• 환경생물
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• 제32권3호
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• pp.159-167
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• 2014

신안군 압해도 남서해역에 위치하는 김 양식 어장의 해양환경 특성을 파악하기 위하여 2013년 10월부터 2014년 월까지 김 엽상체의 성육 단계인 유엽기, 중엽기 및 성엽기에 맞추어 3회에 거쳐 수질환경과 식물플랑크톤 군집 파악을 위한 현장조사를 실시하였다. 압해 김 양식장은 수심의 얕은 천해역에 위치하여 바람과 조석혼합 등 물리적 교란에 의해 해저 표층퇴적물의 재부유가 심하게 발생하고 있다. 해저 표층퇴적물의 재부유는 영양염류의 공급과 함께 높은 총부유물질량에 의해 해수 중으로 투과되는 빛을 방해하여, 겨울 김 성장시기에 김과 동일한 영양염류 흡수를 경쟁하는 식물플랑크톤 성장을 방해하는 것으로 판단되었다. 이러한 압해 김 양식장 해양환경은 최근 일본의 김 흉작과 변색에 의해 품질이 저하되는 원인인 김 성장기 질소원을 중심으로 하는 영양염류 부족과 투명한 해수로 인한 충분한 광 투과로 김 보다 영양흡수 효율이 좋은 대형 규조류가 겨울 규조적조를 발생시키는 환경과 대조된다. 즉 압해도 김 양식장의 물리적 교란에 따른 퇴적물 재부유로 인한 영양염 공급과 높은 부유물질량에 따른 식물플랑크톤 성장 억제와 같은 해양환경이 우리나라 서해 남부 김 양식장의 높은 생산량으로 연결하는 중요한 인자로 작용한다고 판단되었다.

• 한국물환경학회지
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• 제23권5호
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• pp.581-590
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• 2007

A float-type weir has been proposed for the control of algal blooms in some of eutrophic reservoirs recently. It is known as a costly and ecologically sound method, but there is little understanding about the sustainability of this low-cost technology for reservoirs that are located in monsoon climate areas where large flood events during the summer cause high water surface fluctuations. The objective of this study was to assess the effectiveness of a skimmer weir aimed at controlling algal blooms in the lacustrine zone and near the drinking water withdrawal structures of Daecheong Reservoir under various hydrodynamic flow conditions. The effect of weir on the control of algal blooms was simulated using a laterally averaged two-dimensional hydrodynamic and eutrophication model that can accommodate vertical displacement of the weir following the water surface fluctuations. Numerical simulations were performed for two different hydrological conditions, 2001 and 2004 for representing drought year and normal year, respectively. The results showed that the weir is very effective method to control algal blooms in the reservoir by curtailing the transport of phosphorus and algae from contaminated inflow to the downstream lacustrine epilimnion during the draught year. However, large flood events occurred in 2004 transported nutrients and algae built upstream of the weir into the downstream euphotic zone by strong entrainments.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.2064-2068
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• 2007

합류식 하수도는 오수와 우수를 동시에 배제하는 하수관거 시스템으로 시공이 쉽고 건설비용이 저렴한 반면에 강우시 차집되지 않고 월류되는 유출량으로 인해 수체에 악영향을 초래한다. 관거에서 유출되는 유출수는 강우 초기에 유역에서 집중적으로 유출되는 비점오염원과 하수 및 관거내 오염물질 등을 동반하여 수질 개선을 어렵게 하고 수질 악화를 가중시킨다. 본 연구에서는 기존 유역에 설치된 합류식 하수관거를 분류식으로 개선하고 강우시 초기 세척에 의해 유입하는 비점오염원을 삭감하기 위한 초기우수 처리시설 설치에 따른 M 저수지 수질개선 효과를 수치모델을 사용하여 모의하였다. 저수지의 수질예측은 횡방향 평균 2차원 저수지 수리 및 수질모델인 CE-QUAL-W2를 사용하였다. 저수지 유입량은 군산기상대에서 관측한 일별 강우량 자료를 이용하여 일별 유출량을 산정하였고, 댐 방류량 자료는 M저수지의 2006년 일별 관측수위를 이용하여 유입량과 수위-체적 곡선으로부터 산정하였다. 모델의 보정은 2005년 5월과 8월에 측정한 수질자료를 이용하여 수행하였으며, 저수지의 관측값과 모의결과는 저수지 중앙부 대표지점에서 이루어졌으며, 모델은 관측값을 잘 반영하였다. 모의 결과 M 저수지의 연평균 BOD농도는 합류식(1.25 mg/L)에 비해 분류식 하수 관거(0.91 mg/L)를 도입할 경우 27.2% 개선되었으며, 초기우수 처리시설(0.84 mg/L)을 추가 할 경우 32.8%까지 개선효과가 상승하였다. 기존 합류식 하수관거의 경우 연간 유출부하량은 7,713 kg/yr이었으며, 분류식으로 전환할 경우 2,256 kg/yr, 초기우수처리시설을 추가할 경우 902 kg/yr로 삭감되는 것으로 예측되었다. 분류식하수관거와 초기우수처리를 모두 이행할 경우, BOD와 COD 기준이 호수 수질 기준 II등급 이내로 유지되며, T-P 농도는 0.02mg/L 이하로 유지되어 6월 이후 여름철에 저수지내 조류성장 억제에 효과가 클 것으로 예측되었다. 하수관거 정비사업을 통해 M 저수지는 기존의 농업용 저수지의 목표수질뿐만 아니라, 친수공간으로써 적합한 II등급 수질을 유지할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.477-477
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• 2017

국내 4대강사업 이후의 하천환경의 변화를 고려한 보 구간 별 도달시간 재산정이 필요하며, 더욱이 다기능 보의 영향을 고려한 도달시간에 대한 연구도 필요한 실정이다. 또한 4대강사업 이후 설치된 다기능 보의 기존 방류를 이용한 보 운영은 관리수위를 유지하기 위해 유입된 수량만을 방류시켜 수온차가 있는 성층파괴에는 한계가 있었다. 이러한 문제점으로 펄스 방류는 수질개선을 위하여 제시된 인위적 반복적 방법으로 하천의 유량 및 유속을 증대시켜 하천 상 하층을 혼합하여 성층을 파괴함으로써 조류의 성장을 억제하기 위한 목적으로 적용될 수 있으며, 실제 하천에 적용하기에 앞서 보 방류조건에 따른 흐름전달특성의 분석과 검증이 필요하다. 이에 본 연구에서는 4대강사업 이후의 하도에 대한 지형자료와 상세한 보주변의 지형자료를 이용하여 수리학적 모형을 위한 하도자료를 구축하였으며, 보 운영을 고려하여 2차원 수리해석을 실시하였다. 보 방류조건에 따른 흐름전달특성 분석에 앞서 각 보 구간별 거리를 산정하였다. 또한 일정 방류 시나리오 유량조건을 이용하여 각 보 구간별 도달시간을 산정하였으며, 산정된 도달시간은 HEC-RAS를 통해 모의된 계산결과와 비교 및 한국수문조사연보 유량편의 평균유속과의 비교 및 검증을 실시하였다. 또한 펄스 방류에 따른 흐름의 전달특성을 분석을 하였으며, 분석한 결과와 보 하류 주요지점에서의 수위 관측결과를 2차원 수리모형에서 확인 할 수 있었다. 또한 2차원 수리모형 내에서 입자를 적용하여 입자추적을 통한 보 하류부의 흐름전달 양상을 해석하였다. 본 연구를 통하여 유량 규모 및 등급별 방류량을 고려하여 적용 가능한 간편 도달시간을 제안 및 산정하여 현장에서 실무적으로 사용가능한 자료를 제공함으로써 하천 유지 및 관리에 이용이 가능할 것이라 판단된다. 또한 펄스 방류에 따른 흐름의 전달특성을 분석함으로써, 특정 방류량에 따른 흐름특성을 이해하고 후에 수질개선 효과 분석 및 다양한 방류시나리오에 따른 보의 운영 지침에 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제22권4호
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• pp.486-491
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• 2012

Myostatin (MSTN)은 TGF (transforming growth factor)-beta family에 속하며, 골격근 성장의 억제 조절인자로서 여러 포유류에서 MSTN 유전자 돌연변이는 골격근 증가를 유도한다. MSTN prodomain은 MSTN의 생물학적 활성을 저해하는데, MSTN prodomain이 과 발현된 쥐에서 과도한 근육축적이 확인되었다. 로티퍼(rotifer; Brachionus rotundiformis)는 치어기 어류의 양식산업에 있어 주요한 일차적 먹이생물이다. 그러나 로티퍼에서 MSTN 및 MSTN prodomain의 기능과 발현 유무는 알려져 있지 않다. 따라서 본 연구는 재조합 MSTN prodomains이로티퍼에 미치는 영향에 관하여 조사하고자 하였다. 로티퍼 개체배양 실험을 통하여 재조합 MSTN prodomains(pMALc2x-poMSTNpro, pAMLc2x-sMSTNpro)에 의한 로티퍼의 생식 전 단계, 순 생식단계, 생식 후 단계, 산란, 수명, 포란, 수컷 발생률을 확인하였으며, 또한 pMALc2x-poMSTNpro와 pAMLc2x-sMSTNpro이 밀집배양에서 로티퍼의 개체성장에 영향을 미치는지에 대하여 확인하였다. 그 결과 농도가 1, 2, 4 ${\mu}g/ml$에서 pMALc2x-poMSTNpro를 처리한 실험군과 0.25 ${\mu}g/ml$에서 4 ${\mu}g/ml$ 농도까지 pMALc2x-sMSTNpro를 처리한 실험군에서 로티퍼의 생식 전 단계가 아무처리하지 않은 대조군에 비하여 짧아졌다. 밀집배양 실험에 있어 pMALc2x-poMSTNpro와 pMALc2x-sMSTNpro 모두 로티퍼의 개체 수를 증가를 유도하여, 재조합 MSTN prodomains에 의해서 로티퍼의 reprodution에 영향을 주는 것으로 나타났다. 하지만, 재조합 MSTN prodomains이 어떠한 수용체를 이용하여 신호를 전달하는지에 대한 연구는 앞으로 더 진행되어야 하며, 본 연구의 결과는 재조합 MSTN prodomains이 미세조류에서의 기능 및 메커니즘연구에 중요한 기초자료가 될 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제31권8호
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• pp.699-709
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• 2021

생활습관 개선을 통한 근육량향상은 대사 증후군의 위험을 줄이는 것으로 보고되었다. 본 연구에서는 갈조류인 고리매(Scytosiphon lomentaria) 에탄올 추출물이 골격근 성장억제조절 단백질인 마이오스타틴 신호전달을 억제하는지와 고 급식으로 유도된 비만 제브라피시의 대사 항상성에 대한 효과를 확인하였다. 고리매 에탄올 추출물(10 ㎍/ml)은 pGL3- (CAGA) 12-루시퍼라제 분석에서 마이오스타틴(1 nM/ml) 신호를 완전히 차단하였다. 또한 웨스턴 블롯 분석에서 마이오스타틴 신호를 차단하여 Smad2 인산화가 억제되는 것을 확인하였다. 제브라피쉬의 치어에 대한 연구는 고 급식 대조군 그룹의 체내 포도당 농도는 정상 급식 대조군 그룹보다 유의하게 높았지만, 12.5 ug의 고리매 에탄올을 처리한 고 급식 그룹과 18.75 ug의 고리매 에탄올로 처리한 고 급식 그룹의 체내 포도당 수준은 정상 급식 대조군 그룹과 유사하였다. 고 급식 그룹의 GLUT2 유전자의 mRNA 발현 수준은 정상 급식 대조군 그룹에 비해 현저히 낮았다. 하지만, 고리매 에탄올 추출물을 처리한 실험군 그룹의 GLUT2 유전자의 발현은 정상 급식 대조군 그룹의 GLUT2 유전자의 발현과 거의 유사하게 나타났다. 그러므로 고리매 에탄올 추출물은 GLUT2유전자의 발현 조절을 통하여 체내 포도당 조절이 가능함을 보여준다. 본 연구의 결과는 고리매 에탄올 추출물이 대사 증후군 치료에 도움을 주는 소재 및 마이오스타틴 억제제로서의 가능성을 시사합니다.

• 한국수산과학회지
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• 제4권3_4호
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• pp.113-120
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• 1971

1963년에 일본으로부터 도입한 치어 (금, 1963; 등삼, 1963)로부터 자란 초어와 백련을 이용하여, 1970년도에 이어 1971년도에 인공 채란 부화에 의한 종묘 생산을 시도하여 $2\~3cm$되는 종묘 약 15만 마리를 생산하였으며, 종묘 생산 과정에 있어서 문제된 점을 요약하면 다음과 같다. 1. 채란 부화에 사용하는 친어는 사전 관리의 충실, 외관상 충실한 친어를 선택하여 hormone을 주사할 것 등은 물론이고, 주사 또는 채란시 상처가 나지 않도록 하여 알이 성숙 배란할 때까지 친어의 몸이 쇠약하지 않아야 성숙 배란이 가능하다고 인정되었다. 그리고, 사용하는 뇌하수체의 양은 피주사어의 $2\~3$배 체중량의 어체로부터 뽑은 정도로 조금 많이 사용하는 것이 좋았다. 2. 성숙한 알은 성숙치 완료한 후 지체 없이 배란 수정시켜야 한다. 만약 배란 수정이 늦어지면 알의 부화운치 심하게 낮아진다고 인정된다. 3. 한번 부화시킨 물을 갈지 않고 즉시 계속하여 새로운 알을 수용, 부화를 시키니 부화전에 알이 모두 용해하는 현상이 일어났다. 4. 가두리에서 치어 사육을 하면, 생산된 종묘의 포획과 분양에 대단히 편리하지만, 가두리 속의 수질 관리를 철저히 해야 한다. 특히, 용수는 호오스 또는 파이프를 통하여 가두리 속으로 계속 주입시켜야 한다. 5. 자어 또는 치어 사육용 가두리 속에 Spirogyra 사상 조류가 발생하기 시작하면 그 피해가 심하다. 이 때는 광선을 차단하고, 플랑크톤 조류가 적당히 발생한 못의 물을 주입함으로써 그 피해를 막을 수 있었다. 맑은 샘물을 주입하니 사상 조류의 발생이 대단히 심하였다. 6. 백련 종묘는 수온이 높은 여름철에는 포획 운반을 하면 대부분 죽는데, 가두리에서 육성시킨 $1.5\~2cm$ 정도 소형 종묘는 여름철에도 포획 운반이 가능하므로 가을 운반을 위한 성장 억제를 할 필요가 없어진다.

• 생태와환경
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• 제56권2호
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• pp.127-139
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• 2023

대청호는 유역에 있는 비점오염원으로부터 유입되는 오염물질로 인해 남조류 과다증식에 기인한 녹조가 빈번하게 발생하고 있다. 이에 녹조 관리 대책 중 하나로 인공습지를 설치하여 호소에 유입되는 오염물질을 저감하고 있다. 본 연구에서는 비점오염원의 관리방법으로 인공습지의 적용 가능성을 평가하기 위해 대청호 상류에 설치된 서화천 생태습지를 대상으로 2014년부터 2020년까지 유입수 및 유출수의 BOD, COD, SS, T-N, T-P 등 오염물질 농도를 분석하였다. 분석 결과 대체적으로 인공습지에서의 처리를 통해 오염물질의 농도가 감소하는 것이 확인되었으며, 특히, 유기물질보다 질소, 인과 같은 영양염류에 있어 높은 처리효율이 확인되었다. 유입수의 오염물질 농도에 따른 처리효율을 구간을 나누어 분석한 결과 대체적으로 고농도에서 처리효율이 높은 경향을 나타내었다. 설치 및 운영 경과에 따른 연도별 인공습지 처리효율을 분석한 결과, T-P에서 큰 변화가 확인되었다. 이는 인공습지 조성 초기에는 식생의 성장에 따라 높은 처리효율을 보였지만, 식생이 안정화되고 습지 퇴적층이 포화됨에 따라 처리효율이 점진적으로 감소한 결과로 판단된다. 본 연구의 결과는 초기 강우 등 높은 농도의 오염물질 유입 및 주기적인 퇴적토 준설 등의 관리가 이루어진다면 인공습지가 유역면적이 넓고, 비점오염원의 영향을 크게 받는 댐 저수지의 부영양화 억제에 유용한 수단이 될 수 있음을 보여준다.

• 생명과학회지
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• 제24권3호
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• pp.297-303
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• 2014

대황(Eisenia bicyclis)은 온대 태평양에 서식하며 우리나라에서는 울릉도 일대에서 주로 발견 되는 갈조류이다. 대황은 칼슘 함량이 가장 높고 요오드, 철, 마그네슘뿐만 아니라 많은 미네랄과 비타민을 포함하고 있다. 본 연구에서는 대황 추출물을 이용하여 세포 수준에서 대황의 골 형성에 미치는 영향을 검토하였다. MTT 분석법에 의한 조골세포 증식률에서는 대황 에탄올 추출물 10 ${\mu}g/ml$ 처리하였을 때 128%의 높은 활성을 나타내었다. 반면 열수추출물 첨가군에서는 에탄올 추출물에 비해 유의적으로 낮은 활성을 나타내었고, 첨가 농도가 증가할수록 감소되는 결과를 보였다. 대황 추출물의 농도에 따른 석회화 형성에 미치는 영향을 검토한 결과, 대황의 에탄올 추출물 1~100 ${\mu}g/ml$의 범위에서 시료를 처리 하지 않은 대조군에 비해 높은 골석회화 형성능을 나타내었다. 또한, 적색의 석회화 형성 부위를 현미경을 통해 관찰한 결과, 대황의 에탄올 추출물을 처리 하였을 때, 시료를 처리하지 않은 대조군 보다 붉은 색의 반점이 많이 형성된 것을 확인할 수 있었다. 한편, ALP 활성에서는 에탄올 추출물 50 ${\mu}g/ml$에서 179% 활성을 나타내었다. 파골세포인 RAW 264.7 세포를 이용하여 세포 증식률을 측정한 결과, 대황 열수추출물의 경우 1~200 ${\mu}g/ml$의 모든 농도에서 대조군과 비교하여 유의적으로 감소하여 파골세포의 증식억제 효과가 나타났다. 파골세포의 분화형태를 측정하고자 TRAP 효소 활성을 측정한 결과, 열수 및 에탄올 추출물의 10 ${\mu}g/ml$이상의 농도에서 대조군에 비해 감소하는 경향을 나타내었다. 대황 추출물의 첨가 농도가 증가함에 따라 파골세포의 증식이 감소된 결과와 마찬가지로 파골세포의 분화 지표인자인 TRAP활성 역시 농도가 증가함에 따라 감소함을 알 수 있었다. 이상의 결과, 대황 추출물이 조골세포의 증식, 분화유도와 석회화능을 촉진하고 파골세포의 증식 및 분화를 억제시킨다는 것을 알 수 있었다. 향후 대황 추출물 중의 활성성분들의 규명과 in vivo 연구가 병행된다면 조골세포의 증식과 파골세포의 억제에 관여할 수 있는 기능성 식품의 천연소재로 개발이 가능하리라 사료된다.

• 생태와환경
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• 제35권3호통권99호
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• pp.145-151
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• 2002

녹조류 Chlamydomonas acidophia, UTCC 122균주를 이용하여 pH변화에 따른 조류의 생리인 변화를 관찰하였다. 성장률(${\mu}$)은 pH 3.7${\sim}$6.7의 배양에서 $0.5{\sim}0.7\;day^{-1}$이었으며 (ANOVA, p=0.134),점차 세포의 크기가 작아지는 경향을 보였다. pH 2.7의 배양에서는 성장하지 않았으며, 세포의 크기가 급격하게 증가하였다. 배양 1일 후 엽록소 a 는 $191{\sim}255\;pg\;cell^{-1}$이었으나, 5일째는 pH 2.7배지에서 $210\;pg\;cell^{-1}$로 큰 변화가 없으며, 다른 pH의 배양에서는 $60{\sim}103\;pg\;cell^{-1}$로 감소하였다. 단위세포에 대한 엽록소의 양은 세포 체적과 직접적으로 관련이 있다. Carbonic anhydrase(CA)의 활성도는 $1.1{\sim}3.7{\times}10^{-4}\;E.U.\;mm^{-2}$이었으며, pH 2.7과 pH 5.7배지를 제외하고 점차 증가하는 경향을 보였다. pH농도 차에 의한 비교에서는 유사한 경향을 보였다. C. acidophila의경우 CA분자량은 29kDa이었으며, pH농도 구배에 의한 발현 차이는 없었다. 이것은 $CO_2$와$HCO_3\;^-$를 조절하는 CA가 산성에서 수소이온조절에 직접 작용하지 않는 것을 의미한다. 단백질 발현양상은 41과 63kDa은 pH가 낮은 배지에서 자랄수록 발현이 억제되었으며, 17kDa단백질은 점차 증가하였다. 본 연구를 통해, C. acidophila는 다른 생물과 달리 넓은 범위의 산성에서 잘 성장할 수 있으며,낮은 산성에서 자랄수록 17kDa의 단백질이 증가하는 것은 17kDa단백질이 산성에 적응하기 위한 기능을 하는 것으로 추정된다.