한반도 환경협력을 위한 국제사회 동향과 미래 협력방안

임철희,최현아 한국환경생물학회 2022 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.40 No.2

North Korea has actively participated in the international community related to environmental agreements. It has proposed various environmental policies internally since the Kim Jong-un regime. In particular, it emphasizes activities related to climate change response, the Sustainable Development Goals, and the conservation of ecosystems including forests and wetlands. In this study, a new security cooperation plan was proposed with an understanding of the climate crisis and environmental regime as a starting point. To this end, trends and recent activities for climate-environment cooperation in the international community and on the Korean Peninsula were analyzed. In addition, North Korea’s conditions for cooperation on the Korean Peninsula, technology demand, and the projected future environment of the Korean Peninsula were dealt with. Ultimately, through advice of experts, we were able to discover cooperation agendas by sector and propose short-term and long-term environmental cooperation strategies for the Korean Peninsula based on them. In this study, conditions and directions for cooperation in fields of climate technology, biological resources, air/weather, water environment, biodiversity, renewable energy, bioenergy, and so on were considered comprehensively. Among 21 cooperation agendas discovered in this study, energy showed the largest number of areas. Renewable energy, forest resources, and environmental and meteorological information stood out as agendas that could be cooperated in the short term. As representative initiatives, joint promotion of ‘renewable energy’ that could contribute to North Korea’s energy demand and carbon neutrality and ‘forest cooperation’ that could be recognized as a source of disaster reduction and greenhouse gas sinks were suggested. 지금까지 북한의 환경실태 분석과 환경협력에 대한 연구는 주로 특정 지역이나 특정 부문을 중심으로 이루어져왔다. 그러나 기후변화 대응과 현재의 코로나19 전염병 대유행 상황을 극복하기 위해서는 국경을 넘어선 협력과 연대가 필수적이다. 기후위기 상황에서 북한의 환경 현안은 산림, 습지 등 육상 생태계, 식수위생, 식량안보, 영양, 보건 서비스 등과 연관이 있으며, 이를 개선하기 위한 지원과 국제사회와의 협력이 필요하다. 북한은 환경협약 관련 국제사회에 적극적으로 참여하였고, 내부적으로도 김정은 정권 이후 다양한 환경관련 정책을 제시하면서, 기후변화 대응, 물관리, 지속가능발전목표 (SDGs), 산림, 습지를 포함한 생태계 보전관련 활동 등을 강조하고 있다. 이에 본 연구에서는 기후위기·환경레짐에 대한 이해를 출발점으로 하는 새로운 패러다임의 신안보협력방안을 제안하였다. 또한, 그동안 제기되어 온 과거 남북교류협력의 문제점을 개선하고 대내외적으로 변화한 환경에 대응하는 전략을 모색하였다. 이를 위해 국제사회와 한반도에서의 기후환경협력 동향과 최근 활동들을 분석하였다. 또한, 한반도 협력을 위한 북한의 여건과 기술 수요, 전망된 한반도의 미래환경을 다루었다. 궁극적으로 전문가들의 자문을 통해 분야별 협력의제를 발굴하고 이를 기반으로 장·단기적인 한반도의 환경협력전략을 제시할 수 있었다. 본 연구에서는 기존 연구에서 다루지 않았던 한반도 차원의 미래환경 공동대응 기반 마련과 함께 생태공동체 조성을 위한 기후기술과 환경·생물자원, 대기·기상, 물환경, 생물다양성, 에너지 환경기술, 신재생에너지, 바이오에너지 등 신안보 분야 협력 여건과 방향, 그리고 국제 환경레짐 안에서 진행할 수 있는 협력 방향 등을 종합적으로 고려하였다. 본 연구에서 발굴한 21가지 협력의제 중 에너지가 가장 많은 분야를 보였고, 단기적으로 협력 가능한 의제로는, 신재생에너지, 산림자원, 환경·기상정보 등이 두드러졌다. 대표적인 추진방안으로는 북한의 에너지 수요와 탄소중립 이행에 기여할 수 있는 ‘신재생에너지’와 재해저감과 온실가스 흡수원으로 인정받을 수 있는 ‘산림협력’의 공동추진이 제시되었다. 다만, 본 연구에서는 현재의 대북제재 상황이나 코로나19 상황에 따른 북한의 봉쇄 상황 등을 고려하지 않고 남북기후·환경협력을 위한 공동의제와 의제에 따른 유형을 분류한 것이다. 이번 결과를 중심으로 관련 후속 연구가 진행되어야 할 필요가 있다. 본 연구에서 제시한 신재생에너지, 산림자원, 대기·기상, 물환경, 바이오에너지, 생물다양성, 환경·생물자원, 기후변화 적응 등 분야별 협력방안에 대해 남북이 공동으로 추진 시 단계적 접근 방향과 고려사항, 추진체계, 부문별 구체적인 세부 협력방안, 그리고 부문 간 연계를 통한 협력방안 등이 후속 연구로 진행되어야 할 것이다.

자연 환기식 온실의 모델 기반 환기 제어를 위한 미기상 환경 예측 모형

홍세운,이인복 (사) 한국생물환경조절학회 2014 생물환경조절학회지 Vol.23 No.3

Modern commercial greenhouse requires the use of advanced climate control system to improve crop productionand to reduce energy consumption. As an alternative to classical sensor-based control method, this paperintroduces a model-based control method that consists of two models: the predictive model and the evaluation model. As a first step, this paper presents straightforward models to predict the effect of natural ventilation in a greenhouseaccording to meteorological factors, such as outdoor air temperature, soil temperature, solar radiation and mean windspeed, and structural factor, opening rate of roof ventilators. A multiple regression analysis was conducted to developthe predictive models on the basis of data obtained by computational fluid dynamics (CFD) simulations. The outputof the models are air temperature drops due to ventilation at 9 sub-volumes in the greenhouse and individual volumetricventilation rate through 6 roof ventilators, and showed a good agreement with the CFD-computed results. Theresulting predictive models have an advantage of ensuring quick and reasonable predictions and thereby can be usedas a part of a real-time model-based control system for a naturally ventilated greenhouse to predict the implicationsof alternative control operation. 본 연구에서는 모델 기반의 온실 환경 제어에 활용될수 있는 미기상 환경 예측 모형을 개발하고자 하였다. 전산유체역학 시뮬레이션을 활용하여 다양한 기상 조건과 온실의 환기 구조에 따른 온실 내부의 미기상 변화와 환기창에서의 환기량 변화를 모의하고, 다중회귀분석을 통해 수치 모형을 제시하였다. 비정상상태의 환기 작용을 모의한 결과, 환기창 개방후 환기 효과가 완전히 나타나기 까지는 3분 ~ 20분 정도의 시간이 소요될 수 있는 것으로 나타났다. 기존의센서 실측에 기반을 둔 대부분의 환경 조절 제어 시스템의 경우에는 측정값에 따른 피드백에 의해 환경 제어가 동작하므로 온실 내부의 기온이 상승한 이후에 환경제어를 시작하게 되지만, 모델 기반의 환경 조절 제어시스템을 도입하면 이러한 3분~20분 정도의 시간을 사전에 고려하여 적정 환경을 제어할 수 있도록 미리 환기창의 조작이 이루어지게 된다. 작은 규모의 온실에서는 이러한 영향이 미비할 수 있지만, 근래에 증가하고있는 대규모 온실들에 대해서는 온실 내부 작물 재배환경의 균일성과 적정성, 안정성을 확보하고 환경 조절의 경제성을 추구할 수 있는 모델 기반의 환경 조절 시스템이 필수적이다. 본 연구에서 제시된 수치 모형들은 외부의 기온과 풍속, 지면 온도, 일사량 등의 기상 환경과 온실의 천창개폐율에 따라 유도되는 자연 환기의 성능을 온실 내미기상 변화와 환기창을 통한 환기량 값으로 제시하고있으며, 전산유체역학 시뮬레이션 결과와 비교하여 각각58% ~ 92%, 76% ~ 93%의 예측력을 보였다. 미기상의변화는 온실을 9개의 세부 영역으로 구분하여 각 영역에서의 기온 하락 정도로 나타내며, 환기량은 지붕에 형성된 6개의 천창에서의 공기 유출입량을 각각 제시하여준다. 환기 작용에 의한 미기상의 변화는 반드시 환기창에서의 환기량에 의해 예측되지는 않으므로 환기량과 환기의 효과를 구분하여 적용하는 것이 중요할 것이다. 이러한 수치 모형들은 모델 기반 환경 제어 시스템에서가상의 환기창 동작에 따른 환기 성능을 예측하는데 활용될 수 있으며, 전산유체역학 시뮬레이션과 같은 매우복잡한 예측 모델이 비해 상당히 간단한 형태로 이루어져 있어 빠른 계산 시간을 보장한다. 이는 실시간 제어의 관점에서는 복잡한 예측 모델들에 비해 실시간 예측과 제어가 가능하다는 큰 장점을 가져다준다. 본 연구를 통해 개발되고 시도된 결과들은 모델 기반의 온실 복합 환경 제어 시스템을 위한 알고리즘을 개발하는데 활용될 것이다. 또한 이러한 활용은 농업에 IT기술을 접목하여 농가의 노동력 부족을 극복하고 생산성향상과 경쟁력 확보를 도모하는 농업 선진화에 기여할것으로 기대된다.

온실 공기유동 계측 시스템 개발

노재승(Jae Seung, Noh),권진경(Jinkyoung, Kwon),김유용(Yu Yong, Kim) (사)한국생물환경조절학회 2018 생물환경조절학회지 Vol.27 No.1

작물생육의 품질 및 생산량에 중요한 영향을 미치는 온실 내 환경관리에 대한 연구는 활발히 진행되고 있다. 주로 온실 내 환경분포를 측정하는 방법으로는 한 두지점에 대해서만 측정하여 온실 전체를 관리하는 시스템으로 이루어졌으며 기존 환경데이터 측정방식은 각각의 데이터 로거 및 센서간의 배선들로 인하여 복잡한 시스템으로 구성되었다. 본 연구에서는 온실 내 설치 된 각 환경센서들로부터 지점별 데이터를 획득하고 획득된 데이터는 모니터링 프로그램을 통하여 공기유동흐름을 측정하는 장치를 개발하였다. CAN 네트워크 통신을 통하여 환경센서들의 배선 토폴로지를 간소화 했으며 프로토콜의 견고함으로 온실 내 모니터링을 안정적으로 데이터를 수집할 수 있도록 구현되었다. 온실 내 공간의 환경요인 분포(온·습도 및 풍속 등)들을 12개 지점에 배치하고 온·습도 및 풍속의 환경 데이터는 상세히 파악할 수 있도록 X, Y, Z 축으로 다수의 측정점(총 36점)을 선정하였다. 데이터 손실 및 다양한 온실조건을 고려하여 비트레이트를 저속 125kbit/s로 구현하여 온실 내 100m 구역내에서 센서를 추가적으로 연장(총 90개)할 수 있도록 구축되었다. 온도, 습도, 일사량, 풍향, 풍속, 대기압 및 강우량 등 측정된 데이터는 LabVIEW에 연동되어 실시간으로 센서 정보 출력이 가능하도록 구현되었다. 온실 내 환경 분포는 사용자의 편의에 따라 환경분포를 수평(XZ), 수직(YZ)축으로 가시화 할 수 있으며, 보간의 범위를 원하는 값으로 설정하여 보간 할 수 있도록 구현되었다. 추후에 온실 내의 공간에 따라 온도, 습도, 풍속, CO₂ 등의 환경 측정 실험을 통하여 CFD 모델링과의 검증 및 비교에 활용할 수 있을 것으로 판단된다. This study was conducted to develop a device for measuring the air flow by space variation through monitoring program, which acquires data by each point from each environmental sensor located in the greenhouse. The distribution of environmental factors(air temperature, humidity, wind speed, etc.) in the greenhouse is arranged at 12 points according to the spatial variation and a large number of measurement points (36 points in total) on the X, Y and Z axes were selected. Considering data loss and various greenhouse conditions, a bit rate was at 125kbit/s at low speed, so that the number of sensors can be expanded to 90 within greenhouse with dimensions of 100m by 100m. Those system programmed using MATLAB and LabVIEW was conducted to measure distributions of the air flow along the greenhouse in real time. It was also visualized interpolated the spatial distribution in the greenhouse. In order to verify the accuracy of CFD modeling and to improve the accuracy, it will compare the environmental variation such as air temperature, humidity, wind speed and CO2 concentration in the greenhouse.

영농방법에 따른 시기별 미꾸리 개체군의 전장-체중 분석

신현선,송영주,권순익,어진우,이승현,김명현 한국환경생물학회 2018 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.36 No.1

The objective of this study was to identify the effects of farming practices on the Misgurnus anguillicaudatus population, including their habitat characteristics, length frequency and the length-weight relationships of M. anguillicaudatus population; this study investigated the differences of the population living in environment-friendly (EFP) and conventional paddy fields (CP). As the result of age distribution by length frequency of M. anguillicaudatus, the EFP showed various age distributions which were not present in the CP. In particular, the age 0+ (28-51 mm) of individuals in the CP were significantly lower than those in the EFP. In May, the number of individuals was similar in CP and EFP, which led to the assumption that the M. anguillicaudatus population living in a shallow depth was killed by rotary and tillage works. The regression coefficient (b) in relation to the length-weight of M. anguillicaudatus population was 3.0, which appeared relatively stable as a habitat condition in the CP and EFP, except in June. The condition factor for M. anguillicaudatus population in the CP and the EFP showed a relatively stable monthly population, except in June which was likely to be influenced by the stress to lay their eggs or chemicals such as the use of pesticides. This change of habitat characteristics and length-weight relationship on M. anguillicaudatus population in rice paddy fields was influenced by farming practices as well as the time of year. 논 생태계는 일부 생물의 개체군 유지를 위한 중요한 서식지로서 역할을 하고 있다. 이러한 논 생태계를 대상으로 농법에 따른 수생태계에 미치는 영향에 대한 연구는 미비하다. 따라서 친환경농법 및 관행농법과 같은 재배 방식의 차이는 생물서식지에 다양한 영향을 미치기 때문에 두 농법에 따른 미꾸리 개체군의 서식특성 및 성장도의 차이를 확인하였다. 조사기간은 2015년 5월부터 9월까지였고, 대호 간척농지를 대상지로 하였다. 영농방법에 따라 개체수, 미꾸리 개체군 분포, 전장-체중 상관도 및 비만도 지수 비교, 미꾸리 개체군의 전장크기 등을 비교하였다. 미꾸리 개체군의 크기는 친환경 논에서 월등히 큰 것을 확인할 수 있었다. 또한 연령대 분포는 친환경 논이 다양한 연령층의 미꾸리가 서식하는 것으로 나타났으나 관행 논은 Age 0+ (28~51 mm)의 개체들이 대부분 성장하지 못하고 사멸하며, 일부 내성을 지니는 개체만이 성장하는 것으로 판단된다. 특히 5월에 관행 논과 친환경 논에서 거의 비슷한 미꾸리 개체수를 보이는 것은 로터리 및 경운에 의해서 토양의 얕은 깊이에 서식하는 미꾸리가 폐사된 것으로 판단되어 무경운이 미꾸리 개체군 유지에 큰 기여를 할 것으로 판단된다. 친환경 논의 미꾸리는 먹이섭식 및 영양상태가 안정적인 것으로 나타났다. 또한 6월에 관행 논 및 친환경 논에서 성장도 및 비만도가 낮은 것에 대하여는 추가적인 조사연구가 필요할 것으로 판단된다. 관행 논에서 미꾸리 개체군의 개체수 회복 및 연령대 회복을 위해서는 농약과 같은 화학물질 사용을 제한해야할 것으로 사료되며, 또한 관행농법보다 친환경농법으로 재배할 경우 미꾸리 개체의 유지 및 회복에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.

논 생태계 서식 수서생물 채집 도구 개발: 유인제를 사 용한 수중트랩

윤성수,김명현,최순군,어진우,권순익,송영주 한국환경생물학회 2017 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.35 No.4

The need for an efficient sampling technique to collect aquatic organisms has risen with the increase of interest in rice paddy fields, which have been recognized as important ecosystems supporting biodiversity. In the present study, a submerged funnel trap used with the assistance of attracting agents (fish meal and chemical light) was designed as an easy, objective and quantitative tool for collecting aquatic organisms in the rice paddy fields. The preference for collecting aquatic organisms as a means for attracting agents was analyzed using a generalized linear mixed model. Also, based on the data of previous research, we compared the community composition of the aquatic macroinvertebrates, which were collected using the quadrat method, and newly designed submerged funnel traps, by analyzing non-metric multidimensional scaling. The results showed that the catching efficiency of 18 of the total 65 taxa was affected by the attracting agents. 12 taxa including Pomacea canaliculata, Hippeutis cantori, Austropeplea ollula, Erpobdella lineata, Ostracoda spp. Branchinella kugenumaensis, Hydaticus grammicus, Rhantus pulverosus, Chironomidae spp., Rana nigromaculata, Cobitidae spp. etc., favored fish meal and 6 taxa including Ischnura asiatica, Coenagrionidae spp. Sternolophus rufipes etc., were attracted by chemical light. The submerged funnel trap used as a measurement tool for biodiversity was less applicable than the quadrat method; however, it was more effective for the selective collection of specific taxa. We expect that this newly designed trap can be a simple and quantitative method for collecting aquatic organisms, and could be used for long term and extensive surveys in rice paddy fields in the future. 생물다양성 측면에서 논 생태계의 중요성이 대두되면서 수서생물을 효율적으로 채집하는 방법이 요구되고 있다. 본 연구는 논 생태계 내에서 수서생물을 객관적이고 정량적으 로 쉽게 채집하기 위해 두 가지 유인제 (어분, 캐미라이트)를 활용한 수중트랩을 고안하였다. 고안된 트랩으로 채집된 수 서생물의 유인제 선호도는 일반화선형혼합모형을 통해 분 석되었다. 또한 선행연구의 데이터를 활용하여 방형구와 수 중트랩으로 채집된 수서 무척추동물의 군집 조성을 비계량 형다차원척도법을 통해 비교 분석하였다. 그 결과, 수중트랩 에 의해 채집된 65분류군의 수서생물 중 18분류군이 유인제 에 의해 채집효율이 달라지는 것을 확인하였다. 18분류군 중 왕우렁이, 수정또아리물달팽이, 애기물달팽이, 돌거머리, 패 충류, 풍년새우, 꼬마줄물방개, 애기물방개, 깔따구류, 참개구 리, 미꾸리류 등 12분류군은 어분을 선호하였고, 아시아실잠 자리, 실잠자리류, 깃동잠자리, 방물벌레, 검정배물벌레, 애물 땡땡이 등 6종은 캐미라이트를 선호하였다. 또한 수중트랩은 방형구법에 비해 생물다양성의 측정도구로서의 활용도는 낮지만 특정 분류군의 선택적인 채집에는 효과적이었다. 본 연 구에서 간단하고 정량적인 방법으로 수서생물을 채집할 수 있도록 고안된 트랩은 장기적이고 광범위한 논 수서생물 생 태 조사에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

한국생물환경조절학회 회칙 외

편집부(편집자) (사)한국생물환경조절학회 2004 생물환경조절학회지 Vol.13 No.4

PFOS (perfluorooctane sulfonate) 노출에 따른 조간대 칠게(Macrophthalmus japonicus)의 생태독성학적 판정점 제시

한국환경생물학회 한국환경생물학회 2014 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.32 No.4

PFOS (perfluorooctane sulfonate) is one of the perflourinated organic compound, which persist as a residual compound in the coastal environments. Intertidal mud crab Macrophthalmus japonicus mainly inhabits in coastal and bay ecosystems in Indo-Pacific region including Korea and reflects to environmental changes. In the present study, M. japonicus were exposed to different concentrations of PFOS and various ecotoxicological end-points such as survival rate, elimination of appendages, changes of the crust and internal organ color changes were investigated. Interestingly, the PFOS exposure showed concentration-dependent decrease of survival rate. High PFOS exposure (30 μg L-1) showed a low survival rate of 24% at 168 hours. Further, in comparison with the controls, the rate of elimination of appendages was also considerably increased in a time dependent manner upon PFOS exposure. Notably, with progression of time, an increased exposure to PFOS, test species showed whitening effect in a concentration-dependent manner, whereas the crab crust color was unchanged in the control. In addition, change in internal organs color and their visibility (clarity) observed in PFOS exposed crabs compared to control. Taken together, we suggest, eco-toxicology end-points of M. japonicus exposed to PFOS gave important biological information which could be useful to identify toxic contamination in the marine benthic environments.

식품첨가물 E171이 수생물에 미치는 독성 평가

송인규,김강희,윤학원,박준우 한국환경생물학회 2023 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.41 No.1

E171, a mixture of titanium dioxide, has been widely used as a food additive due to its whitening effect and low toxicity. However, it has been proven that E171 is no longer safe for public health. So far, there are insufficient studies on the toxic effects of E171 on organisms especially using standardized test methods. In this study, toxicity assessments of E171 to two aquatic species, water flea (Daphnia magna) and zebrafish (Danio rerio), were performed using modified standardized test methods based on the physicochemical properties of E171. The hydrodynamic diameter, polydispersity index, and turbiscan stability index (TSI) were measured to ensure the dispersion stability of E171 in exposure media during the test period. The EC50 for immobilization of water flea was 141.7 mg L-1 while zebrafish was not affected until 100 mg L-1 of E171. Measurements of reactive oxygen species (ROS) and antioxidant enzyme activities confirmed that E171 induced oxidative stress, leading to the activation of superoxide dismutase and catalase in both water flea and zebrafish, although the expression of antioxidant enzyme genes differed between species. These results suggested the potential risk of E171 to aquatic organisms and provided toxicological insights into the impacts of E171 on the environment. 식품첨가제로 주로 사용되는 이산화타이타늄 혼합물인 최근 E171은 체내 축적 및 유전 독성을 야기할 수 있다는 사실이 입증되어, 현재 규정 개정을 통해 E171의 식품첨가물 사용이 제한되고 있다. 그러나, 현재까지 E171의 인체위해성 연구는 많이 진행된 반면, E171의 환경생물에 미치는 독성 연구는 상대적으로 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 최근 우려되는 잠재적 독성물질인 E171의 환경적 위해성을 파악하기 위해 수생태계를 대표하는 물벼룩 (Daphnia magna)과 제브라피쉬 (Danio rerio)를 대상으로 나노물질의 특성을 반영한 최신 표준문건을 활용하여 기존 시험법의 한계점을 보완한 최적의 독성시험을 수행하였다. 독성시험 결과, 실제 환경적 현실성을 고려한 농도 범위의 E171에 노출된 물벼룩에서 유영저해가 발생했지만, 어류의 경우 치사나 이상행동개체가 관찰되지 않았다. 그러나, 산화스트레스 관련 분자생물학적 분석 결과, E171이 물벼룩과 어류에 모두 산화스트레스를 유발하여 이의 방어작용으로 항산화효소의 활성이 증가하는 것을 확인하였다. 다만, 항산화효소 관련 유전자의 발현 여부는 생물종에 따라 차이가 존재하였다. 따라서, 본 연구 결과를 통해 E171은 실제 환경적 현실성을 고려한 농도에서 수생물에 산화스트레스를 유도할 수 있으나, 생물체의 종류에 따라 가시적인 독성의 정도와 산화스트레스 관련 유전자 발현에 차이가 존재함을 확인하였다. 본 연구는 기존 시험법의 한계점을 보안한 최적의 독성시험을 통해 E171이 수생물에 미치는 위험성을 확인하였으며, 이 결과는 E171의 환경 위해성 평가를 위한 과학적 자료로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

신선편이 브로콜리의 품질과 미생물 성장에 영향을 주는 소성칼슘 용액 세척 및 열처리 효과

김지강(Ji Gang Kim),Hataitip Nimitkeatkai,최지원(Ji Woen Choi),이상규(Sang Gyu Lee) (사)한국생물환경조절학회 2012 생물환경조절학회지 Vol.21 No.4

환경친화적인 농산물 살균소독 세척방법으로 소성칼슘 및 열처리에 의한 신선편이 브로콜리 저장 중 품질 및 미생물적인 안전성 향상 효과를 구명하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 브로콜리를 절단한 뒤 수돗물, 50μL · L<SUP>?1</SUP> 염소수 및 1.5g · L<SUP>?1</SUP> 소성칼슘 용액과 45℃의 수돗물 열처리, 열처리와 살균소독제를 혼합한 45℃의 1.5g · L<SUP>?1</SUP> 소성칼슘 용액에서 각각 2분 세척하였다. 그리고 신선편이 브로콜리를 50㎛ PE 필름에 포장하여 5℃에서 9일 저장하면서 기체조성, 전기전도도, 미생물수, 색 및 관능적인 품질을 조사하였다. 포장내부의 기체조성은 열처리에서 O₂ 농도가 낮고, CO₂ 농도는 높았으나 비열처리구에서는 살균소독 방법간에 차이가 없었다. 소성칼슘 및 염소수 살균소독처리는 수돗물 처리보다 신선편이 브로콜리의 미생물 감소에 효과적이었고 열처리는 저장 3일까지는 효과가 있었으나 6일 이후에는 나타나지 않았다. 전기전도도는 소성칼슘 + 열처리에서 높게 나타났고, 색은 저장기간이 지나면서 명도가 낮아지고 황색도는 증가하였으나 살균소독 처리간에는 차이가 나타나지 않았다. 신선편이 브로콜리 저장 중 미생물수는 소성칼슘 단독처리가 염소수와 비슷한 수준으로 저장 9일 동안 일반세균수 제어효과를 나타냈고, 대장균군도 수돗물 처리보다 저장기간 내내 적게 나타났다. 또한 브로콜리 절단면의 변색 억제에는 열처리가 효과적이었으나 이취는 높게 나타났으며, 비열처리구에서 소성칼슘 용액처리는 염소수와 같이 수돗물보다 외관이 우수하고, 이취가 적게 나타났다. 따라서 소성칼슘 처리는 환경친화적인 방법으로서 신선편이 브로콜리의 염소 살균소독세척을 대체할 수 있는 방법으로 판단되었다. This study was conducted to investigate the effect of calcinated calcium (CC) alone or combination with heat treatment on storage quality and microbial growth in fresh-cut broccoli. Fresh broccoli samples were cut into small pieces and washed in normal tap water (TW), 50 μL · L<SUP>?1</SUP> chlorinated water (pH 6.5), 1.5 g · L<SUP>?1</SUP> CC, heat treatment in TW at 45℃, and CC dissolved in TW at 45℃ for 2 minutes separately. Samples were then packaged in 50 ㎛ polyethylene bags and stored at 5oC. Results revealed that like 50 μL · L<SUP>?1</SUP> chlorine, washing in CC at normal water temperature was effective in reducing microbial population in fresh-cut broccoli samples. Washing with CC combined with heat treatment increased an electrical conductivity of fresh-cut broccoli. Combined heat treatments with TW and CC reduced aerobic plate count on fresh-cut broccoli, only in initial period of storage. But, later on heat treatment induced injury of fresh-cut broccoli resulting more microbial population compared to non heat treatment. However, samples treated with CC alone had good quality with low off-odor at the end of storage. Results suggest that CC, an environment-friendly sanitizer could be an alternative to chlorinated water for washing of fresh-cut broccoli without affecting sensorial quality.

플라스틱온실 내부 환경 인자 다중센서 설치 위치 최적화 전략

이정규(JungKyu Lee),강동현(DongHyun Kang),오상훈(SangHoon Oh),이동훈(DongHoon Lee) (사)한국생물환경조절학회 2020 생물환경조절학회지 Vol.29 No.2

국내 시설 농업의 99.2%를 차지하는 플라스틱온실의 내부 환경인자는 외부 환경의 변화에 민감하게 반응하고 온실 공간 내부에서 편차가 발생한다. 온도, 습도, CO₂, 광도의 환경인자를 계측하기 위한 지점을 3 × 3 × 5로 구성하여 데이터를 취득하고 내부 공간을 수직, 수평적인 측면으로 분할하여 환경 인자의 분포를 확인하였다. 계측지점의 최적점을 선정하고자 계측 공간을 수직, 수평적인 방향으로 분할하고, 측정 데이터와 이를 활용한 예측지점의 선형회귀분석 결과로 성능평가를 실시하였다. 일반적인 상황에서는 온도와 습도 인자의 경우 1개의 센서로 플라스틱온실 내부 환경의 계측이 가능할 수 있으나, 특정 구간의 경우 다수의 센서를 활용하여 내부공간의 정밀성을 확보하는 것이 필요하다. CO₂의 경우 실험기간 내의 계측 매트릭스의 증가에도 불구하고 변이를 정의하는데 한계가 있음을 발견하였다. 조도 분포의 경우 일출 이후 지속적으로 회귀분석 결과가 작아짐을 발견하였다. 구조물의 간섭 등을 고려해 동일한 수평적인 방향에서 미계측 지점의 결정계수가 감소하였고, 센서 매트릭스 배치를 작물 높이 위로 위치하여 다수의 센서 노드 설치로 개선 가능하다고 예상된다. 외부 환경의 변화에 따라 온실 내부 환경이 불규칙하게 변화되며, 이 구간은 시설의 규격을 고려하여 계측 매트릭스를 구성해야 한다. 반대로 안정적인 구간에서는 최소한의 센서 노드로 내부 환경의 예측이 가능한 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 측정하고자 하는 환경인자와 시설의 구조 등 연구 및 재배자의 목적에 맞는 계측 매트릭스 위치 선정의 유동성이 요구되며, 덕트의 개폐위치를 조절하여 필요한 곳에 에너지를 투입하는 국소냉난방 및 생육제어 모델링 설계에 적용 가능하다고 판단된다. There is systematic spatial variations in environmental properties due to sensitive reaction to external conditions at plastic greenhouse occupied 99.2% of domestic agricultural facilities. In order to construct 3 dimensional distribution of temperature, relative humidity, CO₂ and illuminance, measurement matrix as 3 by 3 by 5 in direction of width, height and length, respectively, dividing indoor space of greenhouse was designed and tested at experimental site. Linear regression analysis was conducted to evaluate optimal estimation method in terms with horizontal and vertical variations. Even though sole measurement point for temperature and relative humidity could be feasible to assess indoor condition, multiple measurement matrix is inevitably required to improve spatial precision at certain time domain such as period of sunrise and sunset. In case with CO₂, multiple measurement matrix could not successfully improve the spatial predictability during a whole experimental period. In case with illuminance, prediction performance was getting smaller after a time period of sunrise due to systematic interference such as indoor structure. Thus, multiple sensing methodology was proposed in direction of length at higher height than growing bed, which could compensate estimation error in spatial domain. Appropriate measurement matrix could be constructed considering the transition of stability in indoor environmental properties due to external variations. As a result, optimal measurement matrix should be carefully designed considering flexibility of construction relevant with the type of property, indoor structure, the purpose of crop and the period of growth. For an instance, partial cooling and heating system to save a consumption of energy supplement could be successfully accomplished by the deployment of multiple measurement matrix.