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문제 정의
- 그 결과를 통해 부유곰팡이의 일간, 월별, 계절별 거동과 농도 증감을 확인하고자 하였고, 기상현상별(강우, 태풍, 황사/미세먼지) 우점 곰팡이를 파악하였으며, 기상특성을 정리하고 부유곰팡이와 기상요소간 상관성 분석을 실시하였다. 본 연구의 결과는 야외 목조문화재의 생물피해에 관한 기초자료로 활용하고자 하였다.
제안 방법
- 따라서, 야외 부유곰팡이의 연중 변화와 일간 변화를 파악하기 위해 24절기의 낮과 밤 시간대를 기준하여 국립문화재연구소 보존과학센터 옥상에서 1년간 부유곰팡이 포집과 기상 모니터링을 실시하였다. 그 결과를 통해 부유곰팡이의 일간, 월별, 계절별 거동과 농도 증감을 확인하고자 하였고, 기상현상별(강우, 태풍, 황사/미세먼지) 우점 곰팡이를 파악하였으며, 기상특성을 정리하고 부유곰팡이와 기상요소간 상관성 분석을 실시하였다. 본 연구의 결과는 야외 목조문화재의 생물피해에 관한 기초자료로 활용하고자 하였다.
- , 2018)와 비교하였을때 상관성 순위 변화와 상관관계가 추가 도출되었다. 따라서, 본 연구결과를 1일 평균값, 14시 정각값, 23시 정각값으로 구분하여 상관성 분석결과를 비교해보았다. 일평균 부유곰팡이 농도와 일평균 기상값으로 정리하여 상관성 분석을 실시한 결과는 강수량 0.
- , 2018)의 후속으로 진행하였다. 따라서, 야외 부유곰팡이의 연중 변화와 일간 변화를 파악하기 위해 24절기의 낮과 밤 시간대를 기준하여 국립문화재연구소 보존과학센터 옥상에서 1년간 부유곰팡이 포집과 기상 모니터링을 실시하였다. 그 결과를 통해 부유곰팡이의 일간, 월별, 계절별 거동과 농도 증감을 확인하고자 하였고, 기상현상별(강우, 태풍, 황사/미세먼지) 우점 곰팡이를 파악하였으며, 기상특성을 정리하고 부유곰팡이와 기상요소간 상관성 분석을 실시하였다.
- 본 연구는 포집주기가 길고 포집시간대가 일부 국한되어 야외 부유곰팡이의 일간 거동, 계절적 변동, 곰팡이 농도 영향 기상요소 확인이 불명확했던 이전 연구(Kim et al., 2018)의 후속으로 진행하였다. 따라서, 야외 부유곰팡이의 연중 변화와 일간 변화를 파악하기 위해 24절기의 낮과 밤 시간대를 기준하여 국립문화재연구소 보존과학센터 옥상에서 1년간 부유곰팡이 포집과 기상 모니터링을 실시하였다.
- 부유곰팡이 농도 증감이나 거동에 대한 상관성 파악을 위해 평균기온, 평균상대습도, 평균이슬점온도, 평균풍속, 주풍향, 평균해면기압, 총강수량, 강수일수, 평균일사세기, 총증발량, 평균자외선지수를 알아보았다. 하루 일기에 있어서 부유곰팡이의 증감에 대하여 평균기온, 평균상대습도, 총강수량, 강수일수가 중요한 기상요소로 파악되었으나, 계절로 구분하였을 때 부유곰팡이 농도순위는 특정 기상요소의 계절별 순위를 따르지 않고 가을, 여름, 겨울, 봄 순으로 나타났다.
- 부유곰팡이 농도와 기상요소 간 상관성을 분석하고 비교하였다. 낮(14:00)과 밤(23:00)의 부유곰팡이 농도와 동일 시간에서의 기상요소 관측값을 정리하여 피어슨 상관분석(IBM SPSS Statistics 24, IBM, USA)을 실시하였다.
- 부유곰팡이의 연중 변화와 일간 변화를 파악하기 위해 24절기의 낮과 밤시간대를 기준하였다. 24절기는 태양의 황도상 위치에 따라 계절적 구분을 하기 위해 만든 것으로, 황도에서 춘분점을 기점으로 15° 간격으로 점을 찍어 총 24개의 절기로 나타낸다(Table 1).
- 24절기는 태양의 황도상 위치에 따라 계절적 구분을 하기 위해 만든 것으로, 황도에서 춘분점을 기점으로 15° 간격으로 점을 찍어 총 24개의 절기로 나타낸다(Table 1). 부유곰팡이의 포집주기는 24절기(약 15일)를 기준하여 2018년 8월 7일부터 2019년 7월 23일까지 1년간 진행하였으며 포집시간은 일간 낮(14시)과 밤(23시)으로 하였다. 포집 방법은 공기 포집기(M Air T, Millipore, USA)와 PDA(Potato dextrose agar, Difco, USA) 배지를 사용하여 공기포집량 250 L(140 L/min)로 3회 반복수로 포집하였다.
- 부유곰팡이의 포집주기는 24절기(약 15일)를 기준하여 2018년 8월 7일부터 2019년 7월 23일까지 1년간 진행하였으며 포집시간은 일간 낮(14시)과 밤(23시)으로 하였다. 포집 방법은 공기 포집기(M Air T, Millipore, USA)와 PDA(Potato dextrose agar, Difco, USA) 배지를 사용하여 공기포집량 250 L(140 L/min)로 3회 반복수로 포집하였다. 공기를 포집한 plate는 28℃의 조건에서 2∼3일 배양한 뒤, 집락수(Colony Forming Unit, CFU)를 세어 아래 식에 따라 공기 중 단위 체적당 집락수(CFU/m3)를 계산하였다.
대상 데이터
- 부유곰팡이 포집일과 포집시간대의 기상현상을 파악하기 위하여 자동 기상측정기(Vantage Pro2 Plus, Davis Instrument, USA)를 보존과학센터 옥상의 부유곰팡이 포집 지점 인근 10 m 지점에 설치하였다. 기상요소 11개 항목(기온, 습도, 이슬점온도, 풍속, 풍향, 해면기압, 강수량, 강수일수, 일사세기, 자외선지수, 증발량)에 대하여 2018년 8월부터 2019년 7월까지 1년간 1시간 단위 관측값을 수집하였다(Table 2).
- 부유 곰팡이 포집 및 기상 관측지점은 국립문화재연구소(대전) 보존과학센터 옥상(북위 36° 23′ 26.17″, 동경 127° 23′37.15″, 해발높이 80 m)으로, 직접 강우를 피하기 위해 비가림 구조물 아래에 위치하였다(Figure 1).
- 부유곰팡이 포집일과 포집시간대의 기상현상을 파악하기 위하여 자동 기상측정기(Vantage Pro2 Plus, Davis Instrument, USA)를 보존과학센터 옥상의 부유곰팡이 포집 지점 인근 10 m 지점에 설치하였다. 기상요소 11개 항목(기온, 습도, 이슬점온도, 풍속, 풍향, 해면기압, 강수량, 강수일수, 일사세기, 자외선지수, 증발량)에 대하여 2018년 8월부터 2019년 7월까지 1년간 1시간 단위 관측값을 수집하였다(Table 2).
데이터처리
- 부유곰팡이 농도와 기상요소 간 상관성을 분석하고 비교하였다. 낮(14:00)과 밤(23:00)의 부유곰팡이 농도와 동일 시간에서의 기상요소 관측값을 정리하여 피어슨 상관분석(IBM SPSS Statistics 24, IBM, USA)을 실시하였다.
성능/효과
- 1. 부유곰팡이 농도는 월별로는 11월이 가장 높았고 4월이 가장 낮았으며 계절별로는 가을, 여름, 겨울, 봄 순으로 높았다. 일간에서는 23시가 14시 보다 1.
- 2018년 8월 7일부터 2019년 7월 23일까지의 기상 요소를 관측한 연간값과 계절값을 Table 6에 정리하였다. 14시(낮), 23시(밤)의 기상요소 관측값에 대한 정리결과, 평균기온은 낮 18.1℃, 밤 12.3℃로 낮이 5.8℃ 높았고 평균상대습도는 낮 49.6%, 밤 71.2%로 밤이 21.6% 높았다. 평균이슬점 온도는 낮 6.
- 2. 14시(낮)는 평균기온, 평균풍속, 평균풍속, 평균일사 세기, 총증발량이 높거나 많았으며 23시(밤)는 평균상대습도, 평균이슬점온도, 총강수량, 강수일수가 높거나 많았다. 계절별로는 평균온도는 여름, 봄, 가을, 겨울 순으로 높게 나타났으며, 평균상대습도는 여름, 가을, 겨울, 봄 순으로 높았다.
- 24절기마다 14시, 23시 정각에서 획득된 부유곰팡이 농도, 기상자료를 토대로 부유곰팡이 농도와 기상요소간 상관성 분석 결과, 부유곰팡이 농도는 강수량과는 0.718 (p<0.01), 강수일수와는 0.687(p<0.01), 상대습도와는 0.627(p<0.01)로 강한 양의 선형 상관성이 나타났고 이슬점온도와는 0.300(p<0.05)으로 약한 양의 선형 상관성이 나타났다.
- 3. 부유곰팡이 농도는 강수량, 강수일수, 상대습도와 강한 양의 선형 상관성이 나타났다. 이 결과는 부유곰팡이 농도와 기상요소 일평균값, 14시 관측값, 23시 관측값에 대하여 각각 실시한 상관석 분석에서도 재확인되었다.
- 이 결과는 부유곰팡이 농도와 기상요소 일평균값, 14시 관측값, 23시 관측값에 대하여 각각 실시한 상관석 분석에서도 재확인되었다. 강수량, 강수일수, 상대습도는 야외 부유곰팡이의 농도 증감이나 거동에 영향을 미치는 주요 기상요소임을 확인할 수 있었다.
- 곰팡이 종류도 다르게 구분되었는데 평일에 비해 강우발생일과 태풍발생일의 곰팡이 종류는 각각 다른 차이를 보였으나 황사/미세먼지발생일은 평일과 다르지 않았다. 강우, 태풍, 황사/미세먼지 등 기상현상에 따라 부유 곰팡이 농도, 종류, 우점이 다르게 나타났다.
- 0으로 나타났다. 계절별 정리결과, 평균온도는 여름, 봄, 가을, 겨울 순으로 높게 나타났으며 평균상대습도는 여름, 가을, 겨울, 봄 순으로 높았다. 총강수량은 가을, 겨울, 봄, 여름 순으로 많았으며 강수일수는 계절별 1일씩 동일하였다.
- 14시(낮)는 평균기온, 평균풍속, 평균풍속, 평균일사 세기, 총증발량이 높거나 많았으며 23시(밤)는 평균상대습도, 평균이슬점온도, 총강수량, 강수일수가 높거나 많았다. 계절별로는 평균온도는 여름, 봄, 가을, 겨울 순으로 높게 나타났으며, 평균상대습도는 여름, 가을, 겨울, 봄 순으로 높았다. 총강수량은 가을, 겨울, 봄, 여름 순으로 많았으며 강수일수는 계절별 1일씩 동일하였다.
- 평일에 비해 강우발생일과 태풍발생일의 부유곰팡이 농도는 급격한 상승이 확인되었으나 황사/미세먼지발생일의 부유곰팡이 농도는 뚜렷한 변화가 없었다. 곰팡이 종류도 다르게 구분되었는데 평일에 비해 강우발생일과 태풍발생일의 곰팡이 종류는 각각 다른 차이를 보였으나 황사/미세먼지발생일은 평일과 다르지 않았다. 강우, 태풍, 황사/미세먼지 등 기상현상에 따라 부유 곰팡이 농도, 종류, 우점이 다르게 나타났다.
- , 2005). 그 다음으로 높은 습도 조건을 가지는 계절순으로 부유곰팡이 농도가 증가하는 것으로 판단되었다. 이는 곰팡이 농도가 가을과 여름이 가장 높고, 겨울과 봄이 가장 낮았다는 다수의 연구결과와도 일치하고 있다(Shelton et al.
- 반면, 일사량 –0.341(p<0.05)을 포함하여 증발량, 자외선지수, 기압과는 약한 음의 선형 상관성이 확인되었다.
- 05)으로 약한 양의 선형 상관성이 나타났다. 반면, 일사량, 증발량, 자외선지수, 기압과는 약한 음의 선형 상관성이 확인되었다(Table 7).
- 본 연구에서 부유곰팡이 농도는 가을과 밤시간에 높은 경향을 보였다. 가을철에 높았던 이유는 곰팡이의 농도는그 발생원인 식물체의 부패와 관련이 깊은데(Chakraborty et al.
- 부유곰팡이 농도와 기상요소간 상관성 분석 결과, 부유곰팡이 농도는 강수량과는 0.718(p<0.01), 강수일수와는 0.687(p<0.01), 상대습도와는 0.627(p<0.01)로 강한 양의 선형 상관성이 나타났으며, 이슬점온도와는 0.300(p<0.05)으로 약한 양의 선형 상관성이 나타났다.
- 하루 일기에 있어서 부유곰팡이의 증감에 대하여 평균기온, 평균상대습도, 총강수량, 강수일수가 중요한 기상요소로 파악되었으나, 계절로 구분하였을 때 부유곰팡이 농도순위는 특정 기상요소의 계절별 순위를 따르지 않고 가을, 여름, 겨울, 봄 순으로 나타났다. 이것으로 보아 부유곰팡이의 생태적 지위 즉, 식물체의 분해자라는 자연계에서의 역할이 가을철에 우선 반영되었으며, 다음으로 상대습도의 계절별 순위를 따르는 것으로 확인되었다. 다시 말해 가을철에는 낙엽, 1년생 식물종 등 다양한 식물체의 부패 요구가 많아지므로 이런 가을철 환경 내의 영양 상태는 에너지 흐름이나 생태계 내의 영양 순환속에서 부유곰팡이의 기여와 농도 증가를 일으키기 때문이다(Maier et al.
- 01)으로 나타났다. 이와 같이 측정자료를 일평균과 시간대별로 구분하였을 때도 부유곰팡이 농도와 관련하여 강수량, 강수일수, 상대습도가 주요 기상요소임을 모든 경우에서 재확인할 수 있었으며 낮보다는 밤에서 상관계수가 높았다. 향후 장마와 같은 연속 강우나 강설시 부유 곰팡이 농도 증감 변화에 대한 확인이 필요하며 더 나아가 부유곰팡이 종별 농도와 기상요소간의 상관성도 분석이 필요하다.
- 일평균 부유곰팡이 농도와 일평균 기상값으로 정리하여 상관성 분석을 실시한 결과는 강수량 0.872(p<0.01), 상대습도 0.758(p<0.01), 강수일수 0.745(p<0.01), 일사량 –0.447(p<0.05)로 나타났고 14시 정각의 부유 곰팡이 농도와 14시 정각 기상값으로 정리하여 상관성 분석을 실시한 결과는 강수일수 0.591(p<0.01), 상대습도 0.537(p<0.01)로 나타났으며, 23시 정각의 부유곰팡이 농도와 23시 정각 기상값으로 정리하여 상관성 분석을 실시한 결과는 강수량 0.850(p<0.01), 강수일수 0.772(p<0.01), 상대습도 0.710(p<0.01)으로 나타났다.
- 0 CFU/m3로 나타났다. 평일에 비해 강우발생일과 태풍발생일의 부유곰팡이 농도는 급격한 상승이 확인되었으나 황사/미세먼지발생일의 부유곰팡이 농도는 뚜렷한 변화가 없었다. 곰팡이 종류도 다르게 구분되었는데 평일에 비해 강우발생일과 태풍발생일의 곰팡이 종류는 각각 다른 차이를 보였으나 황사/미세먼지발생일은 평일과 다르지 않았다.
- 부유곰팡이 농도 증감이나 거동에 대한 상관성 파악을 위해 평균기온, 평균상대습도, 평균이슬점온도, 평균풍속, 주풍향, 평균해면기압, 총강수량, 강수일수, 평균일사세기, 총증발량, 평균자외선지수를 알아보았다. 하루 일기에 있어서 부유곰팡이의 증감에 대하여 평균기온, 평균상대습도, 총강수량, 강수일수가 중요한 기상요소로 파악되었으나, 계절로 구분하였을 때 부유곰팡이 농도순위는 특정 기상요소의 계절별 순위를 따르지 않고 가을, 여름, 겨울, 봄 순으로 나타났다. 이것으로 보아 부유곰팡이의 생태적 지위 즉, 식물체의 분해자라는 자연계에서의 역할이 가을철에 우선 반영되었으며, 다음으로 상대습도의 계절별 순위를 따르는 것으로 확인되었다.
후속연구
- , 2010)와 다른 결과를 보였다. 이와 관련하여 향후 장마와 같은 연속 강우나 강설 조건에서의 부유곰팡이 농도를 확인할 필요가 있다. 황사/미세먼지 경보가 있었던 2019년 3월 5일(낮, 밤), 3월 20일(낮)에는 부유곰팡이 농도의 뚜렷한 증가나 감소가 나타나지 않았는데 이는 황사발생시 세균농도는 증가하나 곰팡이농도는 영향을 받지 않는다는 결과(Koh et al.
- 이와 같이 측정자료를 일평균과 시간대별로 구분하였을 때도 부유곰팡이 농도와 관련하여 강수량, 강수일수, 상대습도가 주요 기상요소임을 모든 경우에서 재확인할 수 있었으며 낮보다는 밤에서 상관계수가 높았다. 향후 장마와 같은 연속 강우나 강설시 부유 곰팡이 농도 증감 변화에 대한 확인이 필요하며 더 나아가 부유곰팡이 종별 농도와 기상요소간의 상관성도 분석이 필요하다.
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