신뢰성 있는 토양의 이산요소모델을 개발하기 위해서는 토양의 특성을 고려하여 매개변수를 교정해야 한다. 본 연구에서는 이산요소모델을 구성하는 각 매개변수가 토양 입자의 거동에 미치는 영향을 분석하였고, 분석된 결과를 이용하여 토양의 이산요소모델을 개발하였다. 민감도 분석의 대상이 되는 매개변수는 전단 계수, 마찰 계수, 표면 에너지 등으로 선정하였으며, 교정의 기준이 되는 토양의 특성은 가비중, 안식각, 점착력 및 내부마찰각으로 선정하였다. 또한, 토성이 서로 다른 해안가, 논 및 밭을 구성하는 토양을 대상으로 연구를 수행하여 다양한 토성에 대한 적용성을 확인하였다. 결과적으로 본 연구에서 수행한 민감도 분석 결과를 이용하여 각 토양의 거동을 모사할 수 있는 이산요소모델을 교정하였으며, 시험 결과와의 비교를 통해 교정된 이산요소모델을 검증하였다.

식용 옥수수 수확기는 수확 시 옥수수 이삭의 손상율을 결정하는 탈과 시스템이 중요하다. 탈과 시스템을 개발하기 위해서는 탈과 시스템의 손상율에 영향을 미치는 주요 설계 변수를 구명해야 하고, 설계 변수의 영향 분석에는 시뮬레이션 기법이 많이 사용되고 있다. 본 연구의 목적은 탈과 시스템의 시뮬레이션 해석에 사용할 옥수수 줄기에 대한 이산요소 모델을 개발하는 것이다. 식용 옥수수의 특성을 고려하기 위하여 옥수수 줄기의 물리적 특성을 분석하였으며, 만능재료시험기를 이용한 압축 시험과 3점 굽힘 시험을 통하여 역학적 특성을 확인하였다. 또한, 옥수수 줄기의 이산요소 모델은 접촉 모델과 결합 모델로 구현하였고, 매개변수 연구를 통해 이산요소 모델의 주요 파라미터를 도출하였으며, 시험 결과와 비교하여 개발된 이산요소 모델을 검증하였다. 본 연구로부터 개발된 옥수수 줄기 모델은 탈과 시스템의 시뮬레이션에 활용된다.

농업기계는 다양한 환경과 작물을 대상으로 작업을 수행하기 때문에 농업기계의 설계와 개발은 실 작업 부하를 고려하여 수행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 식용 옥수수 수확기의 실 작업 부하를 계측하기 위해 식용 옥수수 수확 시험을 수행하였다. 또한, 계측된 부하 데이터를 이용하여 수확기 내 기어박스 요소들의 강도 및 수명을 평가하기 위한 부하 스펙트럼을 구축하였다. 부하 스펙트럼은 기어박스의 구성요소 중 기어와 베어링에 적용 가능한 하중 지속 분포와 기어와 베어링을 제외한 축, 하우징, 캐리어 등에 적용 가능한 부하 스펙트럼으로 나누어 구축하였다. 본 연구를 통해 구축된 하중 지속 분포 및 부하 스펙트럼은 식용 옥수수 수확기의 기어박스 강도 및 수명 평가뿐만 아니라, 기어박스의 설계 하중으로도 활용이 가능할 것으로 보인다.

하⋅폐수 처리 기술은 종래 단순 오염물질 처리에서 에너지 및 자원 절약형의 고도처리 기술로 발전되고 있으며, 공공 수역으로의 오염 물질과 유독 물질 배출을 최소화하고 설치⋅운영의 효율성을 높이기 위해 IT 및 BT와 같은 다양한 기 술을 접목한 융합형 기술로 진화하고 있다. 국내 하⋅폐수 처리기술의 발전 추이를 살펴보기 위해 등록된 특허기술을 수집⋅ 조사하여 연도별⋅부문별로 분류하여 분석하였다. 본고에서 2010년~2017년 5월 간의 관련된 특허 등록 내용을 생물학적⋅ 물리화학적 처리공정, 장치 및 기기, 소재⋅제재, 슬러지처리, 분리막, 공정제어기술 등 10개 분야의 42개 세부 영역으로 나누 어 추세를 분석했다. 총 3,356건의 특허가 등록되었으며 2013년에 638건으로 최고치를 기록한 이후 다소 감소하여 연간 3~400여 건을 유지하고 있다. 등록된 특허 총 건수는 아직 다른 국가에 비해 적지는 않으나 공정 제어 및 기기 분야, 신개념 처리 기술과 같이 세계 시장을 선도할 수 있는 첨단 기술의 특허는 타 분야에 비해 미흡한 것으로 나타났다.

본 연구에서는 새로운 국내 생태독성평가 시험 생물종으로서 유글레나의 적용가능성을 평가하기 위하여 국내 서식종인 E. agilis를 이용하여 5종의 휘발성 유기용 매(Acetone, Dimethyl sulfoxide (DMSO), Ethanol, Methanol)에 의한 독성영향을 평가하였다. E. agilis의 식물적 특성을 이용한 급성독성영향 평가 결과, D. magna에 비해 DMSO에 대한 독성민감도가 상대적으로 낮았으나 전반적으로 비교생물 종과 유사하거나 민감하였다. E. agilis의 동물적 특성을 이용한 세포반응 시험 결과, Chloroform의 경우 반수영향을 야기하는 시험물질농도(96시간 EC50)에 상당히 신속하고 민감한 독성반응을 나타내었다. 환경시료에 대한 모니터링 목적으로 다양한 생물 종을 이용한 생물검정 기법 적용이 증가하고 있는 추세이다. 수 생태 환경관리를 목적으로 새로운 생태독성시험 개발에 적용할 생물 종은 국내 수질환경에 적합하고 배양이 용이하며 다양한 유해화학물질에 대한 독성이 민감해야 한다. 또한 반응시간이 짧아 실시간으로 모니터링이 가능할 뿐만 아니라 경제성도 고려되어야한다. 본 연구의 결과 E. agilis는 배양이 용이하고 다루기 쉬우며 생장율(growth rate), 이동속도(velocity), 활동도(motility), 세포형태(com-pactness) 등 식물적 특성과 더불어 동물적 특성과 연계된 인자들을 종말점으로 독성시험을 수행할 수 있다. 따라서 E. agilis는 다양한 유해화학 물질 및 환경시료에 대하여 신속하고 민감한 독성반응 도출이 가능할 것으로 예상되며 향후 국내 수질관리를 위한 새로운 생태독성 영향평가 생물 종으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

하수방류수 재이용을 위한 RO 전처리로 부유물질 및 콜로이드 물질의 제거를 위해 가압식 MF를 사용하였다. 남양주 J 하수처리장의 생물학적 처리와 모래여과를 거쳐 방류되는 방류수를 원수로 사용하였으며 100 톤/일 규모의 pilot plant를 1년 이상 운전하여 성능을 검토하였다. 가압식 MF에 의해 원수 수질 및 온도의 변화에 상관없이 flux 40 LMH 운전이 가능하였으며 전처리로 응집제를 넣어 용존 유기물을 응집할 경우 60 LMH 운전이 가능하였다. RO 공정에서 장기간 정지 이후 운전을 재개하였을 때 1단 pressure drop이 급격히 증가하는 현상이 나타났고 이러한 결과는 배관 내 형성된 유기물과 이온물질의 복합오염물질이 1단 RO막에 침적된 결과로 사료된다.

The purpose of this study is to improve production efficiency of vitrified-thawed transgenic bovine embryos. Transgenic bovine embryos were produced by injection of FIV-GFP lentiviral vector into perivitelline space of in vitro matured MІІ stage oocytes, and then in vitro fertilization. EGFP-expressing transgenic bovine blastocysts were cultured in serum-containing and serum–free medium. These blsatocysts were vitrified by pull and cut (PNC) container made with 0.25 cm plastic straw. Results indicate that total developmental rates of normal IVF embryo cultured in serumcontaining and–free medium into blastocyst were not significantly different (22.3 vs 21.5%) and those of GFPexpressing transgenic bovine embryo into blastocyst showed no significant difference between serum-containing (13.9%) and–free medium (13.1%). However, developmental rate of GFP transgenic embryo was significantly (P<0.05) lower than its of normal IVF embryos. In additional study, we vitrified GFP transgenic normal bovine blastocysts using PNC vitrification method. Survival rate of vitrified-thawed GFP transgenic blastocyst (23.1%) was significantly (P<0.05) lower than its of normal blastocysts (68.9%). Although, survival rate of vitrified-thawed GFP transgenic blastocyst was lower than its of normal blastocyst, our result may suggested that PNC vitrification method is feasible to cryopreserve transgenic embryos. Our next plan will be the production of GFP express transgenic bovine derived from vitrified-thawed embryos using PNC method.

Recently, the transgenic animal production technique is very important for the production of bio-parmaceutical as animal bio-reactor system. However, the absence of survival evaluation in vitro produced transgenic embryos has been a problem of the low productivity of transgenic animal because of absent of pre-estimate of pregnancy after transgenic embryos transferred into recipient. Therefore, this study is conducted to improve efficiency of transgenic cattle production by improving the non-surgical embryo transfer (ET) method. Transgenic bovine embryos were produced by injection of feline immunodeficiency virus enhanced green fluorescent protein (FIV-EGFP) lentiviral vector into perivitelline space of in vitro matured MІІ stage oocytes, and then in vitro fertilization (IVF) was occured. Normal IVF and EGFP expressing blastocysts were transferred into recipients. Results indicated that 2 expanded blastocysts (34.7%) transferred group showed significantly (P<0.05) higher pregnancy rate than 1 expanded blastocyst (26.8%) transferred group. In case of parity of recipient, ET to heifer (34.9%) showed significantly (P<0.05) higher pregnancy rate than ET to multiparous recipient (21.2%). However, there are no significant differences of pregnancy rate between natural induced estrus and artificial induced estrus groups. Significantly (P<0.05) higher pregnancy rate was obtained from recipient group which have normal corpus luteum with crown group (34.8%) than normal corpus luteum without crown (13.6%). Additionally, treatment of 100 μg Gn-RH injection to recipient group (38.6%) 1 day before ET significantly (P<0.05) increase pregnancy rate than non- Gn-RH injection to recipient group (38.6%). We also transferred 2 EGFP expressing expanded blastocysts to each 19 recipients, 7 recipients were pregnant and finally 5 EGFP transgenic cattle were produced under described ET condition. Therefore, our result suggested that transfer of 2 good-quality expanded blastocysts to 100 μg of Gn-RH injected recipient which have normal corpus luteum with crown is feasible to produce transgenic cattle.

The importance of interaction between surface water and groundwater has been increased for the understanding and analyzing hydrological cycle in natural stream system. In this study, the interaction between surface water and groundwater is qualitatively analyzed by using a field measurement of water level and temperature in Guamcheon stream, South Korea. The results show that temperature measurement is necessary to assess the interaction between surface water and ground water not only water level. The interactions between surface water and groundwater in short stream can be analyzed by using this method and the accuracy of stream-groundwater interactions can be enhanced in the concept of hydrological analysis by adding the temperature variation data. Consequently, this method based on field measurement can be expected as a basic procedure for qualitative study on stream-groundwater interactions.

MBR 기술은 지난 20여 년 동안 처리성능과 효율성 그리고 비용절감 측면에서 빠른 속도로 발전하고 있다. 또한 안정적인 하수처리와 하수재이용관점에서 핵심기술로 널리 인식되고 있다. 본고에서는 MBR 기술의 개발과 상업적 응용에 관한 발전과정을 재조명하고 세계 시장의 전망을 제시하고자 한다. 주요 적용기술에 대해 다음 5가지 측면에서 검토하여 제시하였는데 1) MBR 기술의 진화, 2) MRBs의 상업용 기술, 3) 대용량 MBR 플랜트 설치 사례, 4) MBR 시장의 성장, 5) 기술의 발전방향 순으로 제시하였다. 마지막으로 MBRs에 대한 경제적, 환경적, 그리고 기술적 측면에서 향후 발전방향을 1) 초기투자비, 2) 처리 수질, 3) 분리막 소재/모듈, 4) MBR 장비와 공정, 5) 운영비용, 향후 6) 혐기성 MBRs 공정과 같은 차세대 기술 분야로 나누어 제시하였다.

1980년대 이후 국내 하 폐수 처리시설에 대한 지속적인 투자로 하수도 보급률이 90%에 이를 만큼 비약적으로 확충되었다. 21세기 들어 물 부족에 대비한 대체수자원 확보, 기후변화 등 지구환경문제에 대비한 에너지 절감 및 생산, 하천 호소의 지속적인 수질개선 요구 등 사회적 환경적 영향 요소를 감안할 때 더욱 고도화된 선진 하 폐수 처리기술이 필수적이다. 신개념 처리기술은 수질유해물질 및 독성관리기술 등 초고도 처리기술, 맞춤형 재이용기술, 에너지 절감 회수 활용 기술을 유기적으로 조합 연계하는 기술이다. 이러한 선진 처리기술은 국내 수질환경개선은 물론 개도국을 중심으로 급성장세를 보이는 국제 환경시장에서의 경쟁력 확보의 토대가 될 것이므로 글로벌 탑 수준을 지향하는 하 폐수 고도처리 기술개발 사업에서는 상기 기술 분야를 중점 개발하고자 한다. 본 사업단은 방류수 고품질화. 재이용 기술 분야, 에너지자립 분야, 통합관리 분야로 구분, 향후 1단계 5개년(2011-2015) 사업을 본격 추진할 예정이다.

기질 고분자인 sulfonated PEEK (sPEEK)와 가교제(cross-linking reagent) 4,4'-ethyldianiline (EdAn), 그래프트제(grafting reagent) 2-phenylethylamine (PEA)을 용매 dimethylacetamide (DMAc)에 녹여 용매증발법을 이용하여 제막하였다. 이민화 반응(imination)과 술폰화(sulfonation) 과정을 거쳐 최종 이온교환막인 cross-linked and grafted sPEEK (CG-sPEEK)막을 제조하였다. FT-IR 분석을 통해 술폰화 및 이민화 반응여부를 확인할 수 있었다. Proton conductivity와 water uptake, volume change를 측정하여 상용화된 Nafion115와 비교함으로써 이온교환막으로서의 활용가능성을 평가하였다. 제조된 CG-sPEEK막의 proton conductivity (0.17 S/cm) 값이 Nafion115 (0.10 S/cm) 보다 우수하게 나타나 이온교환막으로서의 적용가능성을 보여주었다. 다만 높은 water uptake (130%)는 CG-sPEEK의 치수안정성을 위해서 저감시킬 필요가 있다.

최근 일본과 하와이에서 발생한 화산재해에 의해 많은 인명과 재산피해가 기록됨에 따라 우리나라도 정부와 민간에서 화산재해에 대한 관심이 높아지고 있다. 과거 3차례의 분화이력을 갖고 있는 백두산이 대규모로 분화할 경우 한반도 전체를 포함한 일본, 중국까지 피해범위에 포함되기 때문에 백두산의 분화 전조현상과 지하 마그마 활동 등 관련 연구가 3국에서 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 화산분화 시 피해가 예상되는 물 환경 및 관련 시설에 대한 영향 및 피해범위, 피해정도, 수질오염 등을 예상·추정하고, 이 결과를 바탕으로 하천과 상·하수도 시설의 피해저감을 위한 대응방안과 2014년 11월 새롭게 출범한 국가재난의 컨트롤타워인 국민안전처 중심의 재난관리체계를 제시하였다.

고체로켓모터는 점화체와 추진기관으로 구성되어있고, 추진기관에 대한 재활용 연구는 상업생산까지 이루어져 있다. 하지만 로켓모터를 처리하면서 발생하는 점화체에 (점화알약과 기폭장치로 구성) 대한 연구는 전무하여, 계속 누적되어가고 있는 실정으로, 현재 소각을 통한 처리방법만이 알려져 있다. 점화체를 구성하는 점화알약은 boron (보론, 붕소), KNO3 (질산칼륨) 및 binder인 polyester resin으로 되어있다. 이 중 붕소는 지각에 약 0.001%만 존재하는 희소성 높은 자원으로 반도체산업, 특수합금제조, 방탄유리산업 등에 이용되는 고부가가치를 지닌 물질이다. 국내의 경우 현재 수요의 대부분을 수입에 의존하고 있다. 그리고 질산칼륨의 경우 비료의 원료, 실험시약 등에 사용되는 물질이다. 본 연구에서는 유기용매 사용 또는 소결처리를 하지 않고, 순수한 물로 각 성분들의 용해도 차이만을 이용하여 질산칼륨과 붕소분말을 회수하였다. 분리한 붕소는 ICP원소분석을 통해 불순물을 확인하였고, IC분석을 통해 세척횟수에 따른 용액의 질산칼륨 회수량을 확인하였다. 점화알약에서 붕소와 질산칼륨을 순수한 물로 회수하였을 경우도 소결처리 또는 유기용매를 사용하여 회수한 경우와 금속이온들의 함량이 유사함을 알 수 있었다.

백두산 분화 시 분출되는 화산재에 의한 수질환경 변화에 대응하고자 본 연구에서는 백두산 화산재 성분을 추정하고, 화산재 퇴적 두께에 따른 수질 농도변화를 분석하였다. 백두산 화산재 성분을 추정하기 위해 주요 해외 화산의 마그마 성분과 백두산의 마그마 성분을 비교하여 유사한 화산을 선정하고, 해당 화산에서 분출한 화산재의 성분을 백두산의 화산재 성분과 유사한 것으로 가정하였다. 화산재 유해성분에 의한 수질 농도변화를 분석하기 위해 화산재 퇴적 두께에 따른 유해성분 농도의 증감을 분석한 후, 국내 먹는물 수질기준과 비교함으로서 수질환경에 대한 영향 유무를 평가하였다. 연구 결과, 알루미늄, 카드뮴, 불소, 철, 납, 마그네슘, 염소와 스트론튬 등이 취수원에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이 중 카드뮴, 불소, 철, 납, 마그네슘의 경우에는 수질관리 및 화산분출 시 관리가 필요할 것으로 분석되었다.

최근 일본은 2011년 3월 11일 진도 9.0 동일본대지진의 발생과 이로 인해 유발된 쯔나미로 인해 인하여 사망 15,878명, 실종 2,713명, 이재민 35만여 명, 피해액은 17조엔(약238조원) 등 막대한 피해를 입었다. 이는 1995년 1월 한신･아와지(阪神･淡路)대지진의 사상자 규모에 비해 약 2.5배에 가까운 대규모 재해이다. 이 두 대지진의 사례를 보면, 대피･구호에 따라 초기 대응역량이 사상자와 구조자라는 생사의 갈림길이 정해진다는 점에서 그 어느 정책보다도 각 부처의 협업과 민･관 협력이 매우 중요한 것으로 나타났다. 일본의 경우는 크고 작은 재난에 노출되어 있어 대피 및 구호 협력시스템이라는 측면에서 우리나라 보다는 민･관 및 관･관 협력체계 구축이 잘 되어 있다고 볼 수 있다. 반면 우리나라는 매년 5월 재난안전한국훈련, 8월 을지훈련 및 충무훈련 등을 실시하고 있으나 이들 훈련은 모두 관･관에서 이루어지고 있어 민･관 협력 대피･구호에 해당되는 대응훈련이 부족하고, 이로 인해 지역 민간 자원봉사인력 자원의 효율적 활용 및 전문성 제고 환경이 미흡한 현실이다.우면산 산사태, 동일본 대지진 및 지진해일, 필리핀의 초대형 태풍 등 자연재해의 집중화 및 대형화 추세와 2011년 9･15 대규모 정전사태(블랙아웃), 2012년 구미 화학물질 누출사고, 최근의 중국발 스모그 등 사회적재난의 복합화, 다양화 등 비정형 재난발생이 빈번하여 사회적 문제를 야기하고 있는 상황이다. 그러므로 재난의 초기 대응단계인 대피･구호에 대한 민･관 및 관･관 협력시스템 구축이 무엇보다도 시급한 단계이다. 이러한 측면에서 본 연구에서는 일본의 2대 대지진이라고 볼 수 있는 한신･아와지(阪神․淡路) 대지진과 3･11 동일본 대지진 및 원전폭발로 인한 일본의 대피･구호 정책의 변화 사례를 분석하여 우리나라에서의 정책적 함의를 찾고자 한다.

리나라는 화산재해의 안전지대로 여겨졌으나 최근 백두산의 분화 가능성이 제기되고 주변국인 일본의 사쿠라지마 화산이 분화됨에 따라 화산재해 연구의 필요성이 증가 하고 있다. 화산분화로 발생하는 화산재는 광범위한 지역에 퇴적되며, 필수적인 사회기반 시설 및 환경에 악영향을 미칠 수 있다. 특히 급수보급률이 99% 이상이 되는 도시지역(시가지)의 경우에 화산분출 시 수원관리 및 대응의 미흡으로 사회적인 문제가 야기될 수 있는 것으로 조사되었다. 본 연구에서는 백두산 분화에 따른 수원관리를 위해 화산재 퇴적 두께별 상수원의 오염 가능성을 평가하기위해, 일본과 가장 가깝게 위치한 제주도의 수산저수지를 대상으로 수질오염을 평가하였으며, 평가 방법으로는 화산재의 화학성분과 화산재위험평가 모델을 이용하여 화산재 퇴적량의 증가에 따른 화학성분 농도의 증가를 도출하였다. 이후 도출된 결과를 국내 먹는물 수질기준과 비교하여 위험 등급을 수립하였고 수립된 결과를 바탕으로 화산재 재해에 대한 위험성을 제시하였다.