본 연구에서는 파프리카(Capsicum annuum L.) ‘Scirocco’ 품종 수경재배 시 배액 재사용 여부에 따른 순환식 재배와 비 순환식 재배 및 배지 종류가 배액의 양분 이온 변화 양상과 생 육에 미치는 영향을 조사하였다. 파프리카의 파종은 2021년 8 월 19일에, 정식은 2021년 9월 16일, 순환식 및 비순환식의 재 배 방식 적용은 2021년 10월 21일에 시행하였다. 배액 내 양 분 분석 결과, Na+와 Cl‒은 작물이 제대로 흡수하지 않는 대표 적은 이온으로써 생육이 진전될수록 순환식 재배방식에서 집 적되었다. 또한 배액 내 NH4-N의 함량이 NO3-N의 함량에 비 해 현저히 낮으므로 파프리카의 이온 선택성으로 인해 NO3-N 보다 NH4-N이 우선 흡수되는 것으로 생각된다. 파프리카의 생육 및 과실 특성은 배액 재사용 여부와 배지의 종류에 따른 처리 간의 차이가 크지 않았다. 결론적으로 순환식과 비순환 식의 수경재배 방식, 코이어와 암면의 배지 종류에 따른 파프 리카 수경 재배 시 중기 이후의 세력 약화로 인한 착과 불량을 유의하여 관리한다면 처리 간의 차이가 크지 않으므로 농가의 실정에 맞는 재배 방식과 배지를 선택하여 파프리카를 생산할 수 있을 것으로 생각된다. 다만 최근 환경오염에 대한 관심이 높아진 만큼 배액 재사용에 따른 병원균 감염 등을 잘 관리한 다는 가정 하에서 순환식 재배 방식을 채택해도 수량 감소나 품질 저하 등은 우려하지 않아도 될 것이라 판단되며, 폐기 문 제가 발생하는 암면 대신 코이어 배지를 선택한다면 더욱 환 경오염 감소에 기여할 수 있으리라 기대된다.

The formation behavior of a passive state film on the surface of STS304 in electrolytic solution was analyzed to determine its metallic ion composition. The properties of passive state films vary depending on the Fe and Cr ions in the electrolytic solution. It was observed that the passive state film surface became flat and glossy as the concentration of Fe and Cr ions in the electrolytic solution increased. The corrosion resistance property of the passive state film was proportional to the amount of Fe and Cr in the electrolytic solution. An initial passive state film with high Fe concentration was formed on the surface of STS304 during early electrolytic polishing. Osmotic pressure of Fe ions occurs between the passive state film and electrolytic solution due to the Fe ion concentration gradient. The Fe in the passive state film is dissolved into the electrolyte, and Cr fills up the Fe ion vacancies. As a result, a good corrosion-resistant floating film was formed. The more Fe ions in the electrolytic solution, the faster the film is formed, and as a result, a flat passive state film containing a large amount of Cr can be formed.

수경재배 시스템에서 이온선택성전극(ISE)를 이용하여 배액 내 칼륨, 칼슘, 질소 이온농도를 측정하고 배양액 조제알고리즘을 통해 부족농도를 보충하는 시스템을 개발하였다. 또한, ISE로 실시간 측정이 어려운 다량원소 중 미측정 이온에 대한 농도는 배액 내 다량원소 간 상관관계를 통해 예측하였다. 회수된 배액을 재사용하기 위해서는 배액의 이온농도 측정도 중요하지만 부족한 양을 어떻게 정확하게 공급해 줄 것인지도 중요하다. 부족 농도를 보충하기 위해 비료농축액을 사용하였으며, 회수된 배액 내 미측정된 다량원소 이온들의 농도를 예측하기 위해 상추 재배실험 을 통해 이온 크로마토그래피로 측정한 다량원소 간 관계를 분석하였다. PO4의 경우 전극을 이용하여 측정 가능한 다량원소 간의 상관관계는 결정계수 K=0.91, NO3=0.96, Ca=0.87로 모두 높은 관계를 나타내었다. 이 중 결정계수가 가장 높은 질산을 조제 알고리즘에 사용하였다. Mg의 경우 K=0.93, NO3=0.93, Ca=0.99로 셋 중 Ca와 가장 밀접한 관계를 보여 Ca를 조제 알고리즘에 사용하였다. SO4의 경우 K=0.86, NO3=0.97, Ca=0.95를 나타냈으며 결정계수가 가장 높은 NO3를 알고리즘에 적용하여 양액을 조제 하려고 했으나 해당 비료의 과잉공급이 발생하게 되어 Ca을 적용하여 양액을 조제 하였다. 알고리즘을 이용하여 조제한 결과 전체적으로 10% 내의 오차로 나타났지만 비료농축액 공급량 결정 시 투입되는 비료를 순차적으로 결정할 뿐만 아니라 특정 이온의 과잉 또는 부족 농도가 최소화될 수 있는 방향으로 알고리즘을 만들었기 때문에 NO3과 SO4에 대한 공급오차는 발생할 수밖에 없었다. 개발된 시스템의 성능을 평가하고자 재배실험에서 나온 배액과 제조된 양액을 비교하였고 K, Ca, NO3의 공급오차는 평균 ±10%내를 보여 예상치보다 다소 많은 오차를 보였지만 회수된 배액을 재조제하여 공급하였을 때 실제 작물재배에서 목표 농도를 유지할 수 있을 것으로 보였다. 하지만 보다 정밀한 제어를 위해 상추 생육단계별 이온흡수량 데이터베이스를 구축하여 조제알고리즘에 적용시켜 배양액을 공급할 수 있는 연구가 필요하다고 판단되었다.

This experiment was aimed to identify concentrations of mineral nutrients in leaf lettuce (Lactuca sativa) grown on hydroball aquaponics and in the water for growing fish by conducting two experiments. The experiment I (Expt. I) was conducted with 12 fishes (F12) with and without filter, hydroball and plants (H12 (12 fishes, hydroball), FHP12 (12 fishes, filter, hydroball, 6 plants) and HP12 (12 fishes, hydroball, 6 plants)), and the experiment II (Expt. II) was with and without plants (FH15 (15 fishes, filter, hydroball), FHP15 (15 fishes, filter, hydroball, 6 plants)). The pH level in the water of all the treatments was decreased during the growing period, and the pH and EC of the water were lower in all the treatment with plants than those without plants in both Expt. I and Expt. II. When compared with adequate nutrient concentrations for hydroponics, nitrate nitrogen (NO3-N) and phosphorus (P) concentrations in the fish growing water were higher under the FHP15 treatment in Expt. II; however, potassium (K), calcium (Ca), and magnesium (Mg) were only 16, 49, and 82% of hydroponics, representatively, and iron (Fe) was not detected. The fresh weight of lettuce harvested from the FHP15 treatment was 38 g, only a 30% of marketable lettuce yield. The T-N and P contents of the leaf tissue grown under the FHP15 treatment were close to the optimal level; however, the K, Ca, and iron (Fe) contents were less than the optimal with no deficiency symptom.

Understanding effects of thermal pollution and acidification has long been a concern of aquatic ecologists, but it remains largely unknown in Korea. This study was performed to elucidate the effects of thermal wastewater effluent (TWE) and acid rain on water quality and attached algae in a small mountain stream, the Buso Stream, a tributary located in the Hantan River basin. A total of five study sites were selected in the upstream area including the inflowing point of hot-spring wastewater (HSW), one upstream site (BSU), and three sites below thermal effluent merged into the stream (1 m, 10 m and 300 m for BSD1, BSD2, and BSD3, respectively). Field surveys and laboratory analyses were carried out every month from December 2015 to September 2016. Water temperature ranged 1.7~28.8°C with a mean of 15.0°C among all sites. Due to the effect of thermal effluent, water temperature at HSW site was sustained at high level during the study period from 17.5°C (January) to 28.8°C (September) with a mean of 24.2±3.7°C, which was significantly higher than other sites. Thermal wastewater effluent also brought in high concentration of nutrients (N, P). The effect of TWE was particularly apparent during dry season and low temperature period (December~March). Temperature effect of TWE did not last toward downstream, while nutrient effect seemed to maintain in longer distance. pH ranged 5.1~8.4 with a mean of 6.9 among all sites during the study period. The pH decrease was attributed to seasonal acid rain and snow fall, and their effects was identified by acidophilic diatoms dominated mainly by Eunotia pectinalis and Tabellaria flocculosa during March and August. These findings indicated that water quality and periphyton assemblages in the upstream region of Buso Stream were affected by thermal pollution, eutrophication, and acidification, and their confounding effects were seasonally variable.

The effect of NaOH concentration on the properties of electrolytic plasma processing (EPP) coating formed on AZ61A Mg alloy is studied. Various types of EPP were employed on magnesium alloy AZ61A in a silicate bath with different concentrations of NaOH additive. Analysis of the composition and structure of the coating layers was carried out using an Xray diffractometer (XRD) and a scanning electron microscope (SEM). The results showed that the oxide coating layer mainly consisted of MgO and Mg2SiO4; its porosity and thickness were highly dependent on the NaOH concentration. The Vickers hardness was over 900 HV for all the coatings. The oxide layer with 3 g/l of NaOH concentration exhibited the highest hardness value (1220 HV) and the lowest wear rate. Potentiodynamic testing of the 3 g/l NaOH concentration showed that this concentration had the highest corrosion resistance value of 2.04 × 105 Ωcm2; however, the corrosion current density value of 5.80 × 10−7 A/cm2 was the lowest such value.

나노실리카가 코팅된 유리 표면은 나노실리카 표면에 존재하는 친수성 수산기로 인해 방담성 이 매우 증가하나, 실외에 설치된 유리에 코팅된 경우는 비에 의해 씻겨 나가 방담 특성의 내구성이 급 격히 감소한다. 또한 나노실리카가 코팅된 유리 표면의 토폴로지는 광투과율 또는 반사방지 특성을 좌우 하는 매우 중요한 인자이다. 이러한 나노실리카 코팅의 특성에 관한 내구성을 향상시키기 위하여 가교제 로 테트라에틸오르소실리케이트 (TEOS)를 사용하여 나노실리카 (Ludox) 현탁액으로 친수성 나노실리카 피막을 제조하였다. 산성 또는 염기성 수용액 중에서의 TEOS의 가수 분해 최적 조건도 물에 대한 접촉 각 측정을 통하여 조사하였다.산성 또는 염기성 수용액 중에서의 TEOS의 가수 분해 최적 조건도 물에 대한 접촉 각 측정을 통하여 조사하였다. pH=4의 산성 조건에서 1.5 wt% 나노실리카-TEOS 코팅액으로 얻은 최종 투명한 친수성 코팅층은 매우 향상된 친수성에 대한 내구성뿐만 아니라, 코팅하지 않은 유리에 비해 약 2 % 포인트 정도 높은 가시광투과율을 나타내었다.

We developed a positively charged membrane with acid resistance via the introduction of a branched-poly(ethyleneimine) (b-PEI) hydrogel layer onto the surface of a polyethersulfone (PES) membrane, which was achieved by immobilization of b-PEI at the PES membrane surface using cross-linking agent. The combined results of ATR FT-IR, XPS and FE-SEM measurements confirmed that the b-PEI hydrogel layer was successfully coated on the PES NF membrane surface. In particular, the b-PEI hydrogel coated membrane surface had positive charge at whole pH range. The positively charged surface could enhance multivalent ion rejection. As a result, the membrane effectively recovered acid substance under strong acidic condition. Moreover, the selective separation was well preserved after exposure to highly concentrated sulfuric acid solution.

본 연구에서는 남해안에 건설된 사용기간이 5~34년의 해상 콘크리트 교량의 염화물이온농도에 대한 실측데이터로부터 표면 염화물이온농도를 추정하고, 기존에 제시된 시방서와 타 연구결과에서 제시한 값들의 타당성을 평가하였다. 그리고 해상 콘크리트 교량의 염해방지도장의 유무, 염화물이온농도, 탄산화 깊이 및 콘크리트 압축강도의 상관관계를 도출하여 상호 작용을 평가하였다. 연구결과에 의하면, 표면염화물이온농도는 간만대에서 KCI 2009, 물보라지역과 해상대기중에서 Cheong et al.(2005)의 제안한 값이 타당한 것으로 판단된다. 또한, 해상 콘크리트 교량의 염해방지도장은 염화물이온의 침투, 탄산화 깊이 및 압축강도 저하 대한 방지효과가 있음을 알 수 있었다. 콘크리트의 압축 강도는 탄산화 깊이와 염화물이온농도의 증가에 따라 감소하였다.

무분별한 도시개발과 인구집중으로 인해 현재의 도시는 많은 문제점을 안고 있다. 이를 해결하고자 도심지내 녹지 면적 확충, 바람길 형성, 도심 하천의 복원 등 많은 노력이 이루어지고 있다. 도시계획시설로서의 녹지는 실외 레크레 이션장으로 이용됨은 물론, 도시 내에서 절대적으로 부족한 자연과의 공감대 형성에도 크게 기여하며, 도시환경개선을 위한 목적으로 대기오염물질의 저감, 소음완화, 미기후 조 절 등 공익적 기능이 강조되고 있다. 녹지의 다양한 효과 중 식물의 광합성에 의해 발생하는 음이온은 일찍이 인간의 건강 증진에 대한 효과뿐만 아니 라, 음이온의 전기적 특성에 의한 공기정화 효과가 제기되 어 왔으며 이를 검증하기 위한 연구는 꾸준히 진행되었다. 음이온의 전기적 특성에 의한 공기정화의 경우, 내연기관과 난방 시 화석연료가 연소할 때 발생되는 양이온성인 질소산 화물(NOx)이 발생하고, 항원물질, 곰팡이, 포자, 박테리아, 세균 , 다이옥신류, 미세먼지 등이 섞여 있는데 이들은 모두 양이온인 중이온으로 대전되어있다. 이러한 오염물질에 음 이온이 작용하여 중화시켜 무겁게 하여 지표로 가라앉게 되어 공기가 정화된다. 도시녹지가 도시에 미치는 영향에 관한 연구로는 도시수 목의 증산량 및 토지피목재료의 알베도를 측정하고 도시녹 지에 의한 도시 미기후개선의 기능을 규명한 연구, 도시수 목의 대기 CO2, SO4 및 NO4 흡수량을 계량화 하고 녹지면 적과 여름철 온도간의 상관관계를 분석하여 대기환경개선 에 기여하는 효과를 구명한 연구(조현길 등 2003), 도시공 원에서 여름철 기온분포를 관측하고 녹지 내의 피복상태 및 수림형태와 온도저감간 관련성을 회귀분석을 통해 해석 한 연구 등 다양하게 진행되었다. 도심지의 음이온 분포 측 정 및 분석연구로는 녹지 및 비오톱 유형에 따른 음이온 분포를 측정하고 도시생태인자와 기상의 음이온과의 상관 성을 분석한 연구, 도심지 생태복원 하천에서 하천의 내부 와 주변부의 음이온을 측정하고 기상, 거리 와 음이온과의 상관관계를 분석하여 생태복원 하천이 도심지에 미치는 영 향에 분석한 연구(김정호 등; )에 의하 진행 되었으나, 실제 음이온이 미치는 영향범위를 파악하지는 못하였다. 이에 본 연구는 도심지 대규모 공원에서 토지피복에 따른 음이온을 측정하고, 거리에 따른 음이온을 측정하여, 공원 내 토지피 복상태와 음이온간의 관련성을 회귀분석을 통해, 도심지 대 규모 공원이 주변 음이온농도에 미치는 영향을 파악하고자 수행하였다. 연구대상지로 선정한 인천광역시의 경우, 우리나라 5개 의 광역시 중 약 3년간 순 전입인구가 가장 많으면서 꾸준한 인구증가로 도시 인구밀집에 따른 도시화가 가장 우려되는 도시이다. 이에 녹지의 양과 질적인 측면에서 개선이 가장 시급한 도시로 판단되어 남동구 일원의 중앙공원 중 5지구 와 7지구를 연구대상지로 선정하였다. 측정지점의 경우 공 원내 토지피복에 따라 구분하여 총 60지점을 측정지점으로 선정하였으며, 공원 외부의 경우 20m, 50m, 100m, 150m, 200m간격으로 선정하였다. 음이온 측정의 경우 Nico사의 Com 3200pro를 사용하여 측정지점에서 1분간 측정하였으 며, 기온, 습도, 풍향, 풍속을 측정하였다. 또한 측정된 값에 서 공원이 공원외주에 미치는 영향을 파악하기 위하여 풍향 은 서풍, 풍속은 1.5m/s이하의 값을 사용하였다. 측정결과 5지구 토지피복의 경우 녹지면적은 80.7%, 불 투수 포장면적은 19.3%로 녹지면적이 공원의 대부분을 차 지하고 있었다. 7지구의 토지피복의 경우 불투수 포장면적 62.2%, 녹지면적 37.8%로 5지구에 비하여 불투수 포장면 적이 많은 면적을 차지하고 있었다. 공원 내부 음이온 측정 결과 5지구의 평균 음이온은 743ea/cm3로 측정되었으며 7 지구의 경우 681ea/cm3로 측정되어 토지피복 특성 중 녹지 면적비율이 높은 공원에서 음이온 측정값이 높았다. 거리에 따른 음이온 측정값의 경우 5지구의 풍상쪽 전체 평균 음이온은 500ea/cm3로 측정되었으며, 공원으로부터의 거리에 따른 음이온 측정값의 경우 50m = 100m > 20m > 150m > 200m 지점 순으로 측정되어, 거리에 따른 음이온 평균값이 뚜렷게 나타나지 않았다. 그러나 풍하쪽의 경우 전체 평균음이온 661ea/cm3으로 측정되었으며, 20m > 50m = 100m > 150m > 200m 순으로 측정되어 거리가 멀어짐에 따라 음이온 평균값이 감소하였다. 또한 회귀분석 결과 편 차는 크게 나타났으나, 약 100m 지점까지 녹지로부터 영향 을 받은 것으로 분석되었다. 7지구의 풍상쪽의 전체 평균음 이온의 경우 623ea/cm3로 측정되었으며, 거리에 따른 음이 온 측정값의 경우 50m > 100m > 200m > 150m > 20m순으 로 측정되어 5지구 풍상쪽과 마찬가지로 뚜렷한 경향이 나 타나지 않았다. 풍하쪽의 경우 전체 평균 673ea/cm3로 거리 에 따른 평균값은 20m > 50m = 100m > 150m > 200m 순으로 측정되어 거리가 멀어짐에 따라 음이온 평균값이 감소하는 수준이었으나 전체 평균값에서 큰 차이가 나지 않아 공원의 영향이 크게 미치지 않는 것으로 사료되었다. 추후 다양한 기상조건을 고려한다면 더 뚜렷한 경향을 제시 할 수 있을 것으로 판단된다.

염료감응형 태양전지를 위한 겔 고분자 전해질막을 제조하였다. 고분자물질로는 Poly(ethylene oxide) (PEO)를 사용하였으며, 가소제로서 poly(ethylene glycol) (PEG)을 첨가하였고, 전해질염 및 I-/I3-의 공급원으로서 KI 및 I2를 첨가하여 고분자 전해질막을 제조하였으며, 이와 같은 고분자 전해질막을 바탕으로 염료감응형 태양전지를 제조하였다. 고분자 전해질 내의 가소제로서의 PEG는 95%의 함량으로 주입되었으며, 전해질 내의 EO 1 mole 당 KI mole 수([KI]/[EO] 비)가 0.022, 0.044, 0.066 및 0.088이 되도록 KI가 주입되었다. 이러한 방식으로 제조된 겔 전해질막은 상온에서 왁스(wax) 형태를 보였다. 낮은 KI 함량의 영역에서는 KI 함량이 증가하면서 전해질막을 통한 이온전도도가 증가하였으며, [KI]/[EO]비가 0.066인 때에 이온전도도는 최대값을 보인 후 0.088로 증가하면서 이온전도도는 감소하였다. 염료감응형 태양전지에 있어서는 고분자 전해질막 내의 KI 함량이 증가하면서 VOC는 지속적으로 감소하였다. 반면, JSC의 경우 낮은 KI 함량의 범위에서는 KI 함량이 증가하면서 JSC는 증가하였으며 [KI]/[EO]비가 0.044인 때에 JSC가 최대값을 보인 후 그 이상의 높은 범위에서는 KI함량의 증가에 따라 JSC는 감소하였다.

EC 기준 순환식 양액재배에서 식물의 양분 흡수와 배액율은 재사용 양액 내의 이온 비율과 농도에 영향을 미친다. 본 연구는 파프리카(Capsicum annum L. 'Boogie')의 EC 기준 순환식 양액재배에서 시간과 배액율에 따른 이온 농도의 변화를 분석하기 위해 수행하였다. 첫 번째 실험에서 수집된 배액을 EC 2.2dS·m-1로 조정하고 새로 조성한 양액과 혼합하여 재사용 하고 주기적으로 샘플링 하여 이온의 농도를 분석하였다. 두번째 실험은 7%, 16%, 39%, 51%의 배액율을 적용하고 배액과 배액을 원수로 희석하고 새로 조성한 양액과 혼합하였을 때의 EC 변화와 이온 농도를 분석하고 비교하였다. 재사용 양액에서의 K+ : Ca2+와 SO42- : NO3-와 같은 이온 간의 비율 변화를 조사하였다. 첫번째 실험에서의 이온 농도의 변화 범위는 각각 K+ 1.13, Ca2+ 5.35, Mg2+ 0.92, NO3- 0.9 SO42- 1.10, PO43- 0.19meq·L-1이었다. 이온 간의 비율 변화는 양이온에서는 주로 K+ : Ca2+을 중심으로 음이온에서는 NO3- : SO42-을 중심으로 나타났다. 두 번째 실험에서 배액율에 따른 배액의 배액율이 증가함에 따라 점차 감소하는 경향을 나타냈다. 배액 내 각 이온의 농도도 배액율의 증가에 따른 감소 경향을 보였다. 배액율에 따른 배액 내 이온 간의 비율 변화에는 차이가 없었다. 그러나 배액을 희석하고 새로 조성한 양액과 혼합함에 따라 교정 효과에 차이가 나타났다. 7% 의 배액율이 새 양액의 이온 비율에 가장 근접하였으며, 16%, 51% 39% 순으로 교정되었다. 교정에 따른 이온 비율 변화는 K+ : Ca2+와 NO3-와 PO43-를 중심으로 나타났다.

본 숲에서 발생하는 음이온의 농도가 임상과 숲 관련인자에 따른 변이를 파악하고자, 강원도 고성군, 양양군에 위치한 국유림지역에서 52개의 방형구에서 산림조사와 음이온의 농도를 측정하고 관련성을 분석하였다. 측정된 음이온의 평균값 2,405개/cm3는 일반적인 숲에서 보고된 2,000개/cm3 보다는 조금 높은 값이었다. 음이온 농도와 지형에서는 5% 유의수준에서, 음이온 농도와 토양수분, 해발고에서는 1% 유의수준에서 각각 정의 상관이 인정되었다. 조사지의 음이온 농도는 토양수분 수준간 고도의 통계적 유의성이 인정되었으며, 다습한 지역에서 평균 음이온 농도가 4,524.4개/cm3로 가장 높았다. 지형에서는 계곡부 조사지의 평균 음이온 농도가 3,372.4개/cm3로 가장 높았으며, 사면, 능선 순으로 점차 낮아지는 경향을 보였다. 측정시간대에서는 오전(12시 이전)에 측정된 평균 음이온 농도가 3,133.4개/cm3로 가장 높았으며, 낮(12:00~15:00), 저녁(15시 이후) 순으로 점차 낮아지는 경향을 보였다. 임상에서는 활엽수 혼효림에서 측정된 평균 음이온 농도가 3,503.9개/cm3로 가장 높았으며, 참나무림, 소나무림, 소나무-참나무 혼효림 순으로 점차 낮아지는 경향을 보였다. 이 연구의 결과는 치유의 숲 입지선정에 활용할 수 있을 것이라 사료된다.

Biological organisms require iron for optimal metabolism. Intracellular pathogens also must secure iron especially during infection of animal hosts expressing NRAMP(natural resistance-associated macrophage protein), a transporter protein sequestering metal ions from pathogens. This study shows that extracytoplasmic function sigma factor σE is required for Salmonella virulence in NRAMP1-expressing mice, and further shows that iron deprivation turns on σE expression of Salmonella. The virulence of σE -deficient Salmonella is completely attenuated in C3H/HeN mice while wild type Salmonella kills all mice. Addition of an iron-chelator DTPA(Diethylene triamine pentaacetic acid) to culture media induces σE expression of Salmonella, but iron supplementation abrogates this induction. These findings suggest that iron limitation in host macrophages can trigger σE -dependent virulence system of Salmonella that may include bacterial iron homeostasis.