Journal of Korean Society of Environmental Engineers (대한환경공학회지)

Korean Society of Environmental Engineers (대한환경공학회)
권호 표지

Feasibility Study for Removal of Red Tide by Batch Fed Electron Beam Irradiation

회분식 전자빔 조사에 의한 적조제거 특성 연구

  • Kang, Ho (Department of Environmental Engineering, Chungnam National University) ;
  • Lim, Seon-Ae (Department of Environmental Engineering, Chungnam National University) ;
  • Jeong, Ji-Hyun (Department of Environmental Engineering, Chungnam National University) ;
  • Kim, Yu-Ri (EB Tech Co., Ltd.) ;
  • Han, Beom-Su (EB Tech Co., Ltd.)
  • Received : 2009.09.08
  • Accepted : 2010.02.18
  • Published : 2010.03.31
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Abstract

This study was carried out to assess the feasibility of the electron beam irradiation as a mean of red tide control in coastal water. Prorocentrum minimum, Prorocentrum micans, Cochlodinium polykrikoides, Heterosigma akashiwo, Alexnadrium catenella were selected and cultured for experiments, and red tide occurring in Tongyeong(2007. 8. 15) was also tested under the same conditions. The irradiation dose were 1 kGy, 2 kGy, 4 kGy and 8 kGy. The result showed 50~65% extinction in red tide cells was observed right after irradiation dose of 1 kGy and 86~97% within 1 day after irradiation, compared with control. Chlorophyll-a concentration of red tide was reduced by 50~64% immediately and it was drastically reduced up to 86~97% 1 day after irradiation. When the culture was irradiated at 1 kGy, 28~47% of s-protein was released immediately, and 77~138% was released 1day after irradiation. 77~212% of s-carbohydrate was excreted after 1 day while 16~45% of s-carbohydrate was excreted immediately. A transmission electron microscope(TEM) observation for the irradiated red tide revealed that the cell was destroyed and intracellular biopolymeric substance was leached out from the damaged cell as a result of electron beam irradiation. These results imply that electron beam irradiation is enable to control red tide by flocculation with extracellular biopolymer. The paralytic shellfish poisoning(PSP) toxin contents produced by Alexandrium catenella was decreased 48% by 1 kGy of electron beam irradiation compared with the unirradiated cells. As a result, electron beam irradiation was effective for detoxication as well as destruction of red tide.

본 연구는 연안해역에서 발생하는 적조의 현장 제어기술로 전자빔을 이용하고자 적조사멸에 대한 전자빔 조사의 효율성을 평가하였다. Prorocentrum minimum, Prorocentrum micans, Cochlodinium polykrikoides, Heterosigma akashiwo, Alexnadrium catenella의 5종을 실험대상 적조로 선정하여 배양하였으며, 실제 경남 통영(2007. 8. 15)에서 발생한 적조에 대해서도 동일한 실험을 수행하였다. 전자빔 조사선량은 1 kGy, 2 kGy, 4 kGy, 8 kGy로 1 kGy의 전자빔 조사로 50~65%의 적조사멸율을 보였으며, 1일 경과 시 86~97% 사멸하였다. Chlorophyll-a의 경우 조사 즉시 50~64% 감소하고, 1일 경과한 뒤 72~93%의 감소율을 보였다. 또한 전자빔 조사 즉시 S-protein은 28~47%, S-carbohydrate는 16~45% 가 증가하였으며, 1일의 시간 경과 후에는 S-protein이 77~138%, S-carbohydrate가 77~212%까지 증가하였다. 또한 투과 전자현미경을 통해 전자빔 조사 전후의 적조세포 관측을 통하여 세포의 파괴 및 세포내 구성물질의 용출을 확인할 수 있었다. 이렇듯 적조에 전자빔을 조사함으로써 Extracellular Biopolymer에 의한 Flocculation을 유도하여 적조를 침강 제어할 수 있다. 또한 전자빔 조사 전 후 Alexandrium catenella의 PSP(Paralytic Shellfish Poisoning) 패독 분석 결과 1 kGy의 전자빔을 조사함으로써 전자빔을 조사하지 않은 적조 대비 PSP 독성 함량이 48% 감소하여 전자빔조사가 유독적조의 사멸 뿐만 아니라 제독에도 효과가 있음을 알 수 있었다.

Keywords

References

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