식품의 가공 및 조리에 정제 가공유지를 사용하면 2- monochloropropane-1,3-diol esters (2-MCPDEs), 3-monochloropropane- 1,2-diol esters (3-MCPDEs)와 glycidyl esters (GEs)가 다양한 유형의 식품에 포함될 수 있다. EU뿐만 아니라 최근 대만에서는 식용 혹은 식품가공원료로 공급 하는 시중 판매 식용유지에 대해 GEs 1 mg/kg 이하, 홍콩 에서는 3-MCPDEs에 대해 영유아 분유 50 μg/kg 이하, 영 유아 액상 분유 6 μg/kg 이하로 기준·규격을 관리하고 있 다. 최근 다양한 한국 식품의 수출이 확대되고 있어 많은 식품에 사용되는 식용유지류의 국외 기준·규격에 대한 검증이 필요하다. 본 연구는 시중에서 판매되고 있는 식용유 지류 샘플을, AOAC Cd 29a-13 방법 및 EFSA 방법을 참 고하여 GC/MS를 사용하여 시험법을 검증하고, 지방산 유 래 유해물질(2-MCPDEs, 3-MCPDEs 및 GEs)을 분석하였다. 분석 결과, 시험법의 결정계수(r²) 평균은 0.9999, 검출한계 (limit of detection, LOD)와 정량한계(limit of quantification, LOQ)는 각각 9.6-20.4 μg/kg와 29.0-62.0 μg/kg이었다. Intraday 및 inter-day 정확도는 2-MCPDE 93.07%±9.58%- 107.92% ±5.19%, 3-MCPDE 92.14%±11.05%-108.60%±2.86% 및 GEs 87.68%±9.32%-105.66%±8.50%이었고, 정밀도는 각각 5.91- 11.72%RSD, 2.63-11.99%RSD 및 7.50-12.96%RSD로 AOAC 가이드라인에 적합함을 확인하였다. 또한 Food Analysis Performance Assessment Scheme (FAPAS) 국제 숙련도 시험 에 참가하여 적합한 z-score를 얻었으며, Quality Control (QC) material의 회수율은 89.16-108.14%로, 외부 및 내부 검증을 통해 분석 결과의 신뢰성을 확보하였다. 확립된 시험법을 토대로 시판 중인 식용유지류(n=272)를 분석한 결과, 2- MCPDEs는 N.D.-1,753 μg/kg, 3-MCPDEs는 N.D.- 2,492 μg/kg, 그리고 GEs는 N.D.-985 μg/kg이었으며, 이는 EU 기준·규격에 적합한 수준이었다. 샘플의 특성에 따라 liquid oil과 semi-solid oil로 구분하였으며, 지방산 유래 유 해물질 검출 결과가 EU 기준·규격에 근접(90-100%)한 샘 플은 각각 3-MCPDEs는 3개, 13개이고, GEs는 1개, 6개 로, liquid oil보다 semi-solid oil에서 근접하는 샘플이 더 많았다. 따라서 본 연구는 국내 유통 중인 식용유지류의 지방산 유래 유해물질을 모니터링함으로써 식용유지류의 안전 확보를 위한 기초자료로 활용되고, 수출품목 유지 및 기업체 저감화 연구에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

발효 느타리버섯재배부산물을 급이한 흰점박이꽃무지 유충의 영양성과 안전성을 검증하고자 참나무 발효톱밥으로 사육한 유충의 영양성분 과 유해물질을 비교분석하였다. 조단백질 함량은 발효 느타리버섯재배부산물을 급이한 유충(OMCB)에서 54.0%로 참나무 발효톱밥을 급이한 유 충(FOS) 47.2%보다 1.1배 많았다. 필수아미노산 중 류신은 OMCB에서 2.8%로 가장 높았고, FOS에서는 2.7%로 비슷한 수치였다. 비필수아미 노산은 OMCB에서 프롤린의 함량이 7.2%로 가장 높았고 FOS (5.6%)보다 1.3배 더 높았다. 무기질 중 칼륨은 OMCB (2771.2 mg/100 g)와 FOS (2765.0 mg/100 g)에서 비슷한 수치였고, 불포화지방산 중 올레산은 OMCB (58.2%)와 FOS (59.6%)에서 가장 높은 함량을 나타냈다. 유 해물질 분석 결과, OMCB와 FOS에서 납, 카드뮴, 비소 모두 식용곤충 중금속 기준에 적합하였고, 식중독균에 속하는 대장균과 살모넬라균은 모두 불검출되었다. 위 연구 결과에 따르면, 발효 느타리버섯재배부산물 급이 흰점박이꽃무지 유충은 단백질과 불포화지방산뿐만 아니라 다양한 영양성 분을 포함하고 있으며, 안전성 또한 검증되었으므로 식용으로 활용하기에 적합할 것으로 판단된다.

Yeosu National Industrial Complex is one of Korea’s representative petrochemical industrial complexes where crude oil refining and petrochemical companies are concentrated. According to the results of the 2021 chemical emissions survey, during the process of manufacturing, storage, and transportation at the Yeosu National Industrial Complex, various hazardous chemicals, including hazardous air pollutants, volatile organic compounds and odorous substances are being emitted into the air, affecting the surrounding environment and the health of residents. The Ministry of Environment is applying strengthened standards by designating the Yeosu National Industrial Complex as an air conservation special measure area and establishing odor management areas to manage the air environment. Nevertheless, odor complaints continue to be registered and related complaints increase when turnaround work is carried out. Since air emissions are not counted during periods of turnaround as normal operations are temporarily suspended, it was difficult to establish policies to reduce odor complaints because the source of emissions and emission quantities cannot be ascertained with certainty. In this study, the extensive Yeosu National Industrial Complex was subdivided into 4 areas using a mobile vehicle equipped with PTR-ToF-MS capable of real-time analysis without sample pretreatment being carried out. Measurements were repeated during the day, night, and dawn while moving around the internal boundary of the plant and the boundary of each region where turnaround activities were being carried out. As a result, the recorded measurement for acrylonitrile was the highest at 6340.0 ppb and propyne and propene were measured the most frequently at 128 times each. Based on these results, it will be possible to help reduce emissions through process improvement by efficiently operating air measurement networks and odor surveys that conduct regular measurements throughout the year and providing actual measurement data to the plant. Also, it will help reduce odor complaints and establish systematic air management policies.

우리나라는 삼면이 바다로 이루어져 있고, 이에 따라 많은 해양 시설로 인한 위험유해물질이 배출되고 있으나, 배출관리 및 규제 시스템이 미비한 상황이다. 따라서, 위험유해물질(HNS) 관리를 위하여 효율적으로 데이터를 수집할 수 있는 시스템이 필요하 다. 본 연구에서는 HNS 데이터를 효율적으로 관리 및 저장하기 위한 데이터 표준화 시스템을 설계하고 이의 표준화 방안을 제시하고 자 한다.

HNS(Hazardous and Noxious Substances)는 해양환경에 유입될 경우 인간 및 해양생물에게 해를 끼치거나, 해양시설에 부식 등의 손상을 입히거나 기타 해역의 이용을 방해할 수 있다. HNS의 규제나 관리를 위해서는 과학적인 방법을 통하여 우선순위 대상의 선정이 필요하며 이러한 방법론으로 CRS(Chemical Ranking and Scoring)기법이 전세계적으로 개발되어 사용되고 있다. 본 연구에서는 해양산업시 설로부터 해양환경으로 배출되는 HNS의 체계적 관리를 목적으로 국내외 CRS 체계를 비교 분석하였으며, 이를 통하여 우선순위 선정 도 출체계를 확립하고 연구대상 지역 및 대상시설을 선정하고 우선순위 선정체계 주요인자를 도출하였다. 또한 주요인자별 세부인자 및 정 량적 배점체계를 구축하였다. 주요인자는 각각 사회적 관심과 이슈(20점), 물질거동(10점), 노출가능성(30점), 독성(35점), 해양이용에의 영 향(5점)을 상대적으로 부여하였으며, 독성과 물질거동 세부인자의 곱을 통하여 100점만점으로 환산가능하도록 적용하였으며, 불확실성점 수(Uncertainty score)와 불확실성 비율(Uncertainty ratio)와 혼합물에 대한 고려방안을 제시하였다. 본 연구결과는 해양산업시설로부터 배출/ 유출되는 HNS 관리를 위하여 우선순위 선정시 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구는 해양산업시설에서 배출되는 위험·유해물질(Hazardous and Noxious Substances) 중 아연을 대상으로 국내 서식종을 기반 으로 한 독성시험을 수행하고, 그 결과를 활용하여 국내 실정에 맞는 아연의 해양 수질 준거치(Marine Water Quality Criteria)를 제안하였다. 시험생물은 국내 연근해에 분포하고 산업적으로 유용하며, 표준 시험방법이 존재하는 종을 우선으로 5개의 분류군(Algae, Rotifer, Crustacean, Mollusc, Fish)의 총 10종을 선정하여 독성시험을 수행하였으며, 급·만성비(Acute-Chronic Ratio) 산출을 위하여 무척추동물, 어류 분류군에 대한 만성독성시험을 수행하였다. 국내종 독성시험에서 산출된 독성값을 활용한 수질준거치는 US EPA의 CCC (Criterion Continuous Concentration) 산출 기준으로 9.56 ㎍/L, 호주/뉴질랜드의 산출 기준으로 15.50 ㎍/L 로 나타나 호주/뉴질랜드에서 권고하는 기준인 14.40 ㎍/L 와 유사하였다. US EPA 및 호주/뉴질랜드는 자국의 생태독성 데이터베이스(US EPA Ecotox Database, Australasian Ecotoxicology Database)를 보유하고, 신뢰도 높은 독성값들을 생성하여 수질 기준 및 산출 기준을 갱신하고 있다. 한편, 국내에서는 국내종 기반 급성 독 성값을 적용하고 있지만, 중요한 산출 지표인 급·만성비는 US EPA 또는 유럽의 결과값을 활용하여 해양 수질 준거치를 산출하고 있으며, 국내의 생태독성 자료 또한 제한적인 실정이다. 따라서, 국내 해양 서식종을 기반으로 한 지속적인 독성시험과 준거치 설정 체계를 확보하 여 국내 해양생물과 생태계를 보호할 수 있는 해양 수질 준거치 도출이 필요할 것으로 판단된다.

해양산업시설에서는 많은 종류의 유해물질의 배출 가능성이 존재하기 때문에 이에 대한 체계적인 대응체계가 필요하다. 그 중 연속자동 측정이 가능하면서 ppb 수준의 낮은 검출하한 (limit of detection:LOD)를 갖는 센서 구현은 매우 중요하다. 이를 위해 본 연구에서 는 활성탄소(carbon black)와 Indium tin oxide (ITO) 나노입자를 혼합한 film의 표면저항의 변화를 이용한 고성능 센서 제안 및 구현을 위해 성능인자를 최적화하였다. 센서 구조는 접촉 면적과 전극 간격을 최적화하였다. 접촉 면적이 증가하면 감도, LOD 성능이 향상되었으며 60 mm2에서 최적화되었다. 또한, 전극 간격은 접촉 면적을 일정하게 유지한 상태에서 변화시켰으며 센서 응답은 전극 간격이 감소함에 따라 증가하는 것을 확인하였다. 마지막으로 센서 표면에서의 유해물질의 잔류시간 증가를 위해 화학흡착제를 적용하였다. 화학흡착제는 유해 물질을 선택적으로 흡수할 수 있는 polyester계를 선택하였다. 그 결과 농도가 증가함에 따라 응답이 선형적으로 증가하여 센서로 활용이 가능한 것을 확인하였다. 이러한 3가지의 방법을 통해 센서를 제작하였을 때 액상 유해물질을 기존 센서의 LOD(89.9 ppb)와 비교 10~40 ppb 정도의 낮은 농도를 검출할 수 있는 센서를 구현하였다.

Nowadays, artificial intelligence model approaches such as machine and deep learning have been widely used to predict variations of water quality in various freshwater bodies. In particular, many researchers have tried to predict the occurrence of cyanobacterial blooms in inland water, which pose a threat to human health and aquatic ecosystems. Therefore, the objective of this study were to: 1) review studies on the application of machine learning models for predicting the occurrence of cyanobacterial blooms and its metabolites and 2) prospect for future study on the prediction of cyanobacteria by machine learning models including deep learning. In this study, a systematic literature search and review were conducted using SCOPUS, which is Elsevier’s abstract and citation database. The key results showed that deep learning models were usually used to predict cyanobacterial cells, while machine learning models focused on predicting cyanobacterial metabolites such as concentrations of microcystin, geosmin, and 2-methylisoborneol (2-MIB) in reservoirs. There was a distinct difference in the use of input variables to predict cyanobacterial cells and metabolites. The application of deep learning models through the construction of big data may be encouraged to build accurate models to predict cyanobacterial metabolites.

This study was conducted to select target fish species as baseline research for accumulation analysis of major hazardous chemicals entering the aquatic ecosystem in Korea and to analyze the impact on fish community. The test bed was selected from a sewage treatment plant, which could directly confirm the impact of the inflow of harmful chemicals, and the Geum River estuary where harmful chemicals introduced into the water system were concentrated. A multivariable metric model was developed to select target candidate fish species for hazardous chemical analysis. Details consisted of seven metrics: (1) commercially useful metric, (2) top-carnivorous species metric, (3) pollution fish indicator metric, (4) tolerance fish metric, (5) common abundant metric, (6) sampling availability (collectability) metric, and (7) widely distributed fish metric. Based on seven metric models for candidate fish species, eight species were selected as target candidates. The co-occurring dominant fish with target candidates was tolerant (50%), indicating that the highest abundance of tolerant species could be used as a water pollution indicator. A multi-metric fish-based model analysis for aquatic ecosystem health evaluation showed that the ecosystem health was diagnosed as “bad conditions”. Physicochemical water quality variables also influenced fish feeding and tolerance guild in the testbed. Eight water quality parameters appeared high at the T1 site, indicating a large impact of discharging water from the sewage treatment plant. T2 site showed massive algal bloom, with chlorophyll concentration about 15 times higher compared to the reference site.

해양환경의 위험유해물질 배출규제는 주로 선박이나 해양시설 등으로부터의 오염규제에 한정되어 있기 때문에, 해안 인접 산업 시설들의 위험유해물질 배출 허용기준 및 배출 지침 수립 등의 해양배출제도의 수립 필요성이 제기되고 있다. 본 연구에서는 해양산업시 설의 위험유해물질 배출 허용기준 및 배출 지침 정보를 자세히 제공하고 있는 미국 환경보호청(US EPA)의 자료를 중심으로 허용기준 및 배출 지침 수립 등 배출 제도 체계를 소개하고 향후 국내 배출지침 적용에 대해 고찰했다.

해수 중 존재하는 유해화학물질 검출을 목적으로 센서 시작품 제작하고 성능을 확인하였다. 센서 시작품은 검지부, 기구부, 구 동부로 구성하였다. 센서의 검지부는 ITO (Indium-Tin-Oxide) 금속산화물 나노입자 (metal oxide nanoparticle) 필름을 기판위에 인쇄하여 제작 하였고, 온도와 HNS 농도를 동시에 검출할 수 있도록 2개의 검출 부분을 갖도록 설계하였다. 센서의 기구부는 검지부와 구동부를 연결하 며, 검출에 영향을 줄 수 있는 화학적 반응을 막기 위해 테프론 재질을 이용하여 제작하였고, 특히 검지부의 착탈이 용이하도록 설계 하 였다. 구동부는 브릿지 회로와 아두이노 보드를 이용하여 전원 공급과 데이터 측정 및 디스플레이가 가능하도록 제작하였다. 시작품의 성 능에 대해서는 기존의 수질 센서를 참고한 성능 사양을 제시하고, 유기용제를 사용한 검지부와 시작품의 동작을 확인하여 응답 (ΔR), 검 출하한 (Limit of Detection), 응답시간 (response time), 오차 (error) 등을 평가하였다. 또한 해수 중 동작 특성을 파악하여 설계 사양이 구현되 었는지 확인하였다.

국내외 해상 위험·유해물질(Hazardous and Noxious Substances, HNS) 물동량이 증가함에 따라 HNS 유출 사고의 위험성이 점차 높아지고 있다. 해상에 유출된 HNS는 해양생태계 파괴를 비롯한 해양환경 오염 및 인명피해를 유발하며, 화재 및 폭발 등을 동반한 2 차 사고 발생 가능성도 존재한다. 따라서 해상 HNS의 신속한 탐지와 각 물질 특성에 적합한 방제전략을 수립해야 한다. 본 연구에서 는 초분광 원격탐사에 기반한 지상 HNS 유출 실험 과정 및 탐지 알고리즘 적용 결과를 제시하고자 한다. 이를 위해 프랑스 브레스트 지역의 야외 풀장에서 스티렌을 유출한 후 초분광 센서를 활용한 동시 관측을 수행하였다. 순수 스티렌 및 해수 스펙트럼은 주성분 분 석(principal component analysis, PCA) 및 N-Findr 기법을 적용하여 추출하였으며, 또한 spectral distance similarity (SDS), spectral correlation similarity (SCS), spectral similarity value (SSV), spectral angle mapper (SAM)을 포함한 분광정합 기법을 적용하여 초분광 영상 내 화소들을 스티렌 및 해수로 분류하였다. 그 결과 SDS 및 SSV 기법이 우수한 스티렌 탐지 결과를 보여주었으며, 스티렌 총 면적은 약 1.03 m2로 추정되었다. 본 연구는 해상 HNS 모니터링에 주요 역할을 할 것으로 기대된다.