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연속 혐기성 소화와 ATA test를 이용한 돈분 처리 및 암모니아 적응성 평가
조유라(Yura Jo),김기범(Gi-Beom Kim),박정수(Jungsu Park),권예령(Yeelyung Kwon),김상현(Sang-Hyoun Kim) 유기성자원학회 2022 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.추계
정부의 ‘2050 탄소중립 시나리오’에 맞춰 농림축산 식품부는 2050년 농축산분야 온실가스 배출량을 2018년보다 824만 3000톤 감축하겠다는 목표를 제시하였다. 이에 가축분뇨 바이오에너지화 처리가 각광받고 있다. 하지만 가축분뇨 중 돈분은 풍부한 영양염류(N,P)의 함량으로 혐기성 소화 시암모니아 저해를 받을 수 있다는 문제점이 있다. 본 연구에서는 돈분의 효과적인 혐기성 처리를 위해Lab-scale의 연속 혐기성 소화와 ATA(Anaerobic Toxicity Assay) test를 이용해 돈분의 암모니아 독성에대한 가스발생량 및 적응성을 평가하였다. 돈분은 0.5-1.5 g COD/L/d의 유기 부하율(OLR)로 230일동안 실험실 규모의 혐기성 동적막 생물반응기(AnDMBR)에 공급되었다. 총 암모니아 질소농도(TAN) 가 2.5 g N/L가 되었을 때 메탄수율은 254.1±9.6 mL/g COD에서 154.6±9.9 mL/g COD로 감소하였다. 70일간의 추가적인 운전 후에 메탄수율은 최종적으로 269.6±3.6 mL/g COD로 회복되었다. 6개의 TAN 농도(0.14, 1.14, 2.14, 3.14, 4.14, 5.14 g N/L)에서 실시한 ATA test 에서는 연속반응조의 회복단계혼합액에서는 암모니아에 대한 내성이 향상되었음과 5.14 g N/L의 부하까지 견딜 수 있음을 확인할수 있었다. 추가적으로 수행한 미생물 분석 결과, 암모니아 독성 하에서의 연속 혐기성 소화조의 운전은 세균(Bacteria)과 고세균(Archaea)의 변화를 초래하여 영향을 미치는 것으로 관찰되었다. 미생물군집 중 Clostridia는 모든 샘플에서 가장 우세한 박테리아로 구분되었다.
음폐수 바이오가스화를 위한 자가생성막 혐기성 소화 기술
조유라(Yura Jo),박규도(Kyu Do Park),박소영(Soyoung Park),주환홍(Hwan Hong Joo),김상현(Sang-Hyoun Kim) 한국환경에너지공학회 2023 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2023 No.2
국내에서 발생하는 음식물쓰레기는 연간 488만톤 (2021년 기준), 국민 1인당 0.25kg/일로 전체 쓰레기 발생량의 21.5%를 차지한다. 2012년 해양투기 금지 이후 음식물 쓰레기등 유기성 폐자원 처리비용 증가에 따라 발생량을 줄이고 에너지를 회수하는 혐기성 소화에 대한 관심이 증대되고 있다. 음식물폐기물에서 바이오 가스를 회수하는 기술은 오랫동안 연구가 되어 왔으나, 연구진과 시설 운영자 간 실질적인 연계 기회 부족으로 최신 기술 대비 상용화된 시설 내 낮은 바이오 가스 생성량, 수율을 보인다. 현재 현장에서는 음폐수 바이오가스화 공정을 통해서 일 평균 577톤의 음폐수를 처리하고 있다 (수도권매립지관리공사 2018년 고시). 이 연구에서는 현장의 유입 음폐수를 직접 채취하여 자가생성막을 활용한 Lab-Scale 바이오가스화 장치 장기운전을 통해 혐기성 소화 거동 파악 및 제어 방안을 도출하고, 음폐수 바이오가스화 고효율 장기운전을 목표로 한다.
박채희,조유라,조광환,박지애,김경민,김금배,정해조,지영훈,권수일,Park, Chae Hee,Cho, Yu Ra,Cho, Kwang Hwan,Park, Ji Ae,Kim, Kyeong Min,Kim, Kum Bae,Jung, Hai Jo,Ji, Young Hoon,Kwon, Soo-Il Korean Society of Medical Physics 2012 의학물리 Vol.23 No.3
움직이는 종양의 선량분포는 중합체 겔과 EBT2을 이용하여 필름호흡운동 모의치료기로 분석하였다. 중합체 겔 선량계는 젤라틴, MAA, HQ, THPC, HPLC를 이용하여 합성되었다. 겔 선량계와 EBT2 필름은 5초 간격으로 x축과 y축으로 ${\pm}1.5cm$씩 움직이면서 Co-60 감마선을 이용하여 조사하였다. 조사면의 크기 $5{\times}5cm^2$, SSD 80 cm, 2 cm 깊이에 10 Gy를 조사하였다. 50 mm 깊이에서의 심부선량백분율(PDD)은 이온전리함에서 75.2%였고, 겔 선량계로 측정한 결과 정적상태(static state)에서 82.3%, 동적상태(dynamic state)에서 86.1%였다. 겔 선량계를 이용하여 측정한 동적상태의 반음영(penumbra)은 평균 10.89 mm로 정적상태 반음영의 크기인 7.74 mm 보다 40.5%가 증가하였다. 추가적으로 필름을 이용하여 측정된 반음영의 크기와 비교했을 때 정적상태에서 36.6%, 동적상태에서 29.4%가 작았다. Dose distribution throughout the clinical organ range of motion was analyzed using a respiratory-motion simulator that was equipped with a polymer gel dosimeter and EBT2 film. The normoxic polymer gel dosimeter was synthesized from gelatin, MAA, HQ, THPC and HPLC. The gel dosimeter and EBT2 film were irradiated with Co-60 gamma rays that were moved along the x-axis and y-axis in ${\pm}1.5cm$ steps at five-second intervals. The field size was $5{\times}5cm^2$. The SSD was 80 cm and set to 10 Gy at a depth of 2 cm. The PDD at a depth of 50 mm was 75.2% in the ion chamber, 82.3% in the static state and 86.1% in the dynamic state in the gel dosimeter. The penumbra for the dynamic state target, which was measured using the gel dosimeter, averaged 10.89 mm, this is a 40.5% increase over the penumbra of the static state target of 7.74 mm. In addition, when measuring with gel dosimetry, the value for the penumbra is 36.6% smaller in the static state and 29.4% smaller in the dynamic state compared to measuring with film. The aim of this study was to investigate the dosimetric properties of a normoxic polymethacrylic acid gel dosimeter in static and dynamic states and to evaluate the potentiality as a relative dosimeter for dynamic therapeutic radiation.
영상유도 체부정위방사선 치료시 호흡동조를 위한 휴대형 호흡연습장치의 개발 및 유용성 평가
황선붕,박문규,박승우,조유라,이동한,정해조,지영훈,권수일,Hwang, Seon Bung,Park, Mun Kyu,Park, Seung Woo,Cho, Yu Ra,Lee, Dong Han,Jung, Hai Jo,Ji, Young Hoon,Kwon, Soo-Il 한국의학물리학회 2014 의학물리 Vol.25 No.4
This study developed a portable respiratory training device to improve breathing stability, which is an important element in using the CyberKnife Synchrony respiratory tracking device, one of the typical Stereotactic Radiation Therapy (SRT) devices. It produced an interface for users to be able to select one of two displays, a graph type and a bar type, supported an auditory system that helps them expect next respiration by improving a sense of rhythm of their respiratory period, and provided comfortable respiratory inducement. By targeting 5 applicants and applying individual respiratory period detected through a self-developed program, it acquired signal data of 'guide respiration' that induces breathing through signal data gained from 'free respiration' and an auditory system, and evaluated the usability by comparing deviation average values of respiratory period and respiratory amplitude. It could be identified that respiratory period decreased $55.74{\pm}0.14%$ compared to free respiration, and respiratory amplitude decreased $28.12{\pm}0.10%$ compared to free respiration, which confirmed the consistency and stability of respiratory. SBRT, developed based on these results, using the portable respiratory training device, for liver cancer or lung cancer, is evaluated to be able to help reduce delayed treatment time due to respiratory instability and improve treatment accuracy, and if it could be applied to developing respiratory training applications targeting an android-based portable device in the future, even use convenience and economic efficiency are expected. 본 연구에서는 영상유도 로봇 정위방사선치료장비(Stereotactic Radiation Therapy, SRT) 사이버나이프의 Synchrony 호흡추적장치의 사용에 있어 중요한 요소 중에 하나인 호흡의 안정성을 향상 시키고자 휴대형 호흡연습장치(portable respiratory training device)를 개발하였다. 그래프와 막대 형식의 2가지 디스플레이 중 사용자가 원하는 방식을 선택할 수 있도록 인터페이스를 제작하고, 자신의 호흡주기에 대한 리듬감을 향상 시켜 다음 호흡을 예측할 수 있도록 도와주는 청각시스템을 지원하여 편안한 호흡유도를 제공하였다. 5명의 지원자를 대상으로 자체 프로그램을 통해 검출한 개인고유 호흡주기를 적용하여, '자유호흡(free respiration)'에서 획득한 신호데이터와 시청각시스템을 통해 호흡을 유도하는 '모니터호흡(guide respiration)'의 신호데이터를 획득하고, 호흡주기(period)와 호흡깊이(amplitude)의 편차 평균값을 비교하여 유용성을 평가하였다. 호흡주기의 경우 자유호흡에 비하여 $55.74{\pm}0.14%$로 감소하였고, 호흡깊이의 경우에도 자유호흡의 비해 $28.12{\pm}0.10%$ 감소함으로써 호흡의 규칙성과, 안정성이 향상됨을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 개발한 휴대형 호흡연습장치를 이용한 간암, 폐암 등의 체부정위방사선치료에 있어, 호흡 불안정에 의해 발생되는 치료시간의 지연을 줄이고 치료정확도 향상에 도움을 줄 수 있을 것으로 평가되며, 차후 안드로이드(Android)기반의 휴대용단말기를 대상으로 한 호흡연습 어플리케이션 개발에 적용한다면 사용 편의성과 더불어 경제적 효율까지 기대할 수 있을 것으로 판단된다.