As a herbal supplement, Dioscorea batatas Decne (DBD) presents potent antioxidant activity and diverse health benefits. In the present study, functions of a 30 kDa glycoprotein isolated from DBD (hereafter, DBD glycoprotein) in the regulation of feed efficiency and fecal malodor in mice were explored. DBD glycoprotein produced protective effect against cytotoxicity induced by the ecotoxicological endocrine-disrupting substance bisphenol A in gastrointestinal epithelial HT-29 cells. To investigate its potential roles in the regulation of feed efficiency and fecal malodor, mice were administered an oral injection of DBD glycoprotein for 2 weeks. Compared with the control values, the weight of internal organs (liver, heart, kidney, and spleen) and levels of glutamate pyruvate transaminase, glutamate oxaloacetate transaminase, and lactic dehydrogenase were not significantly changed during DBD glycoprotein administration for 2 weeks. Interestingly, DBD glycoprotein improved feed efficiency and reduced hydrogen sulfide concentration without altering the ammonia level in mouse feces. Collectively, these results indicate that DBD glycoprotein is a functional agent that exerts gastrointestinal protective effects against ecotoxicological substances, improves feed efficiency, and reduces fecal malodor.

Ulmus davidiana Nakai (UDN) has been traditionally used as a herbal medicine in Korea. In the present study, we investigated the anti-ecotoxic potential of a 116 kDa glycoprotein isolated from UDN (UDN glycoprot ein) in regulating fecal malodor and feed efficiency in mice. We found that UDN glycoprotein (200 μg/ml) has an inhibitory effect on the cell death induced by an ecotoxicological endocrine disrupting chemical, bisphenol A, in colon epithelial HT-29 cells. UDN glycoprotein did not show significant differences regarding the weight of ecotoxicity-related organs (liver, heart, kidneys, and spleen) and the levels of serum glutamate oxaloacetate transaminase, glutamate pyruvate transaminase, and lactate dehydrogenase in mice for 2 weeks, compared to the control. Additionally, UDN glycoprotein reduced the levels of hydrogen sulfide and ammonia as markers of fecal malodor in mice. Interestingly, UDN glycoprotein can improve the mouse feed efficiency. In conclusion, our data indicate that anti-ecotoxicological UDN glycoprotein has the ability to increase the feed efficiency and reduce the fecal malodor by maintaining the viability of colonic epithelial cells in mice.

Curcumin (C21H20O6) is a hydrophobic polyphenol found in turmeric. Although curcumin has been used as a natural medicine, its major limitation is related to poor absorption from the gut. Therefore, we developed a method for preparation of Curcumin Nanospheres (CN) to improve the aqueous-phase solubility of curcumin and investigate the functional role of CN in promoting feed efficiency and odor reduction in mice. CN showed inhibitory effects on actate dehydrogenase (LDH) cytotoxicity induced by ecotoxic substance toluene in gut epithelial HCT116 cells. In addition, the weights of internal organs (liver, heart, kidneys, and spleen) and the levels of serum Glutamate Oxaloacetate Transaminase (GOT), Glutamate Pyruvate Transaminase (GPT), and LDH did not show significant differences between mice administered oral CN for two weeks and compared to the control group. Interestingly, CN not only reduced hydrogen sulfide (H2S) and ammonia (NH3) levels and fecal odor, but also improved feed efficiency in mice. These results demonstrate that oral nano-delivery of anti-ecotoxicological CN is a functional system to deliver curcumin to the gut to improve feed efficiency and reduce fecal odor in mice.

본 연구는 전북산단내 높은 입주율을 차지하는 중소사업장 대상으로 최적의 온실가스 저감기술을 적용하여, 영세 중소사업장에서 발생되는 온실가스에 대한 관리방안 수립하기 위한 효율성평가 연구이다. 전라북도의 총 온실가스 배출량 중 산업에서의 기여도가 38%를 나타내어 온실가스에 대한 관리가 필요하며, 연도별로 온실가스가 지속적으로 증가하는 경향을 보여주고 있으므로 영세 중소사업장에서 발생되는 온실가스에 대한 관리방안을 위한 효율성평가 수립이 필요하다. 온실가스 효율성평가에서 양호로 조사된 차세대건조기, 정동기술, 열교환기술, 연소기기, 히트펌프 등의 기술을 중소사업장 적용 활성화를 위한 맞춤형으로 선정된 기술은 히트펌프기술, 폐열활용공급 기술을 선정하였다. 이 중 폐열활용공급 기술에 의하여 재생된 에너지를 공급할 수 있는 업체는 온도 70℃ 이상, 유량 500 m³/min 이상의 배출가스를 배출하는 업체를 대상으로 선정하였다. 효율성평가 원칙은 부합성, 수월성, 추진가능성, 구체성, 연계통합성을 고려하여 온실가스 네트워크에 따른 효율성평가 결과, 군산산단은 대규모의 금속제품제조업 또는 식품제품제조업은 소규모의 화학제품제조업과의 폐열 재이용기술을 적용하였을 경우에 양호한 기술로 평가되었으며, 익산산단은 대규모의 화학제품 제조업이 소규모의 전자제품 제조업과의 폐열 재이용기술을 적용하였을 경우에 양호한 기술로 평가되었다.

비점오염은 점오염과 달리 불특정 배출경로를 가지며 유출량의 예측 및 정량화가 어렵다. 또한 비점오염물질이 수계로 유입 될 경우 수질의 악화를 초래한다. 이에 정부는 비점오염원을 관리하고자 비점오염저감시설 개발, 연구 및 설치를 지속적으로 시행하고 있다. 하지만 기존 비점오염저감시설의 경우 충분한 자료를 토대로 설치되지 않아 추가적인 연구 및 보완이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구는 식생수로에서 강우 시 발생되는 부유물질 및 유기물 저감효율을 알아보기 위해 수행되었다. 연구방법으로는 대상지역에서의 강우 모니터링을 통해 비점오염저감시설의 자연형 장치인 식생수로에서의 EMC를 통계분석하고 ER 방법 및 SOL 방법을 이용하여 오염물질 저감효율을 산정하였다. EMC 결과 값은 TSS는 유입 27.62 ∼ 98.08mg/L, 유출 13.96 ∼ 220.12mg/L, COD는 유입 13.61mg/L ∼ 31.83mg/L, 유출 5.69 ∼ 11.34mg/L, BOD는 유입 2.58 ∼ 11.70mg/L, 유출 0.59 ∼ 6.65mg/L의 범위를 보였다. 저감효율 산정 값은 ER 방법과 SOL 방법에 대해 각각 TSS는 49%, 83% COD는 72%, 82% BOD는 71%, 76%로 나타났다. 상대적으로 낮은 유출부의 EMC 범위와 평균 70% 이상의 저감효율 산정 값을 통해 식생수로가 강우 시 발생되는 오염물질에 대해 높은 저감효과를 가진다고 판단된다.

최근 수계에 심각한 악영향을 미치는 비점오염원에 대한 정부의 관심이 대두되고 있다. 비점오염물질은 배출경로가 불명확하며, 배출량 또한 측정하기가 어려워 처리하기 또한 곤란하다. 이러한 비점오염물질 제거를 위하여 비점오염저감시설을 개발 및 설치하고 있다. 하지만 비점오염저감시설 설치 시 대상유역에 대한 연구가 미비하여 명확한 저감효율을 판단하기가 어렵다. 본 연구의 목적은 비점오염물질에 따른 저감시설의 효율을 파악함에 있다. 2년간 총 8회의 강우 모니터링을 통하여 경기도 용인시 경안천 유역에 설치 된 비점오염저감시설 중 식생형 시설인 식생여과대의 저감 효율을 ER(Efficiency Ratio) 방법을 이용하여 산정하였다. 모든 시료는 BOD, COD, TN, TP 항목에대해 수질오염공정시험법에 의거하여 분석하였다. 2012년에서의 저감효율은 각각 36%, 37%, 55%, 44%, 2013년에는 63%, 56%, 48%, 67%로 나타났다. 2년간 각 항목별 저감효율 평균값은 50%, 46%, 52% 56%로 영양염류의 제거효율이 유기물의 제거효율보다 높은 수치를 보였다. 결과적으로 경안천유역 비점오염저감시설 중 식생여과대는 영양염류의 제거에 효율적이며, 저감기능 향상을 위해 지속적인 관리와 연구가 필요하다.

비점오염원은 점오염원과 다르게 불특정하게 배출되며 유출특성에 대하여 명확한 제시를 하기에 어려움이 있다. 이에 정부는 최근 비점오염원에 대한 문제의 심각성을 인식하고, 비점오염원 관리제도와 관리대책을 마련하는 노력을 기울이고 있다. 본 연구에서는 자연형 비점오염 저감시설인 식생수로의 저감효율을 제거 효율법(Efficiency Ratio, ER)과 부하량 합산법(Summantion of Loads, SOL)으로 산정하였다. ER 방법에 의한 T-N, T-P의 저감효율값은 2012년도에 T-N 80 %, T-P 83 %가 2013년도에 T-N 75 %, T-P 85 %, SOL 방법은 2012년도에 T-N 79 %, T-P 87 %, 2013년도에 T-N 71 %, T-P 73 %로 나타났다. 본 연구에서는 하계와 추계에 대한 저감효율 비교분석을 통해 식생수로의 효율평가를 하였으며, 시설의 계절별 관리방안과 설계에 도움이 될 것이라 판단된다.

최근 지구온난화로 인한 기상재해의 피해가 전 세계적으로 계속 증가하고 있다. 특히 집중호우는 시민들의 안전과 재산에 막대한 피해를 주고 있으며, 도시지역의 불투수성 포장은 홍수피해를 더욱 증가시키고 있다.(주진걸 2010, 전원준 2006) 따라서 도시지역의 홍수피해 및 저지대 내수침수 잠재 위험성을 방지하기 위하여 빗물펌프장이 각 도시지역에 설치되고 있으나, 연중 강우량의 절반이 여름에 밀집된 우리나라의 특성 상 빗물펌프장의 본연의 기능을 필요로 하는 강우계급은 강우빈도 중 20%에 그치고 있다(권용찬 2013, 박멱옥 2008). 본 연구에서는 한강으로 유입되는 A하천의 수위를 조절하기 위해 설치된 빗물펌프장에 생태유수지를 조성하여 강우 계급에 따른 홍수제방 효과 및 비점오염 저감효율을 평가하였다. 강우강도 1~2계급(10mm 이하, 10~30mm)에 대해 비점오염 저감시설로서 정상가동 되지만 3~4계급(30~50mm, 50mm 이상)이상의 강우량이 발생할 경우 시설이 침수되었다(국립환경과학원 강우유출수 조사방법, 2009). ROFM(강우량 빈도법) 산출 결과 1~2계급의 강우빈도는 연중 강우 빈도의 78.3%로 장마기간을 제외한 대부분을 차지하였으며, 비점오염원의 저감효율 평가결과 1계급 35.7%, 2계급 25.6%, 3계급 –25.8%, 4계급 –27.4%의 제거효율을 보였다. 이러한 강우모니터링 결과를 통해 빗물펌프장에 조성한 생태유수지가 비점오염저감 및 홍수제방 양쪽 모두 순기능을 하는 것으로 나타났다. 매년 강수량은 10년 강우 평균에 비해 갈수록 높아지고 있으며, 일 최대 강수량이 200mm 이상으로 발생하는 등 단기간 집중되는 높은 강도의 강우가 발생하고 있다. 그에 따라 시설이 파손되거나 침강지의 토사가 빠른 유속에 의해 유실되는 등 정상운영에 어려움을 겪고 있어 변화하는 강우사상에 따른 시설의 적정 운영 및 유지관리가 요구되고 있다.

K시의 소각장은 2000년 5월 시험가동으로 2기(스토거방식) 처리시설로 400ton/day의 생활쓰레기를 처리하면, 계통도는 쓰레기 반입, 쓰레기크레인, 소각로, 페열보일러, 반건식반응탐, 백필터, 탈질설비, 증기터빈발전기, 연돌소각처리 등으로 처리 하며, 소각과정에서 생성되는 폐열을 회수, 증기를 발생시켜 이 증기를 이용해서 장내 열원 및 소비전력을 보충하는 설비시설을 갖추고 있다. 그러나 그림 1과같이 사용 후 4 ~ 5년 후 부터는 산소농도가 증가하여 최근 3년간 급격히 상승해지고 있는 추세이며 2호기의 산소농도가 1호기 보다 높아지고 있어 배기가스 중 CO, SOx, HCl, NOx의 농도는 증가 하는 것으로 나타나고 있다. 본 연구는 소각로의 적정공기량을 투입하여 산소농도를 낮추어 대기배출 농도를 저감하기 위한 연구이다. 산소농도가 너무 높거나 너무 낮아도 문제가 되며 산소농도가 너무 높을 경우 모든 측정항목에 영향을 줌으로서 세심한 관심이 필요하다. 산소농도만 제어를 잘하면 CO는 물론 다른 항목의 제어 관리도 빨리 대처를 할 수 있다. 운전 중 가장 안정적인 범위는 이론상으로는 7 ~ 9%이나, K시의 소각설비는 10년 이상 운영으로 그동안에 많은 변화가 있어 산소농도는 약 9 ~ 13%로 높게 분석되었다. 1차 연소공기는 연소과정에는 직접적으로 영향을 주지만 연소실 내부의 유동장에는 큰 영향을 주지 않는 것으로 알려져 있고, 반면에 2차 연소공기는 불완전 연소물질의 2차 연소실에서의 연소를 촉진시키는 역할뿐만 아니라 연소실 내부의 유동형태를 크게 변화시키므로 미분입자의 이원방지, 화염높이의 적정유지, 연소가스 농도의 균일화 등 연소실내부의 연소상황을 제어하는 역할을 수행한다는 연구 문헌을 중심으로 본 연구 내용은 2차송풍량을 산소농도에 비례하여 송풍량이 자동으로 조절되어 소각로 내에 과잉송풍량이 들어가지 않고 산소농도에 맞게 송풍량을 주입하는 방법으로 DCS프로그램을 보완하였다. 그 결과 그림 2와 같이 대기배출 가스의 농도가 전년도에 비해 감소하였으며 약품사용량도 감소한 것으로 나타났다.

This paper asks the question: what choice of environmental policy instruments is efficient to reduce sulfur dioxide from stationary sources?: In Korea, command and control has been a common way of controlling SO2-emissions. When compared to the non-incentive environmental policy instrument such as command and control, economic incentive environmental policy instrument has been the advantage of making polluter himself flexibly deals with in marginal abatement cost to develop environmental technology in the long view. Therefore, the application possibility of the incentive environmental policy instrument was studied in this research to realize the countermeasure for controlling of SO2-emissions. As a result, enforcement of the countermeasure such as flue gas desulfurizer by command and control would be suitable because power generation is performed by the public or for the public in source of air pollution and thus, economic principle is not applied to the polluter. In the source of industrial pollution, enforcement of fuel tax is found to be suitable for the countermeasure for the use of low sulfur oil in terms of the flexibility of demand for the price in the long term. For the permissible air pollution standards applicable to all air pollutant emitting facilities, enforcement of incentive environmental policy such as bubble, off-set, banking policy or tradeable emission permits would be ideal in long terms according to the regional characteristics and the number and scale of air pollutant emitting facilities.