• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.261-261
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• 2022

최근 국내 녹조현상의 빈도가 잦아지고, 지속기간이 증가하였다. 이러한 녹조현상은 이상기후로 인한 일사량, 수온, 체류시간 증가로 인한 환경적인 영향이 있으며, 산업단지 및 농지 등에서 유출되는 질소나 인의 부영양화로 인한 인위적 영향이 있다. 조류종 중 특히 남조류가 생장하는 과정에서 발생하는 독성물질(간독소, 신경독소), 이취미 물질(Geosmin, 2-MIB 등)은 수질을 악화시키고 있어 생태계에 큰 영향을 미친다. 조류는 하천에서 넓은 분포로 발생하게 되는데 현재 조류 조사 방법은 현장에 발생한 조류를 직접 채취하여 연구실에서 현미경으로 직접 검경하기 때문에 많은 인력과 시간, 비용이 소비되고 있는 실정이다. 국내에서는 인력과 시간을 줄이기 위해 센서를 활용한 조류분석 및 원격탐사 기법을 이용한 조류 모니터링에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 하지만 하천에서는 녹조류와 남조류 모두 혼합되어 존재하며 센서를 이용하여 조류를 분석할 시 녹조류는 Chl-a, 남조류는 Phycocyanin을 대체하여 분석하고 있다. 하지만 모든 조류는 광합성을 하기 때문에 Chl-a를 모두 함유하고 있어 Chl-a만으로 남조류를 추정하는 데에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 조류 계측장비인 LISST-HAB를 통하여 조류시료의 농도를 측정하여 Chl-a, Phycocyanin 농도를 측정하여 조류종 분류에 대한 분석을 진행하였다.

• 생태와환경
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• 제38권2호통권112호
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• pp.237-248
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• 2005

서울 경기지역 공원 연못 및 한강 수계내의 수중 조류독소 Microcystin (MC)의 분포를 파악하기 위하여, 수도권 공원 연못 7개소, 한강수계 4개소, 경안천 1개소, 양수리 육각지 1개소, 대조군 2개소를 포함 총 15개 지점을 대상으로 강우가 적은 저온기 동안, 3차례에 걸쳐 수중내 환경요인, 조류 현존량, 조류 독소량을 조사하였다. 조류독소는 유도체중 가장 독성이 강한 Microcystin-LR (MCLR)만을 대상으로 하였으며 ELISA법으로 분석하였다. 조사기간 동안 수온($0.4\;{\sim}\;21.9^{\circ}C$)을 비롯한 대부분의 환경요인들은 계절성과 지역성이 뚜렷하였다. 조류 현존량은 수온 변화에 민감하였고 (r = 0.307), Microcystis aeruginosa를 포함하여 남조류는 경복궁 경회루, 석촌호수. 양수리 육각지 등에서 우점하였다. 조류독소 MCLR (측정한계 $0.05\;{\mu}g\;L^{-1}$) 는 남조 Microcystis aeruginosa출현이 높았던 지점에서 높게 검출되었으며, 조체성과 용존성을 합한 총 MCLR은 1차조사시 경복궁 경회루 ($1.39\;{\mu}g\;L^{-1}$), 석촌호수($0.55\;{\mu}g\;L^{-1}$), 양수리 육각지 ($0.59\;{\mu}g\;L^{-1}$)에서 각각 높게 나타났으나,2, 3차 조사에서는 양수리 육각지에서만 검출되었다. 남조류 총현존량은 조류 현존량 (r = 0.066)이나 엽록소 a량(r = -0.058)과는 낮은 관계를보였으며, M. aeruginosa 현존량(r = 0.766)과는 매우 높은 관계를 나타냈다. 조류독소 MCLR은 남조 M. aeruginosa 현존량이 높았던 지점에서 높게 검출되었다(조체성: r = 0.526, 용존성: r = 0.433).따라서, 서울, 경기지역 공원 연못이나 한강수계의 조류독소는 주로 정체성 연못에서 남조 Microcystis aeruginosa에 의해 형성되지만, 여가활동이나 상수원 공급에는 위험성이 낮은 것으로 판단되었다.

• 환경위생공학
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• 제20권2호
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• pp.1-11
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• 2005

Cyanotoxin, microcystins commonly produced by cyanobacterial affect various aquatic organisms and even human health. Kinds, structures, measurement analysis, toxicity and removal of Microcystin-LR were explained and discussed.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.1-1
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• 2017

녹조현상은 부영양화된 호수나 유속이 느린 하천에서 부유성의 조류(식물 플랑크톤)가 대량 증식하여 수면에 집적하게 되고 물의 색을 현저하게 녹색으로 변화시킴으로써 발생된다. 최근에는 이러한 녹조 현상이 광역화, 독성화, 장기화의 특성을 띠며 빈번히 발생되고 있다. 녹조현상은 독소를 발생시키는 남조류에 의해 수생식물에 악영향을 주는 것으로 알려져 있다. 예를 들면 독소에 의한 가축에의 영향, 생태계 파괴로 인한 생태학적인 문제, 산소결핍으로 인한 물고기 및 각종 수중생물 폐사 등의 심각한 문제를 야기한다. 또한 조류는 식수에서 맛과 냄새를 유발할 뿐 아니라 Microcystin-LR과 같은 유해한 독소를 배출하여 공중 보건을 위협한다. 이에 식수원으로 사용되는 하천의 조류 번식에 따른 대응방안 마련이 절실히 요구된다. 유입되는 조류로 부터의 정수처리 설비의 처리 부하를 줄이기 위해서는 취수시스템과 연계한 고속 전처리 조류 제거 시스템을 개발이 필요하다. 기존의 전기응집부상공정(Electro-Coagulation and Flotation, ECF)은 화학 약품(응집제) 투여량이 적은 이점이 있지만 비교적 긴 전기 분해 시간이 필요하여 기존 정수처리 시스템과 연계성에 있어 한계가 있다. 이에 본 연구는 전기 분해 시간을 줄여 유입된 조류를 수 초 내에 응집하여 1분 이내에 조류를 분리하는 초고속 조류 전처리 기술을 개발하였다. 개발된 기술의 현장적용 및 실험 결과, 응집과정이 없이도 Chlo-a는 약 45 %의 제거 효율을 나타났다. 또한 응집제의 투입 및 전극에 의한 부상시스템에 의해 Chlo-a가 약 80 %로 제거되는 것으로 나타나 빈번하게 발생되는 조류로부터 안정적인 물 공급을 위한 전처리 공정으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제51권1호
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• pp.16-28
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• 2018

남조류에 대한 오랜 연구로 많은 사실을 알게 되었음에도 여전히 미지의 영역으로 남아있는 부분이 많은데, 분자 생물학에 기반한 오믹스 기술의 발전으로 새로운 도구를 이용한 다른 관점에서의 연구가 최근 활발해지고 있다. 일차적으로는 유전체 염기서열 분석기술을 사용하여 다양한 남조류의 유전체 비교분석과 유전자의 발현 양상을 연구함으로써, 독소 합성의 조절 기작 등 생리적 특성이 나타나는 원리 규명에 많은 노력이 기울여지고 있다. 또한 남조류 유전형의 다양성과 이들이 밀접하게 상호작용하는 박테리아 군집이 계절적 및 환경적 요인에 어떻게 반응하여 변화하고, 이러한 변화가 생태계에는 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구가 생물정보학 분석기법과 결합하면서, 생태계의 복잡한 작동방식에 대한 이해도 늘어나고 있다. 특히 다양한 오믹스 기법을 복합 적용함으로써 생태계 안에서 일어나는 모든 층위의 생물학적 반응에 대한 총체적 그림을 그리는 것이 현실화되고 있으며, 이렇게 그려진 설계도로부터 녹조를 효과적으로 제어하고 건강한 수생태계를 유지할 수 있는 새로운 통찰의 가능성에 대한 기대가 고조되고 있다.

• 생태와환경
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• 제38권2호통권112호
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• pp.261-270
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• 2005

매년 남조 Microcystis aeruginosa가 대발생하는 인공연못에 100 L mesocosm를 설치하고 생물제재 (Xantobacter autotrophycus + casitone)를 혼합 처리한 결과, 환경요인의 변화(pH, DO감소, 영양염 증가)와 함께 식물플랑크톤 군집의 뚜렷한 변화가 관찰되었다. 생물제재 처리후 M. aeruginosa는 점차 감소하여 8일에는 관찰되지 않았고, 식물플랑크톤 총 밀도의 약 60% 이상이 감소하였다. 또한 남조의 소멸과 함께 조체성 독소의 감소 및 용존성 독소가 증가하였으며, 뚜렷한 영양물질의 증가에도 불가하고 현존량이 증가하는 종은 나타나지 않았다. 이러한 영양물질이나 용존성 독소의 증가는 생물제재를 이용한 남조류 제어가 상수원 저수지와 같은 장소보다는 규모가 작은 연못이나 저수지 등에 적합하며, 생물제재 처리 이후 수질변화에 대한 적극적인 수질관리 대책이 마련되어야 할 것으로 판단되었다.

• 생태와환경
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• 제41권1호
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• pp.54-65
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• 2008

본 연구는 수도권 지역에 위치한 주요 공원 연못의 연중 식물플랑크톤 변동과 수질을 파악하고자, 공원 연못 7개소를 선정하여 2004년 10월부터 2005년 8월까지 매 2개월 간격으로 수중 내 기초환경 요인 및 식물플랑크톤에 대한 조사를 각각 실시하였다. 조사기간 동안 수온$(0.4\sim26.0^{\circ}C)$을 비롯한 대부분의 환경요인들은 계절성과 지역성이 뚜렷하였다. 식물플랑크톤 총 현존량은 남조류 총 현존량과 매우 밀접한 관계를 보였다(r=0.99). 그러나 식물플랑크톤 총 현존량과 남조류 총 현존량은 다른 여러가지 환경요인들간에 유의한 상관성을 나타내지 않았다. 수도권 주요 공원 연못은 높은 인 농도로 인한 부영양상태가 나타났으며, 계절에 상관없이 남조류가 우점하였다. TN/TP비는 대부분의 연못에서 10 이하이고, 공원 연못에 주로 출현한 남조류는 Anasoena sp., Aphanocapsa elachista, Lyngbya contorta, Merismopedia elegans, Microcystis aeruginosa, M. wesenbergii, Microcystis sp., Oscillatoria sp., Phormidium tenue, Plectonema sp. 등 10종으로 조사되었다. 이들 남조류는 대부분 독성을 나타내는 조류로서, 공원 연못 등에 대한 조류 독소기준 설정 및 지속적인 모니터링이 필요하다고 판단된다.

• 생태와환경
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• 제34권3호통권95호
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• pp.175-184
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• 2001

방류수내 남조류 세포의 밀포와 종조성 및 독소의 계절별, 일일 변화를 일본 중심에 위치하고 있는 Suwa호의 수문에서 1998년 5월부터 10월까지 조사하였다. Microcystis의 높은 세포밀도가 M. ichthyoblabe가 우점했던 7월과 M. viridis가 우점종으로 나타난 9월에 관찰되었다. Microcystis의 종조성과 총 세포밀도는 3종류의 microcystin의 정성${\cdot}$정량적인 변화와 관련이 있었다. M. ichthyoblabe가 우점했던 7월 동안에는 MC-RR과MC-LR만이 검출되었으나 M. aeruginosa의 개체수 증가와 함께 M. viridis가 우점종으로 나타난 8월부터 10월까지는 MC-YR을 포함한 3종류의 microcystin 모두 검출되었다. 방류수내 Microcystis의 세포밀포와 microcystin의 함량의 일 변화는 바람의 일 변화에 큰 영향을 받았다. 아침에 비해 오후에 바람이 강하게 부는 풍속주기의 조건에서 Microcystis의 세포밀도와 독소의 함량은 아침에 증가하고 오후에 감소하는 경향을 나타냈다. 본 연구의 결과들은 수문이나 취수탑에서 방류시기의 조절은 부영양 호수에서 물을 취수하여 이용함에 있어 원수내 조류의 생물량을 저감할 수 있는 유효한 방법임을 제시한다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권12호
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• pp.657-667
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• 2015

녹조현상을 형성하는 유독남조류는 세계 각지의 부영양화 호수에서 장기간 관찰되고 있다. 남조에 의해 생산되는 독소는 크게 신경독(anatoxin-a, anatoxin-a(s), saxitoxin)과 간독(microcystin, nodularin, cylindrospermopsin)으로 나뉜다. Microcystin은 남조세포내에 존재하며, 세포막이 손상되면 외부로 방출된다고 사료되며, 용출된 microcystin은 생물에 악영향을 끼치며, 호수, 하천 및 해양의 수생생물에 microcystin이 축적된다고 알려져 있다. 자연계에서는 포식자에 의한 남조세포의 섭식 또는 남조세포로부터 용출된 microcystin의 미생물에 의한 분해에 의해 microcystin의 제거가 가능하지만, 정수처리 과정에서는 microcystin을 분해하는 미생물이 존재하지 않으므로, 세포제거를 위해 황산구리를 사용할 경우 대량의 microcystin이 용출되므로 주의가 필요하다. 지금까지의 보고에 의하면 세포 밖으로 용출된 micorcystin을 제거하는 기술은 물리, 화학 및 생물학적 방법이 있다. 녹조현상의 방지는 그 발생의 원인인 호수 외로부터 유입되는 영양염류인 질소와 인의 감소가 기본이지만, 부영양호의 경우 이미 유입된 영양염류를 축적하고 있으므로 투자에 비해 효과는 높지 않다. 호수가 본래의 상태일 때 부영양화 된다면, 호수의 연안부에 수생식물의 침입이 일어나고, 식물플랑크톤에 의한 조류 번무 현상은 보이지 않는 것이 보통이다. 이러한 관점으로 녹조현상 발생방지를 위해서는 일단 호수 연안을 정상적인 상태로 복원할 필요가 있다.

• 생태와환경
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• 제33권4호통권92호
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• pp.366-373
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• 2000

남조류가 빈번하게 발생하는 부영양 호수를 대상으로 남조류 발생시 동물플랑크톤의 군집구조를 파악하였고, 남조류를 먹이원으로 하는 동물플랑크톤 배양실험을 통해 시간에 따른 동물플랑크톤 밀도와 우점종의 변화를 관찰하였다. 조사대상으로 한 모든 호수에서 남조류가 관찰되었다. 다른 호수에 비해 질소가 식물플랑크톤의 성장을 억제할 수 있는 정도의 농도(0.1 mg/l 이하)로 존재하고 있었던 화진포에서는 Anabaena속의 종만이 출현하였고, 그 외 다른 호수에서는 Microcystis속의 종들이 우점종으로 나타났다. 남조류가 관찰된 호수에서의 동물플랑크톤 군집은 윤충류가 우점하였고 각 호수마다 우점종에는 차이가 있었으나 Keratella, Polyarthra가 우점종으로 조사되었다. 동면저수지에서는 다른 호수들에서의 결과와는 달리 남조류의 세포밀도가 높았던 시기에 요각류의 구성비가 높았으나, 남조류의 생물량 감소와 더불어 요각류의 생물량은 감소하였고, 윤충류의 밀도는 증가하였다. 윤충류 군집 내 우점종은 Keratella,Hexathra 그리고 Polyarthra였다. 남조류를 먹이로 공급하여 동물플랑크톤 군집 변화를 관찰한 배양실험에서는 남조류 주입 4일 후 요각류의 밀도가 급격하게 감소하였으나 (약 90%), 윤충류는 Keratella ${\to}$ Pompholyx ${\to}$ Monostyla로 바뀌는 우점종 변화와 더불어 밀도가 지속적으로 증가하였다. 이상의 결과는, 윤충류가 군체 형성 혹은 독소생성 등으로 동물플랑크톤의 섭식 활동을 억제할 수 있는 남조류에 대해 상대적으로 높은 적응 능력을 가지고 있음을 시사한다.$day$^{-1}$이었고, 20 m 수심에서 채집된 시료에서는 0.88${\sim}$1.04 mg O$_{2}{\cdot}$l$^{-1}{\cdot}$day$^{-1}$이였다. 수심에 따른 유기물의 변화를 보면, 5m에서 채집된 유기물의 엽록소 a 농도는 20 m에서 회수된 유기물의 30% 정도이나, 산소소모율은 70% 수준이다. 이러한 결과에서 팔당호에서는 표층에서 식물플랑크톤에 의하여 생성된 유기물 중 저분자 유기물은 쉽게 산소를 소모하여 분해되지만, 고분자 유기물은 그대로 저층에 쌓여, 저질토의 산소 소모율에 영향을 주고 있음을 확인하였다.으로의 유역관리는 점오염원의 관리와 더불어 비료사용량의 축소, 축산분뇨의 적절한 처리, 토양유실방지등 유역의 비점오염원에 대한 관리에 더욱 집중해야 할 것으로 보인다.업용 저수지의 수질예측에 있어는 복잡한 유출모형이나 유역모형, 호소수질모형 등을 사용하기보다는 본 연구에서와　같이 기존자료를 분석하여 도출한 경험적 관계식을 사용하면 비교적 적은 노력으로도 상당히 신뢰성있게 예측하여 수질관리에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.가 정화효율과의 상관관계보다 좀더 유의성 있게 나타났다. 이것은 높은 수리학적 부하조건이 영양염류 등의 정화효율에는 크게 영향을 미치지 않음을 보여주고 있으며, 따라서 비교적 낮은 농도의 영양염류를 가지고 있고, 많은 처리수량을 요구하는 부영양화된 저수지의 수질개선을 위해서는 높은 수리학적 부하조건에서 시간당 정화량을 늘리는 관리방법이 경제적이며, 이에 초점을 맞추어 나가야 할 것으로 사료된다.도로