심각한 열스트레스에 의한 육성기 거세한우의 사료 소화율 변화 탐색 및 유지를 위한 에너지 요구량 설정 연구

조유경,최성호,한옥규,박정현,최창원 경상대학교 농업생명과학연구원 2016 농업생명과학연구 Vol.50 No.5

우리는 심각한 열스트레스 및 서로 다른 사료 에너지 급여가 사료 소화율 변화에 미치는 영향과 심각 한 열스트레스 조건에서 유지를 위한 에너지 요구량을 설정하기 위해 한우 육성기 거세우 4두(평균체중 200±11.7kg)를 이용하였다. 사료 처리는 서로 다른 에너지 공급을 위해 4 시험구(TDN 기준, 쾌적한 상태 하에서 한국사양표준 한우 육성우 에너지 요구량의 100%(대조구), 심각한 열스트레스 하에서 에너 지 100%(E100), 115%(E115), 130%(E130)로 나누어 4×4 라틴 방각법으로 수행하였다. 온도 및 습도에 노출한 열스트레스 조건을 위해 대조구는 쾌적한 온습도지수(THI)=71.5, 나머지 3개 처리구는 THI=81.4로 심각한 스트레스 수준으로 설정하였다. 심각한 열스트레스는 진정 건물소화율을 유의적으 로(p<0.05) 감소시켰으며(대조구 81.5 vs E100 79.1, E115 77.0 및 E130 76.0%), 사료에너지 공급 수 준의 증가는 건물소화율의 감소를 가져오는 것으로 나타났다. 심각한 열스트레스 및 서로 다른 사료 에 너지 급여 수준은 혈중 생리대사물질 함량 및 체온 변화에 유의적인 영향을 미치진 않았다(p>0.05). 본 연구를 통해 심각한 열스트레스 하에서 육성기 한우거세우의 유지를 위한 에너지 요구량은 Y=0.235X+115.03과 같은 산정식으로 계산될 수 있으며, 이러한 결과는 육성기 한우거세우에게 열스트 레스 하에서 체중변화없는 유지 에너지 요구량을 만족시키기 위해서는 현재 한국사양표준 대비, 사료 에너지 15.03%를 더 공급해야 할 것으로 판단된다. Four growing Hanwoo cattle weighing 200±11.7kg were used within 4×4 Latin square design to establish nutrient requirements for Hanwoo growing steers under severe heat stress. The steers were fed four different energy level diets; 100%(control), 100%(E100), 115%(E115) and 130%(E130) of energy levels of growing Hanwoo steers based on total digestible nutrient level suggested by the Korea Feeding Standard for Hanwoo using timothy hay and commercial concentrate. The steers in the control were housed with no stress, whereas the steers in the other groups were under severe heat stress. The severe heat stress significantly decreased(p<0.05) true digestibility of dry matter(i.e. control 81.5% vs E100 79.1, E115 77.0 and E130 76.0, respectively). The severe heat stress and different energy intake levels did not affect blood physiological metabolites and body temperature of the growing steers. Based on changes in average daily gain by different energy intake level, the equation(Y=0.235X+115.03) of energy requirement of growing Hanwoo steers without changes in body weight was calculated, indicating that, compared with the present energy intake suggested by Korean feeding standard, 15.03% of dietary energy for maintenance of growing Hanwoo steers under severe heat stress should be increased.

열 스트레스에 의한 착색 렌즈 코팅막의 특성 변화

이성실,김진우,김소라,박미정 한국안광학회 2018 한국안광학회지 Vol.23 No.4

Purpose: In the present study, the characteristic change of tinted lenses with different coatings was investigated when exposed to thermal stress. Methods: The clear and tinted lenses made of allyl-diglycol-carbonate material with no coating, hard coating, multi-layered coating, mirror coating were exposed once to the temperatures of 25, 50, 75, and 100oC for 4 hours, and then their adhesion grade, hardness, visible light and ultraviolet transmittances were measured. Results: Only hard coated clear lenses showed reduced adhesion grade at a temperature of 75oC, while clear and tinted lenses with other coatings showed similar decrease of adhesion grade at 50oC. However, it was revealed that greater coating damage was shown in the tinted lenses even in the same adhesion grade by detailed surface examination, and the greatest damage was in mirror coated one. The hardness of tinted lenses was reduced by up to 32.9%p depending on the coating type at 100oC, whereas clear lenses showed a decrease of hardness larger than 10%p in hard coating at 100oC, in multi-layered coating and mirror coating at 75oC. The visible light transmittance was not significantly changed however, a relatively large change was shown in tinted lenses compared with clear lenses depending on the degree of thermal stress. The ultraviolet transmittance was not changed in all lenses. Conclusions: The characteristics of coating films on tinted lenses by thermal stress was changed larger than clear lenses, and a significant change of the coatings was observed even in a single thermal stress. Therefore, it suggests the necessity about the further study on the degree of damage of the coating film on tinted lenses caused by long-term wear and repeat thermal stress that may occur in daily life, and the establishment of standards for acceptable range of coating film damage. 목적: 본 연구에서는 각기 다른 코팅의 착색 렌즈가 열 스트레스에 노출되었을 때 코팅막의 특성 변화를 알아보고자 하였다. 방법: 무 코팅, 하드 코팅, 멀티 코팅, 미러 코팅된 아릴-디글리콜-카보네이트 소재의 투명 렌즈와 착색 렌즈를 4시간 동안 25, 50, 75, 100oC에 1회 노출시킨 후 표면부착력, 경도, 가시광선 투과율, 자외선 투과율을측정하였다. 결과: 하드 코팅된 투명 렌즈에서만 75oC에서 부착력 등급 감소가 나타났으며, 다른 코팅 상태의 투명렌즈와 착색 렌즈에서는 50oC에서 모두 동일한 정도의 부착력 등급 감소가 나타났다. 그러나 세부 표면 관찰을 통해 동일한 부착력 등급이라도 착색 렌즈의 막 손상이 더 크게 나타나며, 미러 코팅의 손상이 가장 큰 것을 확인하였다. 착색 렌즈는 100oC에서 코팅에 따라 최대 32.9%p의 경도 감소가 나타난 반면, 투명 렌즈의 경우 하드 코팅은 100oC, 멀티 코팅과 미러 코팅은 75oC에서 10%p 이상의 경도 감소가 나타났다. 가시광선 투과율의 변화 폭은 크지 않았으나 착색 렌즈가 투명 렌즈에 비해 열스트레스 정도에 따른 변화가 상대적으로 더 컸다. 자외선 투과율은 모든 경우에서 변함이 없었다. 결론: 열 스트레스에 의한 착색 렌즈 코팅막의 특성 변화는 투명 렌즈보다 더 크게 나타나며1회의 열 스트레스만으로도 렌즈 코팅막의 유의한 변화가 발생됨을 밝혔다. 일상생활에서의 장기간 착용과 반복적인 열 스트레스로 인한 착색 렌즈 코팅막의 손상 정도에 대한 추가 연구와 허용 가능한 코팅막 손상 정도에 대한기준 마련이 필요함을 제안한다.

열 스트레스가 여성노인들의 근기능 및 근손상에 미치는 영향

박석(Park, Sok),이천호(Lee, Chone Ho),백승옥(Back, Seung Ok),신용업(Shin, Yong Up),김정석(Kim, Jung Suk),조영웅(Cho, Young Wung),이영준(Lee, Young Jun) 한국노년학회 2010 한국노년학 Vol.30 No.3

열 스트레스는 건강의 위험요인으로 장시간 노출시 열손상과 근기능 감소 등 신체 기능을 감소시키며 특히 생리적 기능이 감소되어 있는 노인에서 영향을 받기 쉽다. 본 연구는 여름철 폭염주의보 수준의 열 스트레스가 여성노인들의 근기능 및 근손상 지표에 미치는 영향을 살펴보고자 시도되었다. 65세 이상의 여성 자원자 총 8명을 대상으로 2주일 간격으로 상온(20°C) 그리고 폭염주의보 수준의 고온(33°C)에서 등속성 슬관절 근기능을 측정하였으며, 폭염주의보 수준의 열 스트레스가 근손상에 미치는 영향을 알아보기 위하여 근기능 측정 전과 후에 채혈을 실시하였다. 각속도 60°/sec 운동시, 고온(33°C) 환경에서 우측 굴곡근과 신전근에서 최대우력, 단위체중당 최대우력, 평균파워 그리고 단위체중당 평균파워에서 근기능이 감소하였다(p<0.05). 또한 각속도 180 °/sec 운동시, 고온(33°C) 환경에서 우측 슬관절 신전근 피로도가 증가하였으며(p<0.05), 굴곡근 총일량은 유의하게 증가하였다(p<0.05). 고온환경(33°C)에서 근손상 지표인 HSP70, CK 그리고 LDH는 상온(20°C)과 비교하여 유의하게 증가하였다(p<0.05). 결론적으로 열 스트레스가 여성노인들의 근기능을 감소시키고 근손상을 유발하는 것으로 나타났다. 따라서 여성노인들의 건강유지를 위하여 여름철 폭염환경에서 열 스트레스의 노출 및 신체활동을 최소화 시키는 방안이 효과적이라 사료된다. The purpose of this study was to examine the influence of extreme heat on muscle function and muscle injury marker in elderly women. The subjects of this study were eight post-menopausal elderly women without any metabolic disease. All eight subjects were asked to perform the knee joint isokinetic exercise using isokinetic equipment (cybex) in the laboratory and experimental temperature within laboratory was adjusted to two conditions: extreme heat temperature(33 ±0.5°C) and normal temperature(20±0.5°C) maintained in 50±3% humidity conditions. Each experimental exercise was monitored and analyzed the change of HSP70, LDH and CK. Muscular functions (peak torque, total work, percentage of peak torque body weight, fatigue index, average power and total work) were significant differences at exercise between temperatural conditions (p<.05). In extreme heat temperature, muscular injury markers (HSP70, LDH and CK) were increased, threfore resulted in significantly higher than normal temperature(p<.05). These results show that extreme heat temperature can decrease muscle function in elderly women.

열-역학적 연계해석 모델을 이용한 다중 열저장공동 안정성 분석

김현우(Hyunwoo Kim),박도현(Dohyun Park),박의섭(Eui-Seob Park),선우춘(Choon Sunwoo) 한국암반공학회 2014 터널과지하공간 Vol.24 No.4

암반공동을 이용한 열에너지 저장은 대용량 저장이 가능하며 열저장매체를 선택할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 사일로 형태의 열저장공동이 지반 내 두 개 이상 배치될 때 공동 사이에 형성되는 암반 필라의 안정성에 대해 3차원 유한차분해석 프로그램인 FLAC3D를 이용하여 분석하였으며, 저장된 열에너지로 인해 암반에 발생하는 열응력을 반영할 수 있도록 열-역학적 연계모델을 사용하였다. 해석 결과, 열에너지 장기 저장으로 인해 암반 필라에 작용하는 최대주응력이 상당량 증가하였으며, 필라 폭이 좁아질수록 근접한 열원 때문에 열응력 증가량도 커짐을 확인하였다. 필라 안정성에 영향을 미치는 주요인자로서 저장공동 간격, 측압계수, 심도를 선정하고 민감도 분석을 실시한 결과, 측압계수, 저장공동 간격, 심도 순서로 영향력이 크게 평가되었다. 저장공동 간격의 경우 동일한 크기의 공동 건설 시 필라 폭을 최소 저장공동 직경 이상 확보해야 할 것으로 판단되었다. 큰 규모의 저장공동 주변에 소규모 수직갱이 설치될 때는 최소한 저장공동 직경의 0.5배 이상 이격함으로써 크기 차이로 인해 수직갱에 응력이 집중되는 현상을 해소할 수 있었다. 또한 최대수평주응력 작용방향과 공동 중심을 잇는 축이 평행하도록 배치하여 저장공동에 의한 방패효과가 발휘될 수 있게 함으로써 현지응력이 공동 사이 암반 필라에 미치는 영향을 최소화할 수 있었다. Cavern Thermal Energy Storage system stores thermal energy in caverns to recover industrial waste heat or avoid the sporadic characteristics of renewable-energy resources, and its advantages include high injectionand-extraction powers and the flexibility in selecting a storage medium. In the present study, the structural stability of rock mass pillar between these silo-type storage caverns was assessed using a coupled thermal-mechanical model in FLAC3D. The results of numerical simulations showed that thermal stresses due to long-term storage depended on pillar width and had significant effect on the pillar stability. A sensitivity analysis of main factors indicated that the influence on the pillar stability increased in the order cavern depth < pillar width < in situ condition. It was suggested that two identical caverns should be separated by at least one diameter of the cavern and small-diameter shaft neighboring the cavern should be separated by more than half of the cavern diameter. Meanwhile, when the line of centers of two caverns was parallel to the direction of maximum horizontal principal stress, the shielding effect of the caverns could minimize an adverse effect caused by a large horizontal stress.

현장 콘크리트구조물의 수화열 및 온도응력의 평가

최익창,김대웅 목포해양대학교 2006 論文集 Vol.14 No.-

본 연구는 현장 타설의 저발열시멘트를 사용한 메스콘크리트인 구조물에 대해 수화열 및 온도응력을 평가를 목적으로 하고 있다. 이를 위해 현장 타설 콘크리트구조물에서 발생하는 수화열 및 응력을 실측하였다. 또한 수치해석을 실시하였으며, 수치해석은 단열온도상승 시험에서 얻어진 열특성치를 이용한 해석과 콘크리트 표준시방서에서 제안된 식에 의해 얻어진 열특성치를 이용한 해석을 실시하였다. 정확한 콘크리트의 열특성치를 얻기 위하여 단열온도상승시험을 실시하였다. 수화열 및 온도응력에 대한 실측과 해석 결과의 비교해보면 단열온도상승시험에서 얻어진 열특성치를 이용한 해석결과가 실측결과와 매우 잘 일치함을 알 수 있었다. 그러나 콘크리트 표준시방서에서 제안된 식에 의해 얻어진 열특성치를 이용한 해석결과는 실측결과와 차이를 보였다. 이것은 수화열 및 온도해석에서 입력 데이터인 열특성치가 해석 결과에 미치는 효과가 매우 크며, 콘크리트 표준시방서에서 제안된 식의 재평가가 필요함을 의미한다. This study is to estimate hydration heat and temperature stress in mass concrete structure which is mixed by low temperature cement in the field. The hydration heat and temperature stress are measured in the field. And numerical analyses carried out the hydration heat and temperature stress in mass concrete structure. Numerical analyses carried out two way. One is analysis which make use of thermal properties in concrete by the test of temperature rising with insulation. The other is analysis which make use of thermal properties in concrete by the guidelines in 'Korean Standard Specification for Concrete'. By the comparison experimental and analytical results, the analysis results which make use of thermal properties in concrete by the test of temperature rising with insulation are agree with experimental results for hydration heat and temperature stress. But analysis which make use of thermal properties in concrete by the guidelines in 'Korean Standard Specification for Concrete' differ from experimental results. It means that thermal properties are very important for analysis of hydration heat and temperature stress. Also the guidelines for thermal properties in 'Korean Standard Specification for Concrete' need to revaluate.

극저온 열처리에 의한 Al6061 합금의 잔류응력 제거 및 열처리 특성 평가

고대훈(Dae Hoon Ko),박기정(Ki Jung Park),조영래(Young Rae Cho),임학진(Hak Jin Lim),이정민(Jung Min Lee),김병민(Min Byung Kim) 대한기계학회 2011 大韓機械學會論文集A Vol.35 No.10

본 연구의 목적은 극저온 열처리를 통해 Al6061 의 열처리 잔류응력을 제거하는 것이다. 이를 위해 유한요소해석을 이용하여 열처리 잔류응력을 예측하였으며, 열처리 조건에 따른 각 단계별 대류 열전달계수를 T6 와 극저온 열처리 실험을 수행하여 결정하였다. 예측된 잔류응력 결과는 X 선 회절법(XRD)으로 측정된 잔류응력 결과와 비교하여 유한요소해석 결과의 타당성을 확인하였다. 또한 T6 와 극저온 열처리에 대해 각각 전기 전도도와 경도를 측정하여 기계적 특성을 평가하고 TEM 관찰과 XRD 회절 분석을 통해 석출물의 크기 및 성분을 파악하였다. 이를 통해 Al6061 의 T6 열처리와 비교하여 극저온 열처리를 적용함에 따른 잔류응력, 기계적 특성 및 미세조직변화를 조사하였다. The purpose of this study is to relieve the residual stress of Al6061 using cryogenic heat treatment. Experimental T6 and cryogenic heat treatments were carried out to define the convective heat-transfer coefficient, which was then applied in the finite-element method (FEM) to predict the residual stress. The predicted residual stress was compared with the residual stress measured by X-ray diffraction (XRD), and the results were in good agreement. The mechanical properties were estimated by measuring the electrical conductivity and hardness. In addition, the size and formation of the precipitations were observed by TEM and XRD analysis for both T6 and cryogenic heat treatments. The effects of the cryogenic heat treatment on the residual stress, mechanical properties, and precipitation of Al6061 alloys were thus confirmed.

무인항공기 측정 적외선 항공열영상을 이용한 인공신경망 기반 과수 작물의 수분스트레스 평가 모델 개발

김성제 ( Sungjay Kim ),홍석주 ( Suk-ju Hong ),김상연 ( Sang-yeon Kim ),류지원 ( Jiwon Ryu ),노승우 ( Seung-woo Roh ),김대영 ( Dae Young Kim ),김규민 ( Kyumin Kim ),양권석,김기석 ( Ghiseok Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.1

환경에 따른 과수 작물의 수분 상태를 정밀하게 파악하는 것은 효율적인 관수 관리에 있어 핵심적이다. 최근 무인항공기 (Unmanned Aerial Vehicle, UAV)를 이용하여 넓은 면적에 분포한 작물의 수분스트레스를 짧은 시간 안에 정밀하게 평가하는 연구들이 많이 이루어지고 있다. 특히, 무인항공기에 탑재된 적외선 열영상 센서로 과수의 엽온을 측정하고, 이를 이용하여 수분스트레스 평가 지표 중 하나인 경험적 수분스트레스 지수 (Crop Water Stress Index, CWSI)를 계산하는 방법이 가장 널리 활용되고 있다. 하지만 무인항공기를 이용한 관측은 장기간 반복적으로 수행하기 어렵기 때문에 무인항공기를 이용해 수집된 데이터로 수분스트레스를 평가하는데 있어 경험적 수분스트레스 지수가 최적의 방법이라고 보기 어렵다. 따라서, 본 연구에서는 인공신경망 기반의 새로운 수분스트레스 진단 모델을 개발하여 무인항공기를 이용한 수분스트레스 평가에 적합한 모델을 제시하고자 하였다. 이를 위해 먼저 항공열영상 온도 보정 모델과 정밀한 엽온 추출을 위한 영상처리 기법 개발하였다. 온도 보정과 엽온 추출 과정을 거친 엽온 데이터를 대기환경 데이터와 함께 투입 변수로 활용하여 과수 작물의 수분스트레스를 평가하는 인공신경망 모델을 구축하였다. 온도 보정에는 흑체가 사용되었으며, 보정 결과 실제 흑체 온도와 보정된 온도 간의 RMSE가 0.68 °C로 낮은 오차를 보였다. 한편, 항공영상에서의 수관 영역 분할을 통한 정밀 엽온 추출을 위해서 딥러닝 Mask R-CNN(Mask Regional-Convolutional Neural Network) 방법론을 적용하였으며, 수관 영역 분할 결과, 평균 정확도 0.95의 성능을 보였다. 수분스트레스 진단 모델은 엽온, 대기온도, 상대습도를 이용해 기공전도도를 예측하는 인공신경망으로 구성되었으며, 모델 예측 결과와 기공전도도 값 간의 상관계수는 0.86로 경험적 수분스트레스 지수와 기공전도도 값 간의 상관계수인 0.56보다 크게 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 연구 결과는 인공신경망 기반의 수분스트레스 평가 모델이 기존의 경험적 수분스트레스 지수에 비해 무인항공기 기반의 수분스트레스 평가에 더 적합하다는 것을 보여주었다는 점에서 의의가 있다.

봄철 치유의 숲 이용객의 열쾌적성 예측을 위한 에너지 수지 모델링

안시옥,송도윤,송초롱,박범진 한국산림휴양복지학회 2022 한국산림휴양학회지 Vol.26 No.4

This study was conducted to quantify the heat stress of Daejeon Healing Forest visitors in April and May in spring using the COMFA model and to use it to predict the thermal comfort of the healing forest. This study was largely conducted in four stages. First, the thermal environment at seven points where the frequency of use of the healing forest is high was measured. Second, by applying the thermal environmental elements measured directly to COMFA, the energy budget of healing forest visitors on sunny, partly cloudy, and complete overcast days was predicted. Third, the place and time where the heat load of the healing forest was high were confirmed. Fourth, a plan to alleviate the heat load of users was proposed. As a result of the establishment of the predictive model, among the three predicted scenarios, The three places were evaluated to be careful of thermal diseases on sunny days, April, from 13:00 to 18:00, and The all places were evaluated to be careful of thermal diseases on sunny days, May, from 11:00 to 17:00. By providing energy budget information through the healing forest thermal comfort prediction model, a plan to improve the thermal comfort in terms of healing forest users and space management was proposed. In terms of users, thermal comfort prediction can prevent thermal diseases by preparing for heat stress in advance. In addition, since it is possible to establish a plan in advance to improve the thermal comfort o the healing forest, it is believed that the main use space can be identified according to the purpose of the space and the thermal comfort of the healing forest can be improved. 본 연구는 COMFA모델을 사용하여 봄철인 4, 5월 대전 치유의 숲 이용객의 열스트레스를 정량화하고 치유의 숲 열쾌적성 예측에 활용하고자 수행되었다. 이 연구는 크게 4단계로 진행하였다. 첫째, 치유의 숲의 이용빈도가 높은 일곱 지점의 열 환경을 측정하였다. 둘째, 직접 측정한 열환경 요소를 COMFA에 적용하여 치유의 숲 이용객의 맑은 날, 부분적으로 흐린 날, 흐린 날의 에너지수지(Energy Budget)를 예측하였다. 셋째, 치유의 숲의 열부하가 높은 장소와 시간을 확인하였다. 넷째, 이용객의 열부하를 완화하는 방안을 제시하였다. 예측 모델 구축 결과, 예측된 세 가지 시나리오 중 화창한 날, 4월의 경우, 13시~18시에 세 지점이 온열질환에 주의해야 한다고 평가되었으며, 화창한 날, 5월의 경우, 11시~17시에 모든 지점이 온열질환에 주의해야 한다고 평가되었다. 치유의 숲 열쾌적성 예측모델을 통해 에너지수지(Energy Budget) 정보를 제공함으로써 치유의 숲 이용객과 공간관리 측면에서 열환경 개선 방안을 제시하였다. 이용객 측면에서, 열쾌적성 예측은 미리 열 스트레스를 대비 함으로써 온열질환을 예방할 수 있다. 또한, 운영 측면에서, 치유의 숲의 계획단계에 열쾌적성을 증진 시킬 수 있는 방안을 사전에 수립할 수 있으므로 공간의 목적에 따라 주 이용공간을 파악하고 해당 공간의 열쾌적성을 증진시켜 치유의 숲의 만족도를 높이고 이용 활성화 향상에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

고온 환경에서의 트레드밀 운동이 흰쥐 뇌에서 세로토닌 발현, 신경세포 생성, 그리고 단기 기억력에 미치는 영향

서진희 ( Jin Hee Seo ),신말순 ( Mal Soon Shin ),김창주 ( Chang Ju Kim ),이광식 ( Kwang Sik Lee ),임백빈 ( Baek Vin Lim ) 체육과학연구원 2009 체육과학연구 Vol.20 No.4

이 연구의 목표는 고온 환경에서의 운동으로 인한 열 스트레스가 세로토닌의 발현, 신경세포의 생성, 그리고 단기 기억력에 미치는 영향을 규명하여 열 스트레스와 뇌 기능과의 연관성을 규명하는 것이다. 이 연구에서는 7주령(평균체중 250±10g) Sprague-Dawley 계열의 수컷 흰쥐(n=40)를 사용하여, 무선배치 방식으로 상온 대조군(n=10), 상온 운동군(n=10), 고온 대조군(n=10),고온 운동군(n=10)으로 분류 하였으며, 상온군은 온도와 습도를 22℃(상대습도 40%)로, 열 스트레스군은 35℃(상대습도 20%)의 환경으로 설정 하였다. 모든 동물들은 5-bromo-2`-deoxyuridine-5`-monophosphate (BrdU, 50 mg/kg)을 트레드밀 운동 1시간 전 3일간 투여 하였다. 운동군은 하루 60분씩 3일간의 트레드밀 운동을 실시하였으며, 마지막 트레드밀 운동 후 동물을 희생시켰다. 단기 기억력은 수동회피 실험으로 평가하였으며, 면역조직화학법을 이용하여, 중추피로는 중뇌 봉선핵 부위의 5-hydroxytryptamine(serotonin, 5-HT) 발현 정도로 측정하였고, 새로운 신경세포의 생성 정도는 해마 치상회 부위에서 BrdU 양성세포의 수로 나타내었다. 이 실험 결과, 흰쥐의 중뇌 봉선핵 부위의 5-HT는 상온운동과 고온운동 그리고 열 스트레스에 의해 증가되어 상온과 고온에서의 트레드밀 운동과 열 스트레스는 중추피로를 증가시키는 요소 중 하나로 판단된다. 해마 치상회에서의 새로운 신경세포의 생성은 상온 트레드밀 운동에 의해 증가되었으나 고온 트레드밀 운동은 신경세포의 생성을 나타내지 못했다. 수동회피실험의 결과 상온과 고온에서의 트레드밀 운동은 단기 기억력에 유의한 차이를 나타내는 영향을 주지는 못했으며, 이는 단기 기억력은 3일간의 트레드밀 운동에 의해 영향을 받지 않음을 나타낸다. 이 실험의 결과, 트레드밀 운동은 상온에서 5-HT와 새로운 신경세포의 생성을 증가시켰으며 기억력의 감퇴를 나타내지 않은 반면, 열 스트레스에 노출된 고운대조군과 고온 운동군에서는 새로운 신경세포의 생성을 억제하고 중추피로를 증가시킴으로서 기억력을 저하시키는 결과를 보여 주었다. 본 실험을 통하여 신경세포의 생성을 증가시키는 트레드밀운동의 효과는 고온의 열 스트레스 환경에서는 나타나지 않음을 알 수 있었다. Heat stress arising from the thermal environment is of concern to sports medicine and to sports administration, because of the perceived risk of heat casualties, in particular heat stroke. In the present study, the primary aims of this study was to examine the effect of treadmill exercise under heat stress conditions on short-term memory, central fatigue, and cell proliferation. We attempted to evaluate the relationship of exercise with heat stress on brain functions. For this study, male Sprague-Dawley rats weighing 250±10 g(7 weeks in age) were used. The rats were randomly divided into four groups(n=10 in each group): the control in 22℃ group, the exercise in 22℃ group, the control in 35℃ group, and the exercise in 35℃ group. The environmental temperature at 22℃ set as the normal conditions and 3 5℃ was as the heat stress conditions. In the normal conditions, the temperature was 22℃ with relative humidity 40%. In the heat stress conditions, temperature was 35℃ with relative humidity 20%. All animals were injected intraperitionally with 5-bromo-2`-deoxyuridine-5`-monophosphate(BrdU, 50 mg/kg) one hour before the starting of treadmill exercise once a day for 3 consecutive days. Animals were sacrificed immediately after finishing the last session of treadmill exercise on the 3rd day of the experiment. Short-term memory was evaluated by a passive avoidance task. The degree of central fatigue was determined by immunohistochemistry for 5-hydroxytryptamine(serotonin, 5-HT) in the dorsal raphe. New cell proliferation was detected by immunohistochemistry for BrdU in the dentate gyrus. The present results showed that treadmill exercise under normal and heat stress conditions exerted no signifiant effect on the latency time of passive avoidance task, representing that short-term memory was not effected by treadmill exercise for 3 days. However, heat stress significantly disturbed short-term memory of the rats. The 5-HT synthesis in the dorsal raphe was increased by both treadmill exercise and heat stress, showing that treadmill exercise and heat stress acted as the enhancing factor of central fatigue. The new cell proliferation in the dentate gyrus was increased by treadmill exercise under normal conditions, however, the increasing effect of treadmill exercise was not appeared under the heat stress conditions. The present study revealed that heat stress exerted deteriorative effect on memory capability through enhancing of central fatigue and suppressing of cell proliferation. However, treadmill exercise under heat stress conditions did not show significant recovery effect on memory impairment through enhancing of central fatigue and suppressing of cell proliferation.

열적지표를 적용한 국내 고심도 석탄광산의 열환경 평가 연구

박선오(Seon-oh Park),노장훈(Jang-hoon Roh),김진(Jin Kim) 한국암반공학회 2014 터널과지하공간 Vol.24 No.2

본 연구에서는 현장실측을 통하여 강원도 태백에 위치한 대규모 석탄광산의 열환경을 평가하였다. 열환경 평가를 위하여 WBGT, HSI, ESI, KATA지수 및 유효온도 등 다양한 열적지표를 적용하였고, 상관분석을 실시하였다. 분석결과 대부분의 작업장에서 높은 열환경이 평가되었고, 특히 열적지표 중 인체의 생리학적 특성을 반영하는 HSI와 최대 땀증발열의 상관계수는 –0.834이고 이것은 HSI지표에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 최대 땀증발열에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 공기속도이다. 따라서 운영 중인 제 1수직갱의 연장 굴착 또는 공기 누기를 방지하기 위한 구조물을 설치함으로써 환기량 증대를 통해 작업장의 열환경을 개선시킬 수 있을 것으로 판단된다. In this study, the thermal environment in a large scale coal mine located in Taebaek, Gangwondo was assessed by a field survey. In order to estimate the thermal environment, various heat stress indices such as WBGT, HSI, ESI, KATA index and effective temperature were investigated. Correlation analysis was also conducted. It was found that the thermal environment in most workplace was high. In particular, the correlation coefficient between HSI reflected in physiological fatigue characteristic and the maximum sweat evaporation heat was -0.834. This shows that the correlation coefficient have the most influence on HSI index. The factor which has the most influence on the maximum sweat evaporation heat is velocity of air. The thermal environment of high-depth coal mines is likely to be improved by installing a structure that enables the maximum prevention of extended digging, air doors, or the leakage of the inflow of air in the first shaft.