• 한국미생물·생명공학회지
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• 제15권6호
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• pp.388-395
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• 1987

천연섬유소 분해활성이 우수하고 그 효소 유도기구도 Trichoderma reesei와는 다른 Penicillium verruculosum F-3을 모균주로 사용하여 돌연변이 처리에 의한 유전적 개량을 시도함으로써 cellulase 생산성이 증진된 조절변이주를 얻고자 변이주 유도조건 변이주에 의한 cellulase 생성조건을 검토하였다. 한천평판상에서의 변이주의 선택분리 효율을 향상시키기 위하여 각종 colony 소형화제의 영향을 검토한 바 Oxgall을 배지에 1.5% 첨가하였을 때가 가장 좋았다. Cellulase 고생산성 변이주 선정의 한 지표로서 대사산물 억제의 해제를 선택했다. P. verruculosum F-3은 glucose 또는 glycerol 농도 1% 이상에서 본 효소생성이 억제되었다. 변이주 유도조건으로서 UV조사의 경우는 19분 처리로 약 0.2%, NTG 처리의 경우는 200$\mu\textrm{g}$/$m\ell$ 농도로 1시간처리로 48%의 생존율을 나타냈다. 변이처리 한 균주를 여지붕괴도, cellulose agar plate에서의 clear zone의 크기, cellulose powder 배지로 배양한 조효소액의 여지분해활 성을 조사하여 우수균주로서 UV-9, UV-10 및 NTG-3을 최종 선발했다. 각종 탄소원을 함유하는 배지에서의 cellulase 생산성을 조사한 바 KC-M-W 배지로 배양한 UV-9, UV-10 및 NTG-3의 여지분해 활성은 친주보다 각각 34%, 55%, 41% 증가되었으나, UV-9 및 NTG-3은 COA 자화능이 현저히 저하되었다. 변이주 UV-10은 COA-4 배지로 배양했을 때 친주에 비해 단백질량 30%, Avicel 분해활성 30%, 여지분해활성 20%, salicin 분해활성 50% 증가가 인정되었고, 비록 역가는 낮았지만 glucose 및 cellobiose를 함유하는 배지에서 CMC 및 salicin 분해활성을 구성적으로 생산하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제33권2호
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• pp.117-122
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• 2005

Beijerinckia indica를 통한 Heteropolysaccharide-7(PS-7)생산 최적화를 위해 다양한 탄소원과 질소원을 첨가하여 다른 배지 조성들이 PS-7에 미치는 영향을 조사하였다. 높은 C/N ratio에서 PS-7 생산을 배양 40시간까지 효과적으로 증가시킬 수 있었으며 낮은 C/N ratio에선 탄소원으로 첨가한 glucose가 균체의 생산에 사용되었을뿐 PS-7의 생산은 낮았다. 하지만, 높은 C/N ratio에서는 배양액의 점도로 균체의 생산이 정체하는 것으로 보아 본 실험에서는 20g/l glucose와 $NH_{4}NO_3$ 7.5 mM으로 33.3의 C/N ratio가 PS-7 생산에 적절한 비율인 것으로 관찰되었다. 다양한 탄소원을 첨가한 결과, B. indica는 PS-7 생산을 위하여 탄소원으로 hexose 또는 glucose-generating 당을 효율적으로 이용할 수 있었다. Beijerinckia indica를 이용한 PS-7 생산을 위해 첨가한 다양한 탄소원 중 sucrose 농도가 최고의 PS-7(6.96 g/L)을 생산 하였다. 51 배양기를 이용한 배양에서 탄소원 20 g/L glucose, 질소원 7.5 mM $NH_{4}NO_3$이 포함된 MSM 배지내 배양된 B. indica의 세포 농도가 최고 2.5 g/L이였고, 생산된 최고 PS-7농도는 7.5 g/L(35174 cp)으로 나타났다. 질소원이 완전히 소모된 12시간 이후, 7.5 mM의 $NH_{4}NO_3$, glutamine, glutamate을 첨가한 MSM 배지에서의 B. indica 배앙 결과, 질소원이 B. indica 내에서 탄소원 대사를 조절하는 역할을 하는 것을 관찰할 수 있었으며 최종적으로 PS-7의 생산을 조절할 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제39권3호
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• pp.281-286
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• 2011

발효새우젓의 에탄올 추출물이 지질대사 개선 효능을 알아보기 위하여 흰쥐에 고지방사료를 식이 시키고 추출물의 경구투여 시킨 후, 혈중 지질 관련 물질의 변화를 측정하였다. 혈청 총 콜레스테롤 함량은 고지방 식이를 급여한 HC, HC-SFSL, HC-SFSH, HC-Lov군 모두 7일차, 14일차에 대조군(NC) 보다 유의하게 증가하였다. HC-SFSH군은 7일차에 330 mg/dl, 14일차에는 277 mg/dl로 HC군에 비하여 31.5%, 40.4%의 유의한 저하효과가 관찰되었으며 양성 대조군인 lovastatin보다 감소율 대비 12.6배 높은 혈중 총 콜레스테롤 저하 효과를 나타내었다. 혈중 TG 함량은 7일차에 HC-SFSL군, HC-SFSH군 그리고 HC-Lov군에서 62 mg/dl, 30 mg/dl, 55 mg/dl로 HC군 85 mg/dl에 비해 각각 27%, 64.7%, 35.2%의 유의성 있게 감소하였다. 혈중 LDL-콜레스테롤 함량은 HC-SFSH군에서 고지방만 급여한 HC군 보다 7일차에 22.4%, 14일차에 36.3% 감소 하였으며 양성 대조군인 lovastatin 투여군 보다 혈중 LDL-콜레스테롤 수치를 2.4~3.2배 감소시키는 것으로 나타났다. 고지방 및 새우젓 에탄올 추출물을 14일간 투여 후 간의 조직학적 관찰을 한 결과, 일반식이를 급여한 NC군의 간조직 세포는 간정맥을 중심을 향하여 규칙적 배열을 이루고 있었으며, 간세포의 핵은 중심에 위치하고 세포질은 균질된 구조였다. 반면 고지방 식이만 급여한 HC군의 간 조직은 간조직의 지방입자가 전체적으로 지방구를 형성하며 세포핵이 한쪽으로 치우쳐져 있으며 세포질도 많이 파열되어 전형적인 지방간 형태를 나타내었다. 특히 HC-SFSH군의 간조직은 HC군에 비하여 지방구의 숫자와 세포질의 파열정도가 뚜렷하게 감소된 것이 관찰되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제38권4호
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• pp.414-419
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• 2010

본 연구에서는 식물 추출물을 이용하여 항산화 활성 및 tyrosinase 활성 억제 효과를 측정하였다. 식물 추출물의 폴리페놀물질의 총 함량은 Acer psedo-siebolianum의 추출물이 16.4 mg/g로 가장 높은 추출량을 나타내었다. 항산화 활성 측정에서는 Acer ginnala 에서 $IC_{50}$값으로 $21.3\;{\mu}g/mL$으로 가장 좋은 활성을 나타내었다. 반면에 L-DOPA를 기질로 하여 mushroom tyrosinase의 활성 억제측정에서는 Distylum racemosum 1,000 mg에서 49.1%로 다른 추출물에 비하여 상대적으로 높은 활성을 나타내었다. Tyrosinase 활성 억제력이 가장 높은 D. racemosum의 추출물을 이용하여 ethanol 분획과 ethyl acetate 분획으로 분리하여, 이중 D. racemosum의 ethanol 분획에서 항산화 활성 $IC_{50}$ 값은 $0.9\;{\mu}g/mL$, tyrosinase 활성억제는 $IC_{50}$값이 $118.1\;{\mu}g/mL$로 ethyl actate 분획보다 높은 활성을 나타내었다. 또한 ethanol 분획을 이용하여 B16/F1 melanoma cell에서는 $60\;{\mu}g/mL$까지는 세포독성을 나타내지 않았으며 $80\;{\mu}g/mL$의 농도에서 약간의 세포독성을 나타내었다. 에탄올 분획을 이용한 세포내 melanin 색소의 생산억제 $IC_{50}$값은 $75.4\;{\mu}g/mL$로 분석되었다. 이러한 결과로 D. racemosum의 에탄올 추출물이 B16/F1 melanoma cell세포의 melanin색소합성대사에 관여하여 색소합성을 저해하는 것으로 보인다.

• 생명과학회지
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• 제29권6호
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• pp.653-661
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• 2019

본 연구는 siRNA 기반 치료제등의 핵산치료제 개발에 있어서 필수적인 약물의 생체내 흡수, 분포, 대사, 배설에 대한 동태의 확인을 위해 stem-loop RT-qPCR 법을 이용하여 보다 더 정확한 시험법을 확립하고자 하였다. siRNA에 특이적인 primer와 probe를 선별하여 siRNA 정량검출 시험법을 최적화하였다. siRNA 표준시료를 이용하여 최적화된 시험법을 적용하였을 때 siRNA 표준시료에 대한 Cp 값(y)간의 선형분석 결과, 기울기 평균 -3.3, 결정계수 $R^2$>0.99으로 확인되어 siRNA 표준시료와 Cp 값 간의 회귀성이 매우 높아 정량 분석이 가능한 시험법임을 확인하였고, 같은 표준시료를 이용한 stem-loop RT-qPCR의 검출한계(LOD)는 10 fM, 최소정량한계(LLOQ)는 100 fM이었다. 확립된 시험법의 신뢰성을 확인하기 위해 시험자를 다르게 하고, 시험법을 3회 반복하여 각각 진행한 결과, siRNA 표준시료에 대한 Cp 값(y)간의 선형분석 결과 기울기와 결정계수 $R^2$의 재현성(slope ${\pm}-3.2$, 결정계수 $R^2$>0.99)을 확인하였고, 표준 곡선으로부터 환산된 siRNA 표준시료의 회수율(recovery ${\pm}20%$)과 완건성이 우수함을 확인하였다. 확립된 stem-loop RT-qPCR을 생체내 존재하는 약물 검증에 적용할 수 있는지 확인하기 위하여 시험동물에 siRNA를 주입 후 시간별 혈액을 채취하여 확립된 시험법으로 시험을 진행하였고 약물 동태학적 분석을 통해 siRNA치료제의 혈액내의 안정성을 확인하였다. 따라서 본연구에서 개발된 stem-loop RT-qPCR 분석법은 정확성, 정밀성 및 민감도가 높은 분석법으로 핵산치료제 개발 연구의 다양한 생체시료 분석 연구에 적용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 식품과학과 산업
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• 제53권1호
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• pp.2-32
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• 2020

키토산은 천연에 존재하는 풍부한 고분자 다당류이며 동시에 항균작용, 항암작용, 면역 활성 증강 작용 등 다양한 생리 기능성을 가진 생체 물질(biomaterial)이다. 그러나 키토산은 수용액에 쉽게 용해되지 않고 체내 흡수율도 매우 낮은 고분자 물질이기 때문에 그 자체로는 생체 내에서 기능을 발휘하지 못한다. 따라서 체내 흡수율이 용이하고 보다 다양한 생리 활성을 나타내는 키토산올리고당으로 섭취할 필요가 있다. 키토산으로부터 키토산올리고당을 만드는 방법은 온화한 조건에서 부반응이 없는 효소분해가 가장 이상적이다. 그러나 키토산을 분해시킬 수 있는 효소의 가격이 매우 비싸고 효소 활성이 낮아 산업적으로 효소를 이용하여 키토산올리고당을 대량 생산하는데는 경제적으로 큰 문제가 있었다. 따라서 효소 분해에 의한 키토산올리고당의 생산을 산업적으로 적용시켰을 때 대량으로 소모되는 효소의 높은 생산 비용을 경감하기 위하여 효소의 재이용을 위한 생산 시스템을 도입하였고 한외여과막과 효소 반응기를 결합시킨 한외여과막 효소반응기를 키토산올리고당의 생산에 적용시킴으로써 대량 생산이 가능해졌다. 이 시스템은 사용하는 막의 종류에 따라 원하는 분자량의 키토산올리고당을 생산 할 수 있어 분자량 크기에 따라 생체 내에서 다른 생리기능을 나타내는 키토산올리고당을 각기 목적에 맞는 제품으로 대량 생산할 수 있다. 키토산올리고당은 암세포 성장에 영향을 미치는 면역을 증진시키고 암 전이 관련 효소인 MMP-2 및 MMP-9의 발현을 저지하여 암 전이를 억제할 뿐만 아니라 암세포의 신생 혈관형성을 억제하므로 암의 예방이나 치료에 활용될 수 있다. 또한 키토산올리고당은 생체 노화를 촉진시키는 초과산화 라디칼, 히드록시라디칼, 과산화 라디칼과 같은 활성산소종을 소거시킴으로써 활성산소종에 의해 유발되는 질환도 예방한다. 더 나아가서, 키토산올리고당은 양전하를 가진 아미노기를 갖고 있어 미생물 세포막의 음전하와 결합하여 세포막의 기능을 상실시킴으로써 막을 통해 출입하는 대사에 필요한 물질들을 봉쇄한다. 이것은 미생물의 성장과 증식을 감소시키는 효과가 있어 식품분야에서도 천연 보존제로서 활용될 것으로 기대된다. 지금까지 고혈압 및 심장 질환의 치료는 레닌엔지오텐신 시스템(RAS)경로의 치료조작(mani pulator) 및 ACE 저해에 초점이 맞추어져 왔다. Captopril, Enalapril, Alcacepril 및 Lisinopril같은 합성 ACE 저해제는 고혈압 치료 및 예방을 위해서도 널리 사용되고 있으나 기침, 알레르기 반응, 맛 장애 및 피부발진과 같은 부작용을 야기시킬 위험이 있다. 그러므로 고혈압의 치료나 관리를 위한 치료제로서 자연계에 존재하는 천연성분인 키토산올리고당이 바람직한 대안으로 사용될 수 있을 것이다. 고령 사회로 진입하면서 노인의 치매 발병률은 현저하게 증가하는 추세이나 아직까지 효과가 뛰어난 치매치료제는 개발되지 않고 있는 실정이다. 키토산올리고당이 치매유발효소인 베타-세크레테이즈뿐만 아니라 아세틸콜린 에스테르가수분해효소를 저해하고, 산화에 의한 뇌세포의 손상을 저해하는 효능이 있는 것으로 밝혀져 앞으로 치매 예방이나 치료에 적극적으로 활용되어야 한다. 최근에 소비자나 환자들은 다양한 부작용을 낳는 화학적으로 합성된 의약품을 기피하는 경향이 있어 자연식품이나 천연 생리기능성 물질과 자가치료에 대한 욕구가 높아지고 있다. 그러므로 의약품에 비해 다소 효능이 낮을지라도 특정한 질병의 예방이나 치료를 위해 특수한 생리 기능성 물질의 섭취는 더욱 더 인기를 끌게 될 것이다. 따라서 항암, 항산화, 항염증, 항균, 항고혈압, 항치매, 항당뇨, 항알레르기 등 다양한 생리활성을 나타내는 키토산올리고당을 활용한 건강기능성식품(nutraceuticals), 의약품(pharmaceuticals) 및 기능성 화장품(cosmeceuticals) 등 다양한 제품이 개발될 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제22권1호
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• pp.67-81
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• 2012

금정산 일대 지하수공으로부터 공막힘 물질(clogging material)의 형성원인과 특성을 연구하였다. 공막힘 원시료는 레이저입도측정기를 이용하여 입도분포 분석을 하였고, 광물분석, 미세구조특성분석을 위하여 X-선회절분석(XRD)과 전자현미경(SEM, TEM)분석을 실시하였다. 대부분의 시료들은 로그정규분포에 가까운 입도분포의 특성을 나타내나 일부 시료에서는 여러 구간에서 높은 빈도분포를 보인다. 이 같은 입도특징은 입자의 형성단계가 다양하여 입자의 크기가 다르거나, 물질의 종류 자체가 다름을 의미한다. XRD 분석결과에 의하면, 공막힘 물질들은 주로 침철석, 페리하이드라이트, 래피도크로사이트와 같이 결정도가 낮은 철수산화물이 우세하며, 일부는 철, 망간, 아연의 금속물질, 또는 석영, 장석, 운모 및 스멕타이트 등으로 구성된다. 적갈색 시료의 경우 철수산화물, 암적색 및 암흑색 시료는 철수산화물, 망간수산화물, 회백색 및 연갈색 시료는 스멕타이트, 석영, 장석, 철수산화물 등으로 이루어진다. SEM하에서 공막힘 물질은 주로 철수산화물과 미량의 암편으로 구성되는데, 철박테리아의 일종인 Gallionella와 Leptothrix가 철수산화물과 흔히 수반된다. TEM하에서 철박테리아는 협막과 내부에 철수산화물의 덩어리를 산점상의 형태로 보유하고 있어 대사과정에서 철의 침전작용과 밀접하게 관련됨을 보인다. 석영, 장석, 백운모와 같은 조암광물은 지하수공 분포지역인 금정산 일대의 화강암편으로부터 유래한 것으로 토양이나 대수층으로부터 유래되었다. 지하수공의 성능을 잘 유지하려면 공막힘물질의 형성원인 규명이 중요한 과제이다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권12호
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• pp.1277-1284
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• 2005

낙동강중류에 있어서 APE(Alkylphenol Polyethoxylate) 및 APE의 분해산물인 NPnEO(Nonylphenol polyethoxylates), NPnEC(Nonylphenol carboxylic acid), NP(Nonylphenol)의 농도 분포를 조사하였다. 각 지점에 있어서 APE의 농도분포는 낙동강과 금호강에서는 $0.62{\sim}11.70\;{\mu}g/L$의 범위를 나타내었고, 공장폐수 및 가정하수가 유입되는 3공단천과 달서천에서는 $70.00{\sim}212.50\;{\mu}g/L$로 조사되었다. 하수처리장에서 APE는 생물분해와 흡착 등에 의해 87% 이상의 제거율을 나타내었다. APE의 분해생성물인 NPnEO와 NPnEC는 생물처리에 의해 NP($n=4{\sim}10$)EO 및 NP($n=4{\sim}10$)EC가 NP($n=1{\sim}3$)EO 및 NP($n=1{\sim}3$)EC로 분해 혹은 슬러지 등에 흡착 제거되는 것으로 조사되었으며, 하천에서는 하류지역이 상류지역보다 생물분해가 덜 진행된 NP($n=7{\sim}10$)EO의 분포분율이 높았다. 따라서 하수처리장과 같은 점오염원뿐만 아니라 비점오염원에 대한 지속적인 감시가 요구되어진다. APE의 최종 분생생성물인 NP는 공장폐수 및 가정하수에서 각각 $4.33\;{\mu}g/L$, $1.70\;{\mu}g/L$를 나타내었고, 하수처리장에서 평균 90% 정도의 제거율을 나타내었다. 그리고, 하천에 있어서 NP의 농도는 미국 및 유럽에서 환경유해농도로 규정하는 $1.0\;{\mu}g/L$를 초과하지는 않았지만, $0.1\;{\mu}g/L$ 이상 전 지역에서 검출되어 NP의 지속적인 감시가 요구된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권11호
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• pp.947-956
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• 2009

유류 유출에 의한 잔류 석유계 오염물질들은 높은 소수성으로 인하여 해양 저서 생태계에 축적될 수 있다. 오염 피해를 입은 지역의 생태위해성평가를 위해서는 통상적으로 많은 모니터링 자료가 필요하다. 간단한 먹이연쇄 생물축적 모형을 이용하여 생태계의 잔류 유류오염물질에 대한 노출수준의 평가를 통해서 모니터링에 소요되는 시간과 비용을 크게 절약할 수 있다. 본 연구에서는 네 종류의 다환방향족탄화수소(페난트린, 안트라센, 피렌, 벤조[a]피렌)에 대하여 가상의 저서생태계를 대상으로 두 개의 노출 시나리오에 대하여 이들 오염물질의 잔류농도를 산정하였다. 해수중 농도를 수용해도의 1/10에 이르는 것으로 가정한 극단적인 시나리오에서 체내 잔류농도는 영양단계에 따라 차이가 있으나, 5~250 mg/kg으로 예측되었다. 또한 대상 생물종들에 대하여 주어진 조건에서 생물농축계수(BCF)와 생물축적계수(BAF)를 평가하였다. 대사과정을 무시할 경우 로그 생물농축계수(log BCF)는 로그 옥탄올-물 분배계수(log $K_{OW}$)가 7.0에 이를 때까지 log $K_{OW}$의 증가에 따라 선형적으로 증가하였고 7.0 이상의 값에서는 점차 감소하였다. 대상생태계에서의 생물증폭 현상은 log $K_{OW}$값이 5.0 이상인 물질에서 두드러졌으며, 이는 많은 석유계 오염물질들의 log $K_{OW}$값이 5.0 이상이므로 오염피해를 입은 생태계내의 생물증폭현상을 예측하기 위해서는 먹이연쇄망의 구조가 매우 중요함을 나타낸다. 지역특이적 노출평가를 위해서는 추가적 연구가 필요하나, 현 상태의 모형은 스크리닝 수준에서의 저서 생태계의 잔류 유류오염물 질에 대한 노출을 평가할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권12호
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• pp.886-892
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• 2011

2007년에서 2009년까지 3년간 서울시 급수과정별 시설에서의 THMs 생성특성 조사에서, 정수장 이후의 급수과정별 시설 즉, 배수지 전 후, 유입부, 가압장, 관말지역으로 갈수록 THMs 생성량은 증가하였지만 그 증가량은 전염소처리 및 후염소처리 후 정수지 체류과정에서 이미 생성된 THMs량에 비해 작은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 서울시 6개 정수장의 THMs 생성 특성 및 영향인자인 정수장 송수잔류염소, 한강 원수의 여러 수질항목 특성을 조사하였다. 6개 정수장 전체자료(n = 72)에 대하여 THMs와 다른 항목간의 상관성 분석결과, 수온(r = 0.539~0.846), 탁도(r = 0.421~0.863)는 양(+)의 상관성을, pH (r = -0.613~ -0.800), 조류(r = -0.582~ -0.901)는 음(-)의 상관성을 갖는 것으로 나타났으며, 원수의 $NH_3-N$는 THMs와의 상관성이 크게 없는 것으로 나타났다. 또한 요인분석을 실시한 결과, 전반적으로 물질대사 및 유기물 관련 요인 $X_1$ (pH, BOD, 조류), 계절적 자연적 변동요인 $X_2$(수온, 탁도)가 다른 항목들에 비해 정수장에서의 THMs 생성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 THMs에 대한 다중회귀분석을 실시한 결과, 일부 수계를 제외한 다른 모든 수계에서 회귀식의 유의성을 확인할 수 있었다.