This research presented the procedural framework of developing and optimizing an artificial intelligence model for predicting the change of bread texture by different baking enhancers. Emphasis was placed on the impact of various baking enhancers on the Mixolab thermo-mechanical properties of wheat flour and consequent alterations in bread texture. The application of baking enhancers positively contributed to dough formation and stability, producing bread with a soft texture. However, a relatively low Pearson correlation coefficient was observed between a single Mixolab parameter and bread texture (r<0.59). To more accurately predict the texture of bread from the thermo-mechanical features of wheat flour with baking enhancers, five AI models (multiple linear regression, decision tree, stochastic gradient descent, random forest, and multilayer perceptron neural network) were applied, and their prediction performance was compared. The multilayer perceptron neural network model was further utilized to enhance the prediction of bread texture by mitigating overfitting risks. Finally, the hyperparameter tuning (activation function [Leaky ReLU], regularization [0.0001], and dropout [0.1]) led to enhanced model performance (R2 = 0.8109 and RMSE = 0.1096).

경제성장을 위한 도시화 및 불투수면의 증가는 자연적인 물순환 체계를 변화시켰으며, 강우시 첨두유량 증가, 발생 시간 단축, 지하 침투량 감소 및 지표수 유출량 증가 등의 수문학적 문제 발생의 원인이 되고 있다. 이에 환경부에서는 기존의 한정된 수자원을 더욱 효율적으로 관리하고 이용하고자 LID/GSI 기법을 통한 강우유출수 관리 방법을 도입하였다. 지붕유출수의 경우, 오염물질 농도가 도로 및 주차장에 비하여 낮게 나타나기 때문에 LID 시설을 통한 처리 후 저류 및 지하 침투를 통한 자연적인 물순환 체계의 재현 혹은 조경, 청소 용수 등으로 이용이 가능할 것으로 판단된다. 따라서, 본 연구에서는 지붕유출수 관리를 위한 LID 시설의 운영 및 처리효율 평가를 통하여 도시내 물순환 체계 구축과 물의 재이용을 도모하고자 수행하였다. 본 연구를 수행하기 위한 LID시설은 침투화분으로서 공주대학교 천안캠퍼스내 조경공간에 설치하였다. 침투화분의 규모는 1.6×1.5(A×D, m2×m)이며, 시설은 강우시 지붕유출수가 직접 유입되는 자갈부와 식생이 식재된 토양층(상부)으로 나뉘어져있으며, 하부에는 모래와 자갈이 충진 되어있다. 시설 하단에는 시설로 유입된 강우유출수를 지하로 침투시키기 위한 지름 10 cm의 침투구멍이 존재한다. 모니터링은 포장지역의 강우유출수 특성을 고려한 수질모니터링 방법으로 수행되었으며 채취된 시료는 입자상물질, 유기물질, 영양염류 및 중금속(Total Pb, Total Cu, Total Zn) 항목에 대하여 수질오염공정시험법에 의해 분석을 실시하였다. 모니터링 및 수질 분석 결과를 토대로 시설 적용 전과 후의 수문학적, 환경적 분석을 수행하였다. 시설의 효율 평가를 위한 강우시 모니터링은 2013년 11월부터 2014년 9월까지 총 12회가 수행되었다. 모니터링이 수행된 대부분의 강우사상은 10 mm 이하의 소규모 강우로 평균 강우량은 8.8±6.7 mm로 나타났다. 침투화분 설치 후의 수문학적 분석 결과, 침투화분을 통하여 지붕유출수의 유출을 약 3시간 정도 지체 시키는 것으로 나타났으며 시설로 유입된 양의 최소 17%에서 최대 100%, 평균적으로 79% 정도 시설 내 저류 및 침투를 통한 유출시간 지체와 유출량 저감 효과를 보였다. 수질시료 분석결과를 토대로 모니터링 기간 동안 집수구역에서 발생된 오염물질의 처리효율을 분석한 결과, 입자상 물질의 경우 평균적으로 76%, 유기물질의 경우 94%, 영양염류는 86~96% 및 중금속의 경우 93% 처리되는 것으로 나타났다.

도시화의 급격한 변화로 인한 불투수층의 증가는 도시 내의 강우유출수를 아무런 처리 없이 직접 도시 내에 유출되어 홍수, 첨두유량 증가 등의 문제점을 야기 시킨다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 미국, 유럽, 우리나라 등 많은 국가에서 개발 전 자연이 가지고 있던 수문학적 기능을 최대한 유지하면서 개발 후 발생되는 비점오염물질을 효율적으로 관리하는 저영향 개발 기술을 도입하고 있다. 따라서 본 연구에서는 도시지역 물순환 관리 및 비점오염물질 저감에 기여하고자 저류와 침투가 가능한 식생체류지를 개발 및 평가하고자 수행되었다. 본 연구는 식생체류지의 물순환 및 비점오염물질 저감 능력을 평가하기 위하여 공주대학교 내 주차장에 설치된 식생체류지의 모니터링을 수행하였다. 모니터링한 수질시료는 수질오염공정시험법에 준하여 입자상물질, 유기물, 영양물질 및 중금속에 대한 분석을 수행하였다. 또한 첨두유량 발생시간 및 지체시간, 첨두유량 저감 및 물수지를 산정하여 물순환 효과를 분석하였다. 식생체류지 시설의 모니터링은 2013년 11월부터 현재까지 총 11회가 수행되었으며 모니터링 결과, 강우유출수의 발생시간은 식생체류지를 적용하기 전에 비하여 약 40min 지체되는 것으로 나타났다. 또한 첨두유량의 발생 시간은 시설 적용 전에 비하여 약 80min 이후에 발생하는 것으로 분석되었으며, 첨두유량은 약 0.3m3/min 저감되는 것으로 나타났다. 물수지 산정 결과, 시설 내 저류 및 침투되는 양은 90%로 높은 물순환 효과를 나타낸 것으로 분석 되었다. 비점오염물질 저감효율을 산정한 결과, 모든 오염물질에서 90% 이상으로 높은 저감효율을 나타내는 것으로 분석되었다. 이는 여재부에서 일어나는 오염물질 저감 기작이 효과적으로 작용되는 것으로 판단된다.

개발활동, 도시화로 인한 인구집중, 기후변화 등 물환경 여건이 악화됨에 따라 환경수문학적 문제를 야기하여 수생태계에 악영향을 미친다. 특히, 강우시 포장지역의 경우 불투수율이 높아 첨두유량의 증가로 도시홍수가 유발되며 비점오염물질의 유출을 증가시켜 강우유출수 및 비점오염물질의 관리가 요구되는 실정이다. 이에 환경부에서는 비점오염원을 관리하기 위하여 수질 및 수생태계보전에 관한 법률 및 제도적 장치를 수립하였으며 비점오염관리기법에 관한 매뉴얼 및 가이드라인의 발간을 통해 비점오염원 관리에 최선을 다하고 있다. 최근 들어 국내,외에서는 그린빗물인프라(Green Stormwater Infrastructure, GSI) 기법이라는 새로운 비점오염관리기법의 등장으로 활발한 연구가 진행되고 있다. GSI기법은 개발과 동시에 자연적 침투 및 저류, 여과, 식생에 의한 증발, 증산등의 자연적 유출 저감방법을 모방함으로써 자연적 물순화 체계를 최대한 유지, 보호하는 신개념의 개발방법으로 건전한 물순화 시스템 조성 및 홍수방지, 생물의 서식처 제공, 강우유출수에 포함된 비점오염물질의 저감 등으로 효율적 유역관리를 위한 도시개발사업 등에 적용되어 지고 있다. 따라서 본 연구는 효율적인 비점오염관리를 위한 GSI 기법의 개발의 일환으로 모듈형 침투여과시설을 개발하고자 수행되었으며 시설의 적용에 앞서 실험적 검증을 통하여 적용성을 평가하고자 한다. 본 연구에서 개발하고자 하는 침투여과형 시설은 다양한 강우사상에 적합한 모듈화된 3단형 구조로 여과침투조, 여과저류조 및 최종침강지로 구성되며 시설의 저류용량은 0.028m3의 용량으로 설계되었다. 시설의 운영은 총 8회가 수행되었으며 실험결과, 물수지 및 물질수지 산정을 통해 오염물질별의 저감 효율은 50~90%로 분석되어 70%이상의 높은 침투와 저류를 통한 유출저감에 의해 나타나는 것으로 분석되었다. 침투여과시설의 운영효율은 여재의 공극 막힘현상의 발생여부로 판단이 가능한데 본 기술의 경우 공극 막힘현상은 누적 TSS 양이 8.3~9.0 kg/m2의 범위에 도달할 때 발생하였으며, 이 값은 타 연구결과에 비해 큰 값으로 나타나 장기간 높은 효율을 유지할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 초기침강지를 설치하지 않은 상태에서도 시설로부터 유출되는 시료 내 평균 입경크기는 10 μm로 조사되어 초기침강지를 설치할 경우 입자제거에 효과적일 것으로 판단된다.

하천이나 호수에 퇴적된 퇴적물은 유역에서 배수된 토양, 유기물질 및 광물질이 침전된 것으로 환경뿐만 아니라 인간의 건강에 악영향을 끼치는 다양한 오염물질을 포함하고 있다. 퇴적물은 분자확산 및 생물기작 등을 통하여 오염물질을 공급 할 뿐만 아니라 침전된 유기물이 분해되어 무산소 환경이 되면 영양염류가 다시 무기이온 상태로 수중에 용출된다. 용출된 영양염류는 수층의 혼합에 의해 표층으로 재공급 및 새로운 유기물을 형성하는 순환을 거치게 되는 등 수질 및 수생태계에 영향을 미친다. 따라서 본 연구는 다양한 토지이용에서 발생하는 퇴적물의 화학적 성상과 수질의 오염성상을 비교 분석하여 퇴적물이 수질에 미치는 영향과 퇴적물 관리 대책 수립의 기초자료를 제공하고자 수행하였다. 본 연구를 위한 기초자료를 확보하기 위하여 포장지역, 축산지역 및 하천지역을 모니터링 지점으로 선정하였다. 퇴적물의 시료채취 경우 지름 5cm, 길이 50cm인 아크릴 코어를 이용하여 채취하였으며, 포장지역의 경우 총 4회, 축산지역은 17회, 하천지역은 28회 수행하였다. 채취한 퇴적물은 토양오염공정시험법에 준하여 유기물 및 영양염류 등의 화학적 특성을 분석하였다. 또한 물환경정보시스템에서 인근하천인 금강, 동진강 및 만경강의 10년간의 수질 측정 자료를 이용하여 수질과 퇴적물의 농도를 상호 비교하였다. 토지이용별 퇴적물의 화학적 분석 결과, 평균 COD의 값은 난분해성 물질로 인하여 포장지역에서 43.88 ± 26.4 5 g/kg으로 가장 높게 나타났으며, 영양염류의 경우 축산지역에서 TN이 7.79 ± 8.32 g/kg, TP가 1.47 ± 0.81 5 g/kg로 높은 농도를 보였다. 하천별 수질 농도 분석 결과 TN과 TP의 농도는 각각 4~6 mg/L, 0.2~0.4 mg/L의 범위를 보이고 있으며 2009년 후반부터 감소하는 경향을 보이고 있다. 또한, TN과 TP중에서 NH4-N와 PO4-P의 비율이 2009년 후반부터 증가하는데, 이는 조류성장의 원인이 될 수 있는 물질의 증가를 의미하기에 유역에서의 NH4-N와 PO4-P의 관리가 필요한 것으로 판단된다. 퇴적물 및 하천수질의 오염물질별 비를 산정한 결과, 모든 토지이용에서 하천 수질에 비해 퇴적물에서 인의 함량이 높은 것으로 나타나 퇴적물 내 인의 관리가 필요한 것으로 분석되었다.

토지이용의 다양성은 각종 오염물질이 흡착된 다양한 입자 축적을 유발하며, 강우에 의하여 수계로 유출되어 퇴적층을 형성하게 되고 장기적으로 내부수질오염의 원인이 된다. 이러한 퇴적층은 수층에 영향을 끼치는 내부오염원으로 인식되고 있지만 오염도를 평가할 수 있는 기준은 현재 존재하고 있지 않다. 또한 퇴적물의 관리기준은 관리대상 및 사용목적에 따라 다양한 형태로 임시방편으로 정해지고 있기 때문에 체계적 퇴적물 관리기준이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구는 다양한 토지이용에서 발생하는 퇴적물의 물리화학적 특성을 비교분석하여 퇴적물 관리 대책 수립에 필요한 기초자료를 제공하고 적정한 관리방안을 제시하고자 한다. 본 연구를 위한 퇴적물 채취 위치는 충남 천안시에 위치하는 포장지역, 충남 논산시 연무읍에 위치한 축산단지와 전북 새만금 사업지구에 위치한 동경강과 만경강 하천지점 등에서 수행되었다. 시료채취는 포장지역의 경우 교란 시료 4회, 하천지역은 교란 및 비교란 시료를 각각 총 7회, 축사지역은 교란 시료 2회, 비교란 시료 15회를 수행하였다. 채취한 퇴적물은 토양오염공정시험방법과 ICP를 이용하여 유기물, 영양염류 및 중금속의 분석과 입도분석을 수행하였다. 토지이용별 퇴적물의 물리·화학적 분석 결과 포장지역은 대부분 입자가 큰 모래로 구성되었으며 IL이 43.92% COD가 43.88g/kg으로 가장 높았다. 또한 하천과 축사지역은 실트 및 모래로 분포되었으며 축사지역에서는 TN이 1.22g/kg, TP가 1.34g/kg으로 가장 높게 나타났다. COD：TN：TP비는 포장지역의 경우 66：8：1로 총인함량에 비해 유기물 함량이 가장 높았으며 축사지역은 21：5：1로 질소 과다함량으로 나타났다. 반면 하천지역은 12：1：1로 자정작용으로 인한 유기물 제거 또는 인의 과다로 판단된다. 반면 중금속의 경우 모든 토지이용에서 한국, 미국 및 캐나다의 오염기준치 이하로 폐기물이 아닌 토양으로의 활용이 가능한 것으로 판단된다. 하지만 하천의 퇴적물 제거기준과 유기물 및 영양염류의 오염도를 비교한 결과 제거가 필요한 것으로 포장지역은 도로청소, 비점오염원 저감시설 설치, 하천지역은 생태습지조성, 하천정화 활동, 축사지역은 가축분뇨 저감 및 배출관리 등으로 제안한다.

본 연구는 유아교육기관에서 장난감 없는 프로그램이 유아의 상호작용적 또래놀이에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 이를 위해 선행연구를 토대로 장난감 없는 프로그램을 개발하여 만 5세 유아에게 4주간 적용하였다. 그리고 실험집단 유아 18명과 통제집단 유아 18명의 사전-사후검사 점수의 변화를 비교․분석하였다. 그 결과 장난감 없는 프로그램 적용에 따라 놀이 상황에서 친사회적인 방법으로 상호작용하는 놀이상호작용 행동은 증가하고 놀이를 방해하는 행동은 감소하는 긍정적인 결과가 나타났다. 그러나 놀이를 거절하고 무시하는 등의 놀이 단절 행동에 대해서는 그 효과를 밝혀내지 못하였다.

본 연구는 뇌발달 연구모임을 통한 영아반 교사의 역할 수행 변화 과정을 질적으로 분석하는데 목적이 있다. 이를 위해 연구자는 뇌발달 연구모임을 구성하여 운영하였다. 뇌발달 연구모임의 구성원은 본 연구자와 뇌발달 연구모임 참여에 동의한 행복한 어린이집의 영아반 교사 6명이다. 뇌발달 연구모임의 운영기간은 2007년 1월 12일부터 2007년 10월 1일까지 총 10개월이다. 모임이 운영되는 기간 동안 협의 자료, 교사 면담 자료, 연구자의 약기, 교사의 기록, 기타 관련 자료를 수집하였다. 수집한 자료의 분석은 전사 및 자료의 통합, 영역 분석, 자료 분류 및 분석, 분류된 내용의 해석 단계로 이루어졌다. 그 결과, 뇌발달 연구모임 초기 영아반 교사들은 영아를 모르는 영아반 교사였다. 영아를 미숙하고 미흡한 존재로서 교육이 불가능한 존재로 바라보고 단지 크기가 작은 유아로서 영아로 바라보고 자신의 역할을 수행하였다. 그러나 뇌발달 연구모임이 운영되면서 영아를 ‘미흡하고 미숙한 존재’가 아닌 ‘무한한 가능성의 존재’로 바라보게 되었고 영아에게 환경이자 환경제공자로서 자신이 얼마나 중요한 역할을 하는지 인식하고 영아에게 적합한 가르침을 제공하기 위하여 고민하고 노력해 나갔다. 또한 영아의 무한한 가능성 발휘를 위하여 정서적 환경의 중요성을 인식하고 영아와 영아의 정서를 존중하는 정서적 보살핌을 제공하기 위하여 노력해 나갔다. 영아반 교사들은 영아교사로서 역할 수행의 초석이 되는 바람직한 교육관을 형성하게 되었다.

본 연구의 목적은 유아의 사회적 발달에 중요한 영향을 미치는 친구관계가 어떠한지에 대한 진정한 의미를 파악해 봄으로써, 유아들의 친구관계 형성, 유지 및 변화에 대한 깊은 이해를 도모하고, 이에 적합한 사회적 태도를 지도하는데 필요한 자료를 제공하는데 있다. 연구의 대상은 만 5세 유아 2명 박진열(가명)과 윤형진(가명)이다. 주요 자료의 수집방법으로는 유아관찰 및 기록, 면접, 교사의 반영적 저널 등이며, 수집된 자료들을 부호화하고 범주화한 뒤에 정리된 자료를 읽으면서 그 의미를 분석하고 해석하였다. 연구 결과 유아들은 유사성, 근접성, 애착, 관계성, 주도성, 지원성에 기초하여 다양한 친구관계를 형성하고 있음을 알 수 있었다. 뿐만 아니라 유아들은 친구관계에서 싸움과 화해, 때리기와 따돌리기, 규칙 어기기와 같은 친구관계 갈등을 경험하고 있음을 알 수 있었다.