해양생태독성평가를 위한 표준시험방법 개발에 관한 연구

박경수,이승민,한태준,이정석,Park, Gyung-Soo,Lee, Seung-Min,Han, Tae-Jun,Lee, Jung-Suk 한국해양학회 2008 바다 Vol.13 No.2

해양생태독성평가를 위한 공정시험방법으로서 해양생태계의 분해자, 기초생산자 및 소비자를 대표하는 6개 생물군을 이용하여 각각의 생물에 대한 생태독성시험용 표준시험방법(standard methods)을 개발 또는 정립하였다. 본 시험방법은 미환경보호국, 국제기구 및 유럽국가의 표준시험방법을 참고하였으며, 독성시험에 사용되는 표준시험생물은 우리나라에 서식하는 해양성 또는 광염성 생물(euryhaline species)로 선정하였다. 각 시험방법은 표준시험생물의 배양 및 사육, 시험방법 및 과정, 시험의 재현성 및 적합도 기준 등을 포함한다. 표준시험생물은 총 9종으로서 해산발광박테리아(Vibrio fischeri), 해산규조류(Skeletonema costatum), 녹조구멍갈파래(Ulva pertusa), 해산윤충류(Brachionus plicatilis), 저서요각류(Tigriopus japonicus), 저서단각류 2종(Mandibulophoxus mai and Monocorophium acherusicum) 및 어류 2종(Oryzias latipes and Paralichthys olivaceus)을 포함한다. 표준시험생물은 해양생태계의 기초생산자, 분해자 및 소비자를 대표하며, 생태독성 시험시 각 영양 단계별 최소 1종을 포함하는 총 3종의 "battery test"를 권장한다. Six standard methods for marine ecotoxicological tests were established(or applicated) using marine decomposer, primary producers and consumers. Development processes referred to the standard methods established by USEPA(United States Environmental Protection Agency), international organizations and European methods. However, the standard test species were selected among the domestic species generally found in the Korean waters and sediments. The test methods provide the culture/maintenance of test species, test methods, reproducibility and quality acceptance criteria etc. A total of nine test species were designated including bioluminescent bacteria(Vibrio fischeri), diatom(Skeletonema costatum), seaweed(Ulva pertusa), rotifer(Brachionus plicatilis), benthic copepod(Tigriopus japonicus), benthic amphipods(Mandibulophoxus mai, Monocorophium acherusicum), and fishes(Oryzias latipes, Paralichthys olivaceus). These test species represent the decomposer, primary producer and consumers in marine trophic system in Korean coastal ecosystems, and we recommend the "battery test" including at least one species from the each trophic level for marine ecotoxicological test.

어류 자어의 사망률을 이용한 해양생태독성시험 방법에 관한 연구

박경수,강주찬,윤성진,이승민,황운기,Park, Gyung-Soo,Kang, Ju-Chan,Yoon, Sung-Jin,Lee, Seung-Min,Hwang, Un-Ki 한국해양학회 2008 바다 Vol.13 No.2

해양생태독성평가를 위한 표준시험방법 개발을 위하여 해양생태계의 대표 소비자인 어류를 이용한 시험방법을 정립하였다. 표준시험생물은 송사리(Oryzias latipes)와 넙치(Paralichthys olivaceus)를 선정하였으며, endpoint는 7일 자어 사망률(7 day-$LC_{50}$)로 설정하였다. 표준시험방법은 미환경보호국(USEPA, 1994)의 어류독성시험법을 참고하였으나, 시험생물은 생태적 대표성 및 종의 유용성 등을 고려하여 재설정하였다. 송사리는 실험실 사육이 가능하고 광염성이며, 넙치는 국내 연안 생태계의 대표 어류이자 상업용 종묘 생산 시설을 통하여 연중 시험생물 확보가 가능한 점을 고려하여 선정하였다. 염분 내성 및 표준물질독성실험결과, 송사리는 $0{\sim}35\;psu$ 구간에서 전개체가 생존하였으며, 넙치는 염분이 20 psu 이상에서만 실험이 가능하였다. 독성시험기간은 7일이며, 시험구내의 용존산소가 4mg/L 이상을 유지하는 한 시험용액의 교환없이 수행하는 비교환정수방식을 택하였다. 시험생물의 연령은 부화 후 초기 사망률과 시험시 취급이 용이한 크기로 선정하였으며, 송사리의 경우 부화 후 7일(전장 약 5 mm), 넙치의 경우 25일(전장 약 10 mm)로 선정하였다. 시험적합도 기준은 대조구에서의 생존율이 80% 이상으로 설정하였으며, 표준독성물질에 의한 민감도를 어류 독성 시험시 동일한 방법을 이용한 결과를 제시하도록 하였다. Marine ecotoxicological standard method using fish larvae was established with the standard test species of Oryzias latipes(Japanese Medaka) and Paralichthys olivaceus(flounder) and with the 7 day $LC_{50}$ as endpoint. Test method referred to the USEPA(1994) with the replacement of test species found in the Korean water. Standard test species were selected in terms of the species supply and ecological importance in Korean waters. Japanese medaka can be reared with small tanks in the lab and has wide tolerance on salinity, and flounder eggs can be easily obtained from commercial fish hatcheries. General conditions for larval fish toxicity test are as follows. The possible salinity ranges for toxicity test were $0{\sim}35\;psu$ for medaka and >20 psu for flounder. Test type was designated as static non-renewal test if the dissolved oxygen in the test chamber does not fall below 4.0 mg/L. Ages of test species were selected as 7 days after hatched for medaka(about 5 mm TL) and 25 days for flounder(about 10 mm TL) because of the low natural mortality after these periods. Test can be accepted when the survival rates are over 80% in control. Also, species sensitivity on standard reference materials(copper, cadmium or zinc) must be provided with the toxicity test results.

서지 보호기의 열화 특성과 온라인 진단장치

박경수,왕국명,황성철,김선재,길경석,Park, Kyoung-Soo,Wang, Guoming,Hwang, Seong-Cheol,Kim, Sun-Jae,Kil, Gyung-Suk 한국전기전자재료학회 2016 전기전자재료학회논문지 Vol.29 No.10

This paper dealt with the deterioration characteristics and an on-line diagnosis equipment for SPDs (surge protective devices). An accelerated aging test was carried out using a $8/20{\mu}s$ standard lightning impulse current to analyze the changes of electrical characteristics and to propose the diagnostic parameters and the criterion for deterioration of ZnO varistor which is the core component of SPDs. Based on the experimental results, an on-line diagnosis equipment for SPD was fabricated, which can measure the total leakage current, reference and clamping voltage. The leakage current measurement circuit was designed using a low-noise amplifier and a clamp type ZCT. A linear controller, the leakage current measurement part and a HVDC were used in the measurement of reference voltage. The measurement circuit of clamping voltage consisted of a surge generator and a coupling circuit. In a calibration process, measurement error of the prototype equipment was less than 3%.

건조기와 우기의 한강하류 수질 환경과 어류군집 비교

박경수(Gyung Soo Park),이영철(Yong Chul Lee) 인하대학교 해양과학기술연구소 1997 黃海硏究 Vol.7 No.12

해양생태독성평가를 위한 표준시험생물로서의 송사리 (Oryzias Latipes)에 관한 연구

박경수 ( Gyung Soo Park ),윤성진 ( Seong Jin Yoon ),이승민 ( Seung Min Lee ),김애향 ( Ae Hyang Kim ),박승윤 ( Soung Yun Park ),강덕영 ( Duk Young Kang ) 한국환경생물학회 2005 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.23 No.3

LabVIEW 기반 레일 진단 시스템

박경수(Kyoung-Soo Park),김태성(Tae-Seong Kim),박서준(Seo-Jun Park),길경석(Gyung-Suk Kil) 한국철도학회 2015 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2015 No.10

본 논문에서는 스퀼노이즈 분석을 이용한 레일 진단 시스템에 대하여 기술하였다. 분석 알고리즘은 LabVIEW 기반으로 설계하였고, 스퀼노이즈의 주파수 특성의 분석 및 발생위치를 알려준다. 측정 시스템은 센서부, 데이터 수집 모듈 및 Panel PC로 구성된다. KS I ISO 3381을 기반으로 운행중인 도시철도에서 실험을 5회 수행하였다. 스퀼노이즈는 전체 33구간 중 7구간에서 발생하였으며, 6 ㎑ ~ 18 ㎑ 대역 내에서 측정되었다. 직선구간보다 곡선구간에서의 발생률이 높았으며, 곡선반경에 따라 주파수 특성이 다르게 나타났다. In this paper, we described a railway diagnosis system by analyzing squeal noise. The measurement system consists of a microphone, a panel pc, and a data acquisition module, and is operated by a LabVIEW program. Experiment was carried out in a running train for five times according to KS I ISO 3381. Squeal noise events were recorded in 7 places of 33 sections with a frequency bandwidth of 6 ㎑ ~ 18 ㎑, and the events in curve section were higher than that in straight section. Depending on the radius of curvature of the railway, the FFT result of squeal noise had different characteristics.

가스절연개폐장치에서 결함별 부분방전의 특성

박경수(Kyoung-Soo Park),김선재(Sun-Jae Kim),왕국명(Guoming Wang),길경석(Gyung-Suk Kil),김성욱(Sung-Wook Kim) 한국철도학회 2016 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2016 No.5

본 논문에서는 가스절연개폐장치(GIS)의 상태진단을 목적으로 결함별 부분방전의 특성에 대해 연구하였다. 4종의 결함을 제작하였고, 300MHz∼1.4GHz대역의 UHF 센서를 사용하여 부분방전 펄스를 검출하였다. 결함별 특성은 PRPD 방법으로 분석하였으며, 방 전개시 및 소멸전압, 펄스 크기와 펄스 수를 측정하였다. 방전개시전압은 스페이서 파티클(POS)에서 가장 높았으며, 자유입자(FP)에서 가장 낮게 나타났다. 부분방전 펄스의 극성 분포는 80% 이상이 도체돌출(POC)은 정극성, 외함돌출(POE)은 부극성에 분포하였다. 이와 같은 특징으로 형성된 클러스터는 결함별로 다르게 나타나므로 상태진단에 활용할 수 있다. This paper described characteristics of partial discharge(PD) depending on defects for the purpose of condition monitoring of gas insulated switchgears(GIS). Four types of defects were fabricated and PD pulses were detected using an ultra-high frequency(UHF) sensor, which had a frequency range of 300MHz~1.4GHz. The characteristics depending on defects were analyzed by phase resolved partial discharge(PRPD) method. In addition, the discharge inception voltage(DIV), discharge extinction voltage(DEV), as well as pulse magnitude and count were measured. The DIV of particle on spacer(POS) was the highest whereas that of free particle(FP) was the lowest. More than 80% of PD pulses distributed in the positive and negative half in protrusion on conductor(POC) and protrusion on enclosure(POE), respectively. From the results, clusters formed by PRPD presented different patterns depending on defects, which can be used for condition monitoring of GIS.

철도 차량용 피뢰기의 뇌 충격전류에 의한 열화 특성

박경수(Kyoung-Soo Park),김선재(Sun-Jae Kim),왕국명(Guoming Wang),황성철(Seong-Cheol Hwang),길경석(Gyung-Suk Kil) 한국철도학회 2016 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2016 No.5

산화아연형 바리스터를 소자로 하는 철도 차량용 피뢰기는 충격전압에 대한 반복되는 보호동작으로 열화가 진전된다. 열화된 피뢰기는 제거되지 않으면 지락 사고를 유발시키게 되므로, 피뢰기의 열화 상태를 분석하여 건전성과 잔여 수명에 대한 검증이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 피뢰기의 건전성 기준을 확보할 목적으로 뇌 충격전류에 의한 열화 진전에 대해 연구하였다. 표준 뇌 충격전류(8/20μs)에 의한 가속열화 실험을 수행하였으며, 인가 횟수에 따른 누설전류와 기준전압의 변화를 분석하였다. A railway arrester consisting of ZnO varistors for railway vehicles is deteriorated by repeated protection operation against impulse voltage. A line to ground fault may occur if the deteriorated arrester is not removed. It is therefore essential to analyze the deterioration condition of arrester to evaluate its integrity assessment and residual life. This paper described the deterioration process of arrester by lightning impulse current in order to ensure the criterion of integrity assessment. An accelerated aging test was carried out by standard lightning impulse current of 8/20μs. The changes of leakage current and reference voltage with applied times were analyzed.

송사리(Oryzias latipes)를 이용한 고염해수의 생태독성 및 단기적 행동변화에 관한 연구

윤성진,박경수,Yoon, Sung-Jin,Park, Gyung-Soo 한국해양학회 2011 바다 Vol.16 No.1

본 연구는 해수담수화 부산물인 고염해수에 대한 어류의 단기적인 영향을 평가하기 위하여 해양생태독성평가용 표준시험종인 송사리(Oryzias latipes)를 이용하여 급성독성평가 및 행동패턴의 변화를 관찰하였다. 30.0 psu 해수에 순치된 송사리를 7일 동안 고염수에 노출하여 급성독성평가를 수행한 결과, 40.0~80.0 psu에 노출된 송사리의 사망률은 농도-반응의 선형관계가 뚜렷하였다. 반면 40.0 psu 이하의 염분에서는 송사리의 독성반응이 관찰되지 않았으나 50.0 psu 보다 높은 농도에서는 뚜렷한 독성 반응이 나타났다(7-day $LC_{50}$=514 psu). 송사리의 행동 변화 분석은 카메라를 통해 투시된 실시간 배정 영상을 추출하여 현재의 프레임과 차영상을 추출하는 기법을 이용하였다. 고염수 노출에 따른 송사리의 행동변화를 분석한 결과, 40.0 psu와 50.0 psu에 노출되고, 각각 3.1시간과 4.6시간 동안 초기 염분 스트레스를 받은 후에는 안정된 활동패턴을 보였다. 그러나 60.0 psu 보다 높은 농도에 노출된 송사리의 활동량은 염분노출 초기에 급격히 증가하였으며, 50% 가량 사망하였다. 70.0 psu 보다 높은 농도에서 실험생물의 활동량은 노출 후 급격히 증가하였으며, 행동패턴은 심각하게 교란되었고, 12시간 이내에 모든 개체가 사망하였다. 본 연구 결과, 고염해수에 대한 급성독성평가와 행동변화 모니터링 결과는 유의한 연관성이 나타났으며, 따라서 해수담수화에 따른 고염해수의 해양배출은 확산후 최종농도가 50.0 psu 이하로 배출될 수 있도록 조절하여야한다. 또한 카메라 관찰을 통한 영상 분석 기법은 시험생물의 행동변화에 따른 영향을 실시간으로 모니터링할 수 있으므로 조기 경보시스템으로 활용 가지가 높은 것으로 판단된다. Acute toxicity test and behavioral change analysis of seawater acclimated Japanese medaka were conducted to identify the brine effects on fish by seawater desalination. 7 day acute toxicity test of brine revealed linear concentration-response relationship from 40.0~80.0 psu treatment groups. There was no significant brine effect for 30-40 psu groups and mass mortality was observed from >50 psu exposure (7-day $LC_{50}$=51.4 psu). Images from the real time camera system were analyzed to observe the changes in behavioral patterns of medaka exposed to various salinity. 40.0 and 50.0 psu exposed groups were stabilized in behavioral patterns after 3.1 and 4.6 hours, respectively and 60.0 psu group showed sharp increase in activity during first 12 hours and 50% mortality thereafter. Similar patterns were observed to 70 and 80 psu groups and both experimental groups showed 100% mortality within 12 hours. Acute toxicity test and behavioral patterns showed very similar toxicity results which revealed the increases in mortality and behavioral activities from 50.0 psu. This critical salinity for fish impacts must be implemented to brine discharge strategy by seawater desalination into the coastal area. Also, we recommend that real time camera monitoring system must be a useful tool for early warning of fish toxicity for other applications. This research was funded by Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, Korea.

식물플랑크톤의 개체군성장저해율을 이용한 해양생태독성 시험방법에 관한 연구

이승민,박경수,안경호,박승윤,이상희,Lee, Sung-Min,Park, Gyung-Soo,An, Kyoung-Ho,Park, Soung-Yun,Lee, Sang-Hee 한국해양학회 2008 바다 Vol.13 No.2

해양생태독성평가를 위한 공정시험방법으로 해양생태계의 기초생산자를 대표하는 식물플랑크톤인 Skeletonema costatum, Heterosigma akashiwo, Prorocentrum micans, Isochrysis galbana, Tetraselmis suecica를 이용하여 생물 검정 예비 실험을 수행하였다. 그중 표준시험생물로 해산규조류인 S. costatum을 표준시험생물종으로 선정하였으며, Endpoint는 $72{\sim}96$시간 개체군성장저해율($EC_{50}$)로 설정하였다. 시험방법은 비교환정수방식(non-renewal static test)을 선택하였으며, 시험적합도 기준은 대조구의 시간당 개체군성장률 0.04(r > 0.04/hr) 이상으로 설정하였다. S. costatum은 우리나라는 물론 전 세계적으로 널리 분포하며, 표준시험방법개발은 국제표준화기구(ISO, International Standardization Organization)의 시험방법을 참고하였다. 본 종을 이용한 독성시험은 시험대상물질의 염분이 $20{\sim}35\;psu$의 범위에서 가능하며, 반복실험 및 교차분석결과 표준독성물질에 대한 민감도가 유사하게 나타남으로써 실험의 재현성이 입증되었다. 하수오니 용출액을 이용한 독성실험 결과, 식물플랑크톤의 개체군성장저해율($EC_{50}$)을 이용한 독성실험은 윤충류(Brachionus plicatilis) 신생개체(neonate)의 사망률($LC_{50}$), 발광박테리아(Vibrio fischeri)의 발광저해율($IC_{50}$), 해조류(Ulva pertusa)의 생식률($EC_{50}$)을 이용한 시험방법보다 낮은 농도에서 $EC_{50}$을 나타냈다. 식물플랑크톤의 개체군 성장저해율을 이용한 생물검정 방법은 유해물질의 해양 기초생산자에 대한 독성평가에 매우 유용한 실험 방법으로 판단된다. A series of experiments were conducted to establish a marine ecotoxicological standard method using marine primary producers, Skeletonema costatum, Heterosigma akashiwo, Prorocentrum micans, Isochrysis galbana, Tetraselmis suecica as candidate test species. Marine diatom, S. costatum was selected as standard test species in terms of the ecological roles and international uses as test species. Test methods and test acceptability criteria are as follows; $72{\sim}96$ hr population growth inhibition $EC_{50}$ as endpoint. Static non-renewal method, and population growth rates over 0.04/hr in control as test acceptability criterium. S. costatum is widely distributed in the world ocean and used for standard species of marine toxicity test method by ISO (International Standardization Organization). Possible salinity ranges for this test method are $20{\sim}35\;psu$, and reproducibility and interlaboratory test results were consistent through the calibration tests. Sensitivity of the test method was comparable or better than other toxicity tests such as rotifer neonate mortality, bioluminescent bacterial inhibition, seaweed sporulation and sea urchin fertilization tests.