• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권6호
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• pp.458-467
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• 2016

소금은 인간의 생리활동에서 매우 중요한 물질로서 섭취한 영양소를 혈액 안으로 수송하는 역할을 한다. 따라서 소금에는 카드늄, 수은, 납, 비소와 같은 유해성분이 전혀 포함되지 않는 것이 가장 이상적이다. 그러나 소금은 모든 물질이 용존 되어 있는 해수로부터 얻어지기 때문에 기술적 한계로 불가불 미량의 유해성분이 포함되는 것을 법적으로 용인하고 있다. 본 논문은 해수의 농도증가에 따른 순차석출 현상을 응용하여 '$15^{\circ}C$ 저온진공건조기술'로 유해성분이 전혀 포함되지 않는 식탁염의 새로운 제조방법에 대한 실험결과를 보고하였다. 본 연구결과를 전통적인 천일염의 제조공정에 확장 적용하면 세계적 명품 소금의 제조도 가능하다.

• 환경영향평가
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• 제32권2호
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• pp.123-133
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• 2023

이차전지 생산공정에서 발생한 폐수에는 리튬과 고농도의 황산염을 포함하고 있으며 최근에는 에너지 밀도가 높은 High Ni 계열의 전구체 수요가 급증하면서 니켈의 배출도 우려되는 상황이다. 리튬과 황산염의 경우 현재 수질오염물질 배출허용기준에 포함되어 있지 않으므로, 이들이 적절하게 처리되지 못하고 배출되었을 경우 향후 환경에 대한 부정적 영향이 클 수 있을 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 물벼룩(Daphnia magna)과 발광박테리아(Aliivibrio fischeri)를 이용하여 이차전지 생산공정 배출수에 포함되어 배출될 수 있는 잠재오염물질인 리튬과 니켈 및 황산염의 생태독성을 평가하였다. 생태독성평가 결과, 물벼룩 24시간, 48시간 리튬 EC₅₀ 값은 18.2mg/L, 14.5mg/L, 니켈의 경우 7.2mg/L와 5.4mg/L, 황산염 EC₅₀ 값은 4,605.5mg/L, 4,345.0mg/L로 나타나, 물벼룩의 경우 물질 및 반응시간(24시간, 48시간)에 따른 생태독성 차이가 있음을 알 수 있었다. 리튬, 니켈, 황산염에 대한 물벼룩의 EC₅₀을 비교하면, 니켈의 24h 및 48h EC₅₀은 리튬에 비해 39.6-37.2%, 황산염에 비해서는 0.1-0.2% 수준으로 세 물질 중 가장 독성이 강한 것으로 나타났다. 그 차이는 노출시간과 상관없이 유사한 수준으로 나타났다. 반면, 황산염의 EC₅₀은 리튬과 니켈에 비해 각각 253.0-299.7%, 639.5-804.6% 수준으로 세물질 중 독성이 가장 약한 것으로 나타났다. 발광박테리아의 리튬에 대한 30분 EC₅₀ 값은 2,755.8mg/L, 니켈은 7.4mg/L, 황산염 EC₅₀ 값은 66,047.3mg/L로 니켈과는 달리 리튬과 황산염에 대한 물벼룩과 발광박테리아 생물 종별 민감도 차이도 있음을 확인하였다. 이차전지 배출수 관리를 위해 향후 이들 물질에 대한 복합 독성에 관한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.449-449
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• 2010

유기발광소자(organic light-emitting diodes, OLEDs)는 저공정비용, 경량화, 가용성 및 대면적화 등의 장점으로 조명 분야와 디스플레이 분야로의 응용 가능성으로 인해 크게 주목을 받아 왔다. 이러한 OLED 소자의 고효율, 고휘도 및 저소비전력 등을 구현하기 위해서는 전극으로부터 전하 주입 층으로 효율적인 전하 주입이 요구된다. 즉, 각 전극의 폐르미 준위로부터 전하 전도준위대로의 전하주입 장벽이 없어야 한다. 본 연구에서는 홀 주입장벽이 없는 정공주입 층으로 $MoO_x$(molybdenum oxide)가 도핑된 NPB(N, N'-diphenyl-N, N'-bis(1-naphthyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine) 층을 사용하여 hole-only 소자를 제작하고 전류-전압 특성을 통해 양극으로부터 홀주입 층으로의 hole-ohmic 특성을 고찰했다. 또한, 전자 주입장벽이 없는 전자주입 층으로 $C_{60}$(fullerene)/LiF(lithum fluoride)의 이종 층을 사용하여 electron-only 소자를 제작하고 음극으로부터 전자주입 층으로의 전자 ohmic 특성을 조사했다. 또한, 전극으로부터 전하주입 층으로 ohmic 특성을 더 자세히 이해하기 위하여 전하주입 층의 자외선 광방출 스펙트럼(ultraviolet photoemission spectra)을 조사했다. 한편, glass/ITO/$MoO_x$-doped NPB (x%: x=0,25, 50 및 75; 5nm)/NPB (63nm)/$Alq_3$ (37nm)/$C_{60}$ (5nm)/LiF (1nm)/Al (100nm)로 구성된 all-ohmic OLED 소자의 발광특성은 $MoO_x$의 도핑 농도가 25%이상일 때 최적의 특성을 보여줬다. 이러한 현상은 정공주입 층에서 p형 도핑 농도의 증가에 따른 정공 농도의 증가에 기인한다. 또한 $MoO_x$의 도핑 농도의 증가에 따라 정공주입 층의 new gap state와 전극의 페르미 준위의 pinning에 기인한다. 25%의 $MoO_x$을 가진 OLED소자는 7.2V의 낮은 전압에서 $58300 cd/m^2$의 높은 휘도를 보여줬다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.251-251
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• 2011

해양 투기가 금지되면서 혐기소화를 통해 최종적으로 발생되는 폐기물 양을 줄이고 메탄 등의 바이오 가스를 얻어 이를 에너지로 얻기 위한 많은 공정들이 현장에 적용되고 있다. 하지만 혐기 소화 과정을 마친 후 유출되는 유출액은 고농도의 유기물질 및 암모니아성 질소, 인산염 등을 다량으로 함유하고 있어 적은 양이라도 하천이나 호수 등에 유입되면 수질 악화와 부영양화를 초래할 위험성이 크다. 이번 연구에서는 음식물류 폐기물로부터 바이오가스를 생산하기 위한 혐기소화 공정에서 발생하는 유출액의 방류수 수질기준 확보와 경제성을 만족시킬 수 있는 처리공정의 상용화 기술을 개발하기 위해 생물학적 처리， 물리 화학적 처리를 통합한 공정을 적용하였다. P건설사 혐기소화 유출액 pilot plant(1 ton/day) 운전 결과 50~70% 로 $NO_2$-N 이 약 1,000 mg/$\ell$정도로 축적되는 현상을 보였으며 상대적으로 $COD_{Cr}$의 농도는 400~600 mg/$\ell$로 C/N 비가 낮아 탈질이 어려울 것으로 판단하였다. 이에 실험실 규모에서의 실험을 진행하였다. $NO_2$-N와 $NO_3$-N을 기준으로 McCarty 양론비 기준 80% 에서 300%까지 메탄올을 주입해 제조 폐수와 실제폐수로 실험을 진행하였고 제조폐수로 실행된 실험에서 아질산 탈질의 효율을 확인하였다. 미생물이 메탄올에 순응 후 완전 탈질에 걸리는 시간은 약 2.5 일로 확인 되었으며 메탄올이 추가로 주입되지 않은 반응조의 $NO_2$-N의 탈질량은 메탄올이 이론값 100% 주입 된 반응조에 비해 30% 이하의 처리 효율을 나타냈다. 이론값을 기준으로 메탄올이 100% 주입된 반응조는 약 96.1%의 탈질 효율을 보였으며 메탄올 순응 후에 약 1.5 일의 HRT가 단축되었기 때문에 메탄올에 장시간 순응 시 탈질 효율이 더 좋아질 것으로 보인다. 아질산탈질에 대한 실험실 규모 연구결과를 토대로 pilot plant에서 재현성 검토를 목적으로 운전을 수행하였다. 무산소조의 HRT는 2.7 일 이었으며 호기조의 HRT는 4.1 일 이었다. 유입수의 평균 $COD_{Cr}$ 농도는 2,878 mg/L, T - N 농도는 2,723 mg/L로 나타났으며 $NO_2$-N 기준 C/N비 1.2-1.8의 메탄올을 주입하였을 때 96% 이상의 탈질율을 보였다.

• 멤브레인
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• 제23권1호
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• pp.92-99
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• 2013

본 연구는 인쇄회로기판(PCB) 제조 시 에칭공정에서 발생되는 구리이온($Cu^{+2}$)을 고농도로 함유한 황산 폐에칭액을 NF 막분리법을 사용하여 에칭액 회수와 구리이온 처리를 효율적으로 수행하기 위한 NF 막여과 공정의 운전 조건을 설정하기 위한 기본 자료를 확보하는데 있다. 이를 위해 미국 Koch사의 SelRO MPS-34 4040 NF 막을 대상으로 구리이온을 고농도(5~25 g/L)로 함유한 모의 황산 폐에칭액의 회분식(dead-end) 나노여과 실험을 수행하여 투과 플럭스와 구리이온의 총괄 배제도를 측정하였다. 이 결과 황산용액에의 막 보관기간이 길수록, 황산용액의 pH가 낮을수록 황산에 의한 NF 막의 손상이 더 크게 발생하여 순수 투과 플러스가 증가하였다. 황산 폐에칭액의 투과 플럭스는 황산용액 내 구리이온의 농도가 증가할수록 막 표면에의 구리이온 농축(농도분극)의 증가에 따라 감소하였으며, 구리이온의 배제도는 구리이온의 농도가 높을수록, pH가 낮을수록, 황산용액 내의 막 보관기간이 길수록 낮아져 초기 37%에서 최소 15% 수준으로까지 감소하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.11-11
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• 2009

종래의 산업폐수 처리기술로는 중금속 함유 폐수에 수용성의 금속염을 첨가하여 가성소다 혹은 소석회를 이용하여 pH를 조정하고 고분자 응집제를 첨가하여 금속의 수산화물을 생성시켜 이를 부상 혹은 침전시켜 Sludge화하여 제거하는 방법이 주로 사용되고 있다. 그 외 질소, 인, 유기물이 함유된 폐수의 경우에는 Biological Oxidation Techniques, 활성탄 흡착방식이 주로 채택되고 있다.[1-3] 이러한 폐수처리기술은 화학약품 사용량이 과다하고 이는 Sludge 생성량을 증대하고 2차 폐수처리가 필요로 하는 경우가 많고, 처리장이 면적이 넓어야 하고 대용량의 Sludge 제거창치가 필요하여 고비용의 처리공정으로 문제점을 가지고 있다.[2-3] 이에 본 연구에서는 이러한 기존 기술의 문제점을 보완할 수 있고 기존 기술로는 완벽하게 처리하기 곤란한 악성 폐수들에 대한 새로운 고도처리기술로 초전도 마그네트를 이용한 고구배 자기분리기술에 대한 기초연구를 하였다. 본 연구에서 사용한 고구배 자기분리 시스템은 무헬륨 전도냉각방식으로 자기분리를 위해 사용한 필터는 SUS 430 재질의 메쉬 형태로 제작하여 실험하였다. 또한, 자기분리 처리를 위한 전처리 공정으로는 응집제를 첨가하여 자기분리 효율을 높이고자 하였다. 자기분리 처리대상수로는 포항제철에 압연 강판에 사용되는 냉각수를 대상으로 자기분리 처리에 대한 효과를 실험하였다. 또한, 자기분리에 대한 특성을 평가하기 위해 강자성의 $Fe_3O_4$ 미세자성분말을 첨가하여 처리수내의 들어있는 유기물질에 대해 자기분리 자장 및 유속에 대한 처리효율을 미치는 영향을 조사하였다. 자기분리 처리는 1~6 Tesla에서 자기필터는 디스크 형태로 다층으로 연속적으로 적층하였으며, 처리유속은 1~4 l/min으로 하였다. 고농도인 처리폐수를 자가분리 인가 자장에 따라 처리하여 고농도에서는 70%, 저농도에서는 98 %까지 처리되었다. 또한, 자기분리용 필터는 SUS 430 재질의 mesh 망을 사용하였으며 인가자장 및 유속변화에 대한 실험 결과 탁도 및 농도는 필터 크기의 영향은 거의 차이가 없었으며 단지 인가자장 및 유속에 따라서 지수적으로 감소하였다. 자기분리된 용액 내 $Fe_3O_4$ 입도 분석 결과 자기분리 이전에 분포하던 $10\sim20\;{\mu}m$의 입자는 거의 제거되었으며 2 ${\mu}m$ 이하의 입자들은 실험 횟수에 따라 점점 직경이 작은 쪽으로 분포가 좁아졌으며, 마그네타이트의 자화율을 분석한 결과 약 0.8 Tesla에서 포화 되었으며 처리수의 탁도 및 농도가 자장에 따라 감소하는 것으 알 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제6권3호
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• pp.13-20
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• 2001

본 연구에서는 고농도 유류오염토양 처리를 위해 ${H_2}{O_2}$/$Fe^0 시스템을 이용한 Fenton-like oxidation을 제시하였다. 주요 반응조건인 초기 PH, $Fe^0 및 ${H_2}{O_2}$ 주입량과 초기 오염농도를 변화시켜가며 본 산화처리 시스템의 반응특성을 회분식 실험을 통하여 알아보았다. 유류 오염물은 디젤을 사용하였으며 오염농도는 가스 크로마토그래피를 사용하여 TPH (Total Petroleum Hydrocarbon)로 나타내었다. 제거효율을 보면 적정 ${H_2}{O_2}$/$Fe^0 주입조건인 10% ${H_2}{O_2}$+ 20% Fe$^{0}$ 에서 반응시간 24이내에 약 65% 이상의 제거율(초기 TPH 농도 : 10,000mg/kg)을 나타내었으며, 초기 pH조건은 높은 제거효과를 얻기 위해서 3~4범위이내가 적정함을 알 수 있었다. 기존의 과산화수소의 분해촉매로 사용하는 철 염($FeSO_4)과의 비교실험에서는 $Fe^0를 촉매로 사용하였을 때 유류오염토양의 화학적 산화 처리가 처리효율과 경제성에서 더 효과적임을 알 수 있었고, 특히 고농도 오염토양 처리에서 더 유리한 것으로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.513-513
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• 2009

최근 바이오디젤의 원료로 미세조류가 많은 관심을 끌고 있다. 미세조류는 물, 이산화탄소와 태양광을 이용해 광합성 성장이 가능하며, 지질(오일) 성분이 풍부하여 바이오디젤의 원료로 이용할 수 있다. 미세조류는 단위 면적당 오일 생산량이 곡물류의 50-100배 이상이며, 이산화탄소를 기질로 이용하므로 온실가스 직접 저감이 가능하다. 또한 배양시 비경작지나 황무지를 사용할 수 있으므로 기존 식용작물과 경쟁하지 않으며, 하수, 해수, 폐수 등 다양한 물자원을 이용할 수 있다. 본 연구에서는 고농도 $CO_2$에 내성을 지닌 Chlorella sp. KR-1을 대상으로 1 L 규모 기포탑 광생물반응기에서 균체 성장 및 지질(바이오오일) 합성에 대한 $CO_2$ 농도, 가스 공급속도, 질산염 농도 등 환경 및 영향 조건의 영향을 조사하였다. 가스 공급속도 0.4 L/min에서 $CO_2$ 농도를 0.03-20% 범위에서 조사하였을 때 최대 균체성장은 $CO_2$ 10%에서 관찰되었다. 균체내 지방산 함량은 $CO_2$ 농도 0.03%에서 가장 낮았고, 5-20% 범위에서는 $CO_2$ 농도 증가에 따라 감소하는 경향이 관찰되었다. 가스 공급속도를 0.2 L/min에서 0.8 L/min으로 증가시켰을 때 최대 균체농도는 0.6-0.8 L/min의 범위에서 관찰되었고, 생체내 최대 지방산 함량은 0.4 L/min에서 관찰되었다. Nitrate 농도 1-20 mM 범위에서 최종 균체농도는 nitrate 농도 증가에 따라 10mM까지 증가하였으나 그 이상에서는 증가하지 않았다. 반면 지방산 함량은 nitrate 농도 증가에 따라 감소하는 경향이 관찰되었다. 본 실험에서 얻은 최대 지방산 생산량은 1,100 mg/L이었으며, 주요 지방산은 C10:0(1.7%), C16:0(28.5%), C18:0(11%), C18:1n9c(25.9%), C18:2n6c(26.3%), C18:3n3(6.6%)이었다. 현재 100 L 규모 광생물반응기에서 석탄발전소 배가스($CO_2$ 12-15%, SOx 50ppm, NOx 100ppm)를 이용한 바이오오일 생산 실험이 진행 중이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제17권1호
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• pp.43-50
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• 2008

고랭지에서 재배되는 주요 양채류의 기능성 향상을 위한 적정 셀레늄처리 방법을 구명하고자, sodium selenate처리 농도, 처리시기 및 처리 횟수에 따른 작물생육과 작물체내 무기성분, ascorbic acid, nitrate 및 셀레늄 함량에 미치는 영향을 조사하였다. Sodium selenate 1, 2, 5 및 $20mg{\cdot}L^{-1}$처리구에서 공시작물 모두 초기생육은 큰 차이가 없었으나, 처리 60일 후부터 $5mg{\cdot}L^{-1}$ 이상의 고농도에서는 생육이 크게 억제되어, 무처리구에 비해 $5mg{\cdot}L^{-1}$처리구에서도 결구상추는 33%, 브로콜리는 47%, 파슬리는 74% 생체중이 감소한대 비해 비트와 셀러리는 고농도에서도 생육억제 현상이 크지 않아 $20mg{\cdot}L^{-1}$농도에서 생체중이 20%와 15% 감소하였다. sodium selenate 처리에 따른 작물체내 ascorbic acid 함량은 결구상추의 경우 셀레늄처리 농도가 높아질수록 증가하는 경향을 보여 $20mg{\cdot}L^{-1}$처리구는 무처리구에 비해 약 1.2배 높았고, 셀러리와 비트도 같은 농도에서 약 10% 정도 함량 증가를 보였으나, 브로콜리와 파슬리는 셀레늄처리에 따른 통계적 유의차는 없었다. 식물체내 nitrate함량은 무처리구에 비해 모든 작물에서 감소하였으며, 처리농도가 증가할수록 감소의 폭은 큰 경향을 나타내었다. 작물별 질산염의 함량 저하는 결구상추에서 가장 현저하였으며, 그 다음이 비트, 셀러리 순이었다. 무기성분 K, Ca, Mg의 함량은 공시작물 모두 처리농도가 높아질수록 감소하는 경향을 보였다. 성분별로는 K성분이 모든 작물에서 고도의 부(負) 상관관계를 나타냈으나, Mg와 Ca함량이 감소는 농도간의 차이에 유의성이 없었다. Sodium selenate 처리에 따른 식물체내 셀레늄함량은 처리 농도가 증가함에 따라 모든 공시작물에서 비례적으로 증가하여, 고농도인 $20mg{\cdot}L^{-1}$ 처리구에서 브로콜리는 무처리구 보다 24.4배, 셀러리는 76.4배, 파슬리는 560배의 높은 함량을 보였으며, 결구상추, 비트도 같은 경향을 보였다. 작물의 생육단계별 처리에서는 생육초기에 후기보다 결구상추는 1.3배, 브로콜리는 1.4배 높았으나, 파슬리와 셀러리는 생육중기에 처리한 것이 가장 높은 함량을 보였다. 처리 횟수별 Se 함량은 파슬리, 셀러리 및 결구상추는 처리 횟수에 비례하여 증가하다가 10회 이상이 되면 셀레늄의 축적량이 둔감해지는 경향을 나타냈으나, 브로콜리는 처리횟수가 많으면 많아질수록 셀레늄의 축적량도 지속적으로 증가하는 경향을 나타냈다.

• 미생물학회지
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• 제51권1호
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• pp.86-95
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• 2015

독도의 해안에 군락을 이룬 해안식물 근권에서 호염성 및 염내성을 가지는 세균의 분리를 위해 3종의 해안식물의 군락을 선정한 후 각 식물의 군집 하부에서 토양시료를 채취하였다. 시료는 marine broth 한천배지를 이용하여 형태학적인 구분을 통해 순수분리 되었다. 분리된 161개 세균들을 NaCl 9.0% 농도로 조정된 배지에서 생존하는 26개 균주를 선발하여 genomic DNA를 얻은 후, 16S rRNA gene sequence를 증폭하여 부분동정 하였다. 이들의 유연관계 확인을 위해 계통수를 작성한 결과, 이들은 각각 Firmicutes (30.8%), Gamma proteobacteria (53.8%), Bacteroidetes (7.7%), Alpha proteobacteria (7.7%), Actinobacteria (7.7%)에 속하였으며, 이는 기존의 독도 토양 및 해수 미생물상 연구와 특징적 차이를 보인다. 또한, 분리된 세균의 종 조성도 기존 독도 토양 및 해양연구와 유의적으로 상이함을 보였다. 이에 더하여 선발된 26개 균주들 중에서 4균주가 12.0% 이상의 염농도에서 생장하였으며, 이들 중에서 3개 균주가 15.0% 이상의 염농도에서 생장하여 극호염성의 특성을 나타내었으며, 광범위한 염분농도에서도 생장하는 특성을 보였다. 이들은 해안식물 근권에서 독도 특유의 고염분 및 염분변화라는 환경적 스트레스를 극복하며 해안식물과 어떠한 상호작용을 하는 것으로 생각된다.