십자화과 작물에서 SRK와 SP11 유전자는 자가불화합 반응을 매개하는 주요 유전자이다. 무(radish)에서 S-locus haplotype을 분류 및 확인하기 위한 첫 단계로, SRK와 SP11유전자의 온전한 서열확보를 위해 기존 연구를 통해 밝혀진 Brassica rapa의 SRK유전자 서열을 활용해 local blast를수행했다. 이를 통해 무 draft genome sequence에서 SRK유전자와 높은 상동성이 있는 15개의 후보유전자들을 찾았다. 이후 B. rapa genome data를 활용한synteny analysis를 통해 무 draft genome sequence에서 B.rapa의 S-locus region과 synteny를 가지는 scaffold를 R7 연관그룹에서 확인했다. 해당 scaffold에서 SRK와 SLG 유전자의 서열을 확보할 수 있었다. 이렇게 확보한 SRK유전자서열의 정보를 통해 NCBI database에서 동일한 유전자서열을 찾을 수 있었고, 해당 논문에서 연구된 같은 haplotype의 SP11유전자서열을local blast의query로 사용해서 무 draft genome sequence에서 SP11 유전자정보가 포함된 scaffold를 찾을 수 있었다. 이로써, SRK, SLG, SP11/SCR 유전자를 포함하는 53,785bp, 42,804bp, 10,165bp 크기의 온전한 genomic 서열을 확보하게 되었다. 무 S locus haplotype을 분류하기 위한 체계를 만들기 위해 S-locus core region에 있는 SLL2유전자를 활용했다. SRK 유전자의 경우, 무 genome내에 상동성이 높은 homologous gene을 가지고 있고, SP11유전자의 경우는 exon지역의 다형성이 너무 높아PCR기반의 marker개발이 어렵기 때문에 SLL2유전자를 활용했다. 가지고 있는 다양한 무 육종계통에서 SLL2 유전자에 특이적인 primer set을 사용해 SLL2유전자를 증폭시킨 뒤, sequencing하여 SLL2유전자에 대한 다양한 대립유전자들의 서열을 확보할 수 있었다. 확보한 SLL2대립유전자 서열을 비교함으로써 S locus haplotype분류체계를 만드는데 활용 가능한 conserved region을 exon2와 exon6에서 확인할 수 있었고, 해당 부분에 design된 primer를 통해 다양한 무 육종계통에서 단일한 PCR band를 확인할 수 있었다. 이는 직접적인 sequencing을 통해 S locus haplotype을 식별하는데 충분한 정보를 제공함으로써 무 육종에 큰 도움이 될 것이라 생각된다.

광석에서 순도 높은 금은을 추출하기 위해 사용된 청화법으로부터 시안이 유출되어 광석 내 존 재하는 중금속들과 결합하여 다양한 형태의 시안화합물이 생성된다. 이러한 시안화합물은 난분해성 오염물질로서 인간을 포함한 생태계에 악영향을 끼친다. 결합력에 따라서 중금속과 결합한 시안화합 물은 공유결합성 화합물(weak acid dissociable, WAD)과 착화합물(strong acid dissociable, SAD) 등으 로 분류할 수 있다. 본 연구에서는 시안화합물의 존재 형태별 광촉매 산화 효율을 비교 평가하였다. 특히 자외선 LED 광원의 파장과 광촉매 표면 개질이 시안화합물의 분해에 미치는 영향을 살펴보았 다. 실험 결과, 동일한 광촉매 산화 조건에서 자유 시안보다는 중금속과 결합한 시안화합물의 광산화 분해 효율이 떨어짐을 알 수 있었다. 그리고 자유 시안의 경우에는 짧은 파장에서 광촉매 산화가 효과 적이었지만 중금속과 결합한 시안화합물의 경우에는 긴 파장에서 광산화 분해능이 더 높게 나타났다. 그리고 광촉매 표면 개질에 의하여 광촉매 산화 공정의 성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

서울과 대구 및 울산, 구미, 여수 산업단지 내 지하수의 휘발성 유기화합물(VOCs) 오염 특성을 살펴보았다. 모든 지역에서 염소계 유기용매와 트리할로메탄이 가장 빈번하게 검출되는 휘발성 유기화합물이였다. MTBE는 도시 지역에서만 빈번하게 검출되었으며, 사염화탄소와 클로로포름은 산업단지에서 빈번하게 높은 농도로 검출되었다. 서울 지하수를 대상으로 휘발성 유기화합물로 인한 지하수 오염 실태를 좀 더 정밀하게 조사하였다. 그 결과, 염소계 유기용매 및 염소계 유기용매의 탈염소화 과정에서 생성되는 중간물질로 인한 오염이 심각한 것을 알 수 있었다. 검출빈도, 농도규모, 상관관계 분석을 통해 cis-1,2-DCE는 TCE의 분해 과정에서 생성되었으며, 1,1-DCE는 1,1,1-TCA의 분해 과정에서 생성된 것임을 확인할 수 있었다. 한편, 일부 VOCs는 자주 함께 검출되었으며, 기준치를 초과하는 VOCs의 농도도 일부 시료에서만 관찰되었는데, 이는 여러 가지 VOCs를 다량으로 사용하는 특정 오염원이 지하수 오염을 야기하였다는 것을 의미한다. 이들 오염원의 영향을 확인하기 위해 지하수 시료를 채수 지점의 토지 이용 특성과 채수 지점 주변의 토지 이용 특성을 기준으로 각각 구분하여 통계분석을 실시하였다. 통계 분석 결과, 운수업체, 스포츠센터와 같은 시설이 지하수 수질 오염과 밀접하게 관련이 있음을 알 수 있었다. MTBE의 검출 빈도는 자동차 이용과 상관관계가 높았고, 톨루엔과 클로로포름의 경우, 제조활동 및 하수처리시설과 상관관계가 높았다. PCE의 경우, 지정폐기물의 배출량과 상관관계가 높았다. 지하수 내 VOCs의 농도는 시간에 따라 변화하는 양상도 보였는데, 우기 시 발생하는 희석효과, 오염원의 유입과 자연적인 분해 과정이 복합적으로 영향을 미친 것으로 판단된다.

본 연구는 A 하수처리장 내 혐기 소화 상징액 그리고 농축조 상징액을 대상으로 반응시간에 따른 질소 화합물 성상 변화에 관한 연구를 수행하였다. 하수처리장에서 질소 처리는 일반적으로 질산화 – 탈질의 생물학적 처리를 기반으로 하고 있다. 세계적으로 친환경·저에너지 형 기술이 주목받음에 따라 기존의 완전질산화 반응과 비교하여 경제적인 아질산화 반응 및 관련 연계 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 아질산화 반응은 SRT 조절에 따른 nitrite oxidizing bacteria(NOB)의 wash-out 또는 free ammonia(FA)에 의한 저해 작용과 같은 인위적인 조작이 없으면, 자연적 안정적으로 유도되기 어려운 반응으로 알려져 있다. 약 300일에 걸친 실험실 규모 아질산화 반응조 운전을 통하여 운전 SRT 별 반응시간에 따라 반응조 내 질소 화합물의 성상 변화를 분석하였다. 안정적인 아질산화 반응이 유도된 구간에서는 암모니아성 질소가 감소함에 따라 아질산성 질소만 증가하는 경향을 보였다. 하지만 완전질산화가 유도된 구간에서는 일정 반응 시간 암모니아성 질소가 감소함에 따라 아질산성 질소와 질산성 질소가 증가하다 일정 시간 이 후 아질산성 질소가 감소하고 질산성 질소가 증가하는 경향을 보였다. 이는 완전 질산화가 유도된 구간에서는 상대적으로 긴 SRT로 인해 반응기 내 아질산성 질소로 전환되었던 질소 화합물이 다시 질산성 질소로 전환되는 것을 확인 할 수 있다. 또한, 아질산성 질소가 질산성 질소로 전환되는 시점을 기준으로 아질산화 반응이 유도 가능한 SRT를 파악 할 수 있을 것으로 판단된다. 실험실 규모 운전 결과를 바탕을 도출된 본 연구의 연구 결과는 실제 하수처리장에 아질산화 반응 도입 시 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

사과는 배우체형 자가불화합성을 나타내는데 이는 S-locus의 복대립유전자에 의해 조절된다. 본 연구는 S-allele specific PCR분석을 통해 신품종을 포함한 24종의 사과 주요 재배품종과 7종의 꽃사과 품종의 자가불화합성 유전자형(S-genotype)을 결정하고자 수행하였다. 31종의 재배품종과 꽃사과 품종 을 23종의 S-allele specific primer을 이용하여 분석한 결과 12개의 S-allele (S1, S2, S3, S5, S7, S9, S10, S16, S21, S23, S26, S29)이 동정되었다. 그 중에서 24종의 재배품종에는 S1(41.7%), S3(58.3%), S7(29.2%), S9(54.2%)의 S-allele이 흔히 존재하는 것으로 확인되었다. 국내육성 신품종인 ‘아리수’와 ‘황옥’의 S-genotype은 각각 S3S7과 S3S9으로 동정되었다. 본 실험에서 얻은 S-genotype 정보는 안정적인 사과 과실생산에 적합한 수분수 선발과 육종프로그램에서 교배조합 작성에 유용 하게 활용될 것이다.

Antioxidant activity is important for reducing oxidative stress that causes various metabolic disorders. Metabolic disorders are highly related to loss of productivity in livestock. Therefore, development of effective antioxidant compounds originating from plants is important for organic agriculture. Phenolic compounds in edible plants are regarded as major components relevant to antioxidant activity. The present study investigated the changes in antioxidant activity and phenolic compound profiles of Aronia (Aronia meloncarpa) by fermentation using different strains of Leuconostoc mesenteroides. A total of 5 strains of L. mesenteroides were used as starter cultures and their β-glucosidase activities were measured. A total of 6 experiment runs were prepared, one for control (uninoculated) and the others (inoculated) for treatments. For biological activity, antioxidant and antibacterial activities were measured. For phenolic compound profiling, TLC and HPLC analysis were performed. The strains of KACC12313 and KACC12315 showed greater enzyme activity than others. Treatment with KCCM35046 showed strong and broad antibacterial activity against to Listeria monocytogenes. Treatments with KCCM35046 and KACC12315 showed the highest total polyphenol content. The highest antioxidant activity was found in KACC12315 treatment. No remarkable alteration was found in thin layer chromatography (TLC) analysis. In phenolic compound profiling analysis, KCCM35046 showed notable alteration in compound area ratio compared to others and also showed the highest caffeic acid content. In chlorogenic acid, treatments with KCCM35046 and KACC12315 showed great content than others. Treatment with KACC12315 showed the greatest content of trans-ferulic acid. As a result of relative performance indexing analysis, L. mesenteroides KCCM35046 and KACC12315 were selected as the best strain for the fermentation of Aronia.

매립가스는 유기물의 소화로 발생되는 복합성 가스이며 주성분인 메탄(CH4), 이산화탄소(CO2) 이외에 황화수소(H2S), 암모니아(NH3), 할로겐 탄화수소, 휘발성유기규소화합물(VMSs)을 포함한다. 매립가스의 구성물질 중 황화수소는 주요 악취물질로 반응성이강하며 휘발성유기규소화합물은 매립가스 내 불순물로 장치 부식의 원인이 될 수 있다. 따라서 매립가스의 효율적인 자원화를 위해서는 매립가스 내 황화수소 및 휘발성유기규소화합물의 전처리가 필요하다. 본 연구는 황화수소와 휘발성유기규소화합물의 전처리공정으로서 흡착공정을 개발하고, 우선 황산철용액으로 개질된 활성탄을 제조하고 개질 활성탄의 흡착특성을 평가하고자 하였다. 실험에 사용된 흡착제는 식물계 활성탄에 황산철(FeSO4･7H2O)용액으로 첨착하였다. 흡착 방법으로는 흡착제가 채워진 유리재질의 흡착관에(∅10×150 mm) 황화수소 및 휘발성유기규소화합물 중 D4를 질소(99.999%)와 함께 0.3 L/min으로 유입시켜 유출농도가 유입농도의 5%로 배출 될 때를 파과점으로 하여 측정하였다. 황화수소는 초기농도 1%에서 질소와 혼합하여 3,333 ppm으로 유입되었으며, 휘발성유기규소화합물인 D4는 650 ppm으로 유입되었다. 황화수소는 10 ppm까지 황화수소 센서를 이용하여 측정하였고 이후 GC-PFPD로 분석하였으며 휘발성유기규소화합물인 D4는 GC-FID를 이용하여 분석하였다. 개질된 활성탄의 비표면적은 1205.4 m²g-1로 비개질 활성탄의 비표면적인 1111.3 m²g-1 보다 큰 값을 보여주었다. 또한, 주사형 전자현미경 분석을 통해 입경크기 및 표면기공을 확인한 결과 개질된 활성탄의 표면기공이 1 μm 이하부터 8 μm 까지 다양하게 분포되어 있었다. 개질된 활성탄의 황화수소 및 휘발성유기규소화합물의 흡착능은 각각 0.256 g/g, 0.413 g/g으로 비개질 활성탄의 흡착능인 0.023 g/g에 비해 매우 높은 흡착능을 보여주었다. 개질된 활성탄의 첨착된 철에 의한 화학흡착과 제조과정에서 형성된 활성탄 표면의 관능기가 황화수소 및 휘발성유기규소화합물의 흡착에 영향을 주는 것을 판단된다.

신규의 환경오염물질로서 PFOS나 PFOA와 같은 과불화 화합물(perfluorinated compounds, PFCs)은 표면처리제, 계면활성제, 화제진압용 소화제 등 다양한 용도로 널리 사용된다. 하지만 이들 PFCs은 PBT(persistency, bioaccumulation, toxicity) 특성으로 인해 심각한 환경오염을 유발하고 있는 실정이다. 예를 들면, 오염원이 없는 극지방을 비롯한 거의 모든 환경매체에서 지속적으로 검출되는 것으로 알려져 있다. 그래서 PFCs의 연구는 매우 중요하다. 이 연구는 대표적인 영산강 수계인 황룡강과 영산강을 대상으로 10종의 PFCs를 정량적으로 측정하였다. 시료는 봄철과 가을철 두 번에 걸쳐 이루어졌고, 조사 지점은 총 19개 지점으로, 담양(1지점), 장성(2지점), 광주(6지점), 나주(3지점), 함평(3지점), 무안(1지점), 영암(1지점), 목포(1지점)이였다. 총 10종의 PFCs을 대상물질로 하여 LC-MS/MS를 사용하여 분석한 결과, PFOS (perfluorooctanesulfonate)가 8.24~115.34 ng/L (평균 41.6 ng/L), PFOA (perfluorooctanoate)가 4.02~8.86 ng/L (평균6.64 ng/L)로 검출되었다. 또한, PFNA(perfluorononanoate)는 두 번의 모니터링에서 모두 검출되지 않았고, PFHxS (perfluorohexanesulfonate)의 경우 평균농도가 1.47 ng/L로 PFOS/PFOA에 비해 비교적 낮은 농도로 검출되었다. 현재까지 영산강 수계에서 조사된 PFCs 모니터링한 결과는 조사지역에 따라 큰 차이를 보였으나, 타 지역 수계에 비해 농도가 낮은 것으로 나타났다. 결과적으로 PBT 특성을 갖고 있는 PFCs가 영산강 수계 전반에서 검출되고 있어서 지속적인 모니터링 연구조사를 수행해야 할 것으로 판단된다.

The aim of this paper is to compare the characteristics of the T-P removal from synthesized municipal wastewater by electro-coagulation using cylindrical Al and Fe electrode as anode. For this purpose, a concentric circle type electrolysis reactor was used and the operating conditions for T-P removal from synthesized wastewater are as follows; potential 10 V, electrolyte 0.03% NaCl, initial T-P concentration 1.0 ~ 6.0 mg/L and flow rate 1.0 ~ 5.0 L/min. From the experimental results, T-P concentration of treated wastewater was decreased to less than 0.2 mg/L enough to discharge standard and Al electrode showed performance than Fe electrode for T-P removal by electro-coagulation. Optimal conditions for T-P removal to less than 0.15 mg/L which is 75% of discharge standard for large scale municipal wastewater plant (capacity higher than 500 m3/day) were obtained as follows; flow rate 2.503 L/min, and 2.337 L/min, HRT 1.059 min, 1.134 min, for Al and Fe electrode, respectively. Consumed mass of Al and Fe were of 3.76 times and 8.90 times respectively, were obtained to removed T-P at optimal conditions with potential 10 V, and 0.03% NaCl as electrolyte.

Volatile organic silicon compounds (namely as siloxanes) are impurities in biogas generated from landfill and biogas.They have been known to cause damages to gas combustion engines. However, factors affecting process design decisionshave been less studied. In this research, we experimentally determined the gas-liquid partition coefficients (Kp) of siloxanesby applied the equilibrium partition experiment in closed system. we also investigated the effects of liquid solutes onsiloxanes partitioning. Five different types of siloxanes and five different types of liquid solutes (distilled water, nutrientsolution, ferrous sulfate solution, and surfactant solutions) were selected for this study. Dimensionless gas-liquid partitioncoefficients of siloxanes were determined to be 8.808 for L2, 2.278 for L3, 1.455 for L4, 3.435 for D4, and 0.770 forD5. Partition coefficients varied by liquid solutes, Especially for surfactants as liquid solutes, mass transfer of siloxanesfrom gas to liquid was enhanced, showing the lowest coefficients of partitioning.

This study assessed the analysis method for measuring volatile organic silicon compounds (namely as siloxanes) by usinggas chromatography with flame ionization detector. Calibration standard gas was made in a laboratory by using six volatileorganic silicons as model gas. Two different types of working gas were prepared to evaluate quality control in GC-FIDanalysis. Less than 0.2 RSD% of repeatability of retention time was observed in the analysis of calibration standard gas. Inthe linearity test, the highest coefficient of determination (R2) was found to be 0.997 for L2 among volatile organic siliconcompounds. This study demonstrated that quantification of volatile organic silicon compounds can be performed by usingGC-FID analysis with direct injection mode, and the GC calibration can be covered by the gas-phase standard method.

연구에서는 기존의 납을 대체할 수 있는 의료 방사선 차폐제품 적용을 위해 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 바륨화합물의 두께별 차폐능을 모의 추정하였다. 차폐재 물질로는 황산바륨(BaSO4)을 이용하였고, 시편의 면적은 15 × 15 ㎠, 황산바륨의 밀도는 4.5 g/㎤ , 납의 밀도 11.34 g/㎤를 적용하여 차폐재 시편의 두께를 0.1 ㎜부터 5 ㎜까지 시뮬레이션 하였다. 입력 선원은 연속 X-ray 에너지 스펙트럼(40 kVp ∼ 120 kVp)에서 10kVp Step으로 시뮬레이션하였다. 40 kVp ∼ 60 kVp에서의 흡수확률은 3 ㎜ ∼ 5 ㎜ 두께에서는 납과 동일한 차폐능을 나타내었으나, 2 ㎜ 이하에서는 차폐능이 기존 납 차폐재에 비해 다소 차폐능이 떨어지는 결과로 나타났다. 또한 70 kVp ∼ 120 kVp 에너지대역에서의 차폐능은 기존 납 차폐재와 유사한 성능을 보였지만, 0.5 ㎜ 이하에서는 다소 낮은 차폐능으로 모의 추정되었다. 본 연구는 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 의료용 엑스선 에너지 대역에 대한 두께 함수로써 바륨화합물의 차폐능을 추정하여 기존의 납과 비교 분석하였다. 또한 순수한 황산바륨의 의료용 방사선 차폐제품 적용가능성을 검증하고자 하였다. 그 결과 의료 방사선 에너지 대역 70 kVp ∼ 120 kVp 에서 최소 2 ㎜ 이상의 바륨화합물 두께에서 기존납 1.5mm 대비 95% 이상의 차폐효과가 있는 것으로 추정되었으며, 본 결과는 의료용 방사선 차폐제품의 경량화 제작에 기초 자료로 제공될 수 있을 것으로 사료된다.

철 킬레이트 화합물을 이용한 친환경 황화수소(H2S) 제거공정은 1960년 영국의 Hartley에 의해 처음으로 소개 되었다. 철 킬레이트 화합물을 이용한 액상 촉매산화법은 황화물 기체의 물에 대한 용해도와 철 킬레이트 화합물의 산화환원 원리를 이용한 방법으로 상온상압 운전이 가능하며, 폐수 및 2차 오염이 없고, 운전 및 설비 비용이 저렴하여 최근에 혐기소화 발생 바이오가스에 응용되고 있다. 철 킬레이트 화합물의 황화수소 제거 메커니즘은 다음과 같다. H2S (g) = H2S (aq.) : Henry's law H2S (aq.) + 2Fe(III)-Chelates = 2Fe(II)-Chelates + S(s) + H+. O2 (g) = O2 (aq.) 4Fe(II)-Chelates + 2H2O+ O2(aq.) = 4Fe(III)-Chelates + 4OH-. 본 연구에서는 상금속 킬레이트 촉매를 이용한 황화수소의 제거에서 가스는 액상 킬레이트용액에 용해되고 용해된 황화수소는 산소와 반응하여 물로 전환된다. 특히 수용액 중 황이온은 산소에 의해 고체황으로 침전되지만 일반적으로 산화작용을 촉진시키기 위하여 금속촉매를 사용하는 경우가 있다. 황화수소제거에서 주로 이용되는 경우는 철염과 킬레이트 EDTA를 사용하며 FeSO4-EDTA촉매를 개발하여 황화수소제거를 위해 흡수탑 공정에 적용하였다. 공정변수별로 철킬레이트 촉매를 이용한 2가나 3가 철을 사용하여 황화수소를 제거하기 위해 철염의 농도, 온도 그리고 pH 등을 달리하여 제거효율을 측정하여 보았다.