• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.309-309
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• 2011

지구온난화와 도시기후 변화에 대응하기 위해 자연의 생태적 기능을 복원하고 환경에 대한 오염부하를 저감하여 도시 환경의 건강성과 지속성을 높이기 위해 도심 내 물순환시스템(urban water circulating system)의 구축이 요구된다. 즉, 물순환시스템을 활용하여 도심 내 다양한 수원(생태하천/호수 유지용수, 하수처리수, 우수, 지하수 등)을 네트워크 및 통합 관리하여 도시 내 물순환의 건전성과 수자원의 재이용률을 향상시킬 수 있다. 이를 위해서 연중 발생량이 일정하고 막대한(66.4억톤/년, 2009년 기준) 하수처리수 방류수는 고도처리를 통해 수질이 양호하며 안정적인 대체 수자원으로 고려된다. 또한, 하수처리수의 재이용은 공공수역으로 배출되는 오염부하량의 총량 삭감 및 상수사용량의 절감과 수자원을 효율적으로 이용한다는 면에서 최근 재이용 사례가 증가하고 있는 추세이다. 그러나, 도심 내 친수공간(생태하천/호수)은 저류수량에 비해 유입수량이 적어 체류시간이 비교적 장시간이고, 이로 인해 부영양화가 쉽게 발생해 수질이 악화된다. 따라서, 본 연구에서는 하수처리수 재이용수를 도심 내 친수공간의 유지용수로 활용 시, 수질정화공정(응집 후 여과, 응집 후 여과+한외여과, 응집 후 여과+한외여과+역삼투 공정)이 친수공간 내 조류성장에 미치는 영향을 파악하기 위해, 하수처리수 재이용수 pilot plant의 수질정화공정별 유출수를 활용해 M. aeruginosa를 시험조류로 조류성장(growth kinetics)을 조사하였다. 조류는 $5\times104$ cells/mL의 초기 농도로 접종하여 배양하였으며, 조류성장에 직접적인 제한인자인 용존반응성인의 농도에 따른 성장속도를 Monod와 변형 Monod Kinetics를 이용해 반포화상수(Ks)와 최대 성장속도(${\mu}$max)를 산정하였다. 실험결과, 역삼투 공정을 제외한 다른 수질정화공정은 비록 영양염류가 80~90% 이상 제거되어 수계의 화학적 성상이 변하였으나 조류성장역학의 변화는 통계학적 (p=0.05)으로 유의할만한 수준은 아닌 것으로 판명되었다. 또한, 수리학적 체류시간이 2주 이상이 될 경우, 역삼투 공정을 제외한 수질정화공정 별 유출수에서는 조류의 과다성장으로 인해 부영양화가 발생하는 것으로 판명되었다. 결론적으로 하수처리수 재이용수를 친수용수로 활용시, 조류성장을 방지하기 위하여 용존반응성인의 농도를 중점적으로 관리하는 수질정화공정 및 유지용수 공급방안을 고려해야하는 것으로 판단된다.

• Korean Journal of Microbiology
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• v.45 no.4
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• pp.362-367
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• 2009

Among total 176 strains with antialgal effects isolated from So-ok stream in Korea, Pseudomonas aeruginosa AJ1 showed the highest removal efficiency for an algal species Microcystis aeruginosa (clear zone of diameter 50.0 mm on algal lawn after 20 days). The algal growth was suppressed even when the supernatant of AJ1 culture was applied, suggesting that extracellular substances are responsible for its antialgal activity. The removal activity of AJ1 was optimal under the following condition: pH 8, $30^{\circ}C$, and mannitol as a carbon source. The antialgal activity of AJ1 appeared to be dependent of the growth phase of M. aeruginosa, i.e., the highest at the early phase, but not its own phase. As expected, the algicidal effect was improved as the amount of the treated supernatant was increased; the highest removal efficiency (80.3%) was achieved when 40 ml/L of the supernatant was used. Interestingly, however, the removal rate was opposite. The highest removal rate ($8.2{\mu}g$ chl-a/ml supernatant/day) was achieved when low concentration (10 ml/L) was applied. These results suggest that P. aeruginosa AJ1 is a promising biological agent to control the problematic algal bloom.

• Proceedings of the Korean Society of Fisheries Technology Conference
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• 2001.10a
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• pp.247-248
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• 2001

부착성 규조류는 전복의 인공종묘생산시 초기유생의 먹이로 널리 사용되고 있다. 현재 전복 종묘생산은 각장이 7∼8 mm가 될 때까지 투명 플라스틱 파판에 부착하는 미세조류를 자연발생시켜 먹이로 사용하는 방법에 의존하고 있다 (Hahn, 1989). 전복유생은 파판에 부착하여 먹이를 먹기 시작하는 시기부터 각장이 약 3 mm가 되는 시기까지 부착성 규조류를 먹이로 성장하는데 자연발생적 부착규조는 성장함에 따라 체인을 형성하면서 고밀도로 부착시 탈락과 동시에 치패가 탈락되고, 전복치패의 성장속도에 비해 파판에 부착된 규조류의 성장속도가 느려 먹이부족 현상으로 인한 생존율이 감소되는 문제점을 가지고 있다. (중략)

• Journal of Aquaculture
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• v.13 no.2
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• pp.163-168
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• 2000

Dietary value of eight species of benthic diatoms, considered as essential live food for larvae and spat of abalone, was assessed on the retarded spat (ca 4.4 m shell length). Survival of the spat, fed on Caloneis schroderi, Phaeodactylum tricornutum and Raphoneis sp. was over 93 % and significantly higher than that of others; spat fed on C かwがwi gained the highest daily growth of 112.6 mm, which was two times faster than that fed on Undaria pinnatifida Spat fed on natural or cultured diatoms of C. schroderi grew at rates, that were not significantly different. C. schroderi is recommended to restore the retarded growth of abalone spat.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.33 no.11
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• pp.847-854
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• 2011

To deal with issues from global climate changes, renewable bioenergy has become important. Algae have been regarded as a good resource for biorefinery and bioenergy, and also have potential capability to remove nutrient and non-decompositional pollutants for wastewater advanced treatment. Although algal-bacterial ecological interaction would be a crucially important factor in using algae for wastewater advanced treatment and resource recovery from wastewater, very little is known about ecological interaction between algae and bacteria in a real wastewater environment. In this study, under a real municipal wastewater condition, we characterized wastewater pollutant treatability and bacterial communities in response to growth of Ankistrodesmus gracilis SAG278-2, which can grow in wastewater and has a high lipid contents. The growth of algal population using the wastewater was inhibited by increase in wastewater bacteria while bacterial survival and cellular decay rate were not influenced by the algal growth. Removals of recalcitrant organic matters and total nitrogen were improved in the presence of algal growth. According to T-RFLP and statistical analysis, algal growth affected time-course changes in bacterial community structures. The following 16S rRNA gene amplicon, cloning results showed that the algal growth changes in bacterial community structure, and that bacterial populations belonging to Sediminibacterium, Sphingobacterium, Mucilaginibacter genera were identified as cooperative with the algal growth in the wastewater.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.108-108
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• 2019

낙동강에는 2010-2012년 4대강 사업 완료 후 8개의 다기능 보가 설치되었다. 보 설치로 인해 물의 체류시간이 증가하고 보 상류에는 정체수역이 광범위하게 형성되었다. 이후 지속된 가뭄과 여름철 고온현상이 겹치면서 남조류의 과잉성장(녹조현상)이 빈번히 발생하여 수생태계 건강성에 문제를 초래하는 등 사회적 이슈로 자리잡게 되었다. 조류의 과잉성장을 해결하기 위해 정부에서는 총인(TP) 방류수 수질기준 강화, 펄스형 방류기법 운영 등 대책을 추진하였으며, 녹조 우심지역을 선정하고 지역 특성에 맞는 대응방안을 수립하여 추진하고 있으나, 그 효과가 국부적이고 일시적이어서 근원적 대책 마련이 필요한 실정이다. 일반적으로 남조류의 과잉성장에 영향을 미치는 요소는 높은 영양염류(질소, 인)와 유기물 농도, 고온과 안정적인 성층강도, 그리고 남조류의 생리적 특성 등으로 매우 다양하기 때문에 정확한 발생 원인의 분석이 어려운 경우가 많다. 그러나, 보에 의해 흐름이 조절되는 하천에서는 유량, 유속 및 수온성층 등이 남조류 성장과 천이특성에 가장 민감한 영향을 미친다. 선행 연구사례에서는 유량과 남조류 생체량이 서로 반비례 관계를 가진다는 점과 상 하층간의 온도차(수온성층)가 남조류 우점과 밀접한 관련이 있다는 것을 보였다(Sherman et al. 1998). 따라서 최근 국내에서도 보의 관리수위를 낮추어 유속을 증가시키고 체류시간을 감소시켜 녹조문제를 완화하려는 노력이 추진 중이다. 하지만 하천의 수질은 물리적, 화학적, 생물학적 요인들의 복잡한 상호작용의 결과이므로, 단기간의 측정 결과로 보 수위 저하의 효과를 평가하는데 어려움이 있다. 따라서 이를 과학적으로 평가하기 위해서 수리 수질 생태의 연동해석이 가능한 수치모델을 활용할 필요가 있다. 수치모델은 매개변수를 충분히 보정한다면, 다른 모든 요인은 동일한 조건에서 보 수위 저하만의 영향을 예측하는데 활용가능하다. 본 연구의 목적은 낙동강 수계 중류에 위치한 칠곡보-강정고령보 구간을 대상으로 3차원 수리 수질모델인 EFDC를 구축하고, 실측 자료를 이용하여 모델을 보정한 후 보 관리수위의 저하운영 시나리오에 따른 수질과 남조류의 시 공간적 변동 특성을 분석하는데 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.110-110
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• 2021

사회적, 환경적으로 크고 작은 문제를 일으키는 녹조현상은 수생태계에서 1차 생산자로 없어서는 안 될 조류의 과대 성장으로 인해 주로 나타난다. 담수조류는 크게 녹조류, 남조류, 규조류 3종으로 나누어지며, 특히 남조류는 계절별 천이에 따른 발생 시 과대 성장하는 특성으로 인해 녹조현상에 가장 큰 원인이 된다. 이러한 녹조현상의 원인에 따라 환경부에서는 발령기준 항목을 chl-a와 남조류 세포수에서 2016년 이후 남조류 세포수 만으로 발령기준 항목을 개정하였다. 따라서, 녹조현상에 대한 신속한 대처를 위해서는 남조류에 대한 분포에 대해 파악하는 것이 가장 우선시 되며 이를 위해 신속한 모니터링을 필요로 한다. 하지만 현재 조류 모니터링을 위해서는 직접 채수를 통한 검경 또는 Lisst, YSI와 같은 직접 계측 센서를 활용하여 모니터링을 진행을 하고 있으며 이러한 점, 선 단위의 측정은 전반적인 조류 분포 및 현황에 대하여 파악과 신속한 모니터링에 한계가 있다. 이러한 한계에 대안으로 위성영상, 다중분광 및 초분광 영상을 활용한 면단 위의 원격 모니터링을 통해 신속하고 하천 내 전반적인 조류 농도 분석을 위한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 UAV를 활용한 초분광센서를 이용하여 하천과 일정한 반사율을 가지는 반사천을 촬영하고 취득한 초분광영상 보정 및 분석을 진행하였다. 최적 밴드 비를 산정하고 YSI를 통한 Chl-a 결과를 이용하여 분광 특성별 맵핑을 통한 공간적 분포의 조류 농도를 산정하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.51 no.1
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• pp.87-92
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• 2013

Microalgae have been suggested as a promising feedstock for producing biofuel because of their potential of lipid production. In this study, a first principles ODE model for microalgae growth and neutral lipid synthesis proposed by Surisetty et al. (2010) is investigated for the purpose of maximizing the rate of microalgae growth and the amount of neutral lipid. The model has 6 states and 12 parameters and follows the assumption of Droop model which explains the growth as a two-step phenomenon; the uptake of nutrients is first occurred in the cell, and then use of intra-cellular nutrient to support cells growth. In this study, optimal input design using D-optimality criterion is performed to compute the system input profile and sensitivity analysis is also performed to determine which parameters have a negligible effect on the model predictions. Furthermore, model predictive control based on successive linearization is implemented to maximize the amount of neutral lipid contents.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.21 no.1
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• pp.1-8
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• 2015

We investigated the effect of monochromatic light emitting diode (LED) on the growth of diatoms Nitzschia sp., Phaeodactylum tricornutum, Skeletonema sp. and green algae Chlorella vulgaris. The four microalgae species were cultured under blue LED (450 nm), yellow LED (590 nm), red LED (650 nm) and fluorescent lamp (mixed wavelengths). The maximum growth rates and cell densities of Nitzschia sp., P. tricornutum and Skeletonema sp. were highest under blue LED, followed by fluorescent lamp, red LED and then yellow LED, however those of C. vulgaris were highest under red LED. This result indicates that blue LED is favorable for the growth of diatoms. Thus, the growth of microalgae under monochromatic light might be species-specific or taxon-specific. Also, these results could be used as an important information in future for remediation of heavy metal contamination in the sediments using LED and microalgae.

• 한국생태학회:학술대회논문집
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• 1999.05a
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• pp.121.2-121.2
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• 1999