• 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.

• 미생물학회지
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• 제45권4호
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• pp.362-367
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• 2009

대청호의 한 지류인 소옥천으로부터 고효율 조류억제 세균을 분리하기 위하여 176균주를 분리 스크린하였으며, 이 중 AJ1이 가장 높은 조류성장억제능을 나타내었다(지름 50.0 mm 성장억제환). 조류성장억제능이 높았던 AJ1 균주 동정을 위하여 형태학적, 생리 생화학적, 16S rRNA gene sequence 분석, 지방산 분석을 수행하였으며 그 결과, Pseudomonas aeruginosa 로 판별되었다. AJ1 배양액을 원심분리한 후 상등액을 조류배양액에 첨가 시, 상등액에 의한 조류성장억제능이 나타남에 따라 세포 외 물질 분비에 의한 것을 확인할 수 있었다. 가장 높은 조류성장억 제능[60.2(${\pm}$1.3)%]은 탄소원으로 mannitol을 사용하고, 온도 $30^{\circ}C$, pH 8에서 배양할 때 보였다. 또한, AJ1 균주의 배양기간 및 투여시기에 따른 조류성장억제능 평가 결과, 조류 성장 초기 단계에 조류성장억제균을 투여하였을 때 조류성장억제능이 높게 나타났고, 균주의 배양기간에 따른 조류성장억제능은 연관성이 나타나지 않았다. 상등액 접종량에 따른 조류성장억제능은 상등액의 접종량이 높아질수록 M. aeruginosa의 제거량은 증가하였으며, 고농도(40ml/L)로 적용하였을 때 80.3(${\pm}$8.6)%의 가장 높은 M. aeruginosa 제거효율을 보여주었다. 제거 속도의 경우 상등액 접종량이 낮아질수록 M. aeruginosa 제거율이 높아지는 경향을 확인하였으며, 저농도(10 ml/L)로 적용시 $8.2{\mu}g$ chl-a/supernatant ml/day로 가장 높게 나타났다. 본 연구 결과, AJ1 균주의 현장 적용 시 M. aeruginosa의 제어에 효율적일 것으로 사료된다.

• 한국어업기술학회:학술대회논문집
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• 한국어업기술학회 2001년도 추계 수산관련학회 공동학술대회발표요지집
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• pp.247-248
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• 2001

부착성 규조류는 전복의 인공종묘생산시 초기유생의 먹이로 널리 사용되고 있다. 현재 전복 종묘생산은 각장이 7∼8 mm가 될 때까지 투명 플라스틱 파판에 부착하는 미세조류를 자연발생시켜 먹이로 사용하는 방법에 의존하고 있다 (Hahn, 1989). 전복유생은 파판에 부착하여 먹이를 먹기 시작하는 시기부터 각장이 약 3 mm가 되는 시기까지 부착성 규조류를 먹이로 성장하는데 자연발생적 부착규조는 성장함에 따라 체인을 형성하면서 고밀도로 부착시 탈락과 동시에 치패가 탈락되고, 전복치패의 성장속도에 비해 파판에 부착된 규조류의 성장속도가 느려 먹이부족 현상으로 인한 생존율이 감소되는 문제점을 가지고 있다. (중략)

• 한국양식학회지
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• 제13권2호
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• pp.163-168
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• 2000

부착성 규조류는 전복 치패의 성장 및 생존율을 향상시키는데 있어서 중요한 초기 먹이생물이다. 본 실험은 이러한 부착성 규조류를 먹이로 하여 동일한 치패군에서 성장이 늦은 소형치패를 빠른 시일내 성장을 회복시키기위한 것으로서 이에 대한 결과를 요약하면 다음과 같다. 동일한 개체군에서 성장이 늦은 소형치패를 선별하여 7종의 규조를 먹이로 사육한 성장회복 실험결과에서 치패의 생존율은 C. schroderi, P. tricornutum 및 Raphoneis sp.에서 93.33~96.67% 범위로 유의적인 차이가 얼이 높았고, 성장은 C. schroderi구에서 일간성장량이 112.6 ${\mu$m로 가장 높았다. 부착성 규조중 C. schroderi와 미역을 먹이로 한 실험과 자연 발생된 부착성 규조류와 미역을 먹이로 하여 치패를 사육한 실험에서 생존율은 전반적으로 유의적인 차이가 없이 87.8% 이상의 높은 값을 보였다. 그러나 치패의 성장은 미역을 먹은 치패가 26.7~43.3 ${\mu$m,${\mu$m C. schroderi와 자연발생된 규조를 먹은 치패가 74.8~81.4 ${\mu$m의 일간성장량을 보여 미역보다 규조를 먹은 치패가 2배 정도의 높은 성장을 보였다. 따라서 소형치패의 성장회복을 위하여 미역보다는 규조류 특히, C. sckroderi가 가장 적합하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권11호
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• pp.847-854
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• 2011

주요 신재생에너지인 바이오에너지의 일환으로 조류를 이용한 바이오에너지 및 자원화 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 조류는 영양염류 제거 능력을 활용해서 하수와 같은 오폐수 내 난분해성오염물질과 영양염류 제거의 고도처리도 가능하다. 조류와 박테리아 간의 생태적인 상호작용이 조류를 활용한 하수처리 및 하수자원화에 중요한 역할을 함에도 불구하고, 실지 하수 조건에서 조류와 박테리아간의 생태학적인 상호작용에 관한 과학적인 정보가 부족하다. 본 연구에서는 하수에서 배양이 잘 되고, 지질함량이 높다고 알려진 국내 조류 종인 Ankistrodesmus gracilis SAG 278-2의 하수오염물질 제거 특성과 조류 주입에 따른 하수 박테리아 군집의 반응을 실지 하수 조건에서 연구하였다. 하수 박테리아의 수가 증가는 조류의 성장 속도를 감소시켰으나, 반면 조류의 성장은 박테리아의 생존 및 내성호흡 생분해 속도에는 영향을 주지 않았다. 조류가 주입된 하수에서 난분해성 유기물질 및 총질소의 제거 향상이 관찰되었다. 박테리아 16S rRNA 유전자 T-RFLP 분석에 따르면 조류의 주입은 시간에 따라 박테리아 군집에 영향을 주었다. 박테리아 16S rRNA 유전자 PCR 증폭, clone 및 염기서열 분석 결과, 하수 내 조류의 성장은 박테리아 군집 구성을 변화시키며, 조류와 함께 공동 성장 가능한 박테리아는 Sediminibacterium, Sphingobacterium, Mucilaginibacter 속에 속하는 개체로 판명되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.108-108
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• 2019

낙동강에는 2010-2012년 4대강 사업 완료 후 8개의 다기능 보가 설치되었다. 보 설치로 인해 물의 체류시간이 증가하고 보 상류에는 정체수역이 광범위하게 형성되었다. 이후 지속된 가뭄과 여름철 고온현상이 겹치면서 남조류의 과잉성장(녹조현상)이 빈번히 발생하여 수생태계 건강성에 문제를 초래하는 등 사회적 이슈로 자리잡게 되었다. 조류의 과잉성장을 해결하기 위해 정부에서는 총인(TP) 방류수 수질기준 강화, 펄스형 방류기법 운영 등 대책을 추진하였으며, 녹조 우심지역을 선정하고 지역 특성에 맞는 대응방안을 수립하여 추진하고 있으나, 그 효과가 국부적이고 일시적이어서 근원적 대책 마련이 필요한 실정이다. 일반적으로 남조류의 과잉성장에 영향을 미치는 요소는 높은 영양염류(질소, 인)와 유기물 농도, 고온과 안정적인 성층강도, 그리고 남조류의 생리적 특성 등으로 매우 다양하기 때문에 정확한 발생 원인의 분석이 어려운 경우가 많다. 그러나, 보에 의해 흐름이 조절되는 하천에서는 유량, 유속 및 수온성층 등이 남조류 성장과 천이특성에 가장 민감한 영향을 미친다. 선행 연구사례에서는 유량과 남조류 생체량이 서로 반비례 관계를 가진다는 점과 상 하층간의 온도차(수온성층)가 남조류 우점과 밀접한 관련이 있다는 것을 보였다(Sherman et al. 1998). 따라서 최근 국내에서도 보의 관리수위를 낮추어 유속을 증가시키고 체류시간을 감소시켜 녹조문제를 완화하려는 노력이 추진 중이다. 하지만 하천의 수질은 물리적, 화학적, 생물학적 요인들의 복잡한 상호작용의 결과이므로, 단기간의 측정 결과로 보 수위 저하의 효과를 평가하는데 어려움이 있다. 따라서 이를 과학적으로 평가하기 위해서 수리 수질 생태의 연동해석이 가능한 수치모델을 활용할 필요가 있다. 수치모델은 매개변수를 충분히 보정한다면, 다른 모든 요인은 동일한 조건에서 보 수위 저하만의 영향을 예측하는데 활용가능하다. 본 연구의 목적은 낙동강 수계 중류에 위치한 칠곡보-강정고령보 구간을 대상으로 3차원 수리 수질모델인 EFDC를 구축하고, 실측 자료를 이용하여 모델을 보정한 후 보 관리수위의 저하운영 시나리오에 따른 수질과 남조류의 시 공간적 변동 특성을 분석하는데 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.110-110
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• 2021

사회적, 환경적으로 크고 작은 문제를 일으키는 녹조현상은 수생태계에서 1차 생산자로 없어서는 안 될 조류의 과대 성장으로 인해 주로 나타난다. 담수조류는 크게 녹조류, 남조류, 규조류 3종으로 나누어지며, 특히 남조류는 계절별 천이에 따른 발생 시 과대 성장하는 특성으로 인해 녹조현상에 가장 큰 원인이 된다. 이러한 녹조현상의 원인에 따라 환경부에서는 발령기준 항목을 chl-a와 남조류 세포수에서 2016년 이후 남조류 세포수 만으로 발령기준 항목을 개정하였다. 따라서, 녹조현상에 대한 신속한 대처를 위해서는 남조류에 대한 분포에 대해 파악하는 것이 가장 우선시 되며 이를 위해 신속한 모니터링을 필요로 한다. 하지만 현재 조류 모니터링을 위해서는 직접 채수를 통한 검경 또는 Lisst, YSI와 같은 직접 계측 센서를 활용하여 모니터링을 진행을 하고 있으며 이러한 점, 선 단위의 측정은 전반적인 조류 분포 및 현황에 대하여 파악과 신속한 모니터링에 한계가 있다. 이러한 한계에 대안으로 위성영상, 다중분광 및 초분광 영상을 활용한 면단 위의 원격 모니터링을 통해 신속하고 하천 내 전반적인 조류 농도 분석을 위한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 UAV를 활용한 초분광센서를 이용하여 하천과 일정한 반사율을 가지는 반사천을 촬영하고 취득한 초분광영상 보정 및 분석을 진행하였다. 최적 밴드 비를 산정하고 YSI를 통한 Chl-a 결과를 이용하여 분광 특성별 맵핑을 통한 공간적 분포의 조류 농도를 산정하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권1호
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• pp.87-92
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• 2013

미세조류는 바이오연료를 생산하기 위해 필요한 성분인 지방질의 생산성이 우수하기 때문에 바이오연료의 유망한 원료로서 최근 많은 주목을 받고 있다. 본 연구에서는, 이러한 미세조류의 성장 속도와 미세조류 내부의 지방의 함량이 최대가 되도록 하기 위한 목적으로, 미세조류의 성장과 지방의 생성을 설명하는 제일원리(first principle)에 근거한 상미분방정식(ODE) 모델에 대하여 조사하였다. 모델은 6개의 상태변수와 12개의 파라미터로 이루어져 있으며, 미세조류의 성장을 영양분의 흡수와 흡수된 영양분에 의한 성장으로 두 단계로 나누어 설명한 Droop 모델의 가정을 따른다. 본 연구에서는 민감도 분석(Sensitivity analysis)을 위한 최대의 정보를 줄 수 있는 입력 신호를 결정하기 위해 D-optimality criterion을 이용한 최적 입력 설계(Optimal input design)를 수행하였으며, 구하여진 입력 신호를 적용하여 민감도 분석을 수행하여 모델에 좀 더 중요한 파라미터를 결정하였다. 또한 미세조류의 성장속도와 지방의 함량이 최대가 되도록 하기 위하여 모델 예측 제어(MPC)를 수행하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권1호
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• pp.1-8
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• 2015

본 연구는 규조류 Nitzschia sp., Phaeodactylum tricornutum, Skeletonema sp.와 녹조류 Chlorella vulgaris의 성장에 미치는 발광다이오드(LED) 단일파장의 영향을 파악하였다. 4종의 미세조류는 청색 LED(450 nm), 황색 LED(590 nm), 적색 LED(650 nm) 그리고 형광램프(복수파장)에서 배양하였다. Nitzschia sp., P. tricornutum 그리고 Skeletonema sp.의 최대성장속도와 최대세포밀도는 청색 LED에서 가장 높았고 형광램프, 적색 LED, 황색 LED 순이지만, C. vulgaris는 적색 LED에서 가장 높았다. 이는 청색 LED는 다른 파장에 비해서 규조류의 성장을 촉진시키는 작용을 하는 것으로 보인다. 따라서 미세조류의 단일파장 하에서 성장속도는 종 특이성 또는 분류군 특이성을 보이는 것으로 생각된다. 또한 이러한 결과는 향후 LED와 미세조류를 활용한 중금속 오염 퇴적물의 복원을 위한 중요한 정보로 활용 할 수 있을 것이다.

• 한국생태학회:학술대회논문집
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• 한국생태학회 1999년도 국제 Symposium 및 '99 춘계 공동 학술 발표대회
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• pp.121.2-121.2
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• 1999