Suspended solids play an important role in the growth and survival of aquatic organisms. The marine zooplankton species tested in this study were Tigriopus west (Copepoda) and Haustorioides koreanus (Amphipoda) sampled from the intertidal zone, including Artemia nauplii (Branchiopoda) hatched from cysts. The study design included six concentrations (0, 50, 100, 250, 500, and 1,000 mg L-1) of the suspended test particles assayed in triplicate. Experimental cultures in 500 mL-round polycarbonate bottles were subsampled after 96 h to count dead zooplankton. The culture bottles were agitated at 4 RPM on a rotating wheel at 23°C and 30 PSU. The survival rates of Artemia nauplii and T. west were not affected by suspended solid concentrations higher than 50.0 mg L-1, whereas the survival rate of H. koreanus decreased with increasing concentrations (p<0.05). In conclusion, H. koreanus and T. west, which were continuously exposed to suspended solid concentrations higher than 50.0 mg L-1, were affected by low-intensity ecological stress. However, in the case of H. koreanus, a concentration of 50.0 mg L-1 may be considered to be the limit of tolerance to suspended solids, suggesting that the number of individuals who eventually die will increase if continuously exposed.

The changes in COD, TOC, T-P, and T-N concentrations were investigated for 2 years in the constructed wetland of Sookcheon, which was installed to improve the water quality of Daecheong reservoir in South Korea. In order to evaluate the pollution level of sediments in the wetland, settling velocity of particulate material (4 times) and sedimet material contents (6 times) were measured. COD and TOC concentrations increased slightly as they passed through wetlands, and T-N and T-P concentration tended to decrease. The material content (COD, T-P, T-N) of aquatic plants was higher in floating-leaved and free-floating macrophytes than emergent macrophytes. As a result of measuring the sedimentation rate of suspended materials, most of the suspended materials introduced into constructed wetlands were sedimented at a rapid rate in the first sedimentation site. In addition, sediment pollution of T-P and T-N in constructed wetland was in severe pollution. The sediments containing a large amount of T-P and T-N were eluted by physical and chemical environmental changes, which is likely to act as internal pollution sources in wetlands.

The risk of various hazardous substances in aquatic environment comprises not only the concentration of substances in the environmental medium but also their accumulation in fish through complex food web and the health risks to humans through the fish. In Korea, the monitoring of residual toxicant in aquatic ecosystems began in 2016 following the enforcement of the Acts on registration and evaluation for the management of chemicals used in daily life (consumer chemical products), and attention has been paid to potentially hazardous substances attributed to them. Recently, studies have been carried out to investigate the distribution of these hazardous substances in the ecosystem and calculate their emission factors. These include the accumulation and transport of substances, such as detergents, dyes, fragrances, cosmetics, and disinfectants, within trophic levels. This study summarizes the results of recently published research on the inflow and distribution of hazardous substances from consumer chemical products to the aquatic environment and presents the scientific implication. Based on studies on aquatic environment monitoring techniques, this study suggests research directions for monitoring the residual concentration and distribution of harmful chemical substances in aquatic ecosystems. In particular, this study introduces the directions for research on trophic position analysis using compound specific isotope analysis and trophic magnification factors, which are needed to fulfill the contemporary requirements of selecting target fish based on the survey of major fish that inhabit domestic waters and assessment of associated health risk. In addition, this study provides suggestions for future biota monitoring and chemical research in Korea.

자기공명영상장치(magnetic resonance, MR)/양전자 방출 단층촬영 장치(positron emission tomography, PET)는 두 가지 의료장치가 결합한 하이브리드 시스템으로써 MR의 해부학적 정보와 PET의 기능적 정보를 동시에 획득할 수 있는 최신 의료장치이다. 일반적으로 MR/PET의 우수한 팬텀 영상의 질 획득과 평가를 위하여 팬텀 내에 전기전도도가 낮은 액체 물질과 방사성동위원소를 주입하고, UTE MR 펄스 시퀀스를 적용한 감쇠 보정된 PET 영상을 획득한다. 본 연구의 목적은 MR/PET 전용 팬텀에서 물 대체물질로써 NaCl과 NaCl+NiSO4 물질에 따른 UTE MR 펄스 시퀀스를 획득하고, 감쇠 보정된 PET 영상의 질을 평가하고자 한다. 정량적 분석을 위하여 대조도 회복비(contrast recovery, CR), 신호대잡 음비(signal to noise ratio, SNR), 변동 계수(coefficient of variation, COV)를 적용하였다. NaCl 물질 기반 UTE MR 펄스 시퀀스를 적용한 PET 영상의 질이 CR은 1.38배, SNR은 1.18배가 증가하였고, COV는 1.18배 감소함을 확인할 수 있었다. 결론적으로, MR/PET 전용 팬텀을 활용한 신호의 획득 가능성을 확인하였고, UTE MR 펄스 시퀀스는 해부학 적 정보와 PET 영상의 질 향상에 필수적임을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 참외과실의 수확후 식용왁스코팅처리가 과실품질 및 과골 갈변에 미치는 대사체의 변화를 분석하였다. 코코넛 오일과 밀랍 (9:1 w/w) 처리를 참외 과실표면에 코팅 후 실온 저장 7일후에 과실 품질, 에틸렌 발생량 및 호흡량을 조사하였다. 그 결과, 참외의 경도와 골갈변도는 식용코팅처리된 과실과 무처리군 사이에 유의한 차이는 없었다. 하지만, 과피색의 명도(L*), 순도(a*), 및 색상각(hue angle)은 식용왁스처리군이 무처리군에 비해 유의한 차이가 있었다. 이는 호흡량 및 에틸렌 발생량이 식용왁스처리에 의해 유의하게 낮아져 과피색이 유지된 것으로 생각된다. 식용왁스 처리에 의한 참외의 대사체 변화를 분석한 결과, gamma-aminobutyric acid, aspartate 그리고 myo-inositol 대사가 가장 유의적인 차이를 나타났으며, 특히 삼투보호제 역할을 하는 alanine, 가바(GABA)성분이 식용왁스코팅에 의해 증가하였다. 따라서, 식용왁스코팅처리는 호흡과 에틸렌 발생의 억제, 수분 스트레스 경감 등을 통해 참외의 선도 유지를 유도한 것으로 판단되며, 참외 과피색 변화 억제 등 상품성 향상에 활용될 수 있을 것으로 보인다.

The frequent detection and occurrence of micropollutants (MPs) in aquatic ecosystems has raised public health concerns worldwide. In this study, the behavior of 50 MPs was investigated in three different domestic wastewater treatment plants (WWTPs). Furthermore, the Kruskal-Wallis test was used to assess the geographical and seasonal variation of MPs in the WWTPs. The results showed that the concentrations of 43 MPs ranged from less than 0.1 to 237.6 μg L-1, while other seven MPs including 17-ethynylestradiol, 17-estradiol, sulfathiazole, sulfamethazine, clofibric acid, simvastatin, and lovastatin were not detected in all WWTPs. Among the detected MPs, the pharmaceuticals such as metformin, acetaminophen, naproxen, and caffeine were prominent with maximum concentrations of 133.4, 237.6, 71.5, and 107.7 μg L-1, respectively. Most perfluorinated compounds and nitrosamines were found at trace levels of 1.2 to 55.3 ng L-1, while the concentration of corrosion inhibitors, preservatives (parabens), and endocrine disruptors ranged from less than 0.1 to 4310.8 ng L-1. Regardless of the type of biological treatment process such as MLE, A2O, and MBR, the majority of pharmaceuticals (except lincomycin, diclofenac, iopromide, and carbamazepine), parabens (except Methyl paraben), and endocrine disruptors were removed by more than 80%. However, the removal efficiencies of certain MPs such as atrazine, DEET, perfluorinated compounds (except PFHxA), nitrosamines, and corrosion inhibitors were relatively low or their concentration even increased after treatment. The results of statistical analysis reveal that there is no significant geographical difference in the removal efficacy of MPs, but there are temporal seasonal variations in all WWTPs.

최근에는 경량화 문제에 대한 합리적인 솔루션을 제공하고 유용한 개념설계를 제공할 수 있는 다중 재료 구조 위상최적화가 더욱 중요해지고 있다. 기존의 MMTO(Multi-Material Topology Optimization)의 경우 후보 물질의 수가 증가할수록 설계변수의 수도 증가 하고, 결과적으로 계산 시간이 크게 증가한다. 따라서 PSM(Phase Section Method)과 같은 단일 설계변수를 갖는 MMTO가 제안되었 다. 본 연구는 조성비가 면적이나 부피비를 나타내지 못하고, 설계변수가 목표치에 충분히 집중되지 않고, 특정 재료가 요구량보다 적 게 생성되는 PSM의 세 가지 주요 제한점을 고려하여 이를 개선하는데 중점을 둔다. 이러한 한계를 극복하기 위해 재정의된 조성비와 더 나은 수렴을 위한 조정된 매개변수를 제안한다. 제안된 수정 사항의 유효성을 2차원 및 3차원 수치 예제를 통해 검증한다.

Conventional wastewater treatment plants (WWTPs) do not fully remove micropollutants. Enhanced treatment of sewage effluents is being considered or implemented in some countries to minimize the discharge of problematic micropollutants from WWTPs. Representative enhanced sewage treatment technologies for micropollutant removal were reviewed, including their current status of research and development. Advanced oxidation processes (AOPs) such as ozonation and UV/H2O2 and adsorption processes using powdered (PAC) and granular activated carbon (GAC) were mainly discussed with focusing on process principles for the micropollutant removal, effect of process operation and water matrix factors, and technical and economic feasibility. Pilot- and full-scale studies have shown that ozonation, PAC, and GAC can achieve significant elimination of various micropollutants at economically feasible costs(0.16-0.29 €/m3). Considering the current status of domestic WWTPs, ozonation and PAC were found to be the most feasible options for the enhanced sewage effluent treatment. Although ozonation and PAC are all mature technologies, a range of technical aspects should be considered for their successful application, such as energy consumption, CO2 emission, byproduct or waste generation, and ease of system construction/operation/maintenance. More feasibility studies considering domestic wastewater characteristics and WWTP conditions are required to apply ozonation or PAC/GAC adsorption process to enhance sewage effluent treatment in Korea.

본 연구는 정원 장미에서 화색과 향기의 상관관계를 분석하기 위해 개화단계 동안 화색소와 향기물질 구성의 변화를 조사하였 다. 화색과 향기 특성이 다른 세 품종의 정원 장미를 식물재료로 이용하였다. ‘Faustinia’는 황색 꽃잎과 tea-type향을 가지며, ‘Liparfum’은 적색 꽃과 sweet-type향을, ‘Tchaikovsky Meichibon’ 은 약한 향의 백색 꽃을 피운다. 개화과정을 S1에서 S5까지 5단 계로 나뉘어 설정하였다. 세 품종에서 꽃과 꽃잎의 크기, 꽃잎의 생체중과 같은 형태적 특성은 S1에서 S4로 개화가 진행됨에 따 라 증가했다. ‘Faustinia’와 ‘Liparfum’은 S3까지 화색이 선명하고 밝아지고 이후 퇴색되어 a*와 b*값이 감소하였다. 세 품종 모두 향기는 S3~S4에서 가장 강했다가 S5에서 감소하였다. ‘Faustinia’ 의 총 카로티노이드와 ‘Liparfum’의 총 안토시아닌 함량은 S1대 비 S3에서 약 7.2~40.5배 증가하였고 S5에서 약 30.6%까지 현저 하게 감소하였다. 백색 계열 ‘Tchaikovsky Meichibon’의 화색소 함량은 개화 과정 중 큰 변화를 보이지 않았으나 S5에서 2.3배 감소하였다. 향기물질은 화색소 변화와 유사한 패턴을 보였다. 2-phenylethanol과 3,5-dimethoxytholuene은 모든 품종 ‘Faustinia’ (84.2%), ‘Liparfum’(89.6%), ‘Tchaikovsky Meichibon’(94.8%) 에서 높은 함량비율을 보였고, 테르펜 향기물질 구성비율은 역순 으로 높았다. ‘Liparfum’의 안토시아닌은 향기물질 2-phenylethanol (r=-0.51), 3,5-dimethoxytoluene(r=-0.72**), eugenol(r=-0.58*),neral(r=-0.48), geranial(r=-0.42)과 음의 상관관계를 보였으나, 카로티노이드는 명확한 상관성을 갖지 않았다

식물의 이차대사산물은 곤충-식물 상호관계에서 중요한 역할을 한다. 식식성 곤충은 식물의 방어물질에 대처하는 다양한 전략을 가지고 있 다. 광식성 곤충은 넓은 범위의 다양한 식물들을 섭식하고 그 해독 기작도 보다 복잡한데, 이는 많은 종류의 식물유래 화합물에 반응하는 경향이 있 기 때문으로 보인다. 이와는 달리 협식성 곤충은 몇몇 유사한 식물에 국한되어 살아가며 보다 효율적인 적응 방식을 지니고 있을 것으로 여겨진다. 이러한 협식성 곤충의 적응은 식물의 방어물질에 대한 해독효소를 다량 생산하거나 방어물질 또는 그 대사산물을 격리하는 전략을 마련하였기 때문 으로 보인다. 담배나방은 담배와 고추 등 주로 가지과의 몇몇 식물만을 가해하는 협식성 곤충이다. 담배나방의 기주식물 적응성을 이해한다면, 이 해충에 의한 작물의 피해를 줄이는 방법을 개발하는데 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라, 담배나방과 같은 협식성 곤충의 생리, 생태, 진화를 연구하는 데에도 중요한 단서를 제공할 것이다. 본 종설에서는 담배나방의 기주식물 범위, 유충과 기주식물의 상호작용, 그리고 기주식물에서 특이적으로 나 오는 니코틴과 캡사이신에 대한 곤충의 반응과 해독 메카니즘을 중심으로, 지난 반세기 동안의 연구결과를 요약하고 앞으로의 전망을 제시하고자 한다.