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TiCl4로 제조된 저비용 이산화티타늄 광촉매의 특성 및 경제성 평가 (Characteristic and Economic evaluation of low cost TiO2 photocatalyst made by TiCl4)

  • 김종규
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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    • pp.197-197
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    • 2019
  • 총인처리시설에서는 응집제를 주입하여 인이나 오염물질을 침전시켜 처리하고 있으며 PAC(poly aluminum chloride)나 $FeCl_3$, $Al_2(SO_4)_3$, 등 다양한 종류의 응집제가 사용되어지고 있다. 하지만 기존에 사용되어 지고 있는 알루미늄계열의 응집제는 처리수에 잔류이온이 존재하게 되어 인체에 축적돼 알츠하이머 병 등 신체질환을 유발할 수 있는 단점이 있다. 따라서 이러한 단점을 사전에 예방하기 위해 $TiCl_4$와 같은 티타늄계열 응집제에 대한 연구가 진행되고 있다. $TiCl_4$ 응집제는 인 제거에 효과적으로 적용할 수 있으며 수중에 잔류이온을 유발하지 않으며 Ti이온은 치과임플란트나 의료장비로 사용될 만큼 인체에 무해하다고 알려져 있다. 응집제 사용에 따라 생성된 응집슬러지의 처리방안에 있어서 기존 응집제의 경우 생성된 슬러지의 대부분은 하수슬러지 위탁처리업체를 통해 소각 및 매립, 재활용 되고 있으나, $TiCl_4$를 응집제로 사용할 경우 생성된 슬러지를 인발하여 건조 및 소성을 통해 이산화티타늄으로 재활용할 수 있어 슬러지를 친환경적으로 처리가 가능해 기존 슬러지 처리방안의 경제적, 환경적 부담을 줄일 수 있는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 $TiCl_4$를 하수처리장 방류수에 주입하여 수중의 총인(T-P)을 처리한 후 생성된 슬러지를 인발하여 건조와 소성과정을 거쳐 이산화티타늄을 제조하였다. 방류수를 취수해 2.5mg/L의 초기 총인 농도를 가진 원수를 제조하였으며 제조된 원수에 $TiCl_4$를 0.6mL 주입하였을 때 99.93%의 총인제거효율을 얻을 수 있었다. 응집 실험 후 생성된 슬러지를 인발하여 건조 후 $300{\sim}1000^{\circ}C$의 각각 다른 온도조건에서 소성하여 이산화티타늄을 제조하였으며, SEM과 XRD를 통해 제조된 이산화티타늄의 표면특성과 결정성 분석을 실시하였다. 제조된 이산화티타늄은 $500{\sim}800^{\circ}C$에서는 아나타제, $900{\sim}1000^{\circ}C$에서는 루타일 결정구조가 나타났다. 또한, $TiCl_4$ 주입량에 따른 이산화티타늄의 최종 생산량과 제조 시 사용되는 건조로 및 소성로의 경제적 비용 등을 고려하여 이산화티타늄 1Ton을 제조하기 위해 필요한 단가를 산출하였다. 본 연구에서 제조된 이산화티타늄 1kg의 생산단가는 약 5,400원으로 나타났으며, 가장 많이 사용되는 P-25 광촉매 보다 저렴한 가격으로 제조 및 판매를 기대할 수 있다. 따라서 하수처리장에 적용 시 기존 응집제 보다 비싼 $TiCl_4$ 비용을 보완하고 친환경적인 슬러지 처리로 제조된 이산화티타늄의 유통 및 현장적용을 통해 경제적, 환경적으로 우수하다고 판단된다.

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쥐의 초기 난포 발달에 관여하는 Cell Size Growth 및 CCN Family 유전자에 관한 연구 (Characterization of Genes Related to the Cell Size Growth and CCN Family According to the Early Folliculogenesis in the Mouse)

  • 김경화;박창은;윤세진;이경아
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제32권3호
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    • pp.269-277
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    • 2005
  • Objectives: Previously, we sought to compile a list of genes expressed during early folliculogenesis by using cDNA microarray to investigate follicular gene expression and changes during primordialprimary follicle transition and development of secondary follicles (Yoon et al., 2005). Among those genes, a group of genes related to the cell size growth was characterized during the ovarian development in the present study. Methods: We determined ovarian expression pattern of six genes related to the cell size growth (cyr61, emp1, fhl1, socs2, wig1 and wisp1) and extended into CCN family (${\underline{c}}onnective$ tissue growth factor/${\underline{c}}ysteine$-rich 61/${\underline{n}}ephroblastoma$-overexpressed), ctgf, nov, wisp2, wisp3, including cyr61 and wisp1 genes. Expression of mRNA and protein according to the ovarian developmental stage was evaluated by in situ hybridization, and/or semiquantitative reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR), and immunohistochemistry, respectively. Results: Among 6 genes related to the cell size growth, cyr61 and wisp1 mRNA was detected only in oocytes in the postnatal day5 mouse ovaries. cyr61 mRNA expression was limited to the nucleolus of oocytes, while wisp1 was expressed in the cytoplasm and nucleolus of oocytes, except nucleus. cyr61 mRNA expression, however, was found in granulosa cells from secondary follicles. The rest 4 genes in the cell size growth group were detected in oocytes, granulosa and theca cells. Cyr61 and Wisp1 proteins were expressed in the oocyte cytoplasm from primordial follicle stage. Especially, Cyr61 protein was detected in pre-granulosa cells, Wisp1 protein was not. By using RT-PCR, we evaluated and decided that Cyr61 protein is produced by their own mRNA in pre-granulosa cells that was not detected by in situ hybridization. cyr61 and wisp1 genes are happen to be the CCN family members. The other members of CCN family were also studied, but their expression was detected in oocytes, granulose and theca cells. Conclusions: We firstly characterized the ovarian expression of genes related to the cell size growth and CCN family according to the early folliculogenesis. Cyr61 protein expression in the pre-granulosa cells is profound in meaning. Further functional analysis for cyr61 in early folliculogenesis is under investigation.

이득스위칭을 이용한 650nm InGaAIP FP LD의 광펄스 파라메터 분석 및 CW 발진과의 특성비교 (Optical pulse parameter analysis of gain switched InGaAIP FP LD at 650 nm wavelegth and its characteristic in comparison with CW operation)

  • 오광환;채정혜;이용탁;백운출;김덕영
    • 한국광학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.135-142
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    • 2001
  • 최근 플라스틱 광섬유(Plastic Optical Fiber, POF)가 홈 네트워크(Home Network) 및 LAN(Local Area Network)의 새로운 통신채널로 등장하였다. 특히 PMMA 계에 기반을 둔 언덕형 굴절률 분포 플라스틱 광섬유(Graded Index Plastic Optical Feiber)는 500nm와 650nm 근처에서 아주 적은 손실을 가지므로 이 파장영역에서의 광원으로서 극초단 광펄스 생성이 요구되고 있다. 본 연구에서는 650nm InGaAIP FP(fabry perot) LD와 간단한 RF(radio frequency)소자들을 이용한 회로를 구성하고 이득스위칭 기술을 사용하여 1GHz의 펄스 반복율을 가지고 33.3psec 정도의 짧은 반치선폭(FWHM)을 가지는 광펄스를 생성시키는데 성공하였다. 이득스위칭 된 광펄스는 주입되는 직류전류(DC bias current)와 변조되는 주파에 따라 반치선폭은 33.3-82.8 psec, 펄스 에너지는 0.97-9.69pJ의 값을 얻었다. 또한 CW 발진과 이득스위칭 된 광펄스의 스펙트럼 폭은 각각 0.44nm, 150nm로 됨을 측정하였다. 이러한 결과를 가지는 연속적인 광펄스는 직류전류와 VCO에 의한 변조주파수의 적절한 선택에 따라 초고속 근거리 광통신분야 뿐만 아니라 여러 가지 초고속 광소자 및 전자소자의 특성평가 등에 응용될수 있을 것으로 예상된다.

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가평-청평 지역 경기육괴의 변성작용 (Metamorphism of the Gyeonggi Massif in the Gapyeong-Cheongpyeong area)

  • 이광진;조문섭
    • 암석학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.1-24
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    • 1992
  • 경기육괴 중앙부의 가평-청평 일대에 분포하는 선캠브리아의 변성암류는 호상편마암, 안구상편마암, 우백질편마암, 규질편암, 규암 등으로 주로 구성되며, 대리암, 각섬암, 사문암이 소량 산출한다. 변성퇴적알류치 광물조합은 규선석이 없는 것, 규선석이 있는 것, 그리고 규선석과 미사장석이 공존하는 것으로 나된다. 규선석의 존재여부에 따라 구성광물들이 성분의 차이를 보이며, 특히 사장석과 석류석의 경우 규선석과 공존할 때 상대적으로 Ca의 함량이 많다. 세개의 표품에서 남정석이 산출하며, 그 중 한 표품에서 남정석과 규선석이 공존한다. 따라서 이 지역의 변성암류는 중압상계에 해당하는 변성작용을 받았음을 알 수 있다. 석류석-흑운모 지온계, 석류석-각섬석 지온계, 그리고 석류석-Al$_2$ $SiO_{5}$-석영-사장석 (GASP) 지압계 등과 변성광물간의 상평형관계를 이용하여 추정한 최고 변성조건은 각각 규선석이 없는 경우 618-674$^{\circ}C$와 6.5$\pm$2.0 kbar이며, 규선석이 있는 경우는 701-74$0^{\circ}C$와 4.4$\pm$0.8 kbar이다. 남정석의 규선석으로의 상변화, 상부각섬석상에 속하는 광물조합의 존재, 그리고 백운모, 녹니석, 양기석 등의 산출로 특징지워지는 후퇴변성작용으로부터 연구지역의 변성암류가 시계방향의 압력-온도-시간 경로를 겪었음을 알 수 있다.

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아시아 대륙충돌의 개별요소 시뮬레이션 (Discrete element simulations of continental collision in Asia)

  • Tanaka Atsushi;Sanada Yoshinori;Yamada Yasuhiro;Matsuoka Toshifumi;Ashida Yuzuru
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제8권1호
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    • pp.1-6
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    • 2005
  • 조립질 물질을 이용한 축소모형실험(예를 들어 모래상자실험)을 다양한 크기의 많은 지질학적 문제에 성공적으로 적용되어왔다. 이러한 물리적 실험은 개별요소법(DEM)을 이용하여 수치적으로도 수행될수 있다. 이연구에서는 현재 지구상에서 가장 중요한 지구조적 과정 중의 하나인 인도판과 유라시아판의 충돌문제를 시뮬레이션하기 위해 개별요소법을 적용하였다. 개별요소 시뮬레이션은 구조지질학뿐만 아니라 토질역학, 암석역학 등의 다양한 동역학적 분야에 적용되어왔다. 조사대상이 많은 작은 입자들의 조합으로 가정되기 때문에 개별요소 시뮬레이션은 거대하고 불연속적인 변형이 일어나는 대상을 다룰 수 있다. 그러나 DEM 시뮬레이션에서는 개개 입자에 대한 입력변수들과 전체 물성의 관계에 대해 거의 알려져 있지 않기 때문에 입력 변수들의 타당성을 검증하기 어려운 경우가 자주 있다. 그러므로 이전의 연구들에서는 시행착오에 의해 입력변수를 조정하여만 하였다. 이러한 어려움을 극복하기 위하여, 이 연구에서는 개별요소 시뮬레이션에 수치적인 이축 시험을 도입하였으며, 이러한 수치 시험 결과를 이용하여 충돌 모델에 사용되는 입력변수의 타당성을 검토하였다. 결과적인 층돌 모델은 동 아시아에서 관측되는 실제 변형과 매우 비슷하며, GPS 자료 및 동 아시아의 원위치 응력자료와 잘 대비된다.

석회시용(石灰施用)이 Alfalfa(Medicago sativa L.) 생육(生育)에 미치는 영향(影響) (Effects of Lime Application on the Growth of Alfalfa(Medicago sativa L.))

  • 최원석;김무성
    • 한국토양비료학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.145-153
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    • 1995
  • 우리나라 기후풍토(氣候風土)에 적합한 것으로 생각되는 Al-falfa의 3개품종(個品種)(Dekalb brand 120, Pike, Pioneer brand 5929)에 석회(石灰)를 10a당(當) 무시비(無施肥), 10, 50, 100, 300kg 수준(水準)으로 시용(施用)한 실험(實驗)을 경희대학교(慶熙大學校) 수원(水原)캠퍼스에서 실시(實施)한 결과(結果)를 요약(要約)하여 보면 품종별(品種別) 초장생육(草長生育)은 Dekalb brand 120품종(品種)에 내한 석회시용(石灰施用)의 효과(效果)는 50kg>100kg>300kg>10kg>무시비구(無施肥區) 순(順)으로, Pike 품종(品種)은 50kg>100kg>10kg>300kg>무시비구(無施肥區) 순(順)으로 그리고, Pioneer brand 5929 품종(品種)은 10kg>50kg>300kg>무시비구(無施肥區)>100kg순(順)으로 초장생육(草長生育)이 좋았으며 건물수확량(乾物收穫量)은 Dekalb brand 120 품종(品種)은 50kg>300kg>100kg>10kg>무시비구(無施肥區) 순(順)으로, Pike 품종(品種)은 50kg>10kg>300kg>100kg>무시비구(無施肥區) 순(順)으로, 그리고 Pioneer brand 5929 품종(品種)은 50kg>100kg>10kg>무시비구(無施肥區)>300kg순(順)으로 수량(數量)이 많았다. 다수확(多收穫)은 석회(石灰)의 시용량(施用量)을 공시(共試) 품종(品種) 공히 10a당(當) 50kg 비율(比率)로 시용(施用)한 구(區)에서 나타났으며 수확(收穫)한 식물체내(植物體內)의 무기물(無機物) 성분함량(成分含量)은 석회시용(石灰施用)과 예취시기(刈取時期)와는 일정(一定)한 양상(樣相) 및 유의성(有意性)의 변화(變化)는 없었다. 작물(作物)을 수확(收穫)한 후사용(後使用)한 토양(土壤)의 특성(特性) 및 성분함량(成分含量)에 있어서도 일정(一定)한 양상(樣相)의 변화(變化)는 없었으며, 토양(土壤) pH는 석회(石灰) 시용량(施用量)이 증가(增加)함에 따라서 비례적(比例的)으로 토양(土壤)이 중성(中性) 및 알카리성화 하였다.

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Diflubenzuron이 누에의 실샘 발달에 미치는 영향 (Effect of Diflubenzuron on Silkgland Development of Silkworm, Bombyx mori (Lepidoptera: Bombycidae))

  • 김영섭;손해룡
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.77-82
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    • 2001
  • DFB는 IGR계통의 약제로서 나비목 곤충류에 널리 사용되고 있으며, 주로 알려진 효과는, DFB 본래의 chitin 합성 억제 특성이외에(Post and Vincent, 1973), DFB의 물질분비능력억제 효과가 보고되어 있다(Nakagawa et al., 1996). 또 다른 한편으로 DBF가 juvenile hormone(JH)의 길항으로 작용하고 있다고 추정되고 있다. 따라서 본 실험은 DFB가 누에의 발육성장에 미치는 영향을 알아보기 위하여 DFB를 2.5$\times$$10^{-1}$ $\mu\textrm{g}$/$\mu$l, 2.5$\times$$10^{-2}$ $\mu\textrm{g}$/$\mu$l, 2.5$\times$$10^{-3}$$\mu\textrm{g}$/$\mu$l의 농도로 누에에 처리하였다. 본 조사에서는 DFB가 누에의 실샘에 미치는 영향을 조사하기 위해, SEM을 이용한 미세구조 분석 및 외부형태 변화 그리고 DFB처리에 의한 실샘의 건물중량, 수분량 등을 알아보았다. 실샘의 발육정도는 DFB의 처리농도에 따라서는 큰 차이가 없었고, DFB의 처리시기와 처리 회수에 따라 많은 차이가 있었다. 처리기간이 길수록 실샘의 건물중량은 현격히 줄었으며, 반대로 실샘의 수분함량 은 증가하였다. 특히 5령 1일, 3일 처리구에서 실샘의 수분함량이 80% 이상으로 증가되어 수분생리대사에 영향을 미쳤고 그 결과 실샘 물질의 물리성이 변하여 결국 정상적인 토사가 이루어지지 않아 불결견잠으로 된 원인이었다. DFB를 처리한 누에 실샘의 외부 특징은 중부 실샘에 백색경화현상이 나타났으며 이 부위를 전자현미경으로 확인한 결과 실샘의 세포막이 정상과는 달리 조밀하여 실샘 세포 내에서 합성된 견단백질이 분비가 되지 않고 실샘 내에 축적되었다.

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토양 내수성 입단과 토양특성과의 관계 (Relationship Between Soil Water-Stable Aggregates and Physico-chemical Soil Properties)

  • 현병근;정석재;송관철;손연규;정원교
    • 한국토양비료학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.57-63
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    • 2007
  • 토양의 입단은 토양의 물리적 구조를 형성함에 있어서 매우 중요한 특성이며 토양의 양분 및 수분의 이동 및 토양관리방법 등과 매우 밀접한 연관이 있다. 그러나 토양의 입단과 토양특성에 대한 상호관계에 관한 연구가 매우 미흡하다. 본 연구에서는 토양의 내수성 입단과 토양 물리화학적 특성관계를 구명하고자 토양의 토양물리 화학성과 함께 내수성 입단을 측정하여 상관관계를 분석한 결과, 토양의 내수성 토양입단형성에 미치는 토양물리성 입자 중 미사($r=0.82^{***}$)와 점토($r=0.75^{***}$) 함량은 유의성이 있는 정의 상관을 보였으며, 모래($r=-0.82^{***}$)는 유의성 있는 부의 상관을 나타내었다. 토양화학적 특성은 Ca > Mg > CEC > OM > K > Al 순으로 내수성 토양입단 함량과 통계적으로 유의한 상관성을 나타내었다. Middleton의 분산율 (0.05mm 이하)과 내수성 토양입단함량과는 통계적으로 유의한 상관 ($r=-0.76^{***}$)을 나타내었다. 내수성 입단 함량 추정을 위한 Middleton의 분산율의 유의한 회귀모형이 산출되었다 (Y=-0.79X+96.49; $r^2=0.58^{**}$). 결론적으로, Middleton의 분산율을 이용하여 토양의 내수성 토양 입단함량을 간편하고 빠르게 측정할 수 있었다.

지리산과 한라산의 구상나무 임분 구조의 생태적 특성 (Ecological Characteristic of Abies koreana Stand Structure of Mt. Jirisan and Mt. Hallasan)

  • 송주현;한상학;이상훈;윤충원
    • 한국산림과학회지
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    • 제110권4호
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    • pp.590-600
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    • 2021
  • 본 연구는 환경부에서 실시한 국가 장기 생태 연구를 위하여 구축된 지리산과 한라산의 구상나무림 1 ha(100 m×100 m)씩을 대상으로 흉고직경급 분포, 수간건강상태, 수관 계층구조, 중요치, 종다양도, DCA 분석을 통해 지리산과 한라산의 구상나무림 임분구조를 비교하기 위하여 실시하였다. 흉고직경급별 개체수 비교에서는 20 cm 미만에서는 한라산 구상나무의 개체수가 많았고 20 cm 이상에서는 지리산 구상나무의 개체수가 더 많이 나타났다. 구상나무 수간건강상태에서 곧게 서서 생육하는 개체(AS)의 비율이 지리산(72%)이 한라산(60.7) 보다 더 높게 나타났고 기울어 생육하는 개체(AL)의 비율은 한라산(10.2%)이 지리산(1.1%) 보다 더 높게 나타났다. 수관 계층구조를 살펴보면 지리산은 4개의 층위가 고르게 발달하고 각 층위의 구분이 명확히 구분되는 성숙한 임분의 형태를 보였지만 한라산은 10 m 미만의 아교목층을 제외한 3개의 층위로 발달하였다. 중요치 분석 결과 한라산 구상나무의 중요치(39.4)가 지리산 구상나무의 중요치(26.6) 보다 높게 나타났으며 종다양도는 지리산 구상나무림 종다양도(2.52)가 한라산 구상나무림의 종다양도(1.58) 보다 높게 나타났다. DCA 분석 결과 지리산과 한라산의 지소별 평균 거리가 비교적 명확히 구분되었고 지리산이 조사지간 종조성의 퍼져 있는 정도가 한라산에 비하여 상대적으로 조밀한 것으로 나타났다.

Prevention of vibriosis in sea bass, Dicentrarchus labrax using ginger nanoparticles and Saccharomyces cerevisiae

  • Korni, Fatma M.M.;Sleim, Al Shimaa A.;Abdellatief, Jehan I.;Abd-elaziz, Rehab A.
    • 한국어병학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.185-199
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    • 2021
  • Vibriosis is an important septicemic bacterial disease that affects a variety of commercial fish species, including cultured Dicentrarchus labrax. Nanotechnology has become an important modern tool for fish diseases prevention. Furthermore, nanomaterials have the ability to prevent and treat fish diseases. The current study was aimed to identify the causative agent of massive mortality of D. labrax commercial farm in Alexandria, Egypt. Experimental infection and the median lethal dose (LD50) of pathogenic isolate were assessed. Also, the effect of ginger nanoparticles (GNPs) and Sacchromyces cerevisiae as feed additives for prevention of vibriosis in D. labrax was carried out. Similarly, the tissue immunstimulant genes, IL-1β and TLR2 were measured in the spleen of feeding groups. The clinical signs of naturally diseased D. labrax showed corneal opacity and paleness of gills with excessive mucous secretion. The post-mortem abnormalities were severe hemorrhage and adhesion of internal organs. After bacteriological isolation and identification, the causative agent of mortality in the current study was Vibrio alginolyticus. The LD50 of V. alginolyticus was 1.5×105.4 CFU/ml. The experimentally infected D. labrax showed ulceration, exophthalmia and skin hemorrhages. The post-mortem findings of the experimentally infected D. labrax revealed internal hemorrhage, spleen darkness and paleness of liver. There is no mortality and 100% RPS in groups fed GNPs then injected with V. alginolyticus, in those fed a combination of GNPs and S. cerevisiae and a group fed normal diet then injected with physiological saline (control negative), respectively. Contrarily, there was 10% mortality and 87.5 RPS in the group fed S. cerevisae then injected with V. alginolyticus. On the other hand, the control positive group showed 79% mortality. The spleen IL-1β and TLR2 immunostimulant genes were significantly increased in groups of fish fed GNNP, S. cerevisiae and a combination of GNPs and S. cerevisiae, respectively compared to control group. The highest stimulation of those immunostimulant genes was found in the group fed a combination of GNPs and S. cerevisiae, while fish fed S. cerevisiae had the lowest level. Dietary combination of GNPs and S. cerevisiae was shown to be efficient in preventing of vibriosis, with greatest stimulation of spleen IL-1β and TLR2 immunostimulant genes.