• 생명과학회지
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• 제27권4호
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• pp.435-441
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• 2017

퍼클로레이트($ClO_4^-$)는 토양, 지하수, 그리고 지표수의 신규 오염물질이다. 원소 황을 전자공여체로 이용하여 퍼클로레이트를 분해하는 농화배양에 존재하는 세균 군집에 대한 정보는 이전 연구를 통해 밝혀졌다. 본 연구에서는 정량 및 정성적인 분자기법으로 이 농화배양 내 고세균 군집을 조사하였다. 농화배양 내의 16S rRNA 유전자 copy수를 실시간 정량 PCR로 조사한 결과 고세균의 이 유전자 copy수는 세균의 1.5%를 나타냈다. 그래서 이 농화배양 환경에서 적응하는 고세균의 수가 적어 세균이 우점하는 것으로 나타났다. DGGE 밴드패턴을 통해 농화배양과 식종균으로 이용한 활성슬러지의 고세균 군집조성이 다르다는 것을 알 수 있었다. 농화배양의 가장 우세한 DGGE 밴드는 Methanococci와 연관되는 것으로 나타났다. 향후 이 우점 고세균 개체군의 대사적 역할이 규명되면 퍼클로레이트를 제거하는 농화배양 내 존재하는 미생물 군집을 이해하는데 도움이 될 것이다.

• 한국수산과학회지
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• 제31권5호
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• pp.760-766
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• 1998

암모니아 산화 미생물을 부산근교 하수처리장의 오니와 양어장 여과막에서 분리 동정하여 이들의 암모니아 산화성을 실험하였다. 독립영양성 암모니아 산화세균으로는 Nitrosomonas sp.를 분리. 동정하였고 종속 영양성균으로는 2종의 Bacillus sp., 2종의 Acinetobacter sp., 그리 고 Xanthomonas sp., Ajcaligenes sp., Pseudomonas sp., 그리고 Sphingobacterium sp.등의 8종을 분리하였다. 분리균주들의 암모니아 산화성을 실험하기 위하여서는 mineral salt medium에 $NH_4Cl$ 10mg/$\ell$를 첨가한 배지에서 $28^{\circ}C$, 15일 배양한 결과 Nitrosomonas sp.는 배양4일째부터 균수가 증가하면서 암모니아 산화와 아질산생성이 시작되어 15일 배양후에는 약 2mg/$\ell$의 암모니아성질소의 감소가 일어났고 동시에 0.023$\~$0.036mg/$\ell$의 아질산성 질소가 생성되었다. Heterotrophs 8균주는 균주에 따라 다소 차이는 있었으나 배양 15일 동안 균의 증식은 거의 일어나지 않았고 오히려 약간 감소하는 경향을 나타내었다. 그리고 암모니아 산화성도 낮아 0.02$\~$0.64mg/$\ell$ 정도 감소하였고 아질산성 질소의 생성량은 0.01$\~$0.51 mg/$\ell$ 정도이었다. 그러나 heterotrophs 83주를 mineral salt medium에 $NH_4Cl$ 10mg$\ell$과 glucose 50 mg/$\ell$를 첨가시키면 균증식도 좋아지고 암모니아 산화성도 증가하여 15일 배양 후에는 암모니아성질소는 1.12$\~$3.85 mg/$\ell$ 정도 감소하였다. $NH_4Cl$ 50mg/$\ell$과 glucose 5 g/$\ell$ 로 조절된 배지에서는 암모니아 산화성이 더욱 좋아져 15일 배양 후에 약 1$\~$20mg/$\ell$의 암모니아성 질소가 감소하였다.

• 생명과학회지
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• 제26권6호
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• pp.711-720
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• 2016

게놈분석이 완료된 680개의 세균의 공통 유전자 보유 정도와 유연관계를 파악하기 위해 4,631개의 COG (Clusters of Orthologous Groups of protein) 보유 유사도와 COG 보유 계통수를 작성하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 균주별 COG 보유개수는 103~2,199개 사이였고 평균 1377.1개 였다. 곤충과 절대공생성인 Candidatus Nasuia deltocephalinicola str. NAS-ALF가 최저였고 기회성병원균인 Pseudomonas aeruginosa PAO1가 최대였다. 2개의 세균들 사이에 나타내는 COG 보유 유무의 유사도는 49.30~99.78% 사이였고 평균 72.65%였다. 초고온성이며 자가영양생활을 하는 Methanocaldococcus jannaschii DSM 2661과 중온성이며 공생생활을 하는 Mesorhizobium loti MAFF303099 사이가 최소였다. 유전자 보유 정도가 생물이 각 서식지에 적응하는 정도를 나타내므로 이 결과는 원핵생물 진화의 역사 혹은 현재 지구의 원핵생물 서식지 범위를 나타내는 것일 수도 있다. COG 보유계통수를 통하여 첫째 진정세균인 Chloroflexi문의 일부는 진정세균보다 고세균과 유연관계가 높았고, 둘째 16S rRNA유전자에서 동일한 문(phylum)이나 강(class)으로 분류되지만 COG 보유 계통수에서는 일치하지 않는 경우가 많았으며, 셋째 delta-와 epsilon-Proteobacteria는 다른 Proteobacteria와 다른 분계(lineage)를 이루었다. 본 연구결과는 생물의 기원 파악과 기능적 연관성 파악 그리고 유용유전자 탐색 등에 이용할 수 있을 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권11호
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• pp.855-859
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• 2011

원자력산업에서의 지르코늄합금 튜브 제조공정은 튜브 산세 시 질산과 불산을 사용하고 있어 세척 시 발생되는 폐수의 주요 오염물질은 질산성질소와 불소성분으로 이루어져 있다. 오염물질인 불소와 질산성질소의 처리를 위해, 다양한 실험을 거쳐 처리기술을 검토한 결과를 토대로, 당사의 폐수처리공정은 1차 화학응집처리에 의한 불소성분 제거공정, 황산화 탈질반응을 이용한 SOD (Sulfur Oxidation Denitrification)공법에 의한 독립영양탈질공정, 2차 화학응집처리공정으로 구성하여 운영하고 있다. 본 폐수처리공정의 특징은, 질산성질소제거를 위해 황산화 탈질공법(SOD Process)을 적용한 것이다. SOD공법은 기존의 황탈질공법과는 달리 황과 알칼리성물질을 일체화한 충진담체(JSC Pellet)를 사용한 기술로, 유기탄소원이 전혀 없는 무기계폐수의 탈질기술로서 주목받고 있다. 현재까지 폐수처리장의 운영결과를 보면, 유입수의 평균 T-N농도가 설계값인 100 mg/L를 상회하는 147.55 mg/L이었지만, 처리수의 평균 T-N농도는 12.72 mg/L로 91%의 높은 제거율을 안정하게 유지하고 있다. 이상의 결과로, SOD공법이 무기계 산업폐수의 질산성질소제거에 매우 유용한 공법임이 확인되었으며, 신규 개발한 미생물활성화제(특허출원 중)를 사용함에 의해 증식속도가 늦은 독립영양미생물의 활성이 안정적으로 유지되었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제13권3호
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• pp.125-130
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• 2008

Free ammonia ($NH_3$-N) inhibition of nitrite-oxidizing bacteria (NOB) has been widely studied for partial nitrification (or nitrite accumulation) and denitrification via nitrite ($NO_2^-$-N) as a low-cost treatment of ammonium containing wastewater. The literature on $NH_3$-N inhibition of NOB, however, shows disagreement about the threshold $NH_3$-N concentration and its degree of inhibition. In order to clarify the confusion, a simple and cheap respirometric method was devised to investigate the effect of free ammonia inhibition of NOB. Sludge samples from an autotrophic nitrifying reactor were exposed to various $NH_3$-N concentrations to measure the maximum specific nitrite oxidation rate ($\hat{K}_{NO}$) using a respirometer. NOB biomass was estimated from the yield values in the literature. Free ammonia inhibition of nitrite oxidizing bacteria was reversible and the specific nitrite oxidation rate ($K_{NO}$) decreased from 0.141 to 0.116, 0.100, 0.097 and 0.081 mg $NO_2^-$-N/mg NOB h, respectively, as the $NH_3$-N concentration increased from 0.0 to 1.0, 4.1, 9.7 and 22.9 mg/L. A nonlinear regression based on the noncompetitive inhibition mode gave an estimate of the Inhibition concentration ($K_I$) of free ammonia to be 21.3 mg $NH_3$-N/L. Previous studies gave $\hat{K}_{NO}$ of Nitrobacter and Nitrospira as 0.120 and 0.032 mg/mg VSS h. The free ammonia concentration which inhibits Nitrobacter was $30{\sim}50\;mg$ $NH_3$-N/L and Nitrospira was inhibited at $0.04{\sim}0.08\;mg$ $NH_3$-N/L. The results support the fact that Nitrobacter is the dominant NOB in the reactor. The variations in the reported values of free ammonia inhibition may be due to the different species of nitrite oxidizers present in the reactors. The respirometric method provides rapid and reliable analysis of the behavior and community of the nitrite oxidizing bacteria.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권1호
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• pp.101-110
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• 2021

다양한 환경에서 미세조류와 종속영양세균(heterotrophic bacteria) 사이의 상호작용은 일반적이다. 본 연구에서는 미세조류 Chlorella sp. MF1907와 서로 다른 속(genus)에 속하는 31종의 종속영양세균을 공배양(co-culture)하여 MF1907의 광합성 활성에 미치는 종속영양세균의 영향을 규명하였다. 6종의 종속영양세균(Agromyces, Rhodococcus, Sphingomonas, Hyphomicrobium, Rhizobium, Pseudomonas)은 MF1907의 광합성 활성을 증가시켰으며(p < 0.05), 12종의 종속영양세균(Burkholderia, Paraburkholderia, Micrococcus, Arthrobacter, Mycobacterium, Streptomyces, Pedobacter, Mucilaginibacter, Fictibacillus, Tumebacillus, Sphingopyxis, Erythrobacter)은 MF1907의 광합성 활성을 저해하였다(p < 0.05). 종속영양세균 중 MF1907의 광합성 활성에 유의미한 효과(positive, negative, neutral)를 나타낸 16종을 선택하여 MF1907의 종속영양에서 독립영양으로의 활성 전환에 미치는 이들의 영향을 평가하였다. 8종의 종속영양세균은 공배양 결과와 동일하게 MF1907의 종속영양에서 독립영양으로의 활성 전환에 영향을 미쳤다. 하지만 나머지 8종은 공배양 결과와 MF1907의 종속영양에서 독립영양으로의 활성 전환에 미치는 결과가 반대를 나타내었다. 공배양과 활성 전환 실험 모두에서 일관되게 Pseudomonas와 Agromyces는 MF1907의 광합성 활성을 강하게 증가시켰으며(p < 0.05), Burkholderia, Streptomyces, Erythrobacter는 MF1907의 광합성 활성을 강하게 저해하였다(p < 0.05). 본 연구 결과는 다양한 종속영양세균과 미세조류 사이의 상호작용 이해를 도모하고 종속영양세균을 활용하여 자연 환경과 공정 시스템에서 미세조류의 바이오매스를 조절할 수 있음을 시사한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제14권1호
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• pp.56-62
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• 2009

남해 연안의 3개 내만역을 대상으로 전체 어류군집이 이용하는 유기물의 기원을 조사하기 위하여 잘피와 부착조류, 저서미세조류, 해조류, 습지식물, 부유입자유기물(식물플랑크톤), 습지식물(갈대) 그리고 육상기원 유기물 등 다양한 유래의 유기물에 대한 탄소안정동위원소 비(${\delta}^{13}C$) 값과 어류 체조직의 ${\delta}^{13}C$ 값을 비교 분석하였다. 연구해역에서 채집된 총 31종의 어류들이 가지는 ${\delta}^{13}C$C 값은 -16.2${\sim}$-8.3‰의 범위를 나타내어 잘피(-8.3${\pm}$1.9‰), 부착조류(-12.4 ${\pm}$0.6‰), 저서미세조류(-15.4${\pm}$1.6‰) 그리고 해조류(-16.0${\pm}$1.8‰)가 가지는 ${\delta}^{13}C$ 값에 상당하는 범위를 나타내었다. 또한 연구수역의 어류군집이 가지는 ${\delta}^{13}C$ 값(-12.9${\pm}$1.5‰)은 남해 외양역에서 채집된 어류(-17.3${\pm}$0.8‰)와 낙동강 수계에서 채집된 어류군집(-23.2${\pm}$1.6‰)이 가지는 값에 비하여 뚜렷히 높은 값을 보였다. 따라서 본 조사에서 얻어진 ${\delta}^{13}C$ 분석 결과들은 조사가 수행된 3개 내만역 어류군집은 만 자체의 자생기원 저서생산에서 유래한 탄소원에 주로 의존하고 있다는 것을 시사하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제8권1호
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• pp.56-66
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• 1999

본 연구는 배양기의 환기횟수(0.1 $h^{-1}$ 또는 2.8 $h^{-1}$), 광도(70, 150 또는 220$\mu$mol. $m^{-2}$ . $s^{-1}$), C $O_{2}$ 농도(400-500, 1000 또는 2000$\mu$mol.mo $l^{-1}$)가 국화 소식물체의 기내생장에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다. MS 배지에서 혼합영양배양 상태 하에서 번식시킨 줄기 마디 절편체를 채취하여 1.25meq. $L^{-1}$의 $H_{2}$S $O_{4}$$^{-}$가 추가로 첨가된 MS 기본배지가 담긴 3.7$\times$$10^{-4}$ $m^{3}$의 배양기에 용기당 4개씩 치상하였다. 환기횟수(NAEH)를 0.1 $h^{-1}$에서 2.8 $h^{-1}$로 향상시키기 위하여 배양용기의 뚜껑에 직경 10mm의 구멍을 뚫어 통기성의 필터를 부착하였으며, 당과 생장조절제는 첨가하지 않았다. 배양실에 C $O_{2}$를 공급하기 위하여 공기 순환통로에 C $O_{2}$ 가스 공급구를 설치하여 액화 C $O_{2}$ 가스를 명기 동안에만 공급해 주었다. 생체중과 건물중, 초장, 최대근장, 엽수, 엽면적은 광도(PPF)가 높은 처리구에서, 특히 C $O_{2}$ 농도가 높을 때 증가되었다. 그리고 환기횟수가 낮은 처리구에서보다 높은 처리구에서 더 컸으며, 처리효과는 배양후기로 갈수록 뚜렷이 증가되었다. 국화 소식물체의 기내생육은 환기횟수가 2.8 $h^{-1}$, PPF가 220$\mu$mol. $m^{-2}$ . $s^{-1}$, 그리고 C $O_{2}$ 농도가 2000$\mu$mol.mo $l^{-1}$일때 가장 빨랐다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권9호
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• pp.1035-1043
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• 2007

본 연구는 침출수 재순환 공법과 산소요구량과 탄소요구량의 절감이 가능한 단축질소제거공법(shortcut biological nitrogen removal: SBNR)을 병합하여 침출수중의 암모니아와 유기물을 효과적으로 제거하는 방안에 대해 부피 약 200 $m^3$의 pilot 규모 매립지를 만들어 연구하였다. 매립지에서 발생한 침출수는 연속회분식반응기(sequencing batch reactor: SBR)형태의 on-site reactor에서 암모니아성 질소를 아질산으로 부분질산화 시킨 후 매립지로 재유입 시켜 지중탈질(in-situ denitrification)을 유도하였다. 침출수는 매립면적에 따른 년평균 강우량을 기준으로 약 221 L/cycle을 주당 3회 재순환 하였다. 그 결과 반응시간은 약 6시간으로 운전하였을 때 $NO_2^{-}-N/NO_x-N$의 비는 약 0.8에 이르러 효과적인 아질산 축적을 이룰 수 있었으며 온도저하로 인해 질산화의 저해가 일어나기 이전의 질산화 효율은 약 80%에 달하여 단축질소제거공정을 위한 아질산 축적이 가능함을 보여주었다. 이와 같이 SBR을 통해 질산화하여 재순환한 침출수의 $NO_x$-N는 모형 매립지 내에서 모두 제거할 수 있었으며, 침출수에 비교적 높은 농도의 황산염이 존재하여 황산염환원 및 황을 이용한 독립영양탈질반응이 매우 중요한 반응기전이 되는 것으로 나타났다. 따라서 침출수 재순환 공법과 단축질소제거공법을 병합한 조기안정화 기술은 매립지의 조기안정화와 침출수의 질소제거에 효과적인 공법으로 사용할 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제7권3호
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• pp.140-147
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• 2002

전북 새만금 해역에서 1998년에 처음으로 유해성 적조생물인 Cochlodinium polykrikoides/Gymnodinium impudicum이 우점하는 대규모 적조가 발생한 뒤 유해성 적조의 반복적인 발생에 대한 우려가 증폭되고 있으므로, 이 해역의 적조생물을 비롯한 식물플랑크톤 동향과 이에 영향을 줄 수 있는 상위포식자인 원생동물에 대한 연구가 절실히 필요한 시점이다. 이 해역에서의 원생동물의 시간적 변화에 대한 연구를 하기 위하여, 1999년 8월 10일부터 11월 11일까지 모두 5차례에 걸쳐 매번 4개 정점의 2-5개 수층에서 시료를 채집하였다. 원생동물인 종속영양성 와편모류와 섬모충류(ciliates)의 종조성과 풍도를 조사하고, 본 연구와 동시에 조사된 유해성 적조생물을 포함한 식물플랑크톤과의 상관관계를 연구하였다. 조사기간 중 종속영앙성 와편모류, 종피성 섬모충류 및 무피성 섬모충류의 출현 종 수와 풍도 모두 규조류가 우점한 시기에 최대값(풍도:종속영양성 와편모류는 11, 종피성 섬모충류는 10, 무피성 섬모충류는 12 cells $m\ell$$^{-1}$)을 기록한 반면, C. polykrikoides/G. impudicum가 우점하는 유해성 적조 발생 시기에는 낮은 값(풍도:종속영양성 와편모류는 1, 종피성 섬모충류는 0.5, 무피성 섬모충류는 2.4 cells $m\ell$$^{-1}$)을 나타냈다. 또한 규조류가 우점한 시기인 8월 10일과 11월 11일에 종피성 섬모충류와 무피성 섬모충류가 규조류와 비교적 높은 양의 상관관계를 나타내 이들이 규조류의 중요한 포식자로 작용했을 가능성이 높고, 동시에 규조류의 양적변화가 종피성 섬모충류와 무피성 섬모충류 풍도 변화에 큰 영향을 주었을 가능성이 높다. 독립-혼합영양성 와편모류가 우점한 9월 16일과 10월 18일에는 종속영양성 와편모류가 독립-혼합영양성 와편모류와 높은 상관관계를 나타냈는데, 10월 18일에 최고 우점종인 Noctiluca scintillans는 C. polykrikoides/G. impudicum의 유영속도가 현저히 떨어졌을 때 효과적으로 포식할 수 있는 능력을 가지고 있어, 당시에 운동성이 적은 C. polykrikoides/G. impudicum개체들의 포식자였을 가능성이 높다. 본 연구해역에서 조사된 종속영양성 와편모류, 종피성 섬모충류, 무피성 섬모충류의 최대풍도는 C. polykrikoides/G. impudicum이 우점하는 적조가 가장 먼저 연례적으로 발생하는 전남 고흥-여수 해역에서 1997년 8-9월 적조발생 전후에 조사된 최대풍도보다 상당히 낮게 나타났다. 본 연구의 결과는 연구해역의 우점 식물플랑크톤과 종속영양성 와편모류, 종피성 섬모충류, 무피성 섬모충류 간의 포식자-피식자 관계 규명을 위한 기초자료가 될 뿐 아니라, 나아가 서해안의 유해성 적조발생기작 연구에 있어서 원생동물성 포식자들의 역할 연구를 위한 유용한 자료로 활용될 것이다.