• 환경생물
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• 제38권1호
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• pp.114-126
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• 2020

유해 남조류 Microcystis 종에 의한 녹조현상은 매년 빈번하게 일어나며, 이로 인한 수자원의 질적 변화와 먹는 물확보에 문제가 발생하고 있다. Microcystis 종에 의한 피해를 막고자 개발된 naphthoquinone (NQ) 유도체 물질의 장점 분석을 위해 국내에서 빈번히 사용되는 황토를 이용한 microcosm 실험을 하고자 하였다. 그 결과, NQ 40, NQ 2-0 물질은 선행 연구 결과와 동일하게 유해 남조류 Microcystis 종을 선택적으로 99.9%, 99.6% 제어했으며, 식물플랑크톤 종 다양성을 증진시켰다. 그러나, 황토를 처리한 실험구는 실험 초기 일시적인 조류 제어효과를 보인 후 다시 증가하였으며, 유용 조류를 포함한 모든 식물플랑크톤에게 적용되어 다른 조류의 성장은 이루어지지 않았다. 뿐만 아니라, NQ 물질을 처리한 처리구는 비생물학적, 생물학적요인 모두 영향을 미치지 않았으며, 대조구와 유사한 경향이 관찰되었다. 따라서, 최종적으로 개량된 유해 남조류 제어물질 NQ 2-0은 높은 살조효과, 선택적 제어효과, 저독성, 자연분해에 의한 비잔류성 뿐만 아니라, 편의성 및 경제성까지 갖춘 새로운 살조물질로서 현재까지 개발된 살조물질보다 현장 생태계 적용에 가장 적합한 친환경 녹조제어 물질이라고 판단된다.

• 분석과학
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• 제26권5호
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• pp.326-332
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• 2013

Geosmin과 2-methyl isoborneol (2-MIB)는 먹는물에서 불쾌한 맛과 냄새를 일으키는 대표적인 물질이며, 남조류의 대사산물로 흙 냄새나 곰팡이 냄새를 내는 것으로 알려져 있다. 이들 물질의 최소감지 농도는 수 ng/L 수준으로, 먹는물의 질을 관리하기 위해서는 극미량까지 분석할 수 있는 분석방법이 요구된다. 본 연구에서는 물시료 중의 geosmin과 2-MIB를 headspace-solid phase microextraction (HS-SMPE) 법과 기체크로마토그래프/질량분석기 (gas chromatograph/mass spectrometer, GC/MS)를 이용하여 분석하였다. 방법검출한계는 geosmin과 2-MIB에 대하여 각각 1.072 ng/L, 1.021 ng/L 값을 구할 수 있었으며, 정확도와 정밀도에서도 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 최근 낙동강에서는 남조류에 의한 수화현상이 종종 발생하고 있어, 낙동강을 상수원수로 하는 먹는물의 안정성을 확보하기 위하여 geosmin과 2-MIB의 농도를 조사할 필요성이 대두되고 있다. 남조류가 번성한 시기에 낙동강 원수에 대하여 geosmin과 2-MIB의 농도를 조사한 결과, 각각 4~24 ng/L, 6~16 ng/L의 농도로 검출되었다.

• 생태와환경
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• 제43권2호
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• pp.221-231
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• 2010

국내에서 널리 분포하여 쉽게 구할 수 있는 천연재료인 상수리나무, 밤나무, 녹차, 황토, 맥반석, 제올라이트와 혼합물 등 7가지 물질의 남조와 녹조류 성장 억제능을 파악하기 위하여, 단순 추출법을 이용하여 얻은 각 물질을 농도별(1, 5, 10 mg $L^{-1}$)로 배양조류에 처리하고 각 조류의 성장 특성을 조사하였다. 분리형 남조 Microcystis aeruginosa, 군체형 M. aeruginosa 등은 저농도의 상수리나무, 밤나무, 제오라이트에 의해서 60% 이상의 높은 조류억제능을 보였으며, 녹조 Scenedesmus quadricauda는 녹차, 상수리나무에서 50% 이하의 억제능을 보였으며, 제오라이트에서는 65% 이상 성장이 억제되었다. 녹차를 포함한 대부분의 물질에서 낮은 농도인 1 mg $L^{-1}$에서 녹조 Chlorella vulgaris의 성장을 촉진하였으며, 황토는 S. quadricauda 성장을 촉진하였다. 따라서 부영양호수에서 흔히 발생되는 남조발생 억제에는 상수리나무, 밤나무, 제올라이트가 적합할 것으로 판단되었으며, 녹차, 황토나 맥반석 등은 녹조류 대량배양이나 배지로서 이용 가능성이 높다고 사료되었다.

• 생태와환경
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• 제42권1호
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• pp.115-123
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• 2009

서로 다른 두 시기의 부영양호(일감호) 현장수에 대한 한국산 말조개(U. douglasiae)의 섭식특성을 비교 조사하였다. 두 실험수 모두 패류밀도가 클수록 엽록소 a 감소가 뚜렷하였으며, 동일한 패류밀도에서는 저온기 현장수에서 엽록소 a 감소가 더 뚜렷하였다. 저온기 현장수에서는 패류 밀도에 따른 여과율 및 식물플랑크톤 현존량 변화가 뚜렷하였으나, 고온기 현장수에서는 두 패류 밀도의 여과율 및 식물플랑크톤 현존량 변화가 유사한 경향을 보였다. 각 출현종에 대한 말조개의 조류제어능은 저온기 현장수의 S. ulna와 S. hantzschii, 고온기 현장수의 S. ecornis, T. regulare, P. simplex는 빠른 시간 내에 감소하는 경향을 보였으나, 저온기 현장수의 S. ecornis는 서서히 감소하는 경향을 보였으며, 고온기 현장수의 M. aeruginosa는 제어효율이 가장 좋지 않았다. 따라서 한국산 말조개는 저온기 규조류 대발생 수역의 생태친화적 제어에 효과적인 생물제재로서 활용이 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.413-413
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• 2019

하천과 호수에서 남조류의 이상 과잉증식 문제(이하 녹조문제)는 담수생태계의 생물다양성을 감소시키며, 음용수의 이취미 원인물질을 발생시켜 물 이용에 장해가 된다. 또한 독소를 생산하는 유해남조류가 대량 증식할 경우에는 가축이나 인간의 건강에 치명적 해를 끼치기도 한다. 그 동안 국내에서 녹조문제는 댐 저수지와 하구호와 같은 정체수역에서 간헐적으로 문제를 일으켰으나, 4대강사업(2010-2011)으로 16개의 보가 설치된 이후 낙동강, 금강, 영산강 등 대하천에서도 광범위하게 발생되고 있어 중요한 사회적 환경적 이슈로 대두되었다. 한편, 대하천에 설치된 보 구간에서 빈번히 발생하는 녹조현상의 원인에 대해서는 전 지구적 기온상승에 따른 기후변화의 영향이라는 주장과 유역으로부터 영양염류의 과도한 유입, 가뭄에 따른 유량감소, 보 설치에 따른 체류시간 증가 등 다양한 의견이 제시되고 있으나, 대상 유역과 수체의 특성에 따라 녹조 발생의 원인이 상이하거나 또는 다양한 요인이 복합적으로 작용하기 때문에 보편적 해석(universal interpretation)이 어려운 것이 현실이다. 따라서 각 수계별, 보별 녹조현상에 대한 정확한 원인분석과 효과적인 대책 마련을 위해서는 집중된 실험자료와 데이터마이닝 기법에 근거로 한 보다 과학적이고 객관적인 접근이 이루어져야 한다. 본 연구에서는 2012년 보 설치 이후 남조류에 의한 녹조현상이 빈번히 발생하고 있는 낙동강 4개보(강정고령보, 달성보, 합천창녕보, 창녕함안보)를 대상으로 집중적인 현장조사와 실험분석을 수행하고, 수집된 기상, 수문, 수질, 조류 자료에 대해 통계분석과 다양한 데이터모델링 기법을 적용하여 보별 남조류 우점 환경조건과 이를 제어하기 위한 주요 조절변수를 규명하는데 있다. 연구대상 보 별 수질과 식물플랑크톤의 정성 및 정량 실험은 2017년 5월부터 2018년 11월까지 2년에 걸쳐 실시하였으며, 남조류 세포수 밀도와 환경요인과의 상관성 분석을 실시하고, 단계적 다중회귀모델(Step-wise Multiple Linear Regressions, SMLR), 랜덤포레스트(Random Forests, RF) 모델과 재귀적 변수 제거 기법(Recursive Feature Elimination using Random Forest, RFE-RF)을 이용한 변수중요도 평가, 의사결정나무(Decision Tree, DT), 주성분분석(Principal Component Analysis, PCA) 기법 등 다양한 모수적 및 비모수적 데이터마이닝 결과를 바탕으로 각 보별 남 조류 우점 환경요인을 종합적으로 해석하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제34권6호
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• pp.632-641
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• 2018

Algal dynamics is controlled by multiple environmental factors such as flow dynamics, water temperature, trophic level, and irradiance. Underwater irradiance penetrating from the atmosphere is exponentially decreased in water column due to absorption and scattering by water molecule and suspended particles including phytoplankton. As the exponential decrease in underwater irradiance affects algal photosynthesis, regulating their spatial distribution, it is critical to understand the light extinction characteristics to find out the mechanisms of algal dynamics more systematically. Despite the significance, the recent data have been rarely reported in the main stream areas of large rivers, Korea. In this study, the euphotic depths and light extinction coefficients were determined by monitoring the vertical variation of underwater irradiance and water quality in the main channel of Nakdong River near Dodong Seowon once a week during summer of 2016. The average values of euphotic depth and light extinction coefficient were 4.0 m and $1.3m^{-1}$, respectively. The degree of light extinction increased in turbid water due to flooding, causing an approximate 50 % decrease in euphotic depth. Also, the impact was greater than the self-shading effect during the periods of cyanobacterial bloom. The individual light extinction coefficients for background, total suspended solid and algal levels, frequently used in surface water quality modeling, were determined as $0.305m^{-1}$, $0.090m^{-1}/mg{\cdot}L^{-1}$, $0.013m^{-1}/{\mu}g{\cdot}L^{-1}$, respectively. The values estimated in this study were within or close to the ranges reported in literatures.

• 생태와환경
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• 제33권2호통권90호
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• pp.128-135
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• 2000

수화의 소멸과정에서 수계에 분포하는 세균의 역할을 확인하기 위하여 대청호의 주요 정점에서 환경요인과 종속영양세균 군집, Anabaena cylindrica 생장억제세균의 수층별 연중 변화를 조사하였다. 평균수심은 정점 1에서 25.5m, 정점 2에서 15.0m, 정점 3에서는 12.3m였다. 모든 정점에서 수층별 온도는 하절기를 중심으로 하는 온대지방 수계에서의 전형적인 변화를 나타내었다. 용존산소량은 하절기에 불규칙하게 변화하긴 했지만 수온과 비교적 반비례적인 양상으로 변화하였다. 대체적으로 모든 정점에서 5월 초순까지 점차 감소하던 용존산소량은 이후에는 급격한 변화를 나타내다가 9월 중순 이후에는 점차 증가하는 양상을 보였으며, 특히 이러한 변화양상은 표층에서 더욱 뚜렷하였다. 용존산소량이 불규칙적으로 큰 변화를 보이는 하절기에는 다른 수층에 비하여 표층에서 용존산소량이 매우 높았다. 표층에서의 클로로필 a농도는 하절기에 변동폭이 크게 나타났으며, 용존산소량이 높은 시기에 비교적 높은 수치를 나타내었다. 종속영양세균의 분포도는 모든 수층에서 봄부터 가을까지는 대체로 높게 유지되다가 수온이 급격히 하락하는 9월 이후에는 매우 낮은 개체군 크기를 보였다. 특히 모든 표층에서 이러한 변화는 두르러졌다. Anabaena cylindrica 생장억제세균은 6월 이전에는 거의 분포하지 않다가 7월에 분포도가 큰 폭으로 증가하였고, 이후부터는 정점별로 상이한 분포 변화를 보였다. 모든 정점에서 A. cylindrica생장억제세균의 분포값이 높았던 7월과 10월에는 표층보다는 중층과 하층에서 더 많은 생장억제세균이 검출되었는데, 이러한 결과는 숙주인 A. cylindrica의 활력이 상대적으로 떨어질 때 억제세균의 활성이 높아지는 것을 암시한다. 이상의 결과로부터 자연수계에서 세균은 남조세균 분포에 대한 조절자로서의 역할을 하며, 특히 남조세균의 활력이 떨어질 때 그 역할이 더욱 두드러진다는 사실을 알 수 있었다.

• 생태와환경
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• 제56권1호
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• pp.36-44
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• 2023

자연생태계에서 환경유전자 (eDNA)는 세포의 내부(intracellular)와 외부(extracellular) 형태로 존재할 수 있다. 유해남조류를 대상으로 할 때, 세포 외부 eDNA는 남조류의 흔적, 세포 내부 eDNA는 남조류의 발생 잠재성을 의미한다. 하지만 기존의 퇴적물 eDNA 분석법인 silica bead를 이용한 파쇄법으로는 존재 형태를 구분할 수 없기 때문에 실질적인 유해남조류 발생 잠재성을 파악하기 어렵다. 본 연구는 기존의 파쇄법의 한계를 극복하고자 퇴적물 내 세포 내 eDNA를 선택적으로 분석할 수 있는 퇴적물 전처리 방법인 밀도구배 원심분리법(Ludox method)의 적용성을 분석하였다. 그 결과, 기존의 파쇄법은 퇴적물을 그대로 사용하여 eDNA를 추출하기 때문에 eDNA에서 증폭한 mic 유전자가 세포 내 존재하는지 혹은 세포 외 DNA로만 존재하는지 알 수 없었다. 하지만 Ludox method는 여과 및 밀도 구배를 통해 퇴적물의 세포 내 eDNA를 농축하므로 남조류 세포 내부에 존재하는 mic 유전자만을 증폭할 수 있었다. 결론적으로 Ludox method는 충분한 세포내부 유전자 농도를 확보하고 세포 내부와 외부의 eDNA를 명확히 구분함으로써 보다 정확하고 세밀한 잠재성 분석이 가능하였다. 이는 퇴적물 유해남조류의 유전자 활성을 확인할 수 있는 eRNA 분석과 차세대염기서열분석(next generation sequencing; NGS)을 이용한 meta-barcoding에 Ludox method를 활용함으로써 보다 현실적인 잠재성을 분석할 수 있을 것으로 판단된다.