Lee, Minji;Shin, Juyong;Kim, Jin Ho;Lim, Young Kyun;Cho, Hoon;Baek, Seung Ho
Korean Journal of Environmental Biology
/
v.36
no.3
/
pp.359-369
/
2018
Harmful algal blooms (HABs) are a serious problem for public health and fisheries industries, thus there exists a need to investigate the possible ways for effective control of HABs. In the present study, we investigated the algicidal effects of a newly developed GreenTD against the HABs (Chattonella marina, Heterosigma akashiwo, Cochlodinium polykriokides, and Heterocapsa circularisquama) and non-HABs (Chaetoceros simplex, Skeletonema sp. and Tetraselmis sp.), which is focused on the different population density and concentration gradients of algicidal substances. The time series viability of target alga was assessed based on the activity of Chl. a photosynthetic efficiency in terms of $F_v/F_m$, and in vivo fluorescence (FSU). Effective control of Raphidophyta, C. marina and H. akashiwo was achieved at a GreenTD concentration of $0.5{\mu}gL^{-1}$ and $0.2{\mu}gL^{-1}$, respectively, and regrowth of both the species was not observed even after 14 days. The inhibitory ratio of the dinoflagellate, C. polykriokides was more than 80% at $0.2{\mu}gL^{-1}$ of GreenTD. H. circularisquama was constantly affected in the presence of $0.2{\mu}gL^{-1}$ of GreenTD in the high- and low-population density experimental groups. On the other hand, diatoms, C. simplex, and Skeletonema sp. were not significantly affected even in the presence of $0.2{\mu}gL^{-1}$ of GreenTD and exhibited re-growth activity with the passage of incubation time. In particular, green alga Tetraselmis sp. remained unaffected even in the presence of the highest concentration of GreenTD ($1.0{\mu}gL^{-1}$), implying that non-HABs were not greatly influenced by the algicidal substances. As a result, the algicidal activity of GreenTD on the harmful and nonharmful algae was as follows: raphidophyte>dinoflagellates>diatoms>green alga. Consequently, our results indicate that inoculation of GreenTD substances into natural blooms at a threshold concentration ($0.2{\mu}gL^{-1}$) can maximize the algicidal activity against HABs species. If we consider the dilution and diffusion rate in the field application, it is hypothesized that GreenTD will demonstrate economic efficiency, thus leading to effective control against the target HABs in the closed bay.
This study was conducted to evaluate the causes and effects of cyanobacterial development and succession in a shallow eutrophic reservoir from March 2003 to February 2004. Phytoplankton succession, sedimentation rate, and sediment composition were analyzed. Algal bioassay also was conducted with the consideration of light, water temperature and nutrients. Cyanobacteria dominated throughout the year, except for spring season (March${\sim}$April) in which diatoms and flagellates dominated. Total cell density increased in July and November when P loading through inflows was high. Oscillatoria spp. and Aphanizomenon sp. were dominant in May and June, respectively, but replaced with Microcystis spp. in July. Thereafter, Microcystis spp. sustained until December, and again shifted to Oscillatoria spp. and Aphanizomenon sp. The dominance of Oscillatoria spp. in May was accompanied with high TN/TP ratio and the increase of water temperature and light intensity. While the dominance of Microcystis spp. was related with relatively low TN/TP ratio, ranging from 46 to 13 (average: 27). The sedimentation rate was highest in March (0.6 m $day^{-1}$) when diatoms dominated. During the period of cyanobacterial dominance, relatively high sedimentation rate was observed in May (0.4 m $day^{-1}$) and October (0.36m $day^{-1}$). C/N ratio of the sediment ranged $6{\sim}8$. Inorganic P concentration in the pore water was low when DO concentration was < 2 mg $O_2$$L^{-1}$ in the hypolimnion, reflecting the P release from the sediment. Cyanobacterial growth rate depended on phosphorus concentration and water temperature, and high P concentration compensated for the low temperature in the growth rate. Our results suggest that the potential of cyanobacterial development and substantiality in eutrophic reservoirs be high throughout the year, as being supplied with enough P, and emphasize the consideration of sediment man. agement for the water quality improvement and algal bloom control.
We developed a biologically-derived substance naphthoquinone (NQ) derivate for the eco-safe mitigation of harmful cyanobacteria blooms such as Microcystis and Dolichospermum. NQ was reacted with various substituents ($R_n$) to produce different NQ derivatives. We tested a total of 92 algicidal compounds based on the algicidal activity of Microcystis and Dolichospermum. 22 compounds of NQ were selected as candidates (algicidal activity >80% at $1{\mu}M$). Among them, NQ 40 compound showed the highest algicidal activity of 99.6% and 100% at the optimal concentration of $1{\mu}M$ on Microcystis and Dolichospermum, respectively. No algicidal effects of NQ 40 ($1{\mu}M$) were observed against non-target algae such as Stephanodiscus, Cyclotella and Peridinium. According to the results of acute eco-toxicity assessment, the $EC_{50}$ values of NQ 40 compound for Selenastrum capricornutum and Daphnia magna were 3.2 and $14.5{\mu}M$, respectively, and the $LC_{50}$ for Danio rerio was $15.7{\mu}M$. In addition, for D. magna chronic eco-toxicity assessment, no toxicity toward survival, growth and reproduction was observed. Therefore, we suggested the NQ 40 ($1{\mu}M$) compound as an alternative eco-safe algicidal substance to effectively mitigate harmful cyanobacteria blooms.
Cyanobacterial toxins, such as microcystins, which exist in Korean lakes, are strongly toxic in fish, cattle, and humans. This study performs a quantitative analysis of cyanobacterial toxins in water by comparing the strip method and the HPLC method. Because the detection ranges of the strip method and the HPLC method are different, the water samples were diluted. The comparison of the strip method and the HPLC method was made using seven samples that contained different concentrations of microcystin. The quantitative results produced by the strip analysis were significantly aligned with the results of the HPLC analysis. The results of correlation analysis were r = 0.99998 and p = 0.00001.
Among total 176 strains with antialgal effects isolated from So-ok stream in Korea, Pseudomonas aeruginosa AJ1 showed the highest removal efficiency for an algal species Microcystis aeruginosa (clear zone of diameter 50.0 mm on algal lawn after 20 days). The algal growth was suppressed even when the supernatant of AJ1 culture was applied, suggesting that extracellular substances are responsible for its antialgal activity. The removal activity of AJ1 was optimal under the following condition: pH 8, $30^{\circ}C$, and mannitol as a carbon source. The antialgal activity of AJ1 appeared to be dependent of the growth phase of M. aeruginosa, i.e., the highest at the early phase, but not its own phase. As expected, the algicidal effect was improved as the amount of the treated supernatant was increased; the highest removal efficiency (80.3%) was achieved when 40 ml/L of the supernatant was used. Interestingly, however, the removal rate was opposite. The highest removal rate ($8.2{\mu}g$ chl-a/ml supernatant/day) was achieved when low concentration (10 ml/L) was applied. These results suggest that P. aeruginosa AJ1 is a promising biological agent to control the problematic algal bloom.
The search for natural antioxidants as alternatives to synthetic products is growing. Microalgae have emerged as a source of natural antioxidants with significant and diverse health-promoting properties. In this study, the effects of hot-water extraction conditions on total polyphenol compounds (TPC) production were investigated for lipid extracted microalgae (LEA). In order to enhance the polyphenol productivity, the extraction variables including solvents, temperature, time and ethanol concentration were optimized. The results showed hot-water extraction provided a higher extraction efficiency than the organic solvents and extraction at high temperatures showed a better extraction efficiency. While hot-water extract showed a higher extraction efficiency compared to 98% ethanol extraction, the mixture of water and ethanol (40:60 v/v) showed the highest production of polyphenols. The maximum polyphenols of 3.35 mg GAE (gallic acid equivalent)/g DM were obtained at the optimized extraction time of 10 min, $100^{\circ}C$ and 40% ethanol, respectively. Although Tetraselmis KCTC 12236BP was preprocessed by hexane to remove lipid for bio-diesel production, the results showed LEA contains relatively high level of polyphenols compared to untreated microalgae which can be used in the production of value-added materials. The predictions obtained from the developed Peleg's model were compared with the experimental data under the same operating conditions. The predicted and experimental data were consistent, indicating the reliability of the model.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
/
2022.05a
/
pp.52-52
/
2022
남조류 (cyanobacteria)의 대량증식에 의한 녹조현상은 수질 악화 및 수중 생태계에 악영향을 끼친다. 기존 연구에서는 시아노박테리아 증식에 영향을 미칠 수 있는 다양한 요인을 식별하였다. 특히, 최근 (2020)에 수행된 한 연구는 2013년부터 2018년까지 4대 강에 위치한 16개의 지점에서수집된 세 가지 환경 변수, 수온, 유속 및 인(phosphorus)농도 데이터를 사용하여 시아노박테리아 발생에 대한 예측 모델을 개발하였으며 온도가 남조류에 발생에 대한 가장 지배적인 요인임을 시사하였다. 온실가스 배출에 의한 기온의 상승으로 특징되는 기후변화는 전 지구에 급격한 환경변화를 유발하고 있으며 이는 남조류 증식에도 영향을 줄 수 있다. 이에 본 연구에서는 한국의 4대 강에서 다년간 수집된 수온(℃) 및 녹조 (cells/㎖) 데이터에 기반하여 온도-환경변수 민감도 (scaling)를 분석함으로써 기후변화와 남조류 증식의 연관성을 판단해 보고자 한다.
Jin Hwi Kim;Hankyu Lee;Seohyun Byeon;Jae-Ki Shin;Yongeun Park
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
/
2023.05a
/
pp.517-517
/
2023
현재 우리나라에서는 4대강 및 주요 호소 29지점을 대상으로 조류경보제가 시행되고 있으며 조류 경보 단계는 실시간 모니터링지점에서 측정되는 유해 조류의 셀농도를 기반으로 발령 단계가 결정된다. 상수원 구간은 관심, 경계, 조류 대발생, 해제 또는 미발생 총 4구간으로 구성되며, 친수 활동 구간의 경우 조류 대발생을 제외한 3구간으로 구성된다. 현재 시행되는 조류 경보제의 목적은 유해 조류 발생 시 사후 대응 방안 마련에 보다 초점이 맞춰져 있으며 특히, 모니터링 주기 확대 여부, 오염원 관리 방안 마련, 조류 제거 여부 등의 의사 결정 수단으로 사용되고 있다. 하지만 조류 경보 단계에 대한 사전 예측이 가능한 경우 유해 조류의 성장을 억제할 수 있으며 이를 통해 안전하고 깨끗한 수자원을 확보할 수 있다. 본 연구에서는 조류 경보 단계의 사전적 예측을 위해 국가 실시간 측정망에서 제공하는 전국 보 모니터링 종합 정보 자료, 기상측정망 자료, 실시간 보 현황 자료를 활용하여 예측 모델을 구축하였다. 또한, 단계 예측의 정확도를 개선하기 위해 변수 선택 기법을 활용하여 조류 경보 단계에 영향을 미치는 환경변수를 선정하였으며 자료의 불균형으로 인해 모델 학습 과정에서 발생하는 예측 오류를 최소화하기 위해 다양한 샘플링 기법을 적용하여 모델의 성능을 평가하였다. 변수 선택 및 샘플링 기법을 고려하지 않은 원자료를 사용하여 예측 모델을 구축한 결과 관심 단계(Level-1) 및 경보 단계(Level-2)에 대해 각각 50%, 62.5%의 예측 정확도를 보인 반면 비선형 변수 선택 기법 및 Synthetic Minority Over-sampling Technique-Edited Nearrest Neighbor(SMOTE-ENN) 샘플링 기법을 적용하여 구축한 모델에서는 Level-1은 85.7%, Level-2는 75.0%의 예측 정확도를 보였다.
Water-bloom and red tide due to eutrophication have been overgrown and have caused various environmental problems. Recently, however, research on bid-diesel that can utilize algae as an energy source has been actively carried out. In particular, many studies variously have been conducted to utilize algal photosynthesis oxygen as a supply method for reducing the energy by an air blower in MWTP. In this study, a lab scale algae-nitrification reactor was operated to replace the oxygen required for nitrogen removal and the operation period was largely divided into three sections. In the first section, ammonia nitrogen removal efficiency was 24 ~ 38% according to the MLSS (Mixed Liquer Suspended Solid) concentration. In the second section, ammonia nitrogen removal efficiency was 38 ~ 50% according to the micro-algae concentration and in the last section ammonia nitrogen removal efficiency was 61 ~ 80% according to HRT (Hydraulic Retention Time). As a result, as the MLSS decreased and algae biomass increased, the ammonia nitrogen removal efficiency tended to increase, but the effect of Algae biomass was greater than that of MLSS.
HAN Young-Ho;LEE Jung-Suck;KWAK Jung-Ki;LEE Eung-Ho;CHO Man-Gi
Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
/
v.32
no.2
/
pp.186-191
/
1999
The three speices of miroalgae (Chlorella vulgaris, Dunaliella salina and Porphyridium purpureum) were immobilized in Ca-alginate capsules as a basic study for development of economic cultivation process, and then were cultivated in an air-bubble column bioreactor. Under the batch culture of aerobic conditions, the thickness of the capsule membrane and $CO_2$ supply did not affect the growth of the immobilized microalga, Chlorella vulgaris. Cell concentration of immobilized microalgae in the capsule was higher than those of imobilized microalgae in beads and free cells. The cell concentration of microencapsulated Dunaliella salina was greater about 5 times than that of free cells. Based on these results, it is concluded that the application of microencapsulation technology to the culture of microalgae was an effective method for high-density cultivation.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.