• 제목/요약/키워드: Algal bloom

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소규모 농업용 전대저수지의 수환경 변화와 조류발생 특성 (Characteristics of Aquatic Environment and Algal Bloom in a Small-scaled Agricultural Reservoir (Jundae Reservoir))

  • 남귀숙;이의행;김미리내;배요섭;엄한용
    • 환경생물
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    • 제31권4호
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    • pp.429-439
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    • 2013
  • 축산과 농경배수가 주요 오염원인 소규모 농업용 저수지, 전대저수지에서 2011년 3월부터 2013년 10월까지의 모니터링 결과를 바탕으로 수환경 변화와 조류발생 특성을 분석함으로써, 부영양화된 소형저수지에서의 수환경과 조류발생 (Algal bloom)과의 관계를 규명하고자 하였다. 2013년의 경우 전년에 비해 강우가 적은 사실을 제외하면 기상의 큰 변화는 없었다. 전대저수지의 TN, TP등 영양염류농도는 농업용수 수질기준을 초과하고 있으며 발생원인이 상이하였다. 조류발생과 수환경요인간의 상관관계가 많은 항목에서 중상관($r{\geq}0.25$)의 관계를 보여주어 부영양 호소에서 COD 발생과 조류발생이 매우 복합적으로 이루어짐을 짐작케 했다. 전대저수지에서 출현한 식물플랑크톤은 총 6과 40속 62종이었으며, 현존량은 $1.3{\times}10^4{\sim}2.8{\times}10^6$ cells $mL^{-1}$로 TN, TP의 농도 감소와 함께 식물플랑크톤의 현존량도 연차별로 점차 감소하였다. 주요 우점종은 남조류인 Anabaena sp., Oscillatoria sp., Microcystis sp. 등이었으며, Oscillatoria sp.의 우점빈도가 가장 높았다. 수온이 증가하면서 Anabaena sp., Microcystis sp., Oscillatoria sp. 순으로 우점종이 변화하였으며, TN이 높은 경우 Anabaena sp., TP가 높은 경우 Microcystis sp.가, TN과 TP가 낮은 경우 Oscillatoria sp.가 우점하였다. N/P ratio는 Anabaena sp. 우점시 가장 높았고, Oscillatoria sp. 우점시 가장 낮았다. Chl-a 농도는 Oscillatoria sp. 우점시 높게 나타나고, 식물플랑크톤 현존량은 Anabaena sp. 우점시 높게 나타났으며, Microcystis sp. 우점시에는 Chl-a와 현존량 모두 낮았다. 이를 통해, 오염이 심각한 소형저수지에서는 Microcystis sp.보다 Anabaena sp.와 Oscillatoria sp.에 의한 대발생이 주로 문제가 됨을 알 수 있었다. Anabaena sp.가 우점할 때는 수환경 요인간의 상관계수가 높아 예측과 관리에 활용이 가능한 반면 Oscillatoria sp. 우점시에는 Chl-a 상관성이 낮게 나타나는 등, 조류대발생을 신속하게 예측하고, 예방, 관리하기 위해서는 조류발생 환경과 원인종의 관계를 규명하고 이를 활용하는 방안이 필요할 것으로 사료된다.

내분비교란물질이 조류의 성장에 미치는 영향 (Effects of Nonylphenol and Diethylhexyl Phthalate on the Population Growth of Freshwater HABs, Microcystis and Stephanodiscus)

  • 이주한;김백호;한명수
    • 생태와환경
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    • 제38권3호통권113호
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    • pp.304-312
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    • 2005
  • 내분비계 장애물질이 식물플랑크톤의 개체군 성장에 미치는 영향을 이해하고자 부영양 호수 및 하천에서 우점하는 남조 M. aeruginosa와 규조 S. hantzschii를 성장시기에 따라 자연수 농도의 10 ${\sim}$ l,000배까지 다양한 농도로 투여하고 현존량 및 형태적 변화를 조사하였다. Nonylphenol (NP)을 조류세포 배양초기나 대수성장기에 처리하였을 경우 농도 0.01 ppm이상에서 곧바로 성장억제 현상을 보였으며, 남조 M. aeruginosa가 규조 S. hantzschii보다 더 심한 억제현상을 보였다. 이에 반해 diethyhexyl phthalate(DEHP)의 경우에는 조류세포 성장시기나 처리농도에 상관없이 성장 억제 현상은 관찰되지 않았고, 실험 중 가장 높은 처리농도인 3.00 ppm 처리군에서는 오히려 대조군보다 10% 이상의 높은 성장을 나타냈다. 조류세포의 형태적 변화는 NP를 처리한 모든 실험군에서 조류세포의 색소체 변화가 뚜렷하였으며, M. aeruginosa 세포의 경우, 크기가 점차 작아지는 특징을 보였다. 결국 DEHP의 자연계로의 유출은 식물플랑크톤을 섭식하는 섬모충이나 동물플랑크톤의 성장을 억제하거나 M. aeruginosa 및 S. hantzschii와 같은 유해조류의 성장을 촉진함으로써 부영양수역 조류대발생의 중요한 요인으로 작용될 수 있음을 시사해주고 있다.

기흥저수지 퇴적물에 대한 오염도 분석 (Analysis of Sediment Contamination Levels in the Giheung Reservoir)

  • 오경희;김성진;조영철
    • 한국물환경학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.26-32
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    • 2018
  • In order to analyze the effects of sediment on the occurrence of algal bloom on the Giheung Reservoir, the contamination levels of sediments were evaluated. The concentrations of various organic compounds (ignition loss), as well as the total nitrogen, total phosphorus, and heavy metals (Zn, Cr, Co, Ni, Pb, As, Hg, Cd) were analyzed in the sediments taken at eighteen sites of the reservoir. The concentrations of ignition loss and total nitrogen tended to increase from upstream to downstream, and ranged from 4.38 to 12.93% and 2,153 to 4,723 mg/kg, respectively. Heavy metals were in the order of Zn>Cr>Co>Ni>Pb>As>Hg, and the contamination level of the heavy metals was not high as a whole. The concentrations of the total phosphorus were in the range of 765 ~ 3,238 mg/kg, which exceeded the contamination level of the "Sediment Quality Assessment Guideline of River and Lake Sediment (Rule No. 2015-687 of the National Institute of Environmental Research, Korea)" at two upstream sites, four downstream sites, and all downstream sites. These results indicated that the pollution level of the total phosphorus, which is the main factor related to algal bloom, was found to be serious. Therefore, it is necessary to establish a countermeasure for sediment management in order to control the algal bloom which occurs periodically in the reservoir.

Phylogenetic Analysis of Harmful Algal Bloom (HAB)-Causing Dinoflagellates Along the Korean Coasts, Based on SSU rRNA Gene

  • Kim, Se-Hee;Kim, Keun-Yong;Kim, Chang-Hoon;Lee, Woo-Sung;Chang, Man;Lee, Jung-Hyun
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제14권5호
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    • pp.959-966
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    • 2004
  • Twenty-three cultures of harmful algal bloom (HAB)-(causing dinoflagellates were isolated from the coastal waters of Korea. For each of the 14 morphospecies, the nuclearencoded small subunit (SSU) rDNA was analyzed to determine the phylogenetic relatedness of the species. Despite temporal and spatial isolation, 3-4 clonal cultures of Alexandrium catenella, Cochlodinium polykrikoides, and Gymnodinium catenatum had 100% identical SSU rDNA sequences. In contrast, heterogeneities in the SSU rDNA sequences were observed in Akashiwo sanguinea and Lingulodinium polyedrum strains. Extreme sequence polymorphism was shown within the SSU rRNA genes of an Al. tamarense clonal culture. A homology search in GenBank revealed that 11 dinoflagellate species were located in clusters corresponding to their morphological classification. The SSU rDNA sequences of C. polykrikoides, Gyrodinium instriatum, and Pheopolykrikos hartmannii, which were determined for the first time in this study, showed the following phylogenetic relationships: C. polykrikoides formed an independent branch separated from other dinoflagellates; Gyr. instriatum was placed in a monophyletic group with Gyr. dorsum and Gyr. uncatenum; and Ph. hartmanii, which forms a distinct two-celled pseudocolony, belonged to Gymnodinium sensu Hansen and Moestrup.

남한강수계 저수기 수질변동 특성에 관한 연구 (Investigation on Water Quality Variation Characteristics during Dry Season in Namhan River Drainage Basin)

  • 이형진;공동수;김상훈;신기식;박지형;김병익;김성미;장승현;천세억
    • 한국물환경학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.889-896
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    • 2007
  • From the direct outflow of Chungju Dam to the junction of water body and watershed in Paldang lake is the scope of this research. This study performed to investigate the main cause of water quality deterioration and the influenced region in the middle field range of the Namhan river Basin with the onsite measurement of water quality and flow rate simultaneously during spring dry season. The purpose of this study is to find out the time-spatial variation characteristics of water quality and flow rate. Following the flow direction $BOD_5$ and $COD_{Mn}$ concentration increased to the highest value of 3.7 mg/L, 5.9 mg/L at Wolgesa respectively. Chl.a concentration increased to $50mg/m^3$ or so at Kangsang, after that it decreased to $37mg/m^3$ at the junction of Paldang lake. Organic matter concentration variation trend showed similar than that of Chl.a. Also $BOD_5$ concentration tendency was similar to Chl.a in every measuring sites except Paldang lake mixing zone. The major factors of water quality deterioration in Namhan river and Paldang lake during dry season were algal bloom and followed internal production. High phosphorus load from Dalcheon and Seom river caused dry season algal bloom and internal production in transitional zone which was stagnant area in downstream of Namhan river.

Metaproteomic analysis of harmful algal bloom in the Daechung reservoir, Korea

  • Choi, Jong-Soon;Park, Yun Hwan;Kim, Soo Hyeon;Park, Ju Seong;Choi, Yoon-E
    • 환경생물
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    • 제38권3호
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    • pp.424-432
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    • 2020
  • The present study aimed to analyze the metaproteome of the microbial community comprising harmful algal bloom (HAB) in the Daechung reservoir, Korea. HAB samples located at GPS coordinates of 36°29'N latitude and 127°28'E longitude were harvested in October 2013. Microscopic observation of the HAB samples revealed red signals that were presumably caused by the autofluorescence of chlorophyll and phycocyanin in viable cyanobacteria. Metaproteomic analysis was performed by a gelbased shotgun proteomic method. Protein identification was conducted through a two-step analysis including a forward search strategy (FSS) (random search with the National Center for Biotechnology Information (NCBI), Cyanobase, and Phytozome), and a subsequent reverse search strategy (RSS) (additional Cyanobase search with a decoy database). The total number of proteins identified by the two-step analysis (FSS and RSS) was 1.8-fold higher than that by one-step analysis (FSS only). A total of 194 proteins were assigned to 12 cyanobacterial species (99 mol%) and one green algae species (1 mol%). Among the species identified, the toxic microcystin-producing Microcystis aeruginosa NIES-843 (62.3%) species was the most dominant. The largest functional category was proteins belonging to the energy category (39%), followed by metabolism (15%), and translation (12%). This study will be a good reference for monitoring ecological variations at the meta-protein level of aquatic microalgae for understanding HAB.

적조모형의 분류 및 성능평가 기법 (Classification and Performance Evaluation Methods of an Algal Bloom Model)

  • 조홍연;조범준
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제26권6호
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    • pp.405-412
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    • 2014
  • 적조에 관한 관심이 고조되면서 적조모형 개발에 관한 연구가 활발하게 지속적으로 추진되어 다양한 적조모형이 개발 적용되고 있는 실정이다. 적조는 연안생태환경 및 양식어업에 직접적인 피해를 주며, 모형을 이용한 적조 발생 및 이동양상의 정확한 예측결과는 사전 피해저감 대책수립 및 관리에 활용할 수 있기 때문에 모형의 예측 성능평가도 중요하다. 그러나 적조모형은 적조생물을 포함하는 생태모형 또는 환경생태모형이라는 유사한 용어가 명확한 구분 없이 사용되고 있어 혼동을 유발하고 있다. 각각의 모형은 유사한 용어를 사용한다 할지라도 모형의 개발 목표, 구조와 예측성능에서 차이가 나기 때문에 적절한 기준에 근거한 분류와 오차분석에 근거한 모형의 성능평가가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 다양한 적조 모형의 구조 및 요소모형을 고려한 분류기준을 제시하고, 분류된 적조모형의 구조를 고려한 장 단점 및 한계를 제시하고, 모형 활용과정에서 실질적으로 가장 중요한 정량적인 성능평가(오차평가) 기법을 제안한다. 모형의 성능평가는 모형의 보정 및 검정과정으로 분류하여 제시하였다. 제시된 기준이나 기법은 모형의 불확실성을 고려한 정책결정 및 대책수립, 환경관리에 기여할 것으로 판단된다.

조류(藻類)제어를 위한 실용적 신기술 : K-water 녹조수상콤바인 (A Practical New Technology of Removing Algal Bloom: K-water GATe Water Combine)

  • 신재기;김호준;김세원;정선아;문병천;이상협;최재우
    • 생태와환경
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    • 제47권3호
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    • pp.214-218
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    • 2014
  • 본 연구노트는 K-water가 고안하여 개발한 녹조수상 콤바인 장치에 대하여 소개하고자 하였다. 녹조제거장치는 본체와 부력재, 이송호퍼, 스크린 컨베이어, 슬러지 제거기 및 수거물질 분리대 등 총 5개 모듈로 구성되어 있다. 그리고 스컴성 녹조현상 이하일 때 녹조제거제를 전처리할 수 있는 살포기가 별도로 장착되어 있다. 전반적으로 본 장치의 모듈 시스템은 매우 간단하다. 2014년 5월부터 7월까지 낙동강 및 대청호 현장에서 테스트 운영한 결과, 1일 처리할 수 있는 수표면적은 $500,000m^2day^{-1}$에 해당하였다. 그리고 장치 적용 전후 처리효율은 90%를 상회하였고, 수처리량은 수질 상태에 따라 차이가 있지만 $500,000m^3day^{-1}$은 가능하였다. 또한 장치의 운영기간은 3월~11월(9개월) 동안으로써 기존 계획보다 연장될 수 있었다. 본 장치 및 기술을 통해 상수원과 공공수역의 녹조현상 및 사회문제로 확대된 파급 영향을 해결하는 데 기여할 수 있는 신기술로서 활용되기를 기대한다.