• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권3호
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• pp.344-357
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• 2020

Streptococcus zooepidemicus 유래의 세포외 고분자물질인 히알루론산(hyaluronic acid) (HA)을 대량 생산하기 위해, 균주 개량, 생산배지 및 배양공정 개발에 관한 연구를 수행하였다. HA 고생산성 변이주를 선별하기 위해 약 99%의 사멸률을 보이는 ethylmethane sulfonate (EMS) 처리조건을 적용해서, 지속적인 random screening 방법으로 고생산성, 고안정성의 변이주들을 선별할 수 있었다. HA를 고농도로 생산하기 위해서는, 이 균주의 생화학 및 배양생리적 특성에 기반한 최적 배지개발이 필수적이라고 판단하여, one-factor-at-a-time (OFAT), full factorial design (FFD), steepest ascent method (SAM) 및 response surface method (RSM) (반응표면분석법)을 순차적으로 적용하여 통계적 배지 최적화 실험을 수행하였다. 최적 배지조성에서 플라스크 배양에 의한 HA 생산성은 5.38 g/l로서, 이전 배지(3.54 g/l)에 비해 약 52% 향상된 생산량을 얻을 수 있었다. 또한 선별된 우량균주와 최적화된 생산배지를 이용하여 5 L 발효조에서 배양공정 최적화 연구를 수행하였다. 이 균주의 생리학적 특성을 고려할 때, HA 생산성을 높이기 위해서는 (배양 중 HA 축적으로 인해 고점도를 띠는) 배양액으로의 충분한 용존산소 공급이 매우 중요한 요인인 것으로 판단되었다. 따라서 용존산소 공급과 밀접하게 관련있는 발효조의 교반시스템(교반 날개 종류, 크기 및 배치 등) 및 교반속도에 대한 최적화 연구를 수행하였다. 그 결과, 교반축 하부에는 Rushton turbine-type, 상부에는 marine-type의 확장된 교반날개(기존 대비 직경 1.3배 확장)가 설치된 경우, 450 rpm에서 강화된 혼합력과 충분한 용존산소 공급으로 인해 HA 생산성이 기존 플라스크 배양 대비 약 1.8배(9.79 vs. 5.38 g/l) 더 높은 것으로 확인되었다. 최종적으로 HA 배양공정의 scale-up 가능성을 확인하기 위해, pilot 규모의 50 L 발효조 배양을 최대 300 rpm의 교반속도에서 수행하였다. 처음으로 시도한 50 L 배양임에도 불구하고, HA 최대 생산성 면에서 볼 때, 5 L 발효조 결과와 거의 동일한 수준(98.5%) (9.11 vs 9.25 g/l)의 생산량을 얻을 수 있었다. 반면 지수기 성장단계인 배양 15시간까지의 50 L 배양의 HA 평균생산속도(r_p)는 0.46 g/l/hr로서 0.62 g/l/hr인 5 L 배양 대비 약 74% 정도에 머무는 것으로 나타났다. 따라서 생산 발효조의 scale-up 시, 생산균주의 전단응력 민감성(shear damage)을 함께 고려하면서, 산소전달계수(k_La)를 기반으로 하는 교반시스템에 대한 체계적인 연구가 진행된다면, HA 생산속도도 증가될 수 있는 긍정적인 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• 수산해양기술연구
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• 제36권3호
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• pp.210-221
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• 2000

완도연안의 비단가리비 개체군을 대상으로 자원생태학적 특성을 규명하기 위해 1998년 11월부터 1999년 10월까지 서식환경 및 밀도조사를 하였고, 패각에 나타난 윤문을 이용하여 연령과 성장을 구명하고, 생식소 난성숙비, 숙도지수의 변화, 포란수 측정 등으로부터 성숙과 산란에 대하여 조사하였다. 1. 수온 및 비중의 범위는 7.6∼25.9$^{\circ}C$, 1.0188∼l.0260였고 DO와 pH는 각각 6.48∼9.50ppm, 8.17∼8.80의 범위였다. 2. 저질상태에 따른 서식밀도는 암반과 자갈에서 28.83 마리/100㎡의 가장 높은 서식밀도를 보였고, 전체의 82,4%가 서식하였다. 3. 각장 (SL)과 각고 (SH)와의 관계는 SH=1.021SL+2.211 (R$^2$= 0.989), 각장과 전중량(TW)의 관계는 TW=$0.0003SL^{2.837}$ (R$^2$= 0.980)였다. 4. von Bertalanffy 성장식의 매개변수 추정치를 보면 이론적 최대각고($SH_{\infty}$)는 117.4mm, 성장계수 (K)는 0.612/yr, 각고가 0일 때의 이론적인 연령 ($t_{0}$)는 -0.017세였다. 5. 50% 군성숙연령은 0.21세로 이 때의 군성숙 각고는 18.3mm였다. 산란기는 6∼7월과 10월 연 2회 추정되었으며, 포란수 (Fc)에 대한 각장 (SL) 및 생식소중량 (GW)의 관계는 Fc = $697.03SL^{2.683}$ (R$^2$= 0.984), Fc =10,076,090GW + 15,608,781 (R$^2$= 0.990)로 나타났다.

• 환경위생공학
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• 제11권1호
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• pp.27-37
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• 1996

The taxa of phytoplankton in the Dongbok reservoir consisted of 6 classes, 9 orders, 4 4 suborders, 21 families, 42 genus, 86 species, 4 varieties and 1 formula; totally 91 t taxa appeared. It contained 3 major groups that is Chlorophyceae 51 taxa(56.0 % the most high rate), Bacillariophyceae 23taxa(25.2%), Cyanophyceae 10taxa(10.9%). The most abundant with 47 taxa was in December, the least with 11 taxa was in March during research every month. The component ratio of biomass each main groups, Bacillariophyceae(51 %, the most h high rate), Cyanophyceae(38.9%), Chlorophyceae(9.8%). The most abundant class at the biomass component ratio were Cyanophyceae which contained 82.6-98.0 % of it in May and September, Chlorophyceae 79.0% in August, and Bacillariophyceae increased continuously, specially in winter and autumn. The seasonal dominant groups were Microcystis aemginosa belong to Cyanophyceae in spring and autumn, some species of Chlorophyceae in summer and Melosira granulata belong to Bacillariophyceae in winter and late autumn. Dominant index ranged from 0.33 to 0.95. The season of the lowest index was autumn and the highest was spring. Species diversity indices ranged from 1.09 to 3.99. The water environmental factors of the Dongbok reservoir were that the values of water temperature ranged between $2.4~28.9^{\circ}C$, pH 7.2~8.3, conductivity 77.0~105.5us/cm, and transparency 1.2~2.8m, also the concentration of dissolved oxygen(DO) ranged of 6.9-14.6mg/L, total nitrogen(T-N) 0.38-1.84mg/L, total phosphorus (T-P) 0.011~0.028mg/L, and chlorophyll-a $7.0~29.9mg/m^3$. In this research the proper temperature of water for algae growth, $15~20^{\circ}C$, was maintained in April. May, November and December 1 The number of species that induced water color were 14 species, that caused taste-and-odor problems were 3 species and that caused filter clogging were 5 species. A Among them, the bloom of Anahaena macrospora that caused odor problem occurred l in May and of Microcystis aeruRinosa and M. lνensenberRii that caused filter clogging in May and September.

• 한국습지학회지
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• 제15권2호
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• pp.215-222
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• 2013

농업지역의 소하천에 흐르는 하천수는 유역의 농업활동으로 유출된 각종 영양염류의 함량이 높아 호소 유입시 부영양화의 원인이 된다. 본 연구에서는 농업지역의 하천수를 처리하기 위해 조성된 자유수면형 인공습지의 수문학적 유로에 따른 영양염류의 농도를 평가하고자 수행되었다. 습지내 유로에 따른 영양염류의 농도를 평가하기 위한 모니터링은 2009년 4월부터 2011년 11월까지 습지내 유로의 5개 지점에서 수행되었다. 채취된 시료는 유로에 따른 수질변화를 분석하기 위하여 질소와 인에 대한 집중적 분석이 수행되었다. 습지내 TP 저류의 원인을 평가한 결과 수온, DO 및 pH가 큰 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 또한 습지내 유입수가 침강지를 통과한 직후 영양염류의 농도가 가장 크게 저감된 것으로 나타났는데, 이는 많은 양의 영양소가 입자와 부착된 형태로 이동하기 때문인 것으로 판단되기에 향후 습지 설계시 침강지의 기능 증대 방안 도입이 중요한 인자인 것으로 평가된다. 그러나 습지내에서 가장 큰 영양염류 저감이 발생한 지점은 유로의 85% 지점인 것으로 나타났다. 이는 습지내 미생물 및 식생흡입에 의한 영향으로 평가되기에 이를 활성화 하기 위한 얕은 습지 및 깊은 습지의 적절한 배치도 인공습지 설계에서 중요한 인자임을 보여주고 있다. 마지막 침전지 부분에서는 영양염류의 농도가 증가하는 것으로 나타났는데, 이는 길어진 체류시간에 의한 퇴적층으로부터 용출이 원인인 것으로 평가되기에 습지설계시 침전지의 적정한 체류시간 확보가 중요한 것으로 나타났다.

• 분석과학
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• 제24권5호
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• pp.378-386
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• 2011

본 연구는 호수바닥에 있는 침전물로부터 인의 용출 메커니즘을 규명하고자, 인이 물로 용출될때 미치는 온도의 영향을 조사하였다. 연구 결과를 보면, 온도가 증가하면 PO4-P가 평형에 빨리 도달하고, 평형농도가 증가하며, $PO_4$-P의 용출 증가로 인하여 pH가 감소한다. 즉, $PO_4$-P의 용출이 pH의 감소에 영향을 미침을 알 수 있었다. 탁도물질에서 용출된 $PO_4$-P는 물에 용존하며, 탁도물질에 흡착되지 않기 때문에 탁도의 변화에 관계없이 점진적인 증가를 나타냈지만, $PO_4$-P는 탁도에서 용출되기 때문에 탁도와 관련이 있다. 총인(Total phosphorous, T-P)은 용존성 $PO_4$-P와 탁도물질에 포함된 인을 포함하기 때문에 탁도의 변화에 직접 관련이 있음을 알 수 있었다. 온도가 감소하면 물의 밀도가 증가하여 탁도의 침전이 감소하기 때문에 탁도의 농도가 높아져 T-P 농도를 증가시키며, 온도가 증가하면 물의 밀도감소로 인하여 탁도물질의 침전이 용이해져서 탁도는 감소하지만 $PO_4$-P의 용출이 증가하여 T-P 농도가 증가했다. 따라서 동일 시간대의 T-P는 온도가 달라도 유사한 농도를 가졌다. 호수가 깊어지면 저층수의 온도가 감소하여 인의 용출이 감소하므로 이 메카니즘은 호수 바닥으로부터 물로 용출되는 인에 대하여 온도가 미치는 영향을 이해하는데에 중요하다.

• 지질공학
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• 제27권3호
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• pp.255-265
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• 2017

상주시 임곡리에 굴착된 심도 100 m 지하수공(PW-2)의 적정양수량을 산정하였다. 시추코아와, 물리검층 자료에 의하면 지하수 산출 심도는 26.1~26.5, 28.0~30.0, 33, 58, 71 m로 해석된다. 단계양수시험에 의하면 40, 55, 70, 90, $132m^3/d$의 양수량으로 70일간 양수시 수위강하량은 각각 6.48, 11.56, 18.07, 28.99, 60.26 m로 예상되었다. $117m^3/d$으로 250분간 실시한 일정량양수시험에서는 양수 경과시간 120~150분에 영향추가 불투수층 경계조건에 도달하여 급격한 수위강하가 일어나 PW-2의 한계채수량은 $90m^3/d$로 산정하였으며 이때의 수위강하량은 28.82~31.27 m이다. 적정양수량은 한계채수량의 범위내의 정류상태여야 하기 때문에 PW-2의 적정양수량은 $70{\sim}90m^3/d$로 제시하였다. 불투수층 경계조건에서 직선의 기울기가 급해지며 지하수의 DO와 ORP가 증가하는 것으로 보아 PW-2를 중심으로 한 기반암지하수의 발달은 제한적인 것으로 추정된다.

• 분석과학
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• 제28권5호
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• pp.353-360
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• 2015

지하수 중 라돈은 끓임으로서 쉽게 제거할 수 있다. 다양한 라돈 농도를 가진 13 개 지하수 시료를 이용하여 가열 시간과 온도를 변경시키며 라돈의 제거효율을 평가하였다. 지하수 시료는 Bladder 펌프를 이용하여 채수하였고 용존산소, 수소이온농도 등의 현장수질은 Flow cell을 이용하여 측정 하였다. 경과시간 및 수온 별로 분취한 시료의 라돈 농도는 액체섬광계수기(LSC)로 분석하였다. 실험결과, 온도가 높을수록 경과시간에 따른 지하수 중 라돈의 제거율도 높아지며 지하수 중 라돈의 초기농도가 높을수록 경과시간에 따른 지하수 중 라돈의 제거율은 낮아진다. 즉, 지하수 중 라돈의 농도가 높을수록 가열에 의한 라돈 제거 시 더 많은 시간과 에너지를 필요로 한다. 따라서 지하수 중 라돈 제거율은 주로 라돈초기농도, 가열온도, 그리고 가열시간에 의해 결정된다.

• 청정기술
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• 제26권1호
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• pp.39-54
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• 2020

본 연구에서는 경상남도 지역의 지하수 수질 특성을 파악하고 효과적인 지하수 관리를 위한 기초적인 자료를 제공하기 위하여 지하수수질측정망 자료를 이용하여 심도와 지질별로 분석하였다. 토양지하수정보시스템의 배경수질전용측정망을 통하여 2013년부터 2017년까지 5년 동안의 503 세트 자료를 수집하였다. 총대장균군과 몇 극소량 존재하는 항목 즉 수은, 페놀 등을 제외한 수질매개변수는 심도와 지질에 따라 유의하거나 아주 유의하였다. 심도가 깊어짐에 따라 pH와 전기전도도는 증가하였고, 수온, 용존산소 산화물 환원 전위, 비소, 총대장균군 그리고 탁도는 감소하였고, 먹는물 수질 부적합율은 낮아졌다. 양이온과 음이온의 농도 합은 쇄설성퇴적암에서 가장 높았고 변성암에서 가장 낮았다. 먹는물 수질 부적합율은 변성암에서 가장 높았고 쇄설성퇴적암, 미고결퇴적물, 그리고 관입화성암 순이었다. 상층관정과 쇄설성퇴적암의 일부 지점에서 외부 오염물질에 의한 오염의 가능성을 의미하는 Na-Cl 수질특성을 보였다.

• KSBB Journal
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• 제11권4호
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• pp.431-437
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• 1996

본 연구에서는 질산염(nitrate) 존재하에서 혐기 조건이 되면 최대로 발현되는 변형된 naT 프로모터 를 대장균내에서 단백질을 대량 생산하기 위한 발현 운반체로 쓰일 수 있는지를 조사하였다. 이를 위해 용존산소농도에 따라 naT 프로모터의 유도에 영향을 미치는 염색체 fnT 유전자가 발현되지 못하는 대장 균(ES200l)에 pBR322 플라스미드에 프로모터상 의 10 지역에서 특정부위돌연변이화에 의해 con­s sensus sequence로 바핀 변형된(modified) naT 프 로모터(pMW616)가 도입되어 있는 계(pMW616/ E ES2001 )가 이용되었다. 이 변형된 naT 프로모터의 하류에는 구조유전자(structural gene) 인 질산염 환 원효소대 신에 ${\beta}$-galactosidase를 발현하는 lacZ 유 전자가 클로닝되어 있다. 이 변형된 naT 프로모터의 유도에 대한 최적조건을 찾기 위해 변형된 naT 프로 모터를 유도시키는 방법, 변형된 naT 프로모터가 최 대로 유도되는 질산엽의 농도, 말현된 $\beta$galactosid a ase의 양 빛 변형된 naT 프로모터가 유도되는 특성 들이 조사되었다. 이에 대한 실험으로부터 다음과 같은 결론들이 얻어졌다; 이 변형된 naT 프로모터로 부터 ${\beta}$-galactosidase의 말현은 질산염의 농도에 의 해서는 크게 영향을 받지 않았다. 한편, 변형된 naT 프로모터로부터 ${\beta}$-galactosidase의 말현은 성장단계 에서 대장균을 호기상태에서 OD600이 약 2.27~ 될 때까지 키우다가 유도시 혐기상태로 만드는 것이 가 장 유리하였으며, 이 때 발현된 ${\beta}$-galactosidase의 비활성도는 약 13,000 Miller unit였다. 하지만, 이 변형된 naT 프로모터는 이켓을 유도시키기 전에도 발현된 ${\beta}$-galactosidase의 비활성도가 약 6,000 M Miller unit로 매우 높음으로 인하여 이 변형된 naT 프로모터는 원하는 단백질을 유도성보다는 구성적으 로 발현시키는데 더 적합한 프로모터였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권2B호
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• pp.193-203
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• 2011

최근 하천 환경 및 생태학적 관심도가 증가함에 따라 다양한 하천 복원 및 서식 환경 조성 사업이 수행되고 있다. 서식처 복원 사업에 있어 중요한 것은 서식처에 필요한 유량을 산정하는 것이고, 이를 위해 미국 및 유럽의 많은 국가에서 유지유량증분법을 이용하여 서식처 필요유량을 산정하고 있다. 유지유량증분법은 하천 흐름과 관련되어 있는 생물의 서식처 평가와 적정 유량을 설정할 수 있는 개념으로서, 대상하천에서 유지유량증분법을 적용하기 위해서는 생물에 대한 서식처적합도지수가 반드시 필요하다. 그러나 국내의 경우 과거 현장 모니터링을 통해 피라미와 참갈겨니에 대한 적합도지수만이 존재하기 때문에 다양한 어종에 대한 서식처 유량을 산정하기 어려운 실정이다. 본 연구에서는 금강수계의 현장 모니터링을 통해 수심 및 유속과 같은 물리자료, 산성도 및 용존산소량과 같은 화학자료, 그리고 어종 및 개체수와 같은 생물자료를 구축하였다. 확보된 2,736개의 자료를 바탕으로 피라미, 참갈겨니, 돌마자, 쉬리, 돌고기, 모래무지 등 6가지 어종에 대한 서식처적합도지수를 산정하였으며, 기존에 제시된 서식처적합도지수와의 비교를 통해 새로운 서식처적합도지수를 제안하였다. 또한 각 어종별 프루드수, 산성도, 용존산소의 범위를 제시하였다. 본 연구에서 제안한 서식처적합도지수는 하천사업의 평가를 수행하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.