https://dspace.ewha.ac.kr/handle/2015.oak/171490 Sun, 05 Apr 2026 03:37:08 GMT 2026-04-05T03:37:08Z https://dspace.ewha.ac.kr/handle/2015.oak/274194 Title: Concentration and Distribution Characteristics of Free Amino Acids in PM2.5 in Urban and Background Sites Ewha Authors: 이은진 Abstract: This study aimed to optimize an analytical method for the quantitative determination of free amino acids (FAAs) in PM2.5 and to investigate the seasonal characteristics of FAA concentrations and their relationships with atmospheric chemical components at two sites representing contrasting atmospheric environments in South Korea: an urban site in Ansan (AS) and a background site on Baengnyeong Island (BN). An analytical method based on MTBSTFA derivatization coupled with gas chromatography–mass spectrometry (GC–MS) was optimized for the determination of FAAs at trace levels in PM2.5 samples. Derivatization temperature, reaction time, and the addition of pyridine were systematically evaluated to improve analytical sensitivity and reproducibility. The optimized method was shown to be applicable to complex atmospheric aerosol matrices, enabling reliable quantification of FAAs. Seasonal and site-specific analyses revealed that FAA concentrations did not necessarily follow the same seasonal patterns as PM2.5 mass concentrations. Instead, FAAs appeared to be more sensitive to changes in aerosol chemical composition than to variations in total particulate mass. Relatively higher FAA concentrations were observed in spring in AS and in winter in BN. Glycine (Gly) was the dominant FAA species throughout the year at both sites, and a limited number of major FAA components accounted for most of the total FAA mass. Correlation analyses indicated that Gly and total FAAs (TFAAs) exhibited significant positive associations with secondary inorganic ions, including sulfate, nitrate, and ammonium, across multiple seasons. Significant relationships with carbonaceous components such as CO and elemental carbon (EC) were also observed during certain seasons. These findings suggest that variations in FAAs are associated with atmospheric conditions characterized by concurrent changes in primary and secondary aerosol components. Overall, this study provides baseline information on the concentrations, composition, and seasonal behavior of FAAs in PM2.5 and contributes to a better understanding of the atmospheric behavior of organic nitrogen compounds in urban and background environments.;본 연구에서는 우리나라의 상이한 대기 환경을 대표하는 도시 지역인 안산과 배경 지역인 백령도에서 채취한 PM2.5 시료를 대상으로, 자유 아미노산류(Free Amino Acids, FAAs)의 정량 분석을 위한 분석법을 최적화하고, 이를 적용하여 FAAs의 계절별 농도 특성 및 대기 화학 성분과의 관계를 조사하였다. PM2.5 중 미량 수준의 FAAs를 정량하기 위해 MTBSTFA 유도체화를 이용한 GC–MS 분석법을 최적화하였다. 유도체화 온도, 반응 시간 및 피리딘 첨가량을 체계적으로 검토하여 분석 감도와 재현성을 확보하였으며, 확립된 분석법은 복잡한 대기 에어로졸 매트릭스에서도 FAAs의 안정적인 정량이 가능함을 확인하였다. 계절별 및 지역별 FAAs 농도 분석 결과, PM2.5 질량 농도와 FAAs 농도는 동일한 계절적 변동성을 보이지 않았으며, FAAs는 총 입자 질량보다는 대기 화학 조성 변화에 더 민감하게 반응하는 경향을 나타냈다. 안산 지역에서는 봄철에 상대적으로 높은 FAAs 농도가 관측되었고, 백령도 지역에서는 겨울철에 비교적 높은 농도가 나타났다. 두 지역 모두에서 Glycine(Gly)이 연중 가장 우점적인 FAA 성분으로 관측되었으며, 소수의 주요 FAA 성분이 전체 FAAs 질량의 대부분을 차지하였다. FAAs와 대기오염 성분 간의 상관관계 분석 결과, Gly 및 총 FAAs(TFAAs)는 황산염, 질산염, 암모늄으로 구성된 2차 무기이온(SNA)과 여러 계절에 걸쳐 유의한 양의 상관관계를 나타냈다. 또한 일부 계절에서는 CO 및 EC와의 유의한 관계도 관측되었다. 이러한 결과는 FAAs가 특정 단일 배출원보다는, 다양한 1차 및 2차 에어로졸 성분이 함께 변화하는 대기 화학 조건과 연관되어 변동할 가능성을 시사한다. 본 연구는 도시 및 배경 지역에서 PM2.5 중 FAAs의 농도, 조성, 계절 변동성 및 대기 화학 성분과의 관계를 정량적으로 제시함으로써, FAAs를 포함한 유기질소 화합물의 대기 중 거동을 이해하기 위한 기초 자료를 제공한다. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT https://dspace.ewha.ac.kr/handle/2015.oak/274194 2026-01-01T00:00:00Z https://dspace.ewha.ac.kr/handle/2015.oak/273820 Title: Distribution of PM2.5-bound phthalates in Northeast Asia as blind spot pollutant Ewha Authors: 허은솔 Abstract: The purpose of this study is to analyze the atmospheric distribution of PM2.5-bound phthalates (PBPs) and assess their correlation with PM2.5 levels and plastic usage. PM2.5 samples were collected from five cities in Northeast Asia (Beijing, Seoul, Seosan, Ulaanbaatar, Noto). Both PM2.5 and PBP concentrations were measured and compared. The analysis revealed that elevated PM2.5 levels do not necessarily correspond to elevated PBP levels. While PM2.5 concentrations did not show significant differences between cities, the average concentration of total PBPs varied greatly, ranging 1.19–101.94 ng/m3. Notably, Ulaanbaatar had an average total PBPs concentration of 1.98 ng/m3, while 101.94 ng/m3 in Beijing, highlighting a stark contrast between the two cities. However, PM2.5 concentrations in both cities were similar at 18.21 µg/m3 in Ulaanbaatar and 17.63 µg/m3 in Beijing. Interestingly, elevated PBP levels appeared to be more closely correlated with the quantity of plastic waste generated in the country. China generates approximately five times more plastic waste than Mongolia. Contrary to common assumptions, weak correlation was found between PM2.5 and total PBP. The average concentration of phthalates inhaled via PM2.5 particles showed a low correlation with PM2.5 concentration (R2 = 0.223) but a high correlation with plastic usage (R2 = 0.945). This indicates that PBP levels cannot be predicted based on PM2.5 concentrations, suggesting that they are a blind-spot pollutant that is not adequately controlled through PM2.5 concentration management. Therefore, the presence of phthalates in the air may be overlooked in current air quality management policies. Given the health hazards associated with human inhalation of these pollutants, this emphasizes the need for regular phthalate analysis of PM samples.;본 연구의 목적은 PM2.5 결합 프탈레이트(PM2.5-bound phthalates; PBPs)의 대기 중 분포를 분석하고, 이를 PM2.5 농도 및 플라스틱 사용량과의 상관성을 정량적으로 평가하는 것입니다. 이를 위해 동북아시아 5개 도시(베이징, 서울, 서산, 울란바토르, 노토)에서 PM2.5 시료를 채취하여 PM2.5와 프탈레이트 농도를 모두 측정하여 비교하였습니다. 분석 결과, PM2.5의 농도 증가가 반드시 PBPs의 농도 증가와 일치하는 것은 아니었습니다. 도시 간의 PM2.5 농도에는 유의미한 차이가 없었으나 총 PBPs 평균 농도는 1.19~101.94 ng/m3로 큰 편차를 보였습니다. 특히 울란바토르의 총 PBPs 평균 농도는 1.98 ng/m³인 반면, 베이징은 101.94 ng/m³로 두 도시 간 극명한 차이를 보였습니다. 그러나 두 도시의 PM2.5 농도는 울란바토르에서 18.21 μg/m3, 베이징에서 17.63 μg/m3로 유사한 수준이었습니다. 흥미롭게도 PBPs 농도가 증가한 것은 중국에서 발생하는 플라스틱 폐기물량과 더 밀접한 상관관계가 있는 것으로 나타났습니다. 중국은 몽골보다 약 5배 더 많은 플라스틱 폐기물을 배출했습니다. 일반적인 가정과는 달리 PM2.5와 총 PBPs 사이에는 상관관계가 발견되지 않았습니다. PM2.5 입자를 통해 흡입된 프탈레이트의 평균 농도는 PM2.5 농도와 낮은 상관관계 (R2 = 0.223)를 보였으나, 플라스틱 사용량과는 높은 상관관계 (R2 = 0.945)를 나타냈습니다. 이는 PBP 농도를 PM2.5 농도를 기준으로 예측할 수 없음을 시사하며, PM2.5 농도 관리를 통해 충분히 통제되지 않는 사각지대 오염물질임을 의미합니다. 따라서 대기 중 프탈레이트의 존재는 현재 대기질 관리 정책에서 간과될 수 있습니다. 이러한 오염물질의 인체 흡입을 통한 건강 위해성을 고려할 때, PM 시료에 대한 정기적인 프탈레이트 분석의 필요하다는 것을 강조합니다. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT https://dspace.ewha.ac.kr/handle/2015.oak/273820 2026-01-01T00:00:00Z https://dspace.ewha.ac.kr/handle/2015.oak/272610 Title: 멸종위기종 산양(Naemorhedus caudatus)의 분포 예측 및 위험성 평가 기반 보전지역 우선순위 분석 Ewha Authors: 박소연 Abstract: 산업화로 인한 인간 활동의 증가는 서식지 손실과 파편화를 비롯한 다양한 환경 변화를 발생시키며 생물의 멸종을 가속화하고 결과적으로 생물다양성의 감소와 생태계 기능의 저하를 불러온다. 특히 멸종위기종은 인간 활동으로 인한 영향에 취약하므로 개체군의 생존을 위협하는 요인을 배제하고 서식 특성을 고려한 보전 방안을 마련해야 한다. 대표적으로 우리나라에 서식하는 산양(Naemorhedus caudatus)은 개발 사업으로 인한 서식지 단절과 외부 교란과 같은 각종 위협요인으로 인해 환경부에서 멸종위기 야생생물 Ⅰ급으로 지정한 종으로, 개체군과 서식지에 대한 각별한 보호가 요구된다. 보호구역은 경관적 가치가 높은 지역을 보전 대상으로 하며, 보호구역의 설정에서 멸종위기종의 서식지를 포함함으로써 생물다양성 및 생태계 보전 목표를 효과적으로 달성할 수 있다. 따라서 본 연구는 보전 전략이 시급한 멸종위기종 산양을 대상으로 잠재적 분포와 위협요인을 고려한 서식지 보전지역의 도출을 목표로 하였다. 이에 산양 분포지 중 강원 및 경북지역의 5개 행정구역(태백시, 삼척시, 봉화군, 울진군, 영양군)을 중심으로 1) 산양 분포 예측을 위해 MaxEnt 모델을 사용하여 산양의 서식 적합성을 파악하고, 2) InVEST Habitat Risk Assessment (HRA) 모델을 통해 산양의 잠재 서식지 내 인간 활동으로 인한 위험도를 평가하였으며, 3) 보전 전략의 수립을 위한 의사결정 지원 도구 중 Zonation을 활용하여 MaxEnt 모델과 HRA 모델 결과를 종합적으로 고려한 산양 서식지 내 보전 우선순위 및 핵심지역을 분석하였다. MaxEnt 모델 결과, 산양의 출현 가능성을 나타내는 AUC 값은 0.925로 나타났으며, 모델 분석에 사용된 환경변수 중 농경지로부터의 거리가 모델 결과에 가장 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한 민감도와 특이도의 합이 최대가 되는 값인 임계값은 0.323으로 산출되었으며, 이를 기준으로 산양의 출현 및 비출현 지역을 구분하여 산양의 서식 적합지역을 확인하였다. 그 결과, 산양의 서식 적합지역의 면적은 467.52km² (10.39%), 그 외 지역의 면적은 4,028.51km² (89.51%)로 도출되었으며, 서식 적합지역의 분포는 경상북도 울진군의 산림지역 일대에 집중되어 있음에 따라 산양이 선호하는 서식 환경이 잘 반영되었음을 확인하였다. HRA 모델 결과, 5개의 위협요인에 따른 위험의 평균값은 0.304로 산출되었으며, 위협요인별 서식지에 가하는 위험성은 도로(1.122) > 등산로(0.266) > 벌채지(0.072) > 채석장(0.047) > 풍력발전기(0.015)의 순으로 높게 나타났다. 전체 서식지의 누적 위험 범위는 0-11.141로 나타났으며, 다수의 위협요인이 중첩되는 강원특별자치도 태백시에서 가장 높은 위험도를 나타냈다. 또한 위험지역을 세 단계로 등급화하여 등급에 따른 면적을 분석한 결과, 고위험 지역은 179.54km², 중위험 지역은 365.23km², 저위험 지역은 245.55km²로 도출되었다. HRA 모델 결과는 위협요인이 산양의 서식지에 미치는 영향을 반영하였으며, 산양에 있어 잠재적인 위험지역을 사전에 도출할 수 있었다. 보전 우선순위 선정을 위한 Zonation 분석 결과, 최우선으로 보전이 필요한 우선 보전지역의 면적은 전체 대상지 중 916.91km²(20.4%)를 차지하였으며, 행정구역별 분포는 울진군(351.25km²) > 삼척시(198.18km²) > 영양군(172.54km²) > 봉화군(172.23km²) > 태백시(22.71km²)의 순으로 나타났다. 마지막으로 분석 결과의 보전 가치를 평가하기 위해 생태⸱자연도 1등급 지역을 중첩하여 총 291.72km²(6.5%)에 해당하는 지역을 산양의 서식지 내 보전 가치가 가장 높은 핵심지역으로 제시하였다. 해당 결과는 핵심지역을 중심으로 산양에 대한 보전 전략을 수립해야 함과 동시에 핵심지역에 반영되지 않은 지역에 대한 보전 필요성을 강조한다. 본 연구에서는 멸종위기종인 산양의 보전 효율성을 높이기 위하여 종 분포 예측뿐만 아니라 국내에서 적용 사례가 드물었던 HRA 모델과 우선순위 분석기법을 적용함으로써 산양의 서식지 보전을 위한 핵심지역을 도출하였다. 이는 육상 생태계 중 동물상의 서식지 보전을 목적으로 이러한 분석 방법을 통합적으로 적용한 최초의 시도였다는 점에서 학술적 의의가 있다. 본 연구 결과는 산양에 대한 체계적인 보전 전략을 설계하기 위한 방법론을 제공하며, 향후 지속적인 연구의 필요성과 함께 관련 보전 정책의 수립을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.;Human activities driven by industrialization have caused significant environmental changes, including habitat loss and fragmentation, which accelerate species extinction and ultimately result in biodiversity decline and ecosystem degradation. Endangered species are particularly vulnerable to such anthropogenic threats, underscoring the need for conservation strategies that mitigate these impacts while considering the species-specific ecology and current distribution status. The long-tailed goral (Naemorhedus caudatus), listed as Endangered Wildlife Class I in the Republic of Korea, has experienced a sharp decline in population due to habitat fragmentation and various human disturbances. Establishing protected areas encompassing habitats of endangered species is essential to achieving biodiversity and ecosystem conservation goals. This study aims to identify priority conservation areas for the long-tailed goral across five administrative regions in Gangwon and Gyeongbuk Provinces, where conservation efforts are critically needed. We 1) predicted suitable habitats for the long-tailed goral using the MaxEnt model, 2) assessed habitat risk from anthropogenic threats using the InVEST Habitat Risk Assessment (HRA) model, and 3) integrated the outputs of MaxEnt and HRA model using Zonation for spatial prioritization. The MaxEnt model achieved a high predictive performance with the average AUC value was 0.925. Among the environmental variables, the distance from agricultural areas was the most influential factor in predicting habitat suitability. Based on the threshold value of 0.323, suitable habitat areas covered 467.52 km² (10.39%), concentrated in forested areas of Uljin-gun, reflecting the species’ ecological preference. In the HRA model, the average risk value was 0.304 across all stressor factors, with roads posing the greatest threat to the potential habitat. Cumulative habitat risk ranged from 0 to 11.141, with the highest risk observed in Taebaek-si due to the overlap of multiple stressors. The high-risk area accounted for 179.54 km². These findings demonstrate the effectiveness of the HRA model in identifying potential risk areas subject to significant anthropogenic stressors. The Zonation analysis identified high-priority conservation areas covering 916.91 km² (20.4%) of the total study area. To evaluate the ecological value, these areas were overlaid with the 1st-grade area of the Ecology and Nature Map, designating 291.72km² as core conservation areas of the highest ecological significance. These findings underscore the importance of implementing conservation efforts focused on these core areas, while also addressing the need to manage additional valuable habitats outside the core areas. This study was the first integrated application in Korea of species distribution modeling, habitat risk assessment, and spatial prioritization specifically for terrestrial fauna conservation. It provides a methodological framework and foundational data to support systematic conservation planning for the long-tailed goral. Furthermore, the findings contribute to the practical guidance for future research and policy development. Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT https://dspace.ewha.ac.kr/handle/2015.oak/272610 2025-01-01T00:00:00Z https://dspace.ewha.ac.kr/handle/2015.oak/272530 Title: Inhibition of qPCR assay results influenced by DNA extracted from various soil types Ewha Authors: 이은혜 Abstract: Complexity and heterogeneity of soil samples necessitate the inclusion of extensive purification steps prior to genomic assays such as quantitative polymerase chain reaction (qPCR). While conventional DNA extraction kits have significantly enhanced convenience in the process, those designed for soil vary considerably in terms of reagents, required time, and necessary equipment. Therefore, the quality of purified gDNA varies depending on the DNA extraction method used, which can lead to discrepancies in gene quantification by qPCR. This issue can be significantly amplified when more complicated (or contaminated) soils are subjected to the analysis even if extensive DNA extractions are employed. We have evaluated the possibility of qPCR discrepancy caused by various soil types and DNA extraction methods. Further Mg2+ ion spiking experiment was implemented to observe multiple inhibition effects on qPCR analysis performance. Consequently, the results suggest that discrepancies in gene quantification are evident in the presence of qPCR inhibitors in soil samples. Furthermore, the discrepancies in quantification results are exacerbated by gDNA template quality, which is attributed to DNA extraction. The possibility of multiple inhibition effects caused by both soil properties and DNA extraction methods was also observed. ;환경 시료 속 미생물 정량의 목적은 미생물의 농도를 측정하여 환경 시료 속에 존재하는 미생물의 다양성, 군집의 크기 그리고 활성 정도를 파악하기 위함이다. 환경 시료 속의 미생물 정량을 통해 환경 오염 모니터링, 병원성 미생물 모니터링, 생물적 환경정화 모니터링 등을 할 수 있다. 따라서 환경 시료 속의 미생물 정량은 환경에서의 미생물의 역할과 영향을 파악하기 위한 미생물 군집 사이의 상호 작용과 상관 관계의 파악에 있어서 가장 중요한 첫 단계다. Quantitative polymerase chain reaction (qPCR) 분석은 토양 미생물학을 포함한 다양한 분야에서 분자생물학적 방법의 선도적인 기술이다. 1993년 처음 제시된 이후 현재까지 가장 선호되는 유전자 정량법으로 최근 코로나19 팬데믹 기간 동안 qPCR은 감염 여부의 판단에 있어서 대중에게 잘 알려져 있다. qPCR 분석에 앞서서 미생물의 세포를 파괴하고 정제하여 미생물의 유전적 정보를 담고 있는 DNA를 추출하는 과정이 필요하다. 가장 일반적인 방법으로는 널리 사용되고 있는 DNA 추출 키트를 활용하여 qPCR 분석을 위한 DNA 템플릿을 준비하는 것이 최적의 방법으로 제시되고 있다. 토양 시료의 복잡성과 이질성, 토양의 물리적, 화학적 특성의 변화로 인해 토양 미생물학을 위한 qPCR의 적용은 어려움이 있다. 환경 토양에는 부식산, 다당류, 요소, 페놀 화합물 및 중금속을 포함하여 qPCR의 증폭 과정을 억제하는 물질이 포함되어 있는 경우가 많다. 이러한 물질은 널리 이용되고 있는 일반적인 DNA 추출 과정 중 공침을 통해 DNA에 잔류할 수 있다. 이러한 잔류 물질은 결과적으로 qPCR의 효소 반응을 억제하는 역할을 할 수 있다. 기존 DNA 추출법은 수십 년 동안 편의성을 크게 향상되었지만 토양에서 DNA를 추출하기 위한 DNA 추출법은 시약, 소요 시간 및 필요한 장비 측면에서 기존의 방법과 차이가 크다. 따라서 정제된 DNA의 품질은 사용된 DNA 추출 방법에 따라 달라지며, 이는 qPCR에 의한 유전자 정량화에서 실제 농도와 차이로 이어질 수 있다. 이 문제는 적용 대상의 범위가 넓은 DNA 추출을 사용하였더라도 복잡하거나 오염된 토양을 분석에 적용하려면 더 크게 작용할 수 있다. 이러한 측정된 농도와 실제 농도의 불일치는 qPCR 분석 성능을 저하시킬 수 있으며, 이러한 불일치가 일어나는 사례가 각각 다르기 때문에 쉽게 예방할 수 없다. PCR 분석의 불일치가 저해에 의해 발생하여 분석 결과가 실제와는 다르게 음성으로 나타나는 경우 문제가 더 심각할 수 있다 (e.g., 병원균 검출). 따라서 우리는 이러한 문제를 재검토하고 평가하여 분석에서 잠재적인 결과의 불일치를 식별하고 토양에서 qPCR 분석에 대한 시정조치를 개발하고자 한다. 이전 연구를 통해 qPCR은 템플릿 DNA와 Taq 중합효소와의 상호작용을 통해 낮은 수준의 부식산에 의해 억제되는 것으로 나타났다. (Tebbe and Vahjen, 1993; Sidstedt et al., 2020)qPCR은 DNA의 정제에도 불구하고 마그네슘 이온에 의해 억제되는 것으로도 나타났다. (Lim et al., 2017) 마그네슘 이온은 qPCR 시약의 일부이며 PCR 반응 동안 Taq 중합효소의 보조 인자로 작용한다. 그러나 과도한 농도의 마그네슘 이온은 DNA와 상호 작용하여 응집 기반의 억제를 일으킬 수 있다. (Wang et al., 2018; Jin et al., 2020) 이 연구에서는 다양한 토양 유형과 DNA 추출 방법으로 인해 발생하는 qPCR 결과의 불일 가능성을 평가하였다. 토양은 유기물 함량을 포함한 다양한 물리화학적 특성을 포함하도록 채취하였다. 추가 마그네슘 이온 첨가 실험은 qPCR 분석 성능에 대한 종합적인 저해 효과를 관찰하기 위해 실시하였다. qPCR 분석 성능에 대한 다중 억제 효과를 관찰하기 위해 추가로 Mg2+ 이온 스파이크 실험을 구현하였다. 결과적으로, 결과는 토양 샘플에 qPCR 억제제가 존재하는 경우 유전자 정량화의 불일치가 분명하다는 것을 시사한다. 또한, 정량 결과의 불일치는 DNA 추출로 인한 gDNA 템플릿 품질로 인해 더욱 악화된다. 따라서 토양 특성과 DNA 추출 방법 모두에 의한 다중 억제 효과의 가능성도 관찰되었다. Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT https://dspace.ewha.ac.kr/handle/2015.oak/272530 2025-01-01T00:00:00Z