• 상하수도학회지
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• 제31권1호
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• pp.39-50
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• 2017

In the coagulation/sedimentation (C/S) process of the water treatment process, the inflow of massive algal bloom causes many problems including fouling of filter media. This study was conducted to find out the way to remove the algae's harmful effects by addition of pre-treatment prior to C/S process. Many Jar-tests were conducted such as (1) ACF (Algae Coagulation Flotation) process using natural algae coagulant (Water $Health^{(R)}$), (2) ACF + C/S process and (3) C/S process with a variety of conditions using cultured algae. The average values of turbidity were (1) 0.42 NTU for ACF process, (2) 0.13 NTU for ACF + C/S process and (3) 0.25 NTU for C/S process. It was shown that the treatment efficiency of ACF process could get low turbidity results, and ACF + C/S process could achieve more efficient results than those of C/S process. Any negative effects of ACF process to the efficiency of C/S process were not observed in ACF + C/S process. In order to reduce the unfavorable effects of algae, it was found out that the introduction of ACF process in the forms of (1) ACF or (2) ACF + C/S could be one of the effective and alternative solutions.

• 한국농공학회지
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• 제42권1호
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• pp.73-82
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• 2000

Large quantitive of polllutants are washed into reservoirs during storm events. These polllutants contribute to eutrophication, such as algal blooms and fish kills. This study was conducted for the purpose of assessing the pollutant removal possibilities of sedimentation pool formed by deep dredging of a reservoir inlet. Water quality data were collected in the Masan reservoir, whose inlet has been dredged deep like sedimentation pool. The average concentration of chemical oxygen demand(COD) , toatal nitrogen(T-N) and total phosphrous(T-P) in the deep dredged area were 8.7 ~20.5mg/ι (T-N), 0.17~0.84mg/ι(T-P), which were 4.9%(COD), 29.0%(T-N) and 44.8%(T-P) higher than those of middle part of the reservior. The texture of sediment in the dredged area was silty loam, while that of the middle part was sandy clay loam. Organic matter contents, T-N and T-P of the bottom soil in the dredge area showed higher values than the middle part of the reservoirs. From these results, it was considered thedeep dredged area in the inlet of reservoir might play a key role to settle pollutant particulate. Based on the result of water quality analysis, deep dredging of the reservoir inlet could be assessed to reduce T-N and T-P of the reservoir about 6.5% , 8.3%, respectively. However, the effect of the sedimentation pool would be raised if the settled particles were taken into account in assessing water quality improvement for the reservoir. Accordingly, dredging of a reservoir inlet to make a shape of sedimentation pool is recommended for water quality improvement of reservoir in the stage of dredging plan.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권3호
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• pp.503-510
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• 2016

The accumulation (internal and superficial distribution) of magnesium ions (Mg²⁺) by the green freshwater microalga Chlorella vulgaris (C. vulgaris) was investigated under autotrophic culture in a stirred photobioreactor. The concentrations of the three forms of Mg²⁺ (dissolved, extracellular, and intracellular) were determined with atomic absorption spectroscopy during the course of C. vulgaris growth. The proportions of adsorbed (extracellular) and absorbed (intracellular) Mg²⁺ were quantified. The concentration of the most important pigment in algal cells, chlorophyll a, increased over time in proportion to the increase in the biomass concentration, indicating a constant chlorophyll/biomass ratio during the linear growth phase. The mean-average rate of Mg²⁺ uptake by C. vulgaris grown in a culture medium starting with 16 mg/l of Mg²⁺ concentration was measured. A clear relationship between the biomass concentration and the proportion of the Mg²⁺ removal from the medium was observed. Of the total Mg²⁺ present in the culture medium, 18% was adsorbed on the cell wall and 51% was absorbed by the biomass by the end of the experiment (765 h). Overall, 69% of the initial Mg²⁺ were found to be removed from the medium. This study supported the kinetic model based on a reversible first-order reaction for Mg²⁺ bioaccumulation in C. vulgaris, which was consistent with the experimental data.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권12호
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• pp.2116-2124
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• 2015

To understand the effects of physicochemical factors on nitrite transformation by microalgae, a lipid-rich Chlorella with high nitrite tolerance was cultured with 8 mmol/l sodium nitrite as sole nitrogen source under different conditions. The results showed that nitrite transformation was mainly dependent on the metabolic activities of algal cells rather than oxidation of nitrite by dissolved oxygen. Light intensity, temperature, pH, NaHCO₃ concentrations, and initial cell densities had significant effects on the rate of nitrite transformation. Single-factor experiments revealed that the optimum conditions for nitrite transformation were light intensity: 300 μmol/m²/s; temperature: 30℃ pH: 7-8; NaHCO₃ concentration: 2.0 g/l; and initial cell density: 0.15 g/l; and the highest nitrite transformation rate of 1.36 mmol/l/d was achieved. There was a positive correlation between nitrite transformation rate and the growth of Chlorella. The relationship between nitrite transformation rate (mg/l/d) and biomass productivity (g/l/d) could be described by the regression equation y = 61.3x (R² = 0.9665), meaning that 61.3 mg N element was assimilated by 1.0 g dry biomass on average, which indicated that the nitrite transformation is a process of consuming nitrite as nitrogen source by Chlorella. The results demonstrated that the Chlorella suspension was able to assimilate nitrite efficiently, which implied the feasibility of using flue gas for mass production of Chlorella without preliminary removal of NO_X.

• 생태와환경
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• 제49권2호
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• pp.67-79
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• 2016

Cyanotoxins in aquatic ecosystems have been investigated by many researchers worldwide. Cyanotoxins can be classified according to toxicity as neurotoxins (anatoxin-a, anatoxin-a(s), saxitoxins) or hepatotoxins (microcystins, nodularin, cylindrospermopsin). Microcystins are generally present within cyanobacterial cells and are released by damage to the cell membrane. Cyanotoxins have been reported to cause adverse effects and to accumulate in aquatic organisms in lakes, rivers and oceans. Possible pathways of microcystins in Lake Suwa, Japan, have been investigated from five perspectives: production, adsorption, physiochemical decomposition, bioaccumulation and biodegradation. In this study, temporal variability in microcystins in Lake Suwa were investigated over 25 years (1991~2015). In nature, microcystins are removed by biodegradation of microorganisms and/or feeding of predators. However, during water treatment, the use of copper sulfate to remove algal cells causes extraction of a mess of microcystins. Cyanotoxins are removed by physical, chemical and biological methods, and the reduction of nutrients inflow is a basic method to prevent cyanobacterial bloom formation. However, this method is not effective for eutrophic lakes because nutrients are already present. The presence of a cyanotoxins can be a potential threat and therefore must be considered during water treatment. A complete understanding of the mechanism of cyanotoxins degradation in the ecosystem requires more intensive study, including a quantitative enumeration of cyanotoxin degrading microbes. This should be done in conjunction with an investigation of the microbial ecological mechanism of cyanobacteria degradation.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.475-483
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• 2017

녹조현상 발생시 남조류에 의하여 발생하는 이취미 물질인 Geosmin과 2-methylisoborneol(2-MIB)는 수돗물에 냄새를 유발하는 원인 물질로서 제거가 필요하다. 일반적으로 정수장에서는 이취미 물질의 제거를 위하여 활성탄을 사용하고 있으나 활성탄의 기공 분포와 활성탄의 입자크기가 이취미 물질 흡착제 미치는 영향에 대한 정보는 부족하다. 따라서, 본 연구에서는 다양한 활성탄의 기공분포와 활성탄의 입자 크기가 이 취미 물질 흡착에 미치는 영향을 살펴보았다. 분말활성탄(PAC), 입상활성탄(GAC), 활성탄소섬유(ACF)의 이취미 물질 흡착을 비교한 결과, PAC > ACF > GAC 순서로 이취미물질 흡착제거효율이 높았다. 다양한 기공분포 특성을 갖는 분말활성탄들을 비교한 결과, 미세기공이 잘발달된 경우가 Geosmin과 2-MIB의 흡착에 유리한 것으로 나타났으며, 입자 크기의 경우에는 작을수록 Geosmin과 2-MIB의 흡착에 보다 효과적이었다.

• 환경영향평가
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• 제27권1호
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• pp.83-91
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• 2018

호소의 경관성을 향상 시킬 수 있은 자연정화법인 인공식물섬을 설계하고 수질개선 효율을 향상시키기 위하여 여재, 식생과 물벼룩을 혼용하는 방법을 개발하였다. 따라서 조류 제거 효율을 알아보기 위한 각 혼합시스템은 G-BD-여재와 물벼룩, G-OB-식물과 여재, G-BOD-여재 식물과 물벼룩, G-C-대조군으로 실험 및 평가하였다. 각 혼합시스템 현장적용성을 평가하기 위하여 chl-a, TN과 TP의 제거효율을 조사 하였고, 그 결과 G-BD의 평균제거 효율은 69.24%, 16.61%, -0.61%; G-OB는 평균 68.39%, 14.11%, 10.52%; G-BOD는 평균 78.30%, 6.69%, 25.09%; G-C는 평균 35.42%, -3.47%, -25.18%로 조사되었다. 결과에 따라 제안하면 여재, 식생과 동물플랑크톤을 혼용한 시스템이 조류제어방면에서 효율적으로 나타났다. 하지만 영양염류 제어관리에서는 식생과 여재를 혼합한 시스템이 가장 효율적이다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권4호
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• pp.221-230
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• 2016

유속이 낮은 정체수역에 대하여 부영양화에 의한 녹조발생을 미연에 방지하고 수질개선을 도모하기 위하여 기존 인공식물섬 운영기술에 다양한 요소기술을 도입한 다기능 인공식물섬을 개발하였고 개발기술에 대한 성능검증을 위하여 경기도에 소재하는 하천에서 여름철과 겨울철 동안에 모니터링 하였다. 본 연구의 다기능 인공식물섬은 수질정화 기능을 높이기 위해서 정수식물 기반의 식생여과 공정 위주의 일반 인공식물섬 기술에 미세기포 공정과 인공여재에 의한 인 흡착/여과 공정을 추가하여 운영하였다. 개발기술에 대한 계절에 따른 오염물질 (COD, T-P) 제거율 변화로부터 오염부하가 낮은 겨울철 (15.9%, 20.0%)보다는 부하가 높은 여름철 (40.9%, 45.7%)에 높은 처리효율을 갖는 것으로 나타났고 공정별 제거율 (SS, Chl-a)에서는 미세기포 공정은 여름철 (33.1%, 39.2%)에, 인 흡착/여과 인공여재 및 식생여과 공정은 겨울철 (76.5%, 59.5%)에 높은 제거효율을 갖는 것으로 분석되어 다기능 인공식물섬의 정화능은 계절별 변화 또는 오염부하 정도에 따라서 적용 기술별로 제거능을 나타내어 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 사료되었다. 또한, 인공식물섬 주변의 생태변화 분석결과, 식물섬 저부에 미세기포의 공급으로 용존산소가 증가됨으로써 혐기화에 의한 물질환원 현상을 방지하고 수류순환을 유도하여 친환경적인 새로운 수생태계가 조성되는 것을 확인하였고 이러한 결과들을 통하여 다기능 인공식물섬에 의하여 정체수역의 수질이 개선되고 다양한 동식물의 성장으로 정체수역 저부의 물질순환이 개선될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 환경생물
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• 제32권1호
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• pp.58-67
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• 2014

우리나라는 겨울철에 미세조류가 성장하기에 적합하지 않은 기후조건을 가진다. 따라서, 차세대 바이오매스의 공급원료로서의 미세조류 배양을 겨울철에 이룩하기는 쉽지 않다. 본 연구에서는 적은 에너지를 이용하여 미세조류가 성장이 불가한 영외환경에서 미세조류를 성장시키기 위해서, 삼중막의 비닐하우스를 설치하였다. 또한 투명한 아크릴 재질로 수조를 제작하여 빛을 수조의 모든 면에서 받을 수 있게 함으로써, 빛의 이용성을 최대화하였다. 6가지의 다양한 실험조건을 설정하여 겨울철 영하의 기후조건에서 최소한의 비용으로 하수종말처리장 폐수를 사용하여 미세조류를 배양하였다. 또한 미세조류 바이오매스를 증가시킴과 동시에 환경오염의 원인이 될 수 있는 영양염류 성분 중 질소를 최대 92%, 인을 최대 99%까지 제거시켰다. 본 연구에서 바이오디젤의 원료가 될 수 있는 가장 주된 지방산은 리놀렌산(C18 : 3n3)으로 총 지질량의 최대 61%까지 차지했다. 지방산의 생산성은 2.4 g $m^{-2}day^{-1}$이었다. 결론적으로, 본 연구를 통하여 차세대 바이오매스 생산을 위한 미세조류 배양을 저온 시기에서도 이룩하였으며, 그에 따른 폐수처리에서도 좋은 성과를 이루었다.

• 생태와환경
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• 제36권4호통권105호
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• pp.447-454
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• 2003

부영양호의 수질정화를 위하여 알루미늄 응집제를 호수에 첨가하고 조류와 부유물의 침강제거효과, 및 인의 감소효과를 측정하였다. 서울 석촌호와 강원대학교 구내 연못을 대상으로 8회에 걸쳐 첨가량을 달리하여 실시하였다. 7회의 처리에서는 황산알루미늄을 사용하였고 1회는 PAC를 사용하였다. 부유물질의 침강제거효과는 첨가량에 따라 좌우되었다. 10.0 mgAl/l를 첨가한 경우에는 부유물질, 조류, 인 등이 완전히 제거되었으나, 3.3 mgAl/l와 1.8 mgAl/l를 첨가한 경우에는 부분적인제거 효과가 있었다. 그러나 0.45 mgAl/l로 첨가한 경우에는 거의 개선효과가 보이지 않았다. 알루미늄 첨가가 부유물을 침전제거에 효과를 나타내기 위해서는 최소역치 (약 5 mgAl/l) 이상을 투여하여야 하는 것으로 결론지을 수 있다. 효과 지속시간은 외부로부터의 추가부하량 유입에 의해 좌우되는 것으로 보인다. 석촌호에서는 인근 하천수의 펌핑에 의해 곧 다시 혼탁해 졌으며, 구내연못에서는 강우후 주변의 토사가 유입되거나 지하수 펌핑으로 영양염류가 유입되면 곧 다시 조류가 번성하고 혼탁해 졌다. 응집제 투여의 결과로 pH가 지나치게 낮아지는 피해나 어패류에 대한 유해성 징후는 발견되지 않았다. 외부 오염원을 제거할 수 없는 호수에서는 응집제의 투여가 호수수질 개선의 임시적 대안으로 활용될 수 있을 것으로 보인다.