Removal Effects of Chlorophyll-a and Cyanobacteria Using Laboratory-scale Biomanipulation Tests

실험적 생물조절 기법을 이용한 엽록소 및 남조류 제거 효과

This study was conducted to determine removal effect on phytoplankton (chlorophyll-${\alpha}$ as whole algae) and cyanobacteria by a fish Pseudorasbora parva and macroinvertebrate Palaemon paucidens in September 2006. Three treatments with 25 (T1), 50 (T2) and 100 (T3) individuals along with control (C1, no input fish), and two treatments with 25 (T4) and 50 (T5) individuals along with control (C1) were made for fish and macroinvertebrate, respectively. The initial concentrations of chlorophyll-${\alpha}$ $(Chl_i)$ in each 10L test tank were set up for the levels of $95{\sim}100{\mu}g\;L^{-1}$ and the daily values were monitored in the test tank during 7 days. In the lab tests, P. parva did not show Chl-${alpha}$ removal effect; the removal rate of Chl-${alpha}$ for P. parva was -58% in T1, -56% in T2, and 61% in T3 during the test period. In contrast, P. paucidens. in the treatments of T4 and T5 removed the phytoplankton effectively and the removal effect were appeared to be 33% and 22%, respectively. Also, P. paucidens showed high feeding efficiency in the removal of cyanobacteria. The levels of cyanobacteria were greatly lowed from 6,048 to 927 cells $mL^{-1}$ in T4 and from 6,539 to 1,053 cells $mL^{-1}$ in T5, resulting in 85% and 84% in the removal effect, respectively. Our results for biomanipulation tests suggest that P. paucidens may be used as a potential candidate organism for algae control in spite of the preliminary results by laboratory tests.

본 연구는 참붕어와 줄새우의 섭식에 의한 조류제어 효과를 평가하는 것으로 자연개체군의 조류를 채집하여 조류(Chl-${\alpha}$) 초기 농도를 $95{\sim}100mg\;L^{-1}$로 고정하였으며, 각각의 실험용 수조에 10L의 자연수와 대상생물을 투여하였다. 참붕어에 의한 조류제어 실험에서는 개체수 변이에 따른 섭식능력을 평가하기 위해 대조군(Control) 1개 및 처리군 3개 [T1(25개체)), T2(50개체), T3(100개체)]를 비교 평가하였고, 줄새우에 의한 조류제어 실험은 생물을 투여하지 않은 대조군 1개, T4(25개체)및 T5(50개체)의 2개 처리군을 이용하였다. 본 생물조절 실험기간 동안 용존산소는 $8.2{\sim}9.7mg\;L^{-1}$, 수소 이온농도는 $7.2{\sim}8.8$로 나타났다. 참붕어 처리군의 개체수 변이에 따른 T1, T2 및 T3에서 Chl-${\alpha}$ 제거효과는 각각 -58, -56, -61%로 나타났으며, 남조류의 최종 제거효과는 -0.5, -12, -48%로 나타나 어류의 분뇨, 분비물에 의해 조류 제어효과에 오히려 악영향을 미치는 것으로 나타났다. 한편 줄새우에서 T4과 T5의 처리군에서 최종 Chl-${\alpha}$제거 효과는 각각 33,22%로 나타났으며, 줄새우 한 개체당 엽록소 제거능은 T4 및 T5에서 각각 1.3및 $0.4{\mu}g\;L^{-1}$로 나타났다. 또한, 줄새우의 T4 및 T5에서 남조류 최종 제거 효과는 85,84%로 나타나 줄새우 한개체당 남조류를 평균 $2.0{\times}10^2$ 및 $1.1{\times}10^2cells\;mL^{-1}$를 섭식하는 것으로 나타나 Chl-${\alpha}$보다 남조류 제거에 보다 더 탁월한 효과를 보였다. 본 생물조절에 의한 예비 실험 결과에 따르면, 줄새우에 의한 조류제거 효과가 탁월하여 향후 메조코즘 현장 적용에 의한 단계적 평가가 필요한 것으로 사료되었다.