• 생태와환경
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• 제35권2호통권98호
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• pp.123-132
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• 2002

인공부영양화 실험실에서 조류를 대량 증식 시켜 초기세포수의 농도가 $10^4\;cells/ml$가 되게 한 후 잣잎, 솔잎, 은행잎은 각각 0.5 g/l를 투여하였고 애기마름은 0.3 g/l를 투여하여 조류제어 효과를 실험하였다. 그리고 북한강 인근의 바지선에 현장 조류제어 실험조를 설치하여 남조류(Microcystis)가 최대로 증식할 때 솔잎은 0.3 g/l를 투여하여 조류제어 실험을 수행하였다. 인공실험지에서는 잣잎과 솔잎은 Chl-3와 조류세포수 모두 평균 65%의 억제 효율을 보여 비교적 양호한 효과를 나타내었다. 그러나 은행잎은 Chl-a는 33%, 조류세포수는 55%로 잣잎과 솔잎에 비하여 조류제어 효과가 다소 감소하였다. 애기마름도 0.1 g/l와 0.3 g/l로 투여량과는 거의 상관없이 Chl-a늘 34%, 조류세포수는 $55{\sim}67%$의 조류증식 억제 효과를 보였다. 5현장 실험조에서는 초기 Chl-a농도는 $70{\sim}90\;{\mu}g/l$로 비교적 높은 농포를 보였으며 우점조류는 남조류인 Microcystis이었다. 솔잎은 Chl-a로보았을 때는 74%, 조류세포수는 83%의 조류제어효과를 보였다. 은행잎은 Chl-a로 보았을 때는 40%, 조류세포수는 65%로 솔잎 투여에 비해서는 조류 증식억제 효과가 감소하였다. 식물체를 이용한 조류제어실칩 결과 솔잎이 현장에서 조류제어 효과가 가장 좋은 것으로 분석되었고 투여량은 0.3 g/l가 이상적이며 다음이 잣잎 0.5 g/l가 비교적 양호한 효과를 보였다. 솔잎 투여량은 0.3 g/l에서 $70{\sim}80%$의 조류제어 효과를 나타내었고 독소량도 80%이상 제거되었다. 한편 은행잎과 애기마름은 조류제어 효과는 있는 것으로 추정되나 투여량은 추가적으로 실험을 더 수행해야 결정할 수 있을 것으로 본다. 식물체내 유기화합물 분석결과 조류제어에 효과가 있는 페놀 성분이 검출되었고 식물체 생태독성시험 결과 식물체 투여량은 $1{\sim}5\;g/l$가 적정한 것으로 분석되었다.

• 생태와환경
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• 제55권2호
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• pp.120-131
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• 2022

Microcystins (MCs)는 남조류독소로 Microcystis, Anabaena, Oscillatoria 속 남조류에 의해 주로 생산된다. 4대강에 있는 4개의 보 (이포보, 강정고령보, 백제보, 죽산보)에서 채집된 수 시료 및 어류 조직에서 MCs의 종류별 농도를 분석하고, 독소가 검출된 어류의 섭취로 인한 인체 위해성을 검토하였다. 수 시료에서 MCs 농도의 최대값은 죽산보(3.261 ㎍ L^-1), 강정고령보(1.014 ㎍ L^-1), 백 제보 (0.759 ㎍ L^-1), 이포보 (0.266 ㎍ L^-1)의 순이었으며, MC-RR의 농도가 가장 높았고 MC-YR은 검출되지 않았다. 대상 지역에서 채집된 16종 215개체의 어류 중 3개체의 간에서 0.222~9.808 ㎍ g^-1 건조중량의 독소가 검출되 었으며, 나머지 어류의 근육과 간에서는 검출한계 이하였다. 어류의 섭식 특성과 수체 및 어류 조직의 독소 농도를 비교한 결과, MC가 먹이 사슬을 통한 생물증폭은 일어나지 않는 것으로 판단되었다. 한국인의 어류 섭취량과 MCs의 일일 섭취 허용량을 근거로 위해성을 검토한 결과, 독소가 검출된 어류의 섭취로 인한 위해성은 없는 것으로 판단되었다. 하지만 MCs에 의한 위해도를 줄이기 위하여, 추가 연구를 통하여 유해남조류가 우점하는 지역에서 다양한 시기에 채집된 어류의 조직에서 MCs 농도를 분석함으로써 어류 섭취로 인한 MCs의 노출 정도에 대한 자료를 확보하고, 이를 근거로 어류 중 MCs에 대한 관리 기준을 설정하는 것이 필요하다고 사료된다.

• 한국물환경학회지
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• 제23권5호
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• pp.705-711
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• 2007

Green quantum-dot nanocrystal (QD525) with anti-microcystin monoclonal antibody was applied for detection of microcystin, a monocyclic peptide hepatotoxin, extracted from the culture of Microcystis aeruginosa. The presence of microcystin in the cell lysate was verified by HPLC analysis with UV absorbance at 238 nm. Microcystis cell extract exhibited fluorescence emission spectra, which peak was around 460 nm because of their complex organic substances. When a spherical QD525 antibody conjugates (10~20 nm in diameter) were bound to the microcystins in the Microcystis cell lysate, the fluorescence intensity of the primary peak at 525 nm diminished while the secondary emission peak at 460 nm slightly increased intensities. It is due to energy transfer from the primary (major) to the secondary (minor) peak, resulting from physical deformation of QD525 and different environmental factors. On the other hand, other cell extracts did not show any fluorescence emission change. This study is very available for detecting and monitoring the microcystin because it is one step assay without washing step and portable spectrophotometer makes on-site measurement possible. For health risk assessment of the microcystin, the reliable and rapid system to detect and quantify microcystin is seriously required.

• 스마트미디어저널
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• 제11권9호
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• pp.56-63
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• 2022

최근 기후변화에 의한 수온상승, 과다한 영양염류의 유입 및 하천환경의 변화로 인한 주요하천 및 호소에 대한 조류발생 빈도 및 범위가 증가하고 있다. 이상조류에는 녹조와 적조가 있다. 녹조현상은 물속의 클로로필(Chl-a) 등의 남조류가 과다 성장하여 물의 색이 짙은 녹색으로 변하는 현상으로, 미량의 냄새물질과 독소를 생성하여 수질악화와 식수안전에 대한 우려가 급증하고 있다. 본 연구는 생활주변 환경의 생태하천과 호소에서 측정된 수질정보를 원격지에서 1:1 실시간모니터링 및 제어하기 위하여 디지털트윈의 3D 가상세계를 구축하고, 사물인터넷(IOT) 센서기반의 수질정보 센서측정기를 개발하며, AI의 머신러닝 기반 수집데이터 분석을 토대로 녹조 등 수질오염의 발생원인과 확산패턴을 예측하여 조류경보와 수질예보를 할 수 있는 스마트 수질환경 서비스 플랫폼 구축을 제안하고자 한다.

• 한국환경과학회지
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• 제32권5호
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• pp.315-328
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• 2023

Cyanobacteria have been used as pollution indicator species in freshwater ecosystems, and identifying their fluctuations can be an important part about management of surface waters globally. Cyanotoxins produced by cyanobacteria are directly or indirectly a threat to human and environmental health. In order to confirm the potential risk of these cyanotoxins, the fluctuations of phytoplankton and phylogenetic analysis of cyanotoxin synthetase genes were conducted at each point in the Yeongsan River water system in Gwangju from November 2021 to October 2022. Diatoms which grow well in winter were dominant at 99.4 ~ 99.5%, and diatoms and green algae were dominant from the spring to autumn when the water temperature rises. Stephanodiscus spp. were dominant at 92.7 to 97.5 % at all sites in the winter, and Aulacoseira spp., which grow in warm water temperatures, were dominant in summer and autumn. Microcystis aeruginosa was dominant at 25.2% in summer only at site 5. mcyB and anaC have been detected as cyanotoxin synthetase genes. The phylogenetic tree of anaC could be divided into two groups (Group 1 & Group 2). Group 1 contained Aphanizomenon sp. and Cuspidothrix issatschenkoi. It is combined with Aphanizomenon sp. and Cuspidothrix issatschenkoi, which are known to produce cyanotoxins.

• 분석과학
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• 제24권3호
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• pp.225-230
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• 2011

아나톡신-a는 Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria 등의 남조류에서 생성되는 신경독소로 강한 독성을 나타낸다. 국내에서는 영천호 등의 호소에서 최근 Anabaena에 의한 수화현상이 늘어나고 안전한 상수원수의 확보를 위하여 아나톡신-a의 미량분석이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 아나톡신-a를 고상추출한 뒤 4-fluoro-7-nitro-2,1,3-benzoxadiazole (NBD-F)로 형광 유도체화시켜 고성능액체크로마토그래프-형광검출기(HPLC-FLD)로 분석하였다. 시험방법 validation 결과 직선성, 회수율, 재현성에서 모두 좋은 값을 나타내었으며, 방법검출한계(MDL)은 조체 시료의 경우 $0.034\;{\mu}g/g$, 물 시료의 경우 $0.022\;{\mu}g/L$로 비교적 좋은 감도를 얻을 수 있었다. 국내 안동호, 영천호 및 대청호에서 채취한 조체와 물 시료에서 아나톡신-a의 농도를 분석한 결과 조체 시료에서는 $0.135\sim10.979\;{\mu}g/g$의 농도로 검출되었으며, 물 시료에서는 검출되지 않았다.

• 한국물환경학회지
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• 제27권4호
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• pp.491-498
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• 2011

We investigated the ranges of total cellular microcystins content of cyanobacterial blooms collected in Korean lakes and rivers from 2005 to 2009. The amount and composition of microcystins of Korean cyanobacteria varied depending on the sampling water bodies and dominant cyanobacterial genera. Toxic cyanobacterial cell numbers equivalent to $1{\mu}g$ MCYSTs/L using total cellular microcystin content of Korean cyanobacteria were in the range of 2,348 to 66,980,638 cells/mL. Only four samples among forty nine samples showed less cell numbers than current criterion of Harmful Algae Alert System, 5,000 cells/mL indicating current criterion do not reflect properly the microcystins content of Korean cyanobacteria. Anabaena and Aphanizomenon spp. showed three to six times higher cell numbers equivalent to $1{\mu}g$ MCYSTs/L than Microcystis spp. To propose criteria of Harmful Algae Alert System for Korean toxic cyanobacteria, we calculated about 50% selective geometrical means of cyanobacterial cell numbers equivalent to $1{\mu}g$ MCYSTs/L in order of toxic content. The proposed criteria for Microcystis, Oscillatoria, Anabaena, and Aphanizomenon spp., are 10,000, 20,000, 40,000, and 80,000 cells/mL, respectively.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.50-50
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• 2022

한국농어촌공사 산하의 농업용저수지 중 3786개소에 대한 수질조사를 '19년도에 실시한 결과, TOC 기준 4등급 초과 저수지 비율은 약 20%로써, 도심 근교 저수지에서 녹조현상 빈발로 인해 수질, 악취, 미관 등의 환경문제 개선 민원이 다수 발생하고 있다. 현재 녹조 발생 사후관리를 위해 주로 사용되고 있는 대형 조류제거선은 저수심 수변부에서의 적용성에 한계가 있고, Al 기반의 응집제를 사용하여 조류를 수거해서 폐기하고 있는 실정이다. (주)이엔이티는 농어촌연구원, (주)코레드, (주)삼호인넷과 함께 호소나 정체하천의 수변지역에 적용될 수 있는 저에너지형 유해조류 포집시스템 개발과, 수거된 조류부산물을 무독화하여 농업재료로 재활용하는 방안을 연구하고 있다. 저수지나 정체수역의 녹조는 바람, 수면유동 등에 의해 수변에 집적되는 특성이 있어, 인공지능 기술로 녹조현상을 감시하여 조류 밀집구간에 접근할 수 있는 자율이동식 수상이동장치를 개발 중이다. 수상이동장치는 조류포집장치를 탑재하기 위한 부력체, 원격 운전이 가능한 무인항법장치, 수변식생대 및 저수심지역 이동을 고려한 수차방식 추진체, 전체 장치의 전원 공급을 위한 고성능 배터리 등으로 구성하여 상세 도면 설계를 진행하고 있다. 조류포집장치에는 표층에 주로 분포하는 남조류를 선택 흡입하는 포집 부표를 적용하였고, Al계 응집제 사용을 배제한 분리막 실험을 통해 침지형 막분리조 및 가압형 농축조를 설계하였다. 유해조류 포집 및 농축은 수상에서 이동체에 탑재하여 이뤄지고, 육상에서는 자원 회수가 가능하도록 회분식 응집공정으로 구분하였다. 조류 밀집지역에서 수거된 조류의 무독화 및 농업재료 자원화 타당성 평가를 위해 특용 버섯균주를 활용한 시료별 분석항목을 선정하고 실험 매트릭스에 따라 실증실험을 수행하였다. 수거조류를 전처리하여 성분 및 발열량을 분석하고 버섯재배 전후의 마이크로시스틴 독소(LR, RR, LR)를 포함한 성분 분석을 수행하여, 고체연료, 비료 및 사료로 활용방안을 검토하였다. 무인자율이동 조류포집장치는 실증화 규모로 제작하여 기선정된 테스트베드에서 현장적용성 평가를 수행할 예정이다. 본 연구를 통해 개발된 유해조류 포집 시스템은 기존의 녹조제거 방안을 보완하여 정체수역의 생태계 복원 및 친수공간의 환경개선 등에 적용되며, 무독화가 입증된 유해조류의 농업재료 자원화 기술은 고부가 상품 개발 및 환경폐기물 감축에 활용될 것이다.

• 생태와환경
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• 제47권2호
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• pp.116-126
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• 2014

2012년 5월부터 2013년 4월까지 북한강 수계 3개의 연속댐(의암호, 청평호, 팔당호)의 수리-수문, 수질 및 식물플랑크톤 현존량 등을 월 1회씩 총 12회에 걸쳐 조사하였다. 3개 저수지의 식물플랑크톤 군집은 몬순전기에는 돌말류, 몬순기에는 남조류, 몬순후기에는 다시 돌말류가 우점하는 계절성을 보였으며, 팔당호에서는 몬순후기 저온기에 녹조류가 높은 밀도를 나타냈다. 조사기간동안 가장 높은 현존량을 보였던 남조 Anabaena spp.는 의암호에서 2012년 6월에 출현하여 7월에 최고치(43,850 cells $mL^{-1}$)를 보이고 높은 수준을 유지하다가 11월에 소멸되었다. 이에 비해 청평호 (31,648 cells $mL^{-1}$)와 팔당호 (7,136 cells $mL^{-1}$)에서는 공히 7월에 처음 출현하여 8월에 최고치를 보이다가 9월에 완전히 사라졌다. 수환경과 남조 Anabaena spp. 현존량과의 관계를 보면, 3개 저수지 모두 강우 (r=0.72, r=0.83, r=0.88, P<0.01 for all)를 비롯한 유입량, 유출량 및 영양염에 대하여 높은 상관성을 나타냈다. 따라서 2012년 봄철 갈수기 동안 북한강 수계 3개 저수지에서 일어난 Anabaena 대발생 및 소멸은 강우의 직, 간접적인 영향을 받았으며, 의암호는 강우 이후에도 상당기간 동안 다른 남조류가 비교적 높은 현존량을 유지하고 있어 상수원 저수지의 이취미 및 독소발생 가능성은 지속될 것으로 판단되었다.