• 한국습지학회지
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• 제20권4호
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• pp.363-369
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• 2018

최근 환경 문제로 대두되고 있는 것 중 하나는 대기 중 $CO_2$의 증가로 인한 기후변화이다. 이에 대한 영향으로 생태계가 변화하고 있으며, 다양한 환경문제가 발생되고 있다. 이로 인해 전 세계적으로 $CO_2$ 저감을 위한 다양한 연구들이 수행중이며, 이 중 미세조류를 이용한 $CO_2$ 저감 방안은 환경 친화적인 방법이라 할 수 있다. 그러나 미세조류를 이용한 $CO_2$ 저감 방안은 대부분 단일 종을 대상으로 하고 있으며, 자연 하천을 대상으로 한 미세조류의 $CO_2$ 고정 효율에 대한 연구는 전무한 실정이다. 그러므로 본 연구는 우리나라 하천 내 존재하는 미세조류들을 파악하고, 미세조류의 생장특성을 분석하여 최적의 배양조건을 도출 하였다. 그리고 $CO_2$ 농도와 주입 속도에 따른 미세조류의 biomass와 클로로필 a의 변화를 분석하여 자연 하천 내 존재하는 미세조류의 $CO_2$ 고정효율에 대해 연구하고자 하였다. 섬강 내 존재하는 미세조류를 배양하여 동정한 결과 6종의 우점종(Ankistrodesmus falcatus, Scenedesmus intermedius, Selenodictyum sp., Xanthidium apiculatum var. laeve, Cosmarium pseudoquinarium, Dictyosphaerium pulchellum)이 관찰되었으며, 이 종들은 모두 녹조류에 해당하였다. 한편 이산화탄소 농도 구배(5% $CO_2$, 10% $CO_2$, 15%$CO_2$, 대기조건의 가스 0.038% $CO_2$)와 유속(0.25, 0.5LPM)이 다른 가스를 주입하여 미세조류의 biomass와 클로로필 a의 변화를 살펴본 결과 이산화탄소의 농도가 증가할수록 biomass와 클로로필 a가 증가하였으며, 같은 이산화탄소 농도에서는 유속이 더 빠른 곳에서 미세조류의 biomass와 클로로필 a의 양이 더 증가하였다. 또한 미세조류에 고정화된 이산화탄소의 양은 주입되는 가스의 유속이 빠를수록 고정되는 이산화탄소의 양이 더 높아지는 경향을 보였다. 본 연구는 기존의 단일 종에서 행해지는 연구가 아닌 하천 전체의 미세조류를 대상으로 수행한 연구이며, 하천 내 존재하는 미세조류의 이산화탄소 고정을 위한 최적의 조건을 도출하고, 하천 내 존재하는 미세조류로부터 고정화된 이산화탄소의 양을 정량화하여 향후 이산화탄소 감축을 위한 정책을 위한 기초자료에 이용할 수 있다는 것에 큰 의의가 있다.

• 생태와환경
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• 제38권3호통권113호
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• pp.304-312
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• 2005

내분비계 장애물질이 식물플랑크톤의 개체군 성장에 미치는 영향을 이해하고자 부영양 호수 및 하천에서 우점하는 남조 M. aeruginosa와 규조 S. hantzschii를 성장시기에 따라 자연수 농도의 10 ${\sim}$ l,000배까지 다양한 농도로 투여하고 현존량 및 형태적 변화를 조사하였다. Nonylphenol (NP)을 조류세포 배양초기나 대수성장기에 처리하였을 경우 농도 0.01 ppm이상에서 곧바로 성장억제 현상을 보였으며, 남조 M. aeruginosa가 규조 S. hantzschii보다 더 심한 억제현상을 보였다. 이에 반해 diethyhexyl phthalate(DEHP)의 경우에는 조류세포 성장시기나 처리농도에 상관없이 성장 억제 현상은 관찰되지 않았고, 실험 중 가장 높은 처리농도인 3.00 ppm 처리군에서는 오히려 대조군보다 10% 이상의 높은 성장을 나타냈다. 조류세포의 형태적 변화는 NP를 처리한 모든 실험군에서 조류세포의 색소체 변화가 뚜렷하였으며, M. aeruginosa 세포의 경우, 크기가 점차 작아지는 특징을 보였다. 결국 DEHP의 자연계로의 유출은 식물플랑크톤을 섭식하는 섬모충이나 동물플랑크톤의 성장을 억제하거나 M. aeruginosa 및 S. hantzschii와 같은 유해조류의 성장을 촉진함으로써 부영양수역 조류대발생의 중요한 요인으로 작용될 수 있음을 시사해주고 있다.

• 공업화학
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• 제21권6호
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• pp.659-663
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• 2010

미세조류는 전 세계 바다에 분포하고 있으며 일부 종들은 인간의 식품에 이용되어 왔다. 특히, 광합성 미세조류 Nannochloropsis oculata는 영양적 가치가 우수하여 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 광합성 미세조류 Nannochloropsis oculata의 고농도배양을 위한 배양온도, 초기 pH, 배양액 선정, 인공해수 농도, 배지농도, $CO_2$영향 등 최적조건을 확립하고자 하였다. 그 결과, 3%의 인공해수, 초기 pH 8.5, 배양온도 $25^{\circ}C$가 최적 배양조건으로 판별되었다. 미세조류에 $CO_2$를 공급하지 않았을 때에는 건조 균체량이 0.76 g/L이었지만, 5% $CO_2$ 공급 이후 1.50 g/L로 높은 성장률을 보였다. 클로로필 생합성은 미세조류 성장과 깊은 연관이 있는 것으로 판명되었다.

• 한국환경기술학회지
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• 제19권6호
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• pp.563-569
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• 2018

본 연구에서는 영양염류 및 응집을 중심으로 미세조류를 이용한 폐수처리 효율에 관한 연구를 수행하였다. 미세조류 배양을 통한 폐수의 영양염류 저감의 가능성을 확인하기 위하여 미세조류의 배양에 따른 인 및 질소의 제거율을 관찰한 결과, 각각 약 92 % 및 99 % 이상의 제거율을 보였다. 효율적인 미세조류의 회수를 위하여 Auto-flocculation 조건 및 다양한 첨가물에 따른 응집실험을 진행한 결과, 응집제인 PAC(Poly Aluminum Chloride) 및 $FeCl_3$를 첨가한 경우에 각각 평균 94 % 및 92 %의 높은 응집율을 보였다. 또한, 최소한의 농도로 90 % 이상의 응집율을 보이는 최적의 조건을 찾기 위하여 응집제별 최적농도 산출 실험을 진행하였으며, 그 결과 PAC는 30 mg/L, $FeCl_3$는 40 mg/L가 최적의 농도임을 확인하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권2호
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• pp.136-143
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• 1999

해수에 잠긴 인공기질 표변에서 노출시간에 따른 부착미세조류의 성장과정을 이해하고자 유리슬라이드에 부착한 미세조류의 수도 변화와 엽록소 농도 변화를, 그리고 커버글래스에 부착한 미세조류의 엽록소 농도 변화와 일차생산력 변화를 인천항내에서 1996년 5월과 6월 그리고 1997년 1~2 월에 걸쳐 조사하였다. 유리슬라이드 상의 부착미세조류 군집의 엽록소 농도와 부착규조류의 수도는 연구기간동안 각각 최대 62.5 mg chl a $m^{-2}$와 $144{\times}10^3$ cells $cm^{-2}$를 나타냈다. 엽록소 농도는 노출시간에 따라 증가하였으며, 부착규조류의 수도변화와 유의성 있는 상관관계를 나타냈다. ($r^2=0.79$, p<0.001). 커버글래스 상의 엽록소 농도는 5월, 6월에 노출기간동안 각각 최대 31.1 mg chl $a\;m^{-2}$과 65.4 mg chl $a\;m^{-2}$를 나타낸 뒤 감소하였다. 그러나 1~2 월에는 98.9 mg chl a $m^{-2}$까지 계속 증가하였다. 일차생산력은 5월과 6월 그리고 1~2 월에 각각 최대 63.1 mgC $m^{-2}\;h^{-1}$, 347.0 mgC $m^{-2}\;h^{-1}$ 그리고 78.3 mgC $m^{-2}\;h^{-1}$의 값을 보였다. 5월과 6월의 일차생산력은 엽록소 농도 변화와 같은 양상으로 노출시간에 따라 증가하다가 감소하였다. 그러나 1~2 월의 일차생산력은 노출 26 일 이후 감소하였고, 엽록소 농도는 계속 증가하였다. 증가하던 일차생산력이 현저히 감소한 두 가지 경우는 엽록소 농도와 광량당 $P^B$의 감소가 같이 나타난 경우(5월, 6월)와 광저해로 인한 광량당 $P^B$의 감소에 기인한 것으로 보이는 경우(1~2월)였다. 본 연구결과는 해수에 잠긴 인공기질표변에 부착한 미세조류의 엽록소 농도와 일차생산력 측정을 통해 생물막 형성과정 중에 나타나는 부착미세조류의 생물량과 생리적 상태의 변동을 신속하게 분석할 수 있음을 시사하였다.

• KSBB Journal
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• 제14권2호
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• pp.160-166
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• 1999

본 연구에서는 ($\beta$-carotene 생산균주인 미세조류 Dunaliella bardawil을 사용하여 batch flask에서 미세조류의 고농도세포에 관한 최적배양조건(미량원소, pH, agitation speed, nitrate, phosphate, carbon source)을 확립하고자 하였다. 미량원소는 5X 배지에서 교반하였을 때 비생장속도는 $0.0l3hr^{-l}$와 세포농도는 $4.9{\times}10^6$ cells/mL로서 IX. 3X, lOX 배지에서 배양한 것보다. 약 46%, 18%, 69% 높은 세포수율을 얻었으며 세포배양시 교반한 경우, pH는 80에서 최대 세포농도를 얻었다. 초기 nitrate ($KNO_3$)와 phosphate($KH_2PO_4$)의 영향을 조사한 결과 미세조류 생장에 중요한 영양분으로서 질소원의 주입은 매우 효과적임을 확인하였다. 또힌 탄소원으로서 250mM의 $NaHCO_3$와 $CO_2$ 가스를 동시에 사용한 배양조건이 500mM $NaHCO_3$만을 탄소원으로 사용한 실험에 비하여 32% 증가된 세포농도를 나타내었다. light는 white light의 경우 blue light보다 세포생장에 적합하였다. 질소원을 이용한 유기배양시 2회의 nitrate주입만으로써 배양 198hr에 $8.955{\times}10^6$cell/mL의 고농도의 세포를 얻었다.

• 한국수산과학회지
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• 제33권5호
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• pp.475-481
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• 2000

미세조류 S. platensis의 성장 및 색소 축적에 대한 배양 조건의 영향을 실험한 결과, 배양 온도 및 빛 강도는 각각 $35^{\circ}C,\;3500 lux$가 가장 적절한 배양 조건이었으며, 온도가 다소 낮은 $30^{\circ}C$ 조건에서는 빛 강도가 3500 lux보다 다소 높은 조건도 고려해볼만 하였다. 빛 강도 및 온도 조건에서의 phycocyanin 색소 함량은 조류의 성장 정도와 직접적인 상관을 나타내었으며, chlorophyll-a 함량과는 특별한 상관성을 가지지 않았다. 배지 중의 $NaHCO_3$ 첨가 농도는 $1.0{\%}$가 조류의 성장 및 색소 축적에 가장 좋은 조건임을 알 수 있었고, 그 이상의 농도에서는 오히려 phycocyanin 색소 생산능이 저하됨을 알 수 있었다. 탄소원인 $Na_2CO_3$는 $0.2{\~}0.3{\%}$ 농도 수준에서 가장 높은 조류의 성장과 phycocyanin을 축적하는 것으로 나타났으며, 첨가 농도가 높아져도 phycocyanin 색소 생산능은 증가되지 않았다. 한편, 질소원으로 첨가되는 $NaCO_3$농도도 $0.2{\~}0.3{\%}$ 범위에서 첨가하는 것이 균체의 성장이나 색소 생산에 바람직한 조건으로 확인되었으며, 과도한 첨가는 성장과 phycocyanin 색소 생산능이 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. 전체적으로 chlorophyll-a는 phycocyanin 색소 함량이 증가하면 증가하는 상관을 가졌으나 그 함량은 미미하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제7권4호
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• pp.164-173
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• 2004

가막만 주상 퇴적물중의 유기물농도와 와편모조류 시스트의 분포특성을 파악하기 위해 만내 6개 정점을 대상으로 2000년 6월부터 2001년 4월까지 격월간으로 총 6회 현장조사를 실시하였다. 유기물 농도중 강열감량은 3.21∼11.18％, 화학적산소요구량은 12.25∼99.26 mgO₂/g dry, 황화물량은 nd∼10.29 mgS/g dry, 입자성 유기탄소가 2.91∼116.18 mgC/g dry, 입자성 유기질소가 0.53∼2.82 mgN/g dry, 식물색소량이 2.49∼116.18 ㎍/g dry로 나타났다. 와편모조류 시스트는 21속, 36종, 2미동정 종 등 총 38종이 동정되었으며,출현세포수는 18∼3,836 cysts/g dry의 범위를 보였다. 만내 주상퇴적물중의 유기불과 와편모조류 시스트의 연직적인 분포특성은 대부분의 정점에서 표층퇴적층에서 아래로 갈수록 농도가 감소하였다. 와편모조류 시스트중 종속영양종의 시스트 분포가 유기물량과 밀접한 관련성을 나타내었으며, 퇴적물중 유기물 농도와 와편모조류 시스트의 분포특성 및 기타 해양환경변화 자료로부터 가막만 북서부 해역은 약 1980년대 이후부터 부영양화가 급속히 진행되고 있는 것으로 판단되었다.

• 환경생물
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• 제26권4호
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• pp.367-376
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• 2008

동복호의 수중생태계 구조를 파악하기 위한 조사의 일환으로 상류, 중류, 하류의 식물플랑크톤의 출현패턴을 조사하였다. TN과 TP농도의 조사지점과 조사시기에 따른 변화는 5월을 제외하고는 크지 않았다. 클로로필의 농도는 상류와 중류에서는 8월에 가장 낮고 봄과 가을에 높은 것으로 나타났고, 하류에서는 5월에 최고의 농도를 나타냈다. 동정된 식물플랑크톤은 상류에서 78종, 중류에서 71종, 그리고 하류에서 63종으로 총 108종이었다. 녹조류가 54종, 규조류가 30종, 그리고 남조류가 12종이 었으며 와편모조류와 그 밖의 조류가 12종이었다. 출현개체수분포는 상류에서는 5월과 8$\sim$9월의 두 번의 Peak를 나타냈고, 중류에서는 5월의 감소를 제외하면 봄과 가을의 높은 현존량과 여름의 낮은 현존량 패턴을 보여주었으며, 하류에서는 5월과 6월 사이에 높은 현존량을 나타냈다. 최고의 현존량은 하류에서 5월에 7,158 cells mL$^{-1}$의 높은 개체군 밀도를 나타냈는데, 이 시기의 우점종은 Peridinium bipes f. occulatum이었다. 동복호에서 식물플랑크톤 분류군의 분포양상은 조사수역에 따라 다양한 양상을 나타냈다. 그러나 전반적으로 규조류-와편모조류/규조류-남조류/녹조류/규조류-규조류가 교대로 우점하는 분류군으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.309-309
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• 2011

지구온난화와 도시기후 변화에 대응하기 위해 자연의 생태적 기능을 복원하고 환경에 대한 오염부하를 저감하여 도시 환경의 건강성과 지속성을 높이기 위해 도심 내 물순환시스템(urban water circulating system)의 구축이 요구된다. 즉, 물순환시스템을 활용하여 도심 내 다양한 수원(생태하천/호수 유지용수, 하수처리수, 우수, 지하수 등)을 네트워크 및 통합 관리하여 도시 내 물순환의 건전성과 수자원의 재이용률을 향상시킬 수 있다. 이를 위해서 연중 발생량이 일정하고 막대한(66.4억톤/년, 2009년 기준) 하수처리수 방류수는 고도처리를 통해 수질이 양호하며 안정적인 대체 수자원으로 고려된다. 또한, 하수처리수의 재이용은 공공수역으로 배출되는 오염부하량의 총량 삭감 및 상수사용량의 절감과 수자원을 효율적으로 이용한다는 면에서 최근 재이용 사례가 증가하고 있는 추세이다. 그러나, 도심 내 친수공간(생태하천/호수)은 저류수량에 비해 유입수량이 적어 체류시간이 비교적 장시간이고, 이로 인해 부영양화가 쉽게 발생해 수질이 악화된다. 따라서, 본 연구에서는 하수처리수 재이용수를 도심 내 친수공간의 유지용수로 활용 시, 수질정화공정(응집 후 여과, 응집 후 여과+한외여과, 응집 후 여과+한외여과+역삼투 공정)이 친수공간 내 조류성장에 미치는 영향을 파악하기 위해, 하수처리수 재이용수 pilot plant의 수질정화공정별 유출수를 활용해 M. aeruginosa를 시험조류로 조류성장(growth kinetics)을 조사하였다. 조류는 $5\times104$ cells/mL의 초기 농도로 접종하여 배양하였으며, 조류성장에 직접적인 제한인자인 용존반응성인의 농도에 따른 성장속도를 Monod와 변형 Monod Kinetics를 이용해 반포화상수(Ks)와 최대 성장속도(${\mu}$max)를 산정하였다. 실험결과, 역삼투 공정을 제외한 다른 수질정화공정은 비록 영양염류가 80~90% 이상 제거되어 수계의 화학적 성상이 변하였으나 조류성장역학의 변화는 통계학적 (p=0.05)으로 유의할만한 수준은 아닌 것으로 판명되었다. 또한, 수리학적 체류시간이 2주 이상이 될 경우, 역삼투 공정을 제외한 수질정화공정 별 유출수에서는 조류의 과다성장으로 인해 부영양화가 발생하는 것으로 판명되었다. 결론적으로 하수처리수 재이용수를 친수용수로 활용시, 조류성장을 방지하기 위하여 용존반응성인의 농도를 중점적으로 관리하는 수질정화공정 및 유지용수 공급방안을 고려해야하는 것으로 판단된다.