• 한국습지학회지
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• 제26권2호
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• pp.168-181
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• 2024

인공습지는(CW)는 침투, 흡착, 저류, 식물과 미생물의 증발산 등과 같은 수문학적 및 생태학적 기작에 의하여 오염물질 제거, 탄소흡수 및 저장, 생물다양성 향상 등의 생태계서비스를 제공한다. 본 연구는 수평지하흐름 인공습지(HSSF CW)의 미생물 군집과 토양의 물리·화학적 특성 및 처리효율의 상관관계를 분석하기 위하여 수행되었다. 연구를 위한 모니터링은 강우시 수질특성, 토양특성, 미생물 분석이 수행되었다. 따뜻한 계절(>15℃) 에서 TSS, COD, TN, TP 및 중금속(Fe, Zn, Cd) 제거효율이33~74% 범위로 나타났다. 그러나 추운 계절(≤15℃)에서 TOC 35%로 가장 높은 제거 효율이 나타났다. 인공습지 내 토양은 인근에서 채취한 토양의 토양유기탄소(SOC) 함량보다 3.3배 더 높은 함량을 가지고 있는 것으로 나타났다. 유입부와 유출부의 탄소(C), 질소(N) 및 인(P)의 화학양론비(C:N:P)는 각각 120:1.5:1 및 135.2:0.4:1로 나타났으며, 탄소에 비해 질소와 인의 비율이 매우 낮아 미생물 성장에 문제가 발생될 수 있다. 미생물 분석에서는 생물다양성 지수를 통해 미생물 군집의 풍부도, 다양성, 균질성 및 균일성이 따뜻한 계절이 추운 계절에 비해 높게 나타났다. 인공습지의 강우유출수 오염물질 중 질소고정 미생물인 Proteobacteria, Actinobacteria, Acidobacteria, Bacteroidetes가 우점종으로 미생물 생장을 촉진하는 것으로 평가되었는데 이는 특정 토양특성 및 유입수 특성이 미생물 풍부도와 밀접한 관련이 있음을 의미한다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권1호
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• pp.23-32
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• 2010

정체수역에서는 자연적 흐름의 차단으로 인해 자정능력이 떨어지며, 영양염류의 축적으로 인해 부영양화와 같은 문제점이 발생한다. 또한 비점오염물질의 유입은 정체수역 내 난분해성 물질을 증가시킨다. 본 연구에서는 정체수역의 수질개선을 위해 무산소조, 호기1조, 호기2조로 구성된 장치형 상향류 활성탄 생물막 반응기를 도입하여 정체수의 연속적 순환에 따른 오염물질 농도의 변화를 모니터링 하였다. 정체수역을 모사하기 위하여 $2m^3$의 저장탱크에 유원지의 호소수를 저장하였으며, 수질개선을 위한 최적 유입 유량을 산출하기 위하여 HRT가 6 hr, 4 hr, 2 hr 가 되도록 호소수의 유입 유량을 변화시켰다. 이 가운데 HRT 4 hr에서 SS, $BOD_5$, $COD_{Mn}$, $COD_{Cr}$, TN, TP의 제거 효율이 각각 69.8, 83.0, 91.3, 74.1, 74.7, 88.9%로 가장 좋은 수질 개선 효과를 얻을 수 있었다. 이에 HRT를 4 hr로 고정하고 골프장 연못수를 운전했을 때 SS, $BOD_5$, $COD_{Mn}$, $COD_{Cr}$ TN, TP의 제거 효율이 각각 78.5, 78.0, 80.2, 74.9, 55.6, 97.5% 달성되었다. 각 조건에서의 미생물 군집 변화를 PCR-DGGE를 사용하여 분석 결과, 유입수를 골프장 연못수로 교체함에 따라 미생물 군집에 변화가 나타났다. 또한 FISH에 의해 유입 유량 변화에 따른 질산화 미생물량의 변화를 관찰한 결과, HRT 4 hr의 조건에서 질산화 미생물이 가장 우점화됨을 알 수 있었다. 미생물량 및 INT-DHA를 이용한 미생물 활성도 실험 결과, HRT를 낮게 유지하였을 때에도 감소되지 않았다. 따라서 상향류 활성탄 생물막 공정을 정체 수역의 효과적인 수질 개선에 충분히 적용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국습지학회지
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• 제14권3호
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• pp.419-428
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• 2012

식물플랑크톤의 동정은 숙련된 전문가에게도 어려운 과제이다. 별 특징없는 외형과 다양한 크기와 종은 형태학적으로 구분하기에 어려움이 있다. 본 연구에서는 미생물 군집의 다양성을 분석하는데 효과적인 fingerprinting 기법인 PCR-DGGE 방법을 사용하여 이런 형태학적 동정의 제한점을 보완하고자 하는데 목적이 있다. 5곳의 호수 샘플로부터 2008년 8월 총 46개의 band를 찾을 수 있었고, 2008년 11월 총 26개 band를 찾을 수 있었다. 이 fingerprint 결과는 각각 다른 샘플링 장소를 비교하는데 용이하였다. 본 연구에서 PCR-DGGE 방법은 북한강 호수들의 플랑크톤 군집의 다양성을 파악하는데 사용되었고, 이 DGGE 기법이 플랑크톤의 동정기법으로써의 가능성을 검토해보았다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제52권3호
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• pp.202-213
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• 2020

미생물 연구에서 대량의 마이크로바이옴 데이터를 효율적으로 얻는 기술이 발전해왔지만, 마이크로바이옴 빅 데이터를 적절하게 분석하는 도구는 여전히 부족하다. 또한 빈약한 데이터베이스를 사용하여 미생물 군집을 분석하면 잘못된 결과를 초래할 수 있다. 따라서 본 연구는 대량의 미생물 데이터베이스 분석을 위한 적절한 방법을 설계하고자 하였다. 박테리아는 개인의 손끝과 개인 소지품(휴대 전화 및 랩탑 키보드)에서 수집되었다. 박테리아로부터 게놈 DNA를 추출하고 16S rRNA 유전자를 표적으로 하여 차세대 시퀀싱을 실시하였다. 손끝과 개인 소지품 간의 박테리아 매칭 비율의 정확성은 공식과 함께 환경 및 인간관련 데이터베이스를 사용하여 확인하였다. 적절한 분석을 설계하기 위해 다음 세가지 범주를 기준으로: 정성적 분석과 정량적 분석 비교, 성별에 관계없이 모든 참여자뿐만 아니라 동일 성별 참여자 내 비교, 환경(eDB) 및 인간 관련 데이터 베이스(hDB)를 이용하여 샘플간 비교하였다. 결과는 정성적 분석과 동일 성별 참가자 내에서의 비교 및 hDB의 사용이 비교적 정확한 결과를 제공하였다. 우리의 연구는 인간 유래 미생물을 사용하여 대량의 미생물학적 데이터를 포함하는 연구를 수행할 때 정확한 결과를 얻을 수 있는 분석 방법을 제공한다.

• 미생물학회지
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• 제33권2호
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• pp.125-130
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• 1997

미생물에 의한 6가이온 크롬의 3가이온으로의 환원은 세균에게 크롬내성을 제공할 수 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 가설을 확인하기 위하여 크롬오염 토양과 오염되지 않은 토양으로부터 형태적으로 다른 20종의 세균을 순수분리하고 각각의 균주에서 크롬내성과 크롬환원능을 상호 비교하였다. 전자의 공여체로 glucose를 사용했을 때 세포현탁액에 의한 크롬의 환원은 시간당 0.014-0.305mM Cr(VI)의 범위로 관찰되었으며, 액체배지에서 2mM의 크롬에 대한 내성은 크롬을 첨가하지 않은 배지에서 배양한 경우와 혼탁도를 비교한 결과 전혀 저해를 받지 않는 경우부터 93.4%의 성장저해를 받는 경우까지 다양하게 관찰되었다. 이러한 결과로부터 상관관계를 분석한 결과 크롬내성과 크롬환원은 전혀 상관이 없는 것으로 계산되었다. 한편 군집수준에서의 크롬내성비교는 크롬오염 토양과 오염되지 않은 토양에서 각각 19.1%와 0.4%로 나타나 크롬의 존재는 내성균주의 선택적 성장을 유도하는 것으로 밝혀졌다. 그러나 이때 획득된 크롬에 대한 내성은 크롬의 환원에 의해서 제공되는 것이 아님을 상관관계 분석으로부터 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권4호
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• pp.162-168
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• 2016

음식물쓰레기 부패과정에서 발생되는 대표적인 S계(황화수소($H_2S$), 메틸멜캅탄($CH_3SH$)), N계(암모니아($NH_3$), trimethyl amine) 악취물질과 복합악취를 경과시간에 따라 측정하고, 유용미생물(effective microorganism, EM) 사용에 따른 악취 저감효과의 평가 및 EM제의 미생물상 및 세균수의 변화와 악취물질 농도 저감과의 관계를 조사하였다. 음식물쓰레기에서 발생하는 악취는 N 계열에 비하여 S계 악취물질의 영향이 더 큰 것으로 나타났다. S계 악취물질과 복합악취의 경우 대조군에 비하여 EM제를 사용한 실험군에서 발생농도가 낮게 나타나 EM제의 도포에 의한 악취 저감효과를 확인할 수 있었다. 그러나 아세트알데히드($CH_3CHO$)의 경우 EM제 도포 후 경과시간이 증가할수록 발생농도는 감소되지 않았다. EM제와 음식물쓰레기 부패시 발생하는 침출수의 미생물을 분석한 결과, 대부분 유산균 군집으로 확인되었으며, EM제 원액과 실험군에서 발생한 침출수의 미생물 군집이 다르게 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제11권1호
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• pp.123-130
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• 2009

지표수-지하수 혼합대는 지표수와 지하수의 수리적 교환이 일어나는 하상의 간극수 지역으로 모든 자연하천에 존재한다. 이 지역은 그동안 다른 특성으로 분리되었던 지표수와 지하수의 전이대로 다양한 미생물이 서식하고 있으며, 하변과는 또 다른 생지화학적인 기작이 일어날 것으로 추정된다. 지금까지의 연구는 미미하지만, 지표수-지하수 혼합대를 고려한 하천 생태 연구는 하천 전체의 생지화학적 기작을 이해하는데 중요한 역할을 할 것으로 보인다. 본 연구 대상 지역은 내성천(경상북도 예천군 고평교 하류 구간)으로 이 하천은 사질 하상이며, 자연이 그대로 보존되어있다고 평가 받는 자연 직할 하천이다. 토양시료는 하변 달뿌리풀(Phragmites japonica) 식생지, 나지, 수변 혼합대와 사주 혼합대 하강류(downwelling), 상승류(upwelling) 지역에서 깊이 별로 채취하여 수분함량, pH 및 용존유기탄소와 같은 토양 이화학적인 분석과 체외 미생물 효소($\beta$-glucosidase, N-acetylglucosaminidase, phosphatase and arylsulfatase) 활성도, 미생물 군집구조(eubacteria, denitrifying bacteria)의 특성을 알아보았다. 실험 결과 수변 및 사주 지표수-지하수 혼합대 토양이 많은 수분을 함유하고 있었고, 수분함량과 용존 유기탄소는 양의 상관관계를 보였으며, 체외 미생물 효소 활성도는 용존유기탄소와 양의 상관관계를 보였다. 진정세균 군집구조 또한 수변 및 사주의 지표수-지하수 혼합대에서 독특한 경향을 보였다. 이와 같은 결과는 지표수-지하수 혼합대를 통해 일어나는 하천의 생지화학적인 순환 전체를 이해하기 위한 기반을 제공한다.

• 생명과학회지
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• 제23권6호
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• pp.770-778
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• 2013

본 연구에서는 광양만 해수의 세균군집 다양성의 계절적인 변화를 분석하기 위해 2011년 2월, 5월, 7월, 10월의 4계절에 총 336 균주를 분리하였다. 분리된 미생물의 16S rRNA를 제한효소 Hae III를 이용하여 Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis 를 실시하여 절편 양상을 군집화 시키고, 다양성 지수를 계산하였다. 80%의 유사도 수준에서 40개의 단일 계통형을 포함한 총 101개의 계통형을 얻을 수 있었다. 각 계통형을 대표할 수 있는 139개 균주를 선택하여 16S rRNA 염기서열을 결정한 후 유전자서열을 비교한 결과, 이들 균주는 Proteobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes 및 Firmicutes를 포함한 4개의 문에 속하였다. 모든 계절에 Proteobacteria 문이 최 우점하였고, 겨울과 봄, 가을에는 Bacteroidetes 문, 여름에는 Actinobacteria 문이 차 우점하였다. 과(family) 수준에서는 겨울과 봄에는 Flavobacteriaceae가 우점하였고, 여름과 가을에는 Pseudoalteromonadaceae가 우점하였다. 모든 계절에 Altererythrobacter, Loktanella, Pseudoalteromonas, Vibrio 속(genus)이 관찰되었다. 미생물 군집의 다양성은 가을에 가장 높았으며, 다음으로 봄, 겨울, 여름 순서였다.

• 미생물학회지
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• 제34권3호
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• pp.169-174
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• 1998

소양호에서 세균군집의 계절적, 수심별 변화를 파악하고자 총세균수와 EUB338, ALG1b, BET42a, GAM42a와 CF probe 등 fluorescent rRNA target oligonuvleotide probe와 반응하는 세균 개체수를 측정하였다. 총세균수는 $0.5{\sim}2.01{\times}10^6cells{\cdot}ml^{-1}$이였으며, 2 m와 5 m 수층에서 높게 나타났다. 총세균수에 대한 Eubacteria의 비율은 22~100%이였고, Proteobacteria ${\alpha}$-group은 Eubacteria의 2.6~66.7%, ${\beta}$-group은 4.5~53.5%, ${\gamma}$-group은 4.6~76.7%, 그리고 Cytophage-Flavobacterium group은 2.1~35.9%이였다. 또한 세균군집은 계절별, 수심별로 다양한 변화를 보여, 겨울철은 ${\beta}$-group이, 봄철과 초여름은 ${\gamma}$-group이, 여름철은 ${\alpha}$-group이 우점하였고, Cytophage-Flavobacterium group이 특정적으로 우점하는 시기는 없었다. 이러한 세균 군집 구조의 분포로 계절별, 수심별로 호수에 대한 독특한 특징을 알 수 있었다.

• 신재생에너지
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• 제16권1호
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• pp.58-67
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• 2020

Microbial electrosynthesis has recently been considered a potentially sustainable biotechnology for converting carbon dioxide (CO₂) into valuable biochemicals. In this study, bioelectrochemical acetate production from CO₂ was studied in an H-type two-chambered reactor system with an anaerobic microbial consortium. Metal-rich mud flat was used as the inoculum and incubated electrochemically for 90 days under a cathode potential of -1.1 V (vs. Ag/AgCl). Four consecutive batch cultivations resulted in a high acetate concentration and productivity of 93 mmol/L and 7.35 mmol/L/day, respectively. The maximal coulombic efficiency (rate of recovered acetate from supplied electrons) was estimated to be 64%. Cyclic voltammetry showed a characteristic reduction peak at -0.2~-0.4 V, implying reductive acetate generation on the cathode electrode. Furthermore, several electroactive acetate-producing microorganisms were identified based on denaturing- gradient-gel-electrophoresis (DGGE) and 16S rRNA sequence analyses. These results suggest that the mud flat can be used effectively as a microbial source for bioelectrochemical CO₂ conversion.