algal concentration. In recent years, advanced machine learning models have been increasingly used to predict Chl-a in freshwater systems. Machine learning models show good performance in various fields, while the process of model development requires considerable labor and time by experts. Automated machine learning(auto ML) is an emerging field of machine learning study. Auto ML is used to develop machine learning models while minimizing the time and labor required in the model development process. This study developed an auto ML to predict Chl-a using auto sklearn, one of most widely used open source auto ML algorithms. The model performance was compared with other two popular ensemble machine learning models, random forest(RF) and XGBoost(XGB). The model performance was evaluated using three indices, root mean squared error, root mean squared error-observation standard deviation ratio(RSR) and Nash-Sutcliffe coefficient of efficiency. The RSR of auto ML, RF, and XGB were 0.659, 0.684 and 0.638, respectively. The results shows that auto ML outperforms RF, and XGB shows better prediction performance than auto ML, while the differences between model performances were not significant. Shapley value analysis, an explainable machine learning algorithm, was used to provide quantitative interpretation about the model prediction of auto ML developed in this study. The results of this study present the possible applicability of auto ML for the prediction of water quality.

Urban areas in watersheds increase the impervious surface, and agricultural areas deteriorate the water quality of rivers due to the use of fertilizers. As such, anthropogenic land use affects the type, intensity and quantity of land use and is closely related to the amount of substances and nutrients discharged to nearby streams. Riparian vegetation reduce the concentration of pollutants entering the watershed and mitigate the negative impacts of land use on rivers. This study analyzes the data through correlation analysis and regression analysis through point data measured twice a year in spring and autumn in 21 selected damaged tributary rivers within the Han River area, and then uses a structural equation model to determine the area land use. In the negative impact on water quality, the mitigation effect of riparian vegetation was estimated. As a result of the correlation analysis, the correlation between the agricultural area and water quality was stronger than that of the urban area, and the area ratio of riparian vegetation showed a negative correlation with water quality. As a result of the regression analysis, it was found that agricultural areas had a negative effect on water quality in all models, but the results were not statistically significant in the case of urban areas. As a result of the model estimated through the structural equation, BOD, COD, TN, and TP showed a mitigation effect due to the accumulation effect of river water quality through riparian vegetation in agricultural areas, but the effect of riparian vegetation through riparian vegetation was found in urban areas. There was no These results were interpreted as having a fairly low distribution rate in urban areas, and in the case of the study area, there was no impact due to riparian forests due to the form of scattered and distributed settlements rather than high-density urbanized areas. The results of this study were judged to be unreasonable to generalize by analyzing the rivers where most of the agricultural areas are distributed, and a follow-up to establish a structural equation model by expanding the watershed variables in urban areas and encompassing the variables of various factors affecting water quality research is required.

Due to the rapid growth of electrical vehicle and portable electronics markets, huge amount of the rare earth elements (REEs) and lithium have been required for the manufacturers globally. Moreover, after life time of the battery pass, the waste batteries containing valuable metal resources should be recycled due to competitions between the countries who manufacturing the batteries. Therefore, the REEs and lithium recoveries from the e-waste and wastewaters become issue recently. However, the commercialized technology for the valuable metal recovery is limited. In this study, the uses of the REEs and other valuable metal resources such as lithium, uranium, and gold and there recoverying methods according to the different water conditions were investigated and summarized. Moreover, the possible expectations and suggestions for the future application of the valuable resource recovery were conducted as a review.

본 연구는 저염분 상태에서 수온 및 사육밀도와 같은 환경요인이 흰다리새우(Litopenaeus vannamei)의 성장에 미치는 영향을 조사하기 위하여 수행하였다. 연구 결과, 흰다리새우는 저 염분 상태에서 전반적으로 수온이 높을수록 생존율이 높게 나타났고, 사육밀도가 낮을수록 생 존율이 높아졌다. 사료효율에 관한 연구에서는 수온이 높을수록 증체량(WG)이 증가하였고, 사 육밀도가 증가할수록 증체량은 감소하였다. 수온이 높을수록(수온 31℃) 성장 속도가 빨랐다. 또한 사육밀도에 따른 성장도의 평가에서도 사육밀도가 낮은 상태에서 성장 속도가 빨라지는 것을 확인하였다. 본 연구 결과를 흰다리새우의 최적 성장을 위한 적정 사육밀도 및 사육수온 의 결정에 유용하게 적용되리라 사료된다.

수송은 양식어류의 양식과정에서 필수적으로 수행되며, 선별과 같은 물리적인 스트레스 요인 중 하나이다. 이러한 이유로 본 연구에서는 해산어류인 넙치를 이용하여 수송 시 염분, 수온 및 마취제의 영향을 확인하기 위해 수송 시 해수 염분(35‰, 15‰)과 수온은 20℃ (natural water temperature, NWT), 15℃ (cooling water temperature, CWT)로 설정하였으며 마취제(anesthesia, Anes., Sigma USA)는 50 ppm 희석하여 염분, 수온, 마취제 요인들을 혼합한 실험구를 설정하였 다. 실험구는 각각 NWT+35‰, CWT+ 35‰, NWT+15‰, CWT+15‰, NWT+15‰+Anes. 및 CWT+15‰+Anes.으로 설정하였다. 스티로폼 상자(66×42×20 cm)를 수송용기로 사용하였으 며, 해수 3 ℓ와 액화산소를 주입한 비닐봉지에 넙치 8마리씩 수용하여 수송하였다. 연구 결과 수송 전 코티졸 농도는 2.4±0.1 ng ml-1로부터 CWT+35‰ 구(16.7±12.8 ng ml-1)를 제외한 나 머지 실험구에서 유의하게 높아졌다. K+ 농도는 수송 전 3.1±0.0 mEq l-1로부터 NWT+15‰ 구에서 4.5±1.1 mEq l-1로 차이를 보이지 않았으나, 나머지 실험구에서는 모두 유의하게 높은 값을 보였다. 혈액성상의 변화에는 영향을 미치지 않았으며, 수온과 마취제는 스트레스를 유발 로 인한 삼투압조절에 부정적인 영향을 미쳤다. AST, ALT에는 영향을 미치지 않았다.

본 연구는 Bacillus subtilis를 활용한 바이오플락 양식 기술(Biofloc technology, BFT)을 이용하여 대농갱이(Leiocassis ussuriensis) 양식의 가능성을 확인하기 위해 90일 동안 생존, 성장지수와 사육수 수질의 변화를 관찰하였다. 대농갱이를 입식하기 전 BFT 수 제조를 위해 실험수조에 사료와 당밀을 첨가한 후 B. subtilis를 접종하여 40일간 수질을 안정화시켰다. 실험결과, 대농 갱이의 생존율은 대조구 92.7±3.2%와 BFT 실험구 95.8±3.3%로 조사되었다. 증체율은 대조구 118.1±9.0%와 BFT 실험구 197.7±15.6%을 보였고, 일간 성장율은 대조구 0.87±0.5%, BFT 실험 구 1.21±0.06%로 나타났다. 사료효율은 대조구가 43.7±2.6%이었고, BFT 실험구는 70.1±4.1%로 측정되어 BFT 실험구의 사료효율이 더 높은 것으로 조사되었다. 실험기간 동안의 수질 변화를 측정한 결과, pH는 대조구와 BFT 실험구 모두 감소되었고, MLSS는 대조구에서 변화를 보이지 않았지만, BFT 실험구에서는 90일째부터 유의한 증가를 보였다. NH4 +-N와 NO2 --N는 대조구 에서 실험 30일째부터 유의한 증가를 보였으나, BFT 실험구에서는 변화를 보이지 않았다. 결론 적으로 B. subtilis를 활용한 BFT 시스템을 대농갱이 양성 과정에 적용한 결과, 수질은 안정화 되는 경향을 보였고, 성장도와 사료효율은 대조구에 비해 높은 것으로 조사되어 긍정적인 효 과가 있는 것으로 확인되었다.

수은은 생물 축적과 먹이사슬을 통한 생물 농축되며, 미량에서도 유해한 영향을 나타내기 때문 에 해양 환경 내에서 중요한 문제가 되고 있다. 그러나 해양 소형 갑각류에 대한 수은의 생 물 영향은 다른 금속에 비해 연구가 미흡하다. 본 연구에서는 기수산 물벼룩 Diaphanosoma celebensis을 아치사 농도(0.2, 0.4, 0.8 μg/l)의 무기 수은(HgCl2)에 48시간 노출시킨 후, 대사 관련 유전자의 발현 양상을 조사하였다. 해독효소 유전자 5종(cytochrome P450; cyp360A1, cyp361A1, cyp4AP3, cyp4C122, cyp370C5)과 소화효소 6종(alpha amylase (AMY), alpha amylase related protein (AMY-like), trypsin (TRYP), chymotrypsin-like protein (CHY), lipase (LIP), pancreatic lipase-related protein (PLRP))의 유전자 발현을 quantitative real time reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR)을 이용하여 분석하였다. Cyp 유전자의 경우 clan2에 속 하는 cyp370C5와 clan4에 속하는 cyp4AP3 유전자의 발현이 농도 의존적으로 유의하게 증가 하였다. 한편 소화효소 유전자 중에서는 단백질 소화와 관련 있는 TRYP 유전자의 발현이 농도 의존적으로 증가하였다. 이러한 결과는 cyp370C5와 cyp4AP3가 수은 독성을 해독하는 과정 에서 중요한 역할을 담당할 것으로 보이며, 수은이 소화효소 유전자의 발현을 조절함으로써 에너지 대사에 영향을 미칠 수 있음을 제시한다. 본 연구는 해양 소형 갑각류에서 수은에 대한 분자 수준의 영향을 이해하는데 도움이 될 것이다.

해수 중 존재하는 유해화학물질 검출을 목적으로 센서 시작품 제작하고 성능을 확인하였다. 센서 시작품은 검지부, 기구부, 구 동부로 구성하였다. 센서의 검지부는 ITO (Indium-Tin-Oxide) 금속산화물 나노입자 (metal oxide nanoparticle) 필름을 기판위에 인쇄하여 제작 하였고, 온도와 HNS 농도를 동시에 검출할 수 있도록 2개의 검출 부분을 갖도록 설계하였다. 센서의 기구부는 검지부와 구동부를 연결하 며, 검출에 영향을 줄 수 있는 화학적 반응을 막기 위해 테프론 재질을 이용하여 제작하였고, 특히 검지부의 착탈이 용이하도록 설계 하 였다. 구동부는 브릿지 회로와 아두이노 보드를 이용하여 전원 공급과 데이터 측정 및 디스플레이가 가능하도록 제작하였다. 시작품의 성 능에 대해서는 기존의 수질 센서를 참고한 성능 사양을 제시하고, 유기용제를 사용한 검지부와 시작품의 동작을 확인하여 응답 (ΔR), 검 출하한 (Limit of Detection), 응답시간 (response time), 오차 (error) 등을 평가하였다. 또한 해수 중 동작 특성을 파악하여 설계 사양이 구현되 었는지 확인하였다.

본 연구에서는 음이온 교환막 수전해 시스템에 적용가능성을 확인하고자 상용 음이온 교환막인 FAA-3-50, Neosepta-ASE, Sustainion grade T, Fujifilm type 10의 관련 물성을 평가하였다. 음이온교환막을 이용하는 특성상 음이온교환 기의 확인을 위하여 SEM/EDX를 이용하여 상용막의 모폴로지와 표면의 원소를 분석하여 상용막이 포함하고 있는 작용기의 분포를 확인하였다. 또한, UTM과 TGA를 이용하여 기계적 강도 및 열분해온도를 측정하여 수전해의 구동조건을 만족하는지 확인하였다. 음이온 교환막으로서의 성능을 파악하기 위하여 중요한 특성인 이온교환용량과 이온전도도를 측정하였으며, 알 칼리 환경에서 구동되기 때문에 각각의 상용막의 내알칼리성을 확인하기 위한 내구성 테스트를 진행하여 비교하였다. 최종적 으로 막-전극 접합체를 제조하여 수전해 single cell test를 진행하여 60°C, 70°C, 80°C의 온도 조건에서 cell 성능을 확인하였 고 장기 cell test로 다른 온도에서 20 cycle 측정하여 수전해 성능을 비교하여 상용막의 음이온 교환막 수전해에 적용가능성 을 비교하여 확인하였다.

지속적인 화석연료의 과도한 소비는 지구온난화와 기후환경 위기를 초래하고 있다. 이에 따라 화석연료의 대체 에너지 중 수소에너지가 주목받고 있는데, 수소에너지는 공해물질의 배출이 없고 자원적인 제약이 없다는 장점이 있다. 이에 따라 물의 전기분해를 이용하여 수소를 생산하는 수전해 시스템 및 수소에너지를 연료로 사용하여 전기를 생산하는 연료전 지 시스템과 관련된 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 수전해 시스템과 연료전지의 핵심 소재 중 하나인 음이온 전도성 이오노머 소재를 대상으로 과량의 수화 상태를 반영하여 3D 이오노머 모델을 제작하였다. 최종적으로 과량의 수화상 태에서 이오노머의 구조적인 안정성과 성능 분석을 통해, 수전해 시스템과 연료전지의 핵심 소재인 음이온 전도성 이오노머 설계에 있어서 성능향상 인자를 제시하고자 하였다.