• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1038-1042
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• 2007

수변완충지대는 수역과 육역의 경계에 위치하면서 하도를 따라 선형으로 길게 연속적으로 이어지는 공간으로서 토양, 동식물 등 생태시스템을 이루는 자연공간이다. 수변완충지대의 기능은 일반적으로 수질정화, 생태통로 및 서식처, 강턱의 안정, 토양침식 방지, 경관 개선 등이며 하천의 일부로서 사회적 경제적으로 높은 가치를 지니고 있다. 특히 최근에는 비점오염 저감과 하천 생태서식처 조성분야에서의 적용이 활발히 검토되고 있다. 선진국에서는 1980년대 이후부터 수변완충지대의 중요성을 인식하고 환경 생태 치수 측면에서 효율적 조성 및 복원 방법에 관한 연구와 적용이 본격적으로 시작되었고 가이드라인이 제시되었다. 이 분야에서 기술적 정책적으로 가장 앞선 나라로 평가되고 있는 미국의 경우 정부에서는 농무부(USDA)를 비롯하여 환경처(EPA), 내무부(USDI), 공병단(US ARMY)의 관련 산하기관, 각 주정부의 담당부서에서 수변완충지대의 보전과 조성에 관련된 여러 가지 정책과 기준을 제시하고 있다. 이들 가이드라인에서는 수변완충지대가 필요로 하는 기능별 최소 폭, 식생 종별 구성, 식생배열 등을 제시하며 그 기준은 조성 목적이나 기능, 대상 지역별로 차이를 보인다. 기능별 최소 폭은 수질정화를 목적으로 하는 경우 $4m{\sim}61m$이상, 생태서식처 조성을 목적으로 하는 경우는 $30m{\sim}1,000m$ 이상을 권장하고 있다. 식생 종은 수변완충지대 폭을 상 중 하단부로 나누어 초본, 관목, 교목류로 식재하고 강우유출수의 유입부에서 초본을 통한 부유고형물 등을 여과하고, 목본류의 뿌리와 토양을 통해 질소, 인 등 영양물질을 저감하는 구조를 제시하고 있다. 미국의 경우는 이러한 가이드라인을 실제로 현장에 적용하고 있으며 조성효과가 정성적으로 검증되었고 정량적인 관계 도출을 위한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 국내의 경우 수질개선 및 생태서식처 조성, 하천환경을 개선하기 위한 관련 정책이 꾸준히 제시되고 있다. 한 예로 정부에서는 수변구역을 지정 고시하여 상수원으로 유입되는 비점오염물질을 저감하고 생태서식처를 조성함으로써 양질의 상수원과 건전한 생태계를 확보하기 위한 제도를 시행 중이다. 수변 구역의 범위는 한강수변구역의 경우 약 $500{\sim}1,000m$로 설정되어 있으나 아직까지는 관리적 성격이 강하며, 향후에는 구체적인 조성방안이 요구된다. 본 연구에서는 한강 수변구역 내에 미국의 가이드라인에서 제시하는 수변완충지대의 물리적 조건과 국내 지역 토착식생을 적용하여 시험완충지대를 조성하였고, 실험조건 하에서 그 효과를 정량적으로 분석 검증한 결과와 외국사례를 분석하여 국내여건에 맞는 수변완충지대 조성 가이드라인(안)을 제시하였다.

• 미생물학회지
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• 제51권2호
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• pp.169-176
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• 2015

말로락틱 발효(MLF)은 유산균의 말로락틱 효소(Mle)에 의해 malic acid가 lactic acid로 전환되는 과정으로 와인 제조에 널리 사용된다. 전통 발효 식품으로부터 54개의 유산균을 분리한 다음 MLF 특성을 가진 균주를 선발하기 위해 Lactobacillus plantarum mle 유전자 서열의 보존 영역에 대한 primer 쌍을 제작했고, PCR을 통해 이 유전자를 함유한 4 종의 균주를 선발하였다. 선발된 균주들의 16S rRNA 염기서열과 생화학적 특성, rec gene 영역의 PCR을 수행하여 동정한 결과 Lactobacillus plantarum으로 모두 동정되었다. 1,644 bp로 구성된 이들 mle 유전자의 분석 결과 JBE60 균주의 염기 서열은 JBE150, JBE160, JBE171 균주들과 96.7%, 아미노산 서열로는 99.5%가 일치했다. 에탄올 저항성을 확인한 결과 JBE60 균주가 10% 에탄올에 대한 저항성이 가장 높았다. MLF 활성을 확인한 결과 이들 균주는 평균 43%의 malic acid 감소를 보였으며 균주 간 분해율은 비슷했다. 이러한 결과로부터 JBE60 균주가 와인용 MLF 종균으로 이용 될 수 있을 것으로 보인다.

• 미생물학회지
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• 제48권3호
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• pp.192-199
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• 2012

미세조류는 광합성을 통하여 바이오디젤과 같은 부가가치상품을 생산할 수 있으며, 미세조류를 이용한 생명공학 기술이 주목 받고 있다. 그러나 질소원과 탄소원은 미세조류 배양 비용을 높여 충분한 바이오매스 생산에 제한요소가 되고 있다. 미세조류를 배양하는데 도시하수를 이용하는 것은 생산단가를 낮추는 좋은 대안이 될 수 있으며, 본 연구에서는 옥외 수질정화 배양 시스템(mini raceway open pond)을 이용하여 적용했다. 실험에 사용한 도시하수는 하수종말처리장의 1차 침전지를 거친 유입수를 이용하였으며, 토착 미세조류를 mini raceway open pond에서 배양하였다. 체류시간 6일의 운전 후 TN, TP, COD-$_{Mn}$, $NH_3$-N의 평균 제거 효율은 80.18%, 63.56%, 76.34%, 96.74%로 각각 나타났다. 18S rRNA gene 분석결과 녹조류인 Chlorella, Scenedesmus가 우점하였으며, 16S rRNA gene 분석결과 Rhodobacter, Luteimonas, Agrobacterium, Thauera, Porphyrobacte의 5종의 bacteria가 동정되었다. 이러한 결과를 통하여 미세조류를 이용한 호기성 처리나 과도한 발전비용 없이 효과적인 하수처리를 할 수 있는 가능성을 확인하였다. 그리고 도시하수는 미세조류 배양에 필요한 탄소원과 질소원을 제공할 수 있으며 미세조류 바이오매스는 상업적 목적으로 이용될 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제10권2호
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• pp.100-116
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• 2002

농작물에 영양분을 공급하거나 식물의 생장촉진, 식물 병원균의 억제 등을 위하여 토양에 미생물이 투입된다. 대표적인 예가 질소고정 공생세균과 Pythium, Rhizobium 등이다. 이들이 투입되어 성공적으로 작용하려면 생존하여 충분한 밀도로 집략을 형성하여야 한다. 이들의 생존과 집략화에 미치는 영향은 생물적인 인자와 비생물적 인자에 의해 좌우된다. 생물적 인자중에서 중요한 것은 포식과 경쟁, 비생물적 인자 중에서 중요한 것은 물의 장력 유기탄소, 무기영양분(N, P), pH 등이다. 토양의 토성과 소공극 분포도 투입된 미생물의 생존과 활착에 중요한 역할을 담당한다. 또한 미생물에 대한 토양생태계의 선택성은 접종 세포 개체군의 활착에 있어서 중요하다. 예를 들면 항생제의 사용에 의한 토착미생물의 제어, 계면활성제를 분해하는 Psendomonas종을 투입하는 경우이다. 투입미생물의 활착을 증진시키기 위하여 이탄, 점토 등의 수송체를 동시에 첨가할 수 있는데 이들은 투입미생물에게 보호적인 미소서식지를 만듦으로서 토양중에서 세균을 보호할 수 있다. 또한 세균이나 공업용 효소를 부동화시키기 위한 수송체로서 유기성 중합체가 사용되고 있다. 이러한 물질들의 예를 들면 아질산칼륨, agarose, k-carrageenan 등이다. 이들도 미소서식처를 제공하므로서 투입미생물의 활착을 돕는 역할을 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권7호
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• pp.757-763
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• 2006

본 연구에서는 BTEX로 오염된 저질로부터 순수 분리한 BTEX를 탄소원으로 $NO_3$-N를 전자수용체로 이용하는 미생물의 오염토양에 대한 현장 적용 가능성을 평가하였다. 이와 함께 주입한 순수 분리 미생물과 토착 미생물과의 상호 관계를 관찰하기 위하여 시간 경과에 따른 오염된 토양에서의 미생물 군집 변화도 관찰하였다. 이를 위해 BTEX로 오염 가능성이 적은 지역으로부터 채취한 토양 시료 100 g에 benzene, toluene, ethylbenzene, o-xylene을 각각 일정량 주입한 후, 동정 분리한 Pseudomonas stutzeri strain 15(DQ 202712):Klebsiella sp. strain 20(DQ 202715):Citrobacter sp. strain A(DQ 202713)를 2;1:1의 비율로 주입하여 BTEX 분해 효율과 미생물 군집 변화를 관찰하였다. 실험결과, $NO_3$-N와 BTEX가 모두 존재하는 조건에서 동정 분리한 미생물에 의한 분해 효율이 가장 높게 관찰되었다. 그리고 PCR-DGGE를 통한 미생물 군집 변화 관찰 결과, 토양 내 존재하는 다양한 미생물들의 peak는 대부분 감소된 반면, 주입한 동정분리 미생물 peak는 증가되는 것을 관찰할 수 있었다. 그러나 주입한 미생물 3종 가운데 Pseudomona stutzeri만이 우점화 된 결과가 관찰되었다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제54권4호
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• pp.295-301
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• 2015

경기도 8개 지역에서 2010년부터 2012년 동안 식균성인 노랑무당벌레의 발생기주를 조사한 결과, 흰가루병에 감염된 12종의 식물에서 관찰이 되었다. 특히 가장 밀도가 높았던 배과원에서 노랑무당벌레는 7월 상순부터 11월 상순까지 발견되었다. 식균성인 노랑무당벌레의 장내에서는 흰가루병 균사나 포자 외에 다른 먹이의 흔적이 발견되지 않았고, 알과 번데기를 제외한 전 발육단계에서 균을 섭식하는 특성을 볼 때 절대적 식균성 곤충으로 생각된다. $25^{\circ}C$에서 오이 흰가루병균을 섭식한 노랑무당벌레의 발육기간은 알, 유충, 번데기, 성충이 각각 3.9, 10.4, 4.1, 37.7일 이었고, 발육단계별 오이 흰가루병 섭식량은 45.6, 144.4, 372.2, 628.1, $473.7mm^2$로 4령, 성충, 3령, 2령, 1령 순으로 많았다. 본 연구를 통해 노랑무당벌레의 오이 흰가루병에 대한 섭식능력을 바탕으로 향후 유용 토착천적으로써 대량사육기술, 저독성 약제 선발 등 작물 흰가루병 종합방제기술(IPM)에 대한 연구가 필요하리라 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제22권9호
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• pp.1194-1200
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• 2012

유산균은 일반적으로 프로바이오틱스 균주로 알려져 있다. 가능성이 있는 프로바이오틱스 균주는 세포결합과 부착능 즉, 장상피세포 부착능 및 세포표면의 소수성이 기초적으로 구비되어야 한다. 본 연구에서는 김치로부터 몇몇의 토착 유산균을 분리하였으며, 세포표면 소수성에 근거한 가능성이 있는 프로바이오틱스로서 유산균 한종을 선발하였다. 프로바이오틱스균주로서 선별한 분리균주(BCNU 9070)의 16S 리보좀DNA 염기서열을 분석한 결과 Pediococcus pentosaceus에 속하는 균주임이 확인되었다. P. pentosaceus BCNU 9070 균주는 위액과 담즙산에 대하여 내성을 가졌으며 또한 Listeria monocytogenes 및 Shigella sonnei를 포함하는 6종의 식중독 병원균에 대하여 생육저해활성도 나타내었다. 게다가 P. pentosaceus BCNU 9070 균주는 담즙산 가수분해활성 및 콜레스테롤 동화능도 있음이 확인되었다. 이들 결과를 기초로, P. pentosaceus BCNU 9070은 기능성 식품에 적용가능한 천연 프로바이오틱스 특성을 가지고 있다고 판단된다.

• 미생물학회지
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• 제45권4호
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• pp.354-361
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• 2009

본 연구의 목표는 생물담체(biocarrier)에 의한 생물접종기술(bioaugmentation)을 개발하여 원유로 오염된 해양저질의 정화에 활용하고자 하는 것이다. 몇 군데의 원유로 오염된 해안으로부터 수 가지의 분해미생물군집을 농화배양하여 평가한 결과 기능적으로 상이한 2가지의 미생물군집을 분리하였다. 이들 미생물군집을 혼합 배양한 경우 Alcanivorax sp.가 우점종을 이루는 것으로 나타났으며, 이 군집과 대나무활성탄 등을 이용하여 미생물제제(MA-2)를 제조하여 사질의 원유오염 해안토양에 처리할 경우 5주 후 산소발생제의 존재하에 90% 이상의 TPH 분해력을 나타내었다. 또한 점질의 토양도 미생물제제(MA-1)를 처리할 경우 5주 후 71% 정도의 분해율을 나타냈다. 이는 분리된 토착미생물군집을 활용하여 오염토양의 처리에 효과적으로 활용할 수 있음을 의미한다. 한편 계면활성제의 고농도의 처리는 분해미생물의 작용을 억제하므로 적절한 농도의 확인이 필요하며 점토질의 토양의 정화를 위해서는 적절한 통기를 시키는 방법(산소발생제 투여, 기계적 aeration 등)의 활용이 요구된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제39권5호
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• pp.403-408
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• 1996

토양에서 세균군집의 DNA를 추출하여 이사디 분해세균의 밀도와 군집변화를 tdfA 유전자와 Spa Probe를 이용하여 조사하였다. 이사디 분해균주인 Pseudomonas cepacia/pJP4을 토양에 여러 가지 밀도로 접종한 후 추출된 토양세균군집의 DNA를 Southern blot에서 분석한 결과, 본 실험에 사용된 DNA probe method에 의해 이 세균을 $10^5\;cells/g$ soil 수준까지 검출할 수 있는 것으로 나타났다. 이사디를 가해준 microcosm 토양에서 추출된 세균군집의 DNA를 분석한 실험에서는 Pseudemonas pickettii와 Sphingomonas Paucimobilis가 우점종으로 검출되었고, 사용된 두 가지의 DNA probes는 토양의 이사디 분해미생물에 대해 매우 높은 특이성을 가지고 있는 것으로 나타났다. 밭에 이사디를 장기 적으로 가해준 후 추출된 토양세균군집의 DNA를 분석 한 실험에서는 이사디를 최소한 10 ppm 이상 가해주어야 토양의 이사디 분해세균을 DNA probe method에 의해 검출할 수 있었고, tfdA 유전자는 실제의 밭토양에서도 높은 특이성을 나타냈으나 Spa probe는 일부의 토착세균에 비특이적으로 반응하는 것으로 나타났다. 토양에서 추출된 세균군집의 DNA를 분석하는 DNA probe method는 Southern blot과 함께 사용되었을 때 토양에 존재하는 이사디 분해미생물을 실험실 배지에 배양하지 않고 검출할 수 있었고,이 미생물들의 밀도, 군집변화, 유전적 변화 등을 효과적으로 분석할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권11호
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• pp.985-998
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• 2021

일반적으로 상류의 댐은 하류 유황을 자연 상태에서 발전방류 조건으로 심각하게 변화시킨다. 본 연구에서는 물리서식처모의를 통하여 국내 조절하천에서 자연유황 패턴이 하류의 어류 서식처에 미치는 영향을 조사하였다. 연구 대상하도는 금강의 용담댐 하류 13.4 km 구간으로 설정하였다. 현장조사 결과, 대상하도에서 피라미, 쉬리, 그리고 끄리가 우점하고 있는 것으로 나타났으며, 이들이 전체의 70%를 차지하고 있는 것으로 파악되었다. 이중 끄리는 금강에 서식하는 토착어종이다. 이들 3종을 물리서식처모의를 위한 대상어종으로 선정하였다. 수리해석과 서식처모의를 위하여 2차원 천수방정식에 기반한 Nays2D 모형과 HIS 모형을 각각 사용하였다. 자연 유황에 따른 영향을 검토하기 위하여, 본 연구에서는 댐 유입 유량과 발전유량을 이용하였다. 물리서식처모의 결과, 자연유황 조건에서 대상하도의 복합서식처지수가 크게 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 BBA 방법을 이용하여 대상하도에 자연유황에 대한 댐 운영 시나리오를 제시하였다. 시나리오 1을 위하여 유입유량의 양과 지속기간을 고려하는 수문학적 방법을 이용하였고, 시나리오 2는 유입유량을 월별로 평균하여 구축하였다. 시나리오 1과 시나리오 2를 통해서 구현된 자연유황 조건이 발전방류에 비해 가중가용면적을 크게 증가시키는 것으로 나타났다. 결과적으로 댐 운영을 자연유황 조건으로 변환시켜 방류하였을 때 하류의 어류 서식처를 개선하는데 도움이 되는 것으로 확인되었다.