동굴생물은 식물과 동물, 미생물로 크게 구분되지만 태양광선이 완전히 차단된 동굴내 환경에서는 동굴동물들이 주종을 이루고 있다. 즉 동굴내의 동물에 관한 연구는 1966년 고씨동굴, 용담굴을 시발로 고수굴, 천동굴, 노동굴, 백룡굴, 대이굴, 판선굴 등 강원도내에 분포하는 동굴 중 약 30%정도는 동물을 포함한 생물상이 조사되었다.(중략)
문화재를 보존, 보관, 전시하는 박물관의 전시실은 실내 공기에 부유하고 있는 먼지와 곰팡이로 인해 생물적 피해를 받는다. 미생물의 발생은 문화재 표면의 착색, 재질 분해, 변질 등의 손상을 야기한다. 본 연구에서는 무위사 성보박물관의 전시실, 전시진열장, 그리고 벽화 표면의 미생물 분포 상태와 온습도 분포 특성을 조사하였다. 전시실과 진열장에서 포집된 미생물을 동정한 결과, Aspergillus sp., Penicillium sp., Cladosporium sp. 등 다양한 미생물이 동정되었다. 특히 1, 3 전시실은 2 전시실에 비해 미생물의 개체 수가 많은 것을 알 수 있었다. 3개 전시실 모두 온 습도 분포도를 살펴본 결과, 대부분이 $28{\pm}4^{\circ}C$의 높은 온도 분포와 70~80% 사이의 고습도 환경에서 높은 분포율을 나타냈다. 각 전시실의 진열장을 비교한 결과, 1 전시실의 진열장이 2, 3 전시실의 진열장에 비해 높은 습도환경 분포율을 보였는데, 이는 미생물 농도 분포와 상관성이 있는 것으로 판단되었다. 이와 같은 무위사 성보박물관 전시실 및 진열장 내부의 고온, 고습 환경의 분포는 근본적으로 전시실의 밀폐도와 환경관리 등에 의해 발생되는 특성임이 확인되었다.
공시 토양의 0.5~2 cm, $10{\pm}1cm$, $50{\pm}1cm$깊이에서 계절에 따라 토양 시료를 채취한 후 희석 평판법을 이용하여 세균, 곰팡이, 방선균의 분리 빈도를 측정하였다. 이 결과들을 근거로 토양 미생물의 밀도(집락수/g 건조 토양)와 상대적 분포율(%)을 조사하여 계절 변화에 따른 미생물들의 분포 변동을 분석하였다. 계절에 따른 토양 미생물들의 밀도 변화에서, 세균(24배)과 방선균(7배)은 $50{\pm}1cm$깊이에서 가장 큰 변동을 나타내었고 곰팡이는 $10{\pm}1cm$깊이에서 가장 큰 변동(13배)을 나타내었다. 또한 전반적으로 세균은 봄에, 곰팡이는 겨울에, 방선균은 가을에 높은 토양밀도를 나타내었다. 한편 계절에 따른 토양 미생물들간의 상호 분포율 변화에서, 세균은 봄에 $50{\pm}1cm$깊이에서 상당히 높은 분포율(85.7%)을 나타내는 반면 여름에 $10{\pm}1cm$깊이에서는 낮은 분포율(35.2%)을 나타내었다. 곰팡이의 분포율은 겨울에 $50{\pm}1cm$깊이에서 크게 증가한 (23.0%) 반면 봄에 $10{\pm}1cm$깊이에서는 극히 낮은 분포율(0.5%)을 나타내었다. 방선균은 겨울에 $10{\pm}1cm$깊이에서 높은 분포율(45.2%)을 나타내는 반면 봄에 $50{\pm}1cm$깊이에서는 낮은 분포율(12.2%)을 나타내었다.
경상북도 영덕군과 포항시에 위치한 해수욕장 주변에서 생활하수나 생활쓰레기 등의 환경조건이 해변모래에 서식하는 미생물 분포에 어떤 영향을 미치는지를 조사하기 위하여, 10월 중순에 12곳의 해변모래를 채취하여 16S rRNA 유전자를 pyrosequencing 방법으로 분석하였다. 해수 부근의 청결한 모래에는 Acidobacteria, 담수 부근의 모래에는 Proteobacteria, 생활하수 부근의 모래에는 Cyanobacteria, 해변공원 부근의 모래에는 Bacteroidetes 그룹이 20-90% 정도로 높게 분포하였고, 생활하수가 해수와 합해지는 해변모래에서는 Actinobacteria, Chlorobi, Deferribacteres, Deinococcus-thermus, Firmicutes, Gemmatimonadetes, Nitrospirae, Verrucomicrobia 그룹이 1-5% 정도로 낮게 분포하였다.
발효공업에 있어서 오염에 영향을 주는 미생물의 열살균 속도를 $120~130^{\circ}C$ 범위에서 조사하였다. 살균속도에 대한 온도의 영향은 Arrhenius식으로 다음과 같이 표시되었다. K=3.47$\times$$10^{28}$ EXP(-52.3 Kcal/RT)원형 반응기의 비이상혼합효과를 보기 위하여 난류영역에서 methylene blue 용액을 사용하여 계단압력을 주어 그 과도응답을 측정한 결과 체류시간 분포는 dispersion 모형에 잘 부합되었고 peclet number 100 을 얻었다. 당밀을 열분해시키면 hydroxymethl furfural이 생성되는 것을 확인하였고 온도와 pH에 따라 검토한 결과 고온의 산성용액에서 반응은 촉진되었다.
오염지역과 비오염지역으로부터 채집한 토양에서 토양의 습도, 유기물의 함량, 토양산도 등 물리적인 특징과 토양미생물의 분포와 같은 생물학적인 특징이 조사되었다. 지역에 따른 유기물의 함량과 토양산도는 큰 차이를 나타내었으나, 식물군락에 의한 토양수분과 유기물 함량의 차이점은 발견할 수 없었다. 토양의 산도는 미생물의 분포수와 상관관계를 나타내었다. 이러한 것은 식물이 자라는 토양에 변이를 주는 것으로 산성비와 관련이 있는 것으로 추정된다.
아이스크림의 미생물학적 안전성, 보존성 및 위생성 향상을 위한 연구의 일환으로 시판 중인 아이스크림 제품류 및 다른 향을 가진 아이스크림의 미생물 분포도 및 감마선 조사효과를 알아보았다. 또한 시판 아이스크림에서 Listeria spp., E. coli 및 Salmonella spp.의 오염 여부를 알아보았다. 시판 중인 아이스크림 제품류 중 빙과류, 아이스크림류, 아이스밀크류 및 비유지방 아이스크림류의 미생물 분포도 결과 모든 제품에서 효모 및 곰팡이는 검출되지 않았으나 약 1-2 Log CFU/g의 일반 호기성 미생물이 검출되었으며 대장균군은 1-1.5 Log CFU/g이 검출되었다. 대부분의 제품에서 3 kGy의 감마선 조사로 미생물이 검출되지 않았으나 일부 제품에서 3 kGy 조사로 1 Log CFU/g이 생존하여 좀 더 높은 선량이 요구되었다. 서로 다른 향을 첨가한 아이스크림의 미생물 분포도 결과 바닐라, 쵸코 및 딸기 아이스크림의 일반 호기성 미생물의 경우 각각 2.30, 2.90 및 3.32 Log CFU/g이 검출되었으며 효모 및 곰팡이의 경우 바닐라 아이스크림은 검출되지 않았으나 쵸코 및 딸기는 각각 2.30 및 2.70 Log CFU/g이 검출되었다. 대장균군의 경우 바닐라 아이스크림이 1.70 Log CFU/g으로 가장 낮게 검출되었으며 쵸코 및 딸기 아이스크림은 2.23 및 2.40 Log CFU/g이 검출되었다. 감마선 조사에 따라 미생물의 수는 감소하였으며 5 kGy로 조사하였을 때는 검출되지 않았다. -20℃에서 4주간 저장 기간에 따른 미생물 수의 변화는 큰 차이가 없는 것으로 확인되었다. 또한 서로 다른 회사 제품으로 병원성 미생물 검출 결과 L. inocua 및 E. coli는 각각 3종씩 검출되었으나 Salmonella는 검출되지 않았다. 그러므로 아이스크림 제조 및 유통과정 시 위생관리가 철저히 요구되며 아이스크림의 미생물학적 안전성 확보를 위해 5 kGy 이하의 감마선 조사 기술을 적용하면 효과적이라 생각된다.
양송이버섯 재배 후 폐상퇴비의 효율적인 재활용과 친환경 자재로서의 이용가능성을 검토하기 위해 작물과 식물병원균에 미치는 영향을 미생물학적인 관점에서 조사하였다. 폐상시기별로 폐상퇴비내 미생물상은 농가마다 차이는 있었지만 형광성 Pseudomonas속, 내열성 세균, 방선균 등 다양한 미생물이 분포하였고, 특히 버섯에는 병원균으로 작용하지만 식물병원균에는 길항균으로 사용되고 있는 Trichoderma 속이 많이 분포하고 있었다. 폐상퇴비에서 분리한 미생물의 여러가지 채소병원균에 대한 항균력을 조사한 결과 식물병원균에 대하여 광범위한 항균 스펙트럼을 나타내었다. 농가마다 채취한 폐상퇴비 중에 항균력을 가지는 미생물의 분포는 달랐지만 분리균의 상당수가 검은무늬병(Alternaria brassicicola), 역병(Phytophthora melonis, Phytophthora capsici), 탄저병(Colletotrichum gloeosporioides) 등에는 강한 항균력을 보였다. 또한 분리 미생물 중 45.8%가 고추 근권에 정착하는 능력을 보였고, 이들 중 5.8%는 $5{\times}10^2cfu\;root^{-1}$ 이상 정착 능력을 보였다. 미생물처리시 균주의 62.7%가 고추 생장을 촉진시켰고, 뿌리 또한 무처리에 비해 생장이 왕성하였다. 폐상퇴비 추출물의 고추 종자 발아 및 생육정도를 조사한 결과 양송이버섯을 정상적으로 수확하고 폐상한 퇴비는 고추의 발아에 전혀 지장이 없었지만 버섯을 거의 수확하지 못한 폐상퇴비의 경우 고추의 발아에 심각한 문제가 발생하였고, 포트시험 결과도 버섯을 거의 수확하지 못한 폐상퇴비를 처리한 경우 고추의 발아 및 생육이 전혀 이루어지지 않았다. 폐상퇴비를 멸균 및 비멸균 조건으로 실험한 결과 폐상시기에 관계없이 멸균시료에 비해 비멸균 시료에서 고추의 생육이 왕성하였다.
전북지역 과수원 토양 110개소를 대상으로 토양특성이 미생물분포에 미치는 영향을 조사하였다. 토양 중 미사함량이 많아질수록 호기성세균, 곰팡이, 미생물 biomass C 함량은 증가하였고, 탈수소효소 활성은 토성에 따라 차이가 없었다. 지형에 따른 미생물분포, 미생물의 biomass C 함량, 탈수소효소 활성은 차이가 없었고, 과수종류에 따라 coliform group은 배와 포도 재배지에서 각각 $133.0{\times}10^3\;CFU\;g^{-1}$, $107.4{\times}10^3\;CFU\;g^{-1}$으로 가장 높은 수준을 보였다. 과수재배기간이 길어질수록 미생물 밀도는 감소하는 것으로 나타났다. 토양 pH, 유기물, 치환성 Mg 함량은 모든 미생물분포와 정의 상관관계를 보였고, Bacillus sp.는 조사한 모든 화학성분과 정의 관계를 보였다. 토양미생물의 biomass C 함량과 탈수소효소 활성은 유기물과 치환성 Ca 함량에 대해 고도의 유의성 (p<0.01)을 보였다.
고도처리장의 효율적 운영을 위해 원생동물의 분포를 조사하고 수질자료의 예측을 위한 bioindicator의 가능성을 분석하였다. 원생동물 종류별 개체수 분포는 출현빈도가 높으면 개체수도 많은 편으로 관찰되었다. Aspidisca, Trachelophyllum, Vorticella, Cinetochiluum, Oikomonas, Epistylis의 출현빈도는 $95\%$이상이었다. 처리장의 원생동물 분포는 유입수의 성상과 운영조건 차이 등이 세균의 증식에 영향을 미치고 변화된 세균분포에 적합하게 원생동물 분포가 이루어진다고 판단된다. 미생물분포와 통계결과는 처리장마다 다르므로 여러 처리장보다는 단일처리장에 적용되는 지표개발이 처리장의 효율적 운영에 기여할 수 있다. 요인분석결과 요인적재량의 형태와 요인의 해석이 유사하였다. 고도처리공법이 유사하고, 유입수의 성상이 비슷하여 처리장운영에 관여하는 요인이 비슷하게 나타난 것으로 판단된다. 상관분석과 회귀방정식을 이용함으로 처리장 수질변화를 미리 예상할 수 있다. 처리장의 원생동물 분포, 유출수질, 운영조건 자료들이 충분히 확보되면 원생동물 분포를 가지고 운영현황 및 가까운 미래의 수질예측이 가능해진다. 수질예측이 가능함으로 운영조건의 조기변동으로 처리수질을 양호하게 유지할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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