⇒ 초록(한글) 입력자 : 본 연구는 금강 수계의 유구천 7개 지점을 선정하여 2005년 7월과 9월, 2회에 걸친 조사기간 동안의 생물통합지수 (Index of Biological Integrity, IBI) 모델분석 및 물리적 서식 지 지수 (Qualitative Habitat Evalution Index, QHEI) 분석을 실시하였다. 생태 건강도 평가를 위한 생물통합지수 모델은 국내 특성에 맞게 수정 ${\cdot}$ 보완된10개 다변수 메트릭 모델 (Multimetric model)을 이용하였고, 물리적 서식지 지수인 QHEI는 국내 하천 특성에 맞게 변형한 11개의 다변수 메트릭 모델을 적용하였다. 유구천의 생물통합지수는 평균 29.5 (n=7)로서 ‘보통상태’ (Fair)로 나타났으며, 지점별 모델값은 지점 3과 지점 7은 각각 23과 24로서 '악화${\sim}$보통상태' (Poor${\sim}$Fair), 지점 5는 28로 '보통상태' (Fair)로 나타났으며, 그 외의 지점은 31${\sim}$34로서 '보통${\sim}$양호상태' (Fair${\sim}$Cood)로 나타났다. QHEI 분석에 따르면, 7개 지점에 대한 평균값은 136으로 '보통${\sim}$양호상태' (Fair~Good)로 나타났으며, 지점별 QHEI 값은 지점 1에서 186으로 ‘최적상태’ (Excellent), 지점 4는 120으로서 ‘보통${\sim}$양호상태’ (Fair${\sim}$Good), 지점 3은 69로서 ‘보통상태’ (Fair)로 나타났으며, 그 외의 지점은 128${\sim}$156으로 ‘양호상태’ (Good)로 나타났다. 최상류인 지점 1이 물리적 서식지 측면에서 가장 서식 조건이 양호한 것으로 나타났고, 지점 3의 경우 물리적 서식지 측면에서 다른 지점에 비해 악화된 것으로 나타났고, 인근 생활하수 유입에 의한 유기물 과다 유입에 의한 것으로 나타났다.
본 연구는 형산강 수계 6개 지점을 선정하고, 2009년 4월과 9월에 조사를 실시하여 이 화학적 수질, 물리적 서식지 분석을 통하여 어류 분포특성 및 생태 건강도를 진단하였다. 생물통합지수(Index of Biological Integrity, IBI) 모델 분석은 국내 하천의 특성에 맞게 수정 보완하여 8개 다변수 메트릭 모델을 이용하였고, 물리적 서식지 평가지수(Qualitative Habitat Evaluation Index, QHEI)분석은 11개의 다변수 메트릭 모델을 적용하였다. 형산강의 1, 2차 생태 건강도 조사 결과 평균 25.4(n=6)로 "보통상태" (C)로 나타났다. 1차 조사 결과 평균 25로 "보통상태" (C), 2차 조사 결과 평균 25.7로 "보통상태" (C)로 나타났다. 물리적 서식지 평가 결과 최상류 H1에서 150.5로 "양호상태" (B)로 나타났으며, 하류인 H6에서 76으로 "보통상태" (C)로 나타나 하류로 갈수록 감소하는 경향을 보였다. 이 화학적 수질 분석은 형산강 수계의 환경부 수질 측정망 자료 중 2000년부터 2009년까지 10년간의 자료를 이용하여 분석하였다. 형산강의 지난 10년간 평균 BOD 값은 2.4 $mgL^{-1}$ (범위: 0.3~13.8 $mgL^{-1}$)로서 우리나라 수질기준(2010년 1월의 환경부 기준고시)에 의거할 때 II (약간 좋음) 등급을 보였고, COD 역시 큰 변이를 보이며(범위: 0.6~12.8 $mgL^{-1}$), BOD와 유사한 경향을 보였다. TN의 평균값은 3.0 $mgL^{-1}$ (범위: 0.3~10.4 $mgL^{-1}$)이고, TN 역시 형산강이 경주시를 지나면서 TN이 증가한 후 감소하는 경향을 보였다. TP의 평균값은 103.5 ${\mu}gL^{-1}$(범위: 0~606 ${\mu}gL^{-1}$)로 TN과 비슷한 양상을 보였다. SS는 7.5 $mgL^{-1}$ (범위: 0.1~25.2 $mgL^{-1}$)로 하류로 갈수록 증가하는 경향을 보였다. 전체적으로 본류 지점은 하류로 갈수록 건강성이 악화되는 것으로 나타났는데 이는 경주시를 관통하면서 수질이 악화되었고, 생활하수, 산업폐수 및 분뇨처리수가 유입되어 이와 같은 결과가 나타난 것으로 사료되었다.
본 연구는 지금까지 돈사 악취 제어를 목적으로 이용되었던 여러 종류의 첨가제를 살포 방법을 통해 실제 돈사 현장에 적용하여 악취 저감 효율 및 지속성을 비교 평가하기 위해 수행되었다. 소금물, 인공 식향료, 식물성 천연향료를 제외한 나머지 4개의 첨가제는 살포 전과 후의 악취 저감 현상이 뚜렷이 관찰되지 않았다. 소금물의 경우 특히 암모니아 농도의 시간에 따른 저감율이 현저했는데, 이는 소금물의 염소 이온이 피트 분뇨내 암모늄 이온과 결합, 수용액 상태로 존재하게 하여 대기 중으로 암모니아 발생을 억제했기 때문이라 판단된다. 인공 식향료의 경우 악취 원인 물질 농도의 저감 현상은 보이지 않았으나, 관능법으로 평가된 악취 강도와 불쾌도 측면에서는 상당한 제어 효과가 관찰되었다. 이러한 현상은 인공 식향료가 돈사내 피트 슬러리에서 발생되는 악취 원인 물질을 분해한다기 보다는 돈사내 악취 은폐제로써 작용하여 지속성은 짧지만 효율적인 악취 저감 작용을 한 것으로 사료된다. 식물성 천연향료의 경우 악취 강도와 불쾌도, 황 계열 악취 물질의 저감 효과가 다른 첨가제에 비해 상대적으로 월등하게 나타났다. 인공 식향료와는 달리 식물성 천연 향료는 은폐 효과와 더불어, 분뇨내 황 계열 악취 원인 물질을 생성하는 혐기성 미생물 군집의 생장을 제어하는 antimicrobial agent로서의 역할도 하는 것으로 사료된다. 그러나 악취 센서기를 통해 측정된 악취 농도는 위와는 상반된 결과가 나타났는데, 이는 악취 센서기가 인공 식향료와 식물성 천연향료가 자체적으로 지닌 향 성분도 악취의 한 범주로 인식되어 유도된 결과라 판단된다. 본 연구를 통해 나타난 결과는 현장에서 수행된 분석 결과로 실험 당일 날의 외부 기후 상황 및 돈사내 환경 여건에 따른 돼지들의 반응 행동 양상에 따라 실험 결과에 상당한 영향을 준다는 사실을 염두하여 고찰할 필요가 있다.
본 연구에서는 비도시 유역에서 수질오염물질간의 상관관계를 알아보기 위하여 화옹간척지구의 상류 유역두 지점에서 1999견 강우시와 비강우시의 수질측정자료를 이용하여 오염물질간의 상관관계를 분석하였다. 비강우시에는 오염물질간 뚜렷한 상관관계를 확인하기 어려웠으나, 강우시에는 SS-TP, SS-COD, TP-COD사이에 높은 상관관계를 나타내었으며 TN과 다른 오염물질사이에는 일정한 경향을 나타내지 않았다. 오염물질간의회귀분석결과는 SS-TP, SS-COD사이에는 반 대수함수의 경향을 나타내고 유역특성에 영향을 받았으며, TP-COD는 선형함수의 경향을 나타내고 유역특성에 영향을 적게 받았다. 본 연구에서 발표한 수질오염물질 사이의 회귀식들은 유역의 특성에 영향을 받겠으나 화옹지구는 물론, 자료가 부족한 다른 비도시 유역에도 기본계획 단계에서는 사용이 가능할 것으로 판단된다.
In the results of monitoring nitrate concentration in more than 8,000 groundwater wells around agro-livestock, the average and maximum nitrate concentration was 9.4 mg/L and 101.2 mg/L, respectively. Since about 31% of the monitoring wells was exceed the quality standard for drinking water, nitrate control such as remediation or source regulation is required to conserve safe-groundwater in South Korea. Typical nitrate-treatment technologies include ion exchange, reverse osmosis, and biological denitrification. Among the treatment methods, biological denitrification by indigenous microorganism has environmental and economic advantages for the complete elimination of nitrate because of lower operating costs compared to other methods. Major mechanism of the process is microbial reduction of nitrate to nitrite and nitrogen gas. Three functional genes (nosZ, nirK, nirS) that encode for the enzyme involved in the pathway. In this work, we tried to develop simple process to determine possibility of natural denitrification reaction by monitoring the functional gene. For the work, the functional genes in nitrate-contaminated groundwater were monitored by using PCR with specific target primers. In the result, functional genes (nosZ and nirK) encoding denitrification enzymes were detected in the groundwater samples. This method can help to determine the possibility of natural-nitrate degradation in target groundwater wells without multiplex experimental process. In addition, for field-remediation application we selected nitrate-contaminated site where 200~600 mg/L of nitrate is continuously detected. To determine the possibility of nitrate-degradation by stimulated-natural attenuation, groundwater was sampled in two different wells of the site and nitrate concentration of the samples was 300 mg/L and 616 mg/L, respectively. Fumarate for different C/N ratio was added into microcosm bottles containing the groundwater to examine denitrification rate depending on carbon concentration. In the result, once 1.5 times more than amount of fumarate stoichiometry required was added, the 616 mg/L of nitrate and 300 mg/L of nitrate were completely degraded in 8 days and 30 days. The nitrite, byproduct of denitrification process, was also completely degraded during the experimental period.
본 연구에서는 향신료 조제품인 고추다대기의 사용원료 확인을 위한 분자생물학적 기법을 이용한 시험법을 검토하였다. 시료 중 원료성분 확인을 위하여 고추, 마늘, 양파의 종 특이 프라이머를 이용하였으며, 대상 식품원료로는 고추다대기 6건을 선정하였다. 시료로부터 직접 유전자 추출 후 PCR을 실시하였으나 고추 등 사용원료의 확인이 어려웠다. 따라서 염 성분을 제거하기 위하여 증류수를 이용하여 3~4회 세척 후 PCR한 결과 6건 중 5건에서만 고추유전자 확인되었으며, 마늘 및 양파 성분은 모두 확인이 불가능하였다. 따라서 염 성분 제거 후 추출유전자의 증폭을 위하여 Whole Genome Amplification (WGA) 키트를 사용 후 PCR을 실시하였다. 그 결과 모든 시료에서 고추유전자(102 bp)를 확인하였으며, 양파를 함유하는 6건 및 마늘을 함유하는 4건에서 각각 양파(280 bp) 및 마늘(180 bp) 유전자를 확인하였다. 따라서 본 연구에서 검토된 고추다대기에 대한 시료 전처리법, 유전자추출법, 추출유전자증폭법 등은 고추다대기를 이용한 불량고춧가루 제조 시 이를 판별할 수 있어 식품안전관리에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
Ahn, Youngbeom;Lee, Un Jung;Lee, Yong-Jin;LiPuma, John J.;Hussong, David;Marasa, Bernard;Cerniglia, Carl E.
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제29권10호
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pp.1495-1505
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2019
The Burkholderia cepacia complex (BCC) is capable of remaining viable in low-nutrient environments and harsh conditions, posing a contamination risk in non-sterile pharmaceutical products as well as a challenge for detection. To develop optimal recovery methods to detect BCC, three oligotrophic media were evaluated and compared with nutrient media for the recovery of BCC from autoclaved distilled water or antiseptic solutions. Serial dilutions ($10^{-1}$ to $10^{-12}CFU/ml$) of 20 BCC strains were inoculated into autoclaved distilled water and stored at $6^{\circ}C$, $23^{\circ}C$ and $42^{\circ}C$ for 42 days. Six suspensions of Burkholderia cenocepacia were used to inoculate aqueous solutions containing $5{\mu}g/ml$ and $50{\mu}g/ml$ chlorhexidine gluconate (CHX) and $10{\mu}g/ml$ benzalkonium chloride (BZK), and stored at $23^{\circ}C$ for a further 199 days. Nutrient media such as Tryptic Soy Agar (TSA) or Tryptic Soy Broth (TSB), oligotrophic media (1/10 strength TSA or TSB, Reasoner's $2^{nd}$ Agar [R2A] or Reasoner's $2^{nd}$ Broth [R2AB], and 1/3 strength R2A or R2AB) were compared by inoculating these media with BCC from autoclaved distilled water and from antiseptic samples. The recovery of BCC in water or antiseptics was higher in culture broth than on solid media. Oligotrophic medium showed a higher recovery efficiency than TSA or TSB for the detection of 20 BCC samples. Results from multiple comparisons allowed us to directly identify significant differences between TSA or TSB and oligotrophic media. An oligotrophic medium pre-enrichment resuscitation step is offered for the United States Pharmacopeia (USP) proposed compendial test method for BCC detection.
새만금 유역은 BOD와 TP의 비점오염배출 비중이 각각 68.4와 61.4% (2009년 기준)로 점오염원에 비해 높게 나타나므로 새만금 수질관리를 위해서는 비점오염원에 대한 대책수립이 시급하다. 본 연구에서는 새만금 유역 최적관리기법 대상지 선정을 위해 비점오염원의 영향이 큰 농업지역을 중심으로, 그리고 부영양화에 주요인자인 총인(TP)을 기준으로 농업비점오염대책 우선지구를 선정하고자 하였다. 우선지구 선정방안은 의사결정에 의한 오염영향 지수를 이용한 정성분석 방법으로 수계에 비점오염원(TP기준)이 작용하는 단계를 크게 발생, 배출, 유출 관련지표로 구분하여 비점오염원 영향지수(NPSI; Non-point Source Index)를 산정하였으며, 전문가 AHP (Analytic Hierarchy Process)분석을 통해 지표의 가중치를 결정하였다. NPSI 산정에는 행정구역 745개의 동리단위 기준으로 비점발생특성(해당 지역의 액비살포 면적, 축사 면적, 논면적, 밭면적, 인산질 비료사용량), 비점배출특성(수질오염 총량관리제의 축산계 비점오염원 배출부하량, 토지계 배출부하량), 비점유출특성(토양유실량, 불투수율, 유출곡선지수, 유달거리, 유효강우비)의 총 12개의 지표가 적용되었다. GIS (Geographical Information System) 분석을 이용한 NPSI 산정결과 새만금 유역 농업비점관리지역 우선지구 후보지로 만경강 5지점과 동진강 5지점을 선정하였다. 우선지구 후보지의 선정원인은 주로 축산에서 기인한 것으로 나타났으며, 이는 AHP 분석결과 축산관련 지표의 가중치가 높았기 때문으로 사료된다.
물관리 정책이 수질평가 중심에서 수생태계 건강성 평가로 전환되고 있는 것은 세계적인 추세이다. 현재까지 수계의 평가기법은 수질이나 하상구조와 같은 물리화학적 요소 및 플랑크톤, 저서동물과 같은 일부 생물의 평가에 국한되어 개발되어 왔다. 식물은 호수의 물리, 화학 및 생물 변화를 민감하게 반영하는 지표인데 개발이 늦었다. 환경부에서는 전국의 호수와 저수지를 생태계로써 평가하고 관리할 목적으로 생태계의 평가 기법을 마련 중에 있다. 이 연구사업의 일환으로 식물을 이용하여 우리나라 호수생태계에 적합한 건강성 평가기법을 개발하기 위해서 기개발된 국외의 평가기법 중 주로 다변수법을 주로 고찰하였다. 다변수법의 적용은 시간과 비용이 많이 소요되고 변수 간의 상관성 등의 한계점이 있다. 그러나 현재 단일 변수로 쓸 만한 지표가 개발되어 있지 않으며 다변수법은 다면평가와 데이터 축적의 장점이 크다. 다변수법을 세 단계, 즉 평가지표의 선정, 점수화, 평가지수의 결정과 검증단계로 나누어 검토하였다. 평가지표 선정단계에서 가장 적용가능한 지표는 종조성과 수도 및 종 풍부도와 다양성 관련 지표들이다. 국외에서 대부분 포함하는 지표종은 아직 개발이 불완전해서 우리나라에서 적용하기에 한계가 있다. 다수 조사자가 참여할 경우 식물상에 대한 오동정이 결과에 영향을 미칠 수 있으므로 이 점의 사전 고려가 필요하다. 지표의 점수화 단계도 한계가 있다. 우리나라에 인위적 교란이 거의 없는 기준 호수가 없기 때문에 대안으로 다수의 호수를 조사하고, 조사된 호수의 지표값을 상대화하여 적용해야 한다. 같은 이유로 지수에 대한 검증과정도 어렵다. 종합할 때, 여러 가지 한계가 있지만 현장에서 조사 가능한 지표를 이용하여 식물을 이용한 호수 건강성의 다변수평가체계를 구축하는 것은 가능하다. 추후, 식물종의 질적 가치에 대한 지표를 추가하고 보다 많은 호수 조사의 결과가 누적되면 수준 높은 평가체계로 발전시킬 수 있을 것이다.
Ahn, Youngbeom;Kim, Jeong Myeong;Lee, Yong-Jin;LiPuma, John J.;Hussong, David;Marasa, Bernard S.;Cerniglia, Carl E.
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제27권12호
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pp.2211-2220
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2017
Chlorhexidine gluconate (CHX) and benzalkonium chloride (BZK) formulations are frequently used as antiseptics in healthcare and consumer products. Burkholderia cepacia complex (BCC) contamination of pharmaceutical products could be due to the use of contaminated water in the manufacturing process, over-diluted antiseptic solutions in the product, and the use of outdated products, which in turn reduces the antimicrobial activity of CHX and BZK. To establish a "afe use" period following opening containers of CHX and BZK, we measured the antimicrobial effects of CHX ($2-10{\mu}g/ml$) and BZK ($10-50{\mu}g/ml$) at sublethal concentrations on six strains of Burkholderia cenocepacia using chemical and microbiological assays. CHX (2, 4, and $10{\mu}g/ml$) and BZK (10, 20, and $50{\mu}g/ml$) stored for 42 days at $23^{\circ}C$ showed almost the same concentration and toxicity compared with freshly prepared CHX and BZK on B. cenocepacia strains. When $5{\mu}g/ml$ CHX and $20{\mu}g/ml$ BZK were spiked to six B. cenocepacia strains with different inoculum sizes ($10^0-10^5CFU/ml$), their toxic effects were not changed for 28 days. B. cenocepacia strains in diluted CHX and BZK were detectable at concentrations up to $10^2CFU/ml$ after incubation for 28 days at $23^{\circ}C$. Although abiotic and biotic changes in the toxicity of both antiseptics were not observed, our results indicate that B. cenocepacia strains could remain viable in CHX and BZK for 28 days, which in turn, indicates the importance of control measures to monitor BCC contamination in pharmaceutical products.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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