• 생태와환경
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• 제44권4호
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• pp.347-357
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• 2011

2010년 고온기 (여름~가을) 동안 수체 크기와 수질이 서로 다른 부영양 하천 (경안천, 제천천) 및 저수지 (인경 저수지, 중앙저수지)의 유기물 제어를 목적으로 기 개발된 식물- 광물 혼합제(PMC)를 동일한 농도($0.05\;mg\;L^{-1}$)로 각각 처리하고 수질, 플랑크톤 변화를 조사하였다. 또한 남조 Microcystis aeruginosa 밀도가 높았던 중앙저수지에서는 동시에 조류 독소 microcystin-LR 변화를 각각 조사하였다. 실험은 수체의 크기를 고려하여 인경저수지를 제외한 나머지 장소에서는 실험용 메조코즘을 설치하였다. 실험결과, 강우와 어류에 의한 교란이 심했던 경안천에서는 모든 항목에 대하여 45% 이하의 낮은 수질개선능을 보인 반면, 수체가 안정되고 남조류 밀도가 높았던 수체에서는 SS (70~81%), TP (75~91%), BOD (65~91%), Chl-a (88~98%), 식물플랑크톤 (84~92%), 동물플랑크톤 (68~88%) 등에 높은 수질개선효과를 보였다. 한편 PMC 처리 후 조체성에 비해 용존성 독소(96%)가 현저하게 감소하여 유해물질 제어 가능성을 나타냈다. 따라서 기 개발된 PMC는 수체 교란이 적고 남조류가 우점하는 수체내 유기물 제어에 적합한 것으로 판단되었다.

• 생태와환경
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• 제42권1호
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• pp.75-84
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• 2009

여러 가지 은나노물질(SNPs)의 M. aeruginosa 생장에 대한 영향을 실내, 외 실험을 통해 조사하였다. 제조된 4가지 SNPs는 농도 $200mg\;L^-1$, 입자크기 $20{\sim}40nm$, 갈색 Ag로서의 수용액이었으며 이 용액들을 각각 실험에 사용하였다. SNPs는 unicellular M. aeruginosa에 대하여 0.01, $0.1mg\;L^-1$의 첨가농도에서 각각 99.4%, 99.9%의 조류 생장억제 효과를 나타냈으며, colonial M. aeruginosa에 대하여는 여러 가지 농도 중 $1mg\;L^-1$의 농도에서 가장 높은 생장억제 효과(98.5%)를 나타냈다. 더욱이 부영양화한 현장에서 SNPs를 첨가한 enclosure 실험을 통해 M. aeruginosa에 대한 선택적 제어 가능성이 시사되었다. 본 연구를 통해서 향후 SNPs를 더욱 보완하면 M. aeruginosa를 비롯한 유해 남조의 선택적 제어에 좀더 효과적일 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제41권spc호
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• pp.68-76
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• 2008

여과섭식성 이매패류인 말조개와 침수식물인 말즘이 남조류 성장억제에 미치는 영향을 실내 enclosure실험을 통해 분석하였다. 실험은 대형수조$(50cm{\times}65cm{\times}120cm)$에 남조대발생 수역의 퇴적물과 인공배지 (CB media)를 이용하여 인위적으로 남조대발생을 유도하고, 바닥 층으로 물과 유기물의 이동이 가능한 투명한 아크릴 소형원통(7L 용량)을 대조군 (3)과 처리구 (9)로 총 12개를 설치하였다. 처리구는 말즘처리구, 말조개처리구, 말조개와 말즘의 혼합처리구로 구분하였으며, 실험은 총 7일간 3반복으로 실시하였다. 수질요인들과 엽록소-${\alpha}$ 및 남조류 밀도는 실험기간동안 24시간 간격으로 분석하였다. 총인과 총질소 농도, 말조개와 말즘의 길이와 무게는 실험 시작 시와 종료 시에 분석하였다. 전반적으로 말조개와 말즘의 남조류 성장억제 효과가 뚜렷하게 나타났으며, 그 억제의 정도는 말조개, 말즘, 혼합처리구 순으로 나타났다. 각 생물의 개별 처리구에 비해 말조개+말즘 혼합처리구에서의 억제의 상승효과는 나타나지 않았다. 말즘 및 말즘+말조개 처리구에서 pH와 DO는 실험개시 후 각각 120, 144시간까지 점진적으로 감소하였다. 실험 7일 후 총인은 말조개 처리구에서 뚜렷한 증가를 보인 반면 총질소는 모든 처리구에서 감소하였다. 본 연구의 결과는 말조개와 말즘이 각각 남조류의 성장을 억제할 수 있는 잠재성이 있음을 의미한다. 그러나 이들을 동시에 적용할 경우에는 상승효과가 나타나지 않아 두 생물간의 간섭효과가 제기되었다. 그러나, 보다 정확한 혼합 처리의 효과를 파악하기 위해서는 보다 정밀한 실험설계를 수반하는 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단되었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.1161-1170
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• 2019

본 연구에서는 심층 신경망을 이용하여 Cochlodinium polykrikoides 적조 발생을 예측하는 모델을 제안한다. 적조 발생 예측을 위해 8개의 은닉층을 가진 심층 신경망을 구축하였다. 위성 재분석 자료와 기상수치모델 자료를 이용하여 과거 적조 발생해역의 해양 및 기상인자 총 59개를 추출하여 신경망 모델 학습에 활용하였다. 전체 데이터셋 중 적조 발생 사례는 적조 미발생 사례에 비해 매우 적어 불균형 데이터 문제가 발생하였다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위해 과표집화(Over sampling) 기반 데이터 증식(Data augmentation) 기법을 적용하였다. 과거자료를 활용하여 모형의 정확도를 평가한 결과 약 97%의 정확도를 보였다.

• 한국물환경학회지
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• 제34권2호
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• pp.210-215
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• 2018

It is difficult to count colonial cyanobacteria Microcystis cells since the thickness of colonies is constrained by amorphous mucilage, making it impossible to estimate the number of cells. Disaggregation of Microcystis colonies into single cell is needed to improve the accuracy and precision of cell density estimation of naturally collected samples. Uultrasonic treatment method is commonly used owing to the simplicity and immediacy of the procedure. However, amplitude, frequency, and duration of ultrasonic treatment also cause cell loss during the experiment. Optimal ultrasonic treatment has not been standardized yet. Therefore, the objective of this study was to investigate optimal ultrasonic treatment by analyzing cell density and colony numbers. We collected colonial Microcystis from Changnyeong-Haman weir area in Nakdong River during harmful algal boom period from September to October in 2017. Ultrasonic treatment method was applied to disrupt colonies into single cells to enumerate cell density. Among treatment conditions, results from continuously treated for 100 seconds were found to be the optimum to reduce colonies to a suspension of single cell without cell losses under high and low density of Microcystis cells. Lugol iodine fixed cells followed by sonication showed less negative impact of cell damage within the optimal treatment time (100 seconds). Furthermore, disaggregated cells treated by sonication enables microscopic observation more easily since gas vacuoles were collapsed to facilitate sedimentation of cells under the counting chamber for quantitative enumeration of buoyant Microcystis cells.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권5호
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• pp.212-217
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• 2015

본 연구는 해상 양식장 내에 유해 조류로 인해 발생하는 수산 동, 식물의 폐사를 막고, 양식장을 주기적으로 정화하는 폰툰 시스템 내의 멤브레인 층(Membrane Layer)의 생물오손(Biofouling)을 막고자, ML에 적용되는 인공경량골재 및 골재의 구조에 따른 미생물 흡착을 비교하고자 지오폴리머에 은 나노 입자를 코팅하여 생물오손 정도를 확인하고 그 능력을 평가하였다. 이후 코팅에 따른 미생물 기능 억제 능력을 확인하고자 항균 테스트를 실시하였으며, 한국해양과학기술원 남해연구소 앞바다에 설치하여 생물오손 정도와 무게변화율을 관찰하였다. 항균 테스트 결과 은 나노 입자를 코팅한 인공경량골재에서 99.99 %의 세균 감소율을 확인하였으며, 생물오손 정도를 관찰한 결과 2개월부터 은 나노 입자의 효과에 의해 생물오손 정도가 억제되는 것을 확인하였다. 은 나노 입자 코팅에 의한 생물오손 억제기간은 인공경량골재에서 5개월, 지오폴리머에서 3개월 미만으로 나타났으며, 따라서 은 나노 입자가 코팅된 인공경량골재가 효과적으로 생물오손을 감소시킬 수 있는 친환경적이며 효과적인 방법임을 알 수 있었다.

• 한국물환경학회지
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• 제39권1호
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• pp.20-29
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• 2023

This study analyzed the relationship between harmful cyanobacterial abundance and environmental factors in order to figure out the causes of the recent increase of cyanobacteria in Lake Dukdong from 2019 to 2021. Lake Dukdong, which is used as a drinking water source for Gyeongju City, has an algae alert system in place. Lake Dukdong has maintained good water quality, but algae alert level 1 (over 1,000 cells/mL) has been issued in recent years. As a result of Pearson correlation analysis (from May to Oct.), the cell density of Microcystis and Aphanizomenon, which form part of the most harmful cyanobacteria genus, were significantly positively correlated with the water temperature and water storage volume. T-test was performed to compare the data from 2016-2018 and 2019-2021 (from May to Oct.). The average density of harmful cyanobacteria cells increased about six-fold from 54 to 344 cells/mL. There were significant differences in water temperature, pH, total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), TN/TP ratio, water storage volume, and cyanobacterial cell density. Water temperature increased from 19.2 to 22.8 ℃. TP concentration increased from 0.017 to 0.028 mg/L. The main cause of the recent increase of harmful cyanobacteria in Lake Dukdong is thought to be the increase in water temperature, TP concentration, and water storage volume from 2019 and 2021, resulting in more favorable conditions for cyanobacterial growth.

• 한국물환경학회지
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• 제39권6호
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• pp.451-464
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• 2023

Harmful cyanobacterial monitoring is time-consuming and requires skilled professionals. Recently, Phycocyanin, the accessory pigment unique to freshwater cyanobacteria, has been proposed as an indicator for the presence of cyanobacteria, with the advantage of rapid and simple measurement. The purpose of this research was to evaluate the correlation between the harmful cyanobacterial cell density and the concentration of phycocyanin and to consider how to use the real-time water quality monitoring system for algae bloom monitoring. In the downstream of the Nakdong River, Microcystis spp. showed maximum cell density (99 %) in harmful cyanobacteria (four target genera). A strong correlation between phycocyanin(measured in the laboratory) concentrations and harmful cyanobacterial cell density was observed (r = 0.90, p < 0.001), while a weaker relationship (r = 0.65, p < 0.001) resulted between chlorophyll a concentration and harmful cyanobacterial cell density. As a result of comparing the phycocyanin concentration (measured in submersible fluorescence sensor) and harmful cyanobacterial cell density, the error range increased as the number of cyanobacteria cells increased. Before opening the estuary bank, the diurnal variations of phycocyanin concentrations did not mix by depth, and in the case of the surface layer, a pattern of increase and decrease over time was shown. This study is the result of analysis when Microcystis spp. is dominant in downstream of Nakdong River in summer, therefore the correlation between the harmful cyanobacteria density and phycocyanin concentrations should be more generalized through spatio-temporal expansion.

• 환경영향평가
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• 제25권6호
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• pp.502-513
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• 2016

본 연구에서는 환경오염 모니터링 지표종인 집비둘기(Columba livia)의 생체조직 내 중금속 축적 특성을 파악하기 위해 국가환경시료은행 자체 모니터링 지점(한강공원, 함평공원)에서 채집된 집비둘기 시료를 분석하고, 집비둘기를 포함한 국내외 조류 총 17종의 연구 자료를 검토하여 생체조직 내 중금속 분포특성을 고찰하였다. 유해 중금속인 카드뮴은 한강공원과 함평공원 모두에서 신장에 가장 높은 축적농도비율을 보였고, 국내외 집비둘기 사례와 기타 사례 총 34개 중 31개에서도 조류종과 상관없이 거의 대부분 신장이 가장 높은 축적농도 비율을 나타냈다. 유해 중금속인 납은 한강공원과 함평공원 모두에서 뼈가 가장 높은 축적농도 비율을 나타냈으며, 기존 연구사례 총 30개 중 17개에서 뼈에 가장 높은 축적농도 비율을 보였고, 다음으로 신장(10개 사례), 간(3개 사례) 순으로 나타났다. 따라서 납의 주요 축적 조직은 뼈라고 볼 수 있다. 아연은 한강공원에서 간에 가장 높은 축적농도 비율을 보였고, 함평공원에서는 뼈에 가장 높은 비율을 보였다. 기존 연구사례 총 16개 중 13개에서는 뼈에 가장 높은 축적농도 비율을 보였고, 다음으로 간이 차지하였다. 본 연구에서는 이상의 결과 등을 중금속의 생화학적 축적특성(뼈 생성과정에서 납-칼슘의 경쟁관계, 중금속 흡착 단백질(메탈로치오네인)의 역할 등)과 관련하여 검토하였다. 이러한 검토결과는 향후 집비둘기의 오염물질 축적 모니터링 연구의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권2호
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• pp.205-214
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• 2020

남세균은 수계나 토양 생태계에서 질소 고정 능력으로 인해 질소순환 과정에 중요한 역할을 하는 미생물로 다양한 산업분야에서 활용될 수 있는 유용 물질을 생산할 수 있다. 또한 일부 종은 수생태계에서 유해조류 번성을 일으켜 수자원의 이용을 제한한다. 일반적으로 생물소재은행은 관련 연구를 위해 남세균 배양주를 제공하는 역할을 한다. 하지만 국내 생물소재은행에서는 남세균의 체계적인 보존이 미비한 실정이다. 본 연구에서는 국내에서 분리한 Trichormus variabilis (syn. Anabaena variabilis)를 대상으로 알긴산 마이크로캡슐을 이용한 동결보존기술을 개발하였다. 동결보존제만 사용하는 일반 동결보존법과 세포를 마이크로캡슐에 포집한 후 동결보존제를 혼합하는 두 가지 방법으로 실험을 수행하였고 각각의 효율을 비교하였다. T. variabilis 동결보존 후 35일간 재배양하여 세포수를 비교한 결과 두 가지 동결보존법 모두 재생에 성공하였으며, 초기 농도 1.0 × 10⁵ cells에서 마이크로캡슐 방법은 6.7 × 10⁶ cells로, 일반 동결 보존법은 1.1 × 10⁷ cells로 증가되었다. 또한 배양 14일 후 T. variabilis 세포의 부정형 형태를 발견하였다. 세포 소기관을 관찰하기 위해 투과전자현미경(TEM) 분석을 하였고 lacunae와 lipid body의 크기가 줄어든 것을 확인하였다. 세포 형태와 관련된 mreB 유전자가 동결보존 전에 비해 동결 보존 후 발현량이 54.7%로 감소된 것을 확인하였다. 본 연구결과를 통해 향후 사상성 남조류에 대하여 보존제와 마이크로캡슐을 이용한 동결보존이 가능할 것으로 기대된다.