• Environmental Engineering Research
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• 제21권2호
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• pp.140-144
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• 2016

Owing to the kinetic differences in ammonia oxidation among ammonia-oxidizing microorganisms (AOM), there is no standard set of kinetic values that can be used as a representative set for nitrifying wastewater treatment plant (WWTP) design. As a result, this study clarified a link between the half-saturation constants for ammonia oxidation (Ks) and the dominant ammonia-oxidizing bacterial (AOB) groups in sludge from full-scale WWTPs and laboratory-scale nitrifying reactors. Quantitative polymerase chain reaction analyses revealed that AOB affiliated with the Nitrosomonas oligotropha cluster were the dominant AOM groups in the sludge taken from the low-ammonia-level WWTPs, while AOB associate with the Nitrosomonas europaea cluster comprised the majority of AOM groups in the sludge taken from the high-ammonia-level WWTPs and nitrifying reactors. A respirometric assay demonstrated that the ammonia Ks values for the high-ammonia-level WWTPs and nitrifying reactors were higher than those of the low-ammonia-level plants. Using the Ks values of available AOM cultures as a reference, the Ks values of the analyzed sludge were mainly influenced by the dominant AOB species. These findings implied that.different sets of kinetic values may be required for WWTPs with different dominant AOM species for more accurate WWTP design and operations.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권5호
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• pp.630-638
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• 2021

본 연구에서는 와편모조류 Alexandrium affine(LIMS-PS-2345)의 생장에 미치는 용존태 무기 및 유기 영양염의 영향을 조사하였다. 영양염 흡수 동력학 실험에서 A. affine의 최대흡수속도(ρ_max)와 반포화상수(Ks)는 질산염에서 77.0 pmol/cell/hr과 17.6 μM, 인산염에서 15.5 pmol/cell/hr과 3.88 μM로 산출되어, 무기영양염에 대하여 높은 요구량 및 낮은 친화성을 가지고 있는 것으로 나타났다. 유기 영양염에 따른 A. affine의 생장속도를 확인한 결과, 유기 질소 urea, glycine와 유기 인 adenosine triphosphate(ATP), glycerol phosphate(Glycerol-P) 첨가구에서 무기 영양염 첨가구의 70 % 이상 생장속도를 보였다. 따라서 낮은 무기 영양염 환경에서 A. affine의 우점화와 종간경쟁에서 우위를 위해서는 용존태 유기 영양염의 이용이 필요할 것으로 생각된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권1호
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• pp.84-92
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• 2020

본 연구는 마비성 독소 표준물질의 안정적인 공급을 위해 친환경적이고 경제성이 우수한 발광다이오드 광원의 파장을 이용하여, PST의 원인종 Alexandrium catenella와 A. pacificum의 독 함량을 증대시킬 수 있는 가능성을 살펴보았다. 파장별 광량과 생장속도의 관계를 보면, 반포화상수(Ks)는 두 종 모두 적색파장에서 가장 높게 나타났고, 청색파장에서 가장 낮았다. 빛 파장에 따른 독함량의 경우, 적색 파장이 A. catenalla은 최고 약 8배 그리고 A. pacificum은 약 3.4배 다른 파장보다 높았다. 그리고 광량에 대한 친화성을 나타내는 Ks와 독농도와 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 따라서 세포당 독농도 증가를 위한 배양법은 초기에 세포수량의 확보 및 빠른 생장속도를 유도하기 위해서 청색파장을, 대수생장기 후기에는 적색파장을 주사하여, 세포내 독함유량을 증가시킬 수 있는 2단계 배양법을 제시할 수 있을 것으로 생각된다.

• ALGAE
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• 제22권3호
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• pp.235-240
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• 2007

The red tide-causing flagellate Chattonella anticfua can cause mass fish kills by their clogging in fish gills. Thisstudy examined the nutrient requirements of C. antiqua isolated from Korea. C. anticfua displayed maximum growthat the day five, followed by a decrease in cell density. Nitrate and nitrite were the preferred nitrogen sources, alonewith adenosine diphosphate for phosphorus compounds. In medium that contained ammonium, a significantdecrease in cell density was observed. Half-saturation constants, Ks, calculated from the maximum growth ratewere 4.94 U|M for NC>3 and 0.79 flM for P04. The growth of C. antiqua was not within the function of the N:P ratio (RU= 0.29). With an N:P ratio as low as 10, the increase in cell density was apparent, with a higher division rate. At lev-els above 50 fiM of NaNOg or 8 ;uM of NaHUPCU, the growth rates were somewhat decreased. Phosphate was thelimiting factor for C. antiqua growth since the starvation of phosphate had brought about a rapid decrease in celldensity in semi-continuous culture. Studies about the temporal modification of the efficiency of nitrate or phosphateuptake may be necessary to explain the bloom dynamics of C. antiaua.

• 한국수산과학회지
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• 제51권1호
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• pp.64-71
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• 2018

This study was conducted to investigate the effects of light intensity and wavelength on the growth of Tetraselmis suecica and Tetraselmis tetrathele. These species were exposed to a blue light-emitting diode (LED; max=450 nm), a yellow LED (max=590 nm), a red LED (max=630 nm) and a fluorescent lamp (three wavelengths). The maximum growth rates (${\mu}_{max}$) of T. suecica and T. tetrathele under a red LED were 1.12/day and 0.95/day, respectively. Under a yellow LED, growth rates were 70% of the values for red wavelength, with low half-saturation constants (Ks). The optimum light source to ensure economically effective and productive growth in a Tetraselmis culture system (Photo-Bioreactor) would thus appear to be a three-phase culture, wherein a yellow LED is used during the lag phase and initial exponential phase to increase growth rate, followed by a red LED during the middle exponential phase to maximize growth rate, and finally a yellow LED again during the late exponential phase and stationary phase to achieve increased yield of useful bioactive substances.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권1호
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• pp.96-101
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• 2019

본 연구는 담녹조강 Tetraselmis suecica와 T. tetrathele의 인산염 흡수에 미치는 발광다이오드의 파장의 영향을 조사하였다. 파장은 청색 발광다이오드(LED; 450 nm), 황색 LED(590 nm), 적색 LED(630 nm) 그리고 형광램프(control)이며, 조도는 $100{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$로 주사하였다. T. suecica와 T. tetrathele의 최대흡수속도(${\rho}_{max}$)는 적색 LED에서 $6.35pmol\;cell^{-1}\;hr^{-1}$와 $9.85pmol\;cell^{-1}\;hr^{-1}$로 나타났으며, 반포화농도(Ks)는 $9.43{\mu}M$와 $21.2{\mu}M$로 나타났다. 이는 적색 LED 아래에서 T. suecica와 T. tetrathele가 다른 파장보다 영양염에 대한 친화성이 높다는 것으로 의미한다. 따라서 경제성 및 생산성 향상을 위한 Tetraselmis 배양시스템(광배양기)의 최적 광원은 낮은 영양염 상태에서도 높은 생장속도를 보이는 적색 LED가 적합할 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제19권4호
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• pp.232-242
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• 2014

본 연구는 유해 와편모조류 Cochlodinium polykrikoides와 규조류 Skeletonema sp.의 용존 유기 영양염에 대한 이용 및 흡수능력을 통해서 종간 경쟁관계를 파악하였다. C. polykrikoides와 Skeletonema sp.는 용존 무기 질소와 무기인 이외에 다양한 용존 유기 질소와 유기 인을 이용하여 성장하였다. 이는 용존 무기 질소 또는 무기 인이 제한 영양염으로 작용하는 환경에서 중요한 생존전략으로 작용할 것이다. Urea와 glycerophospahte(glycero-P)의 흡수동력학 실험으로부터 도출된 반포화상수(Ks) 값은 C. polykrikoides가 Skeletonema sp.에 비해서 낮은 값을 보였다. 이는 Skeletonema sp.가 C. polykrikoides에 비해서 urea와 glycero-P와 같은 유기 영양염에 대한 친화성이 높음을 의미한다. 하지만 Skeletonema sp.가 유기 영양염에 대한 친화성이 높을지라도 C. polykrikoides가 ${\alpha}$ (${\rho}_{max}/Ks$) 값이 높아, 저농도의 영양염 조건(

• 한국수산과학회지
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• 제34권5호
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• pp.445-456
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• 2001

우리나라 남해안에서 매년 유해 편모조류인 Cochlodinium polykrikoides 적조가 발생하고 있으며 많은 수산피해를 일으키고 있다. 본 연구는 본 종에 대한 적조발생기구를 구명하는데 있어 생물학적인 기초를 확립하기 위해 실시되었다. 실험실 배양실험을 통해 물리 화학적 환경요인에 대한 C. polykrikoides의 성장을 조사하였고, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 해양에서 발생하는 C. polykrikoides 자연군집의 동역학중에서 물리$\cdot$화학적 환경요인의 상대적인 중요성을 평가하기 위해 수온, 염분, pH, 조도 조건별로 무균배양을 통한 본 종의 성장을 조사하였다. 그 결과는 $25^{\circ}C,\;40\%_{\circ}$, pH 7.5, 7,500 lux에서 가장 성장률이 높았다. 그리고, $19\~28^{\circ}C$에서도 성장이 잘 이루어져 광온성(eurythermal) 종으로 확인되었으며, 발생해역의 염분 범위인$30\~35\%$의 환경조건을 만족하는, 즉 내만의 저염분 보다는 외양의 고염분 환경에서 발생하여 성장하는 종으로 확인되었고, 광염성 (euryhaline) 종이다. 그리고, 높은 일사량을 요구하며 현장해역의 pH 범위에서 성장이 원활히 이루어졌다. 무기태 영양염인 질소원으로 질산질소와 암모니아질소를, 인원으로 인산인을 이용하여 C. polykrikoides의 영양염에 대한 성장실험을 하였다. 그 결과, C. polykrikoides의 영양요구량은 질산질소, 암모니아질소, 인산인에 대해 각각 $40, 50, 5{\mu}M$이었고, 성장에 의한 반포화상수 (Ks)값은 각각 $2.10,\;1.03,\;0.57{\mu}M$로 확인되었다. 이러한 결과로부터 C. polykrikoides는 타와편모조류에서 보고된Ks 값보다 대체적으로 낮았고, 빈영양성 (oligotrophic) 종은 아니며, 부영양성 (eutrophic) 종에 해당하지만 암모니아질소 Ks 값은 뚜영양성 종보다 낮은 값을 가지는 것으로 나타났다. 이것은 C. polykrikoides 적조는 내만의 부영양화된 해역보다는 부영양상태가 높아지고 있는 해역에서 발생할 가능성이 매우 높은 것을 나타낸다. 또한, C. polykrikoides는 질산질소보다 암모니아질소를 성장시 보다 유효한 영양염으로 선택하여 소비하였다 이것은 암모니아질소가 타 영양염보다 성장에 보다 중요한 요인으로 작용하며, C. polykrikoides 적조는 해양에서 증가한 암모니아질소 농도와 연관되는 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제20권4호
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• pp.372-381
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• 2014

2013년 하계 자란만 서부 연안에서 Cochlodinium polykrikoides 적조의 미발생 원인을 화학적 현장관측결과와 기존에 발표된 C. polykrikoides의 생리학적 자료를 이용하여 해석하였다. 조사기간 동안 식물플랑크톤 군집은 규조류가 우점하고 있었으며, Cerataulina pelagica, Chaetoceros spp., Navicula spp. 그리고 Nitzschia spp.가 주요 우점종으로 출현하였다. 자란만 서부 연안의 영양염 농도는 이전의 C. polykrikoides 적조 발생 시기에 비해서 DIP 농도는 유사하였지만, DIN 농도는 낮았다. 특히, C. polykrikoides는 자란만 서부 연안에서 우점종으로 출현하는 규조류들에 비해서 무기 영양염에 대한 반포화상수(Ks)가 낮아 이들과의 종 경쟁에서 불리한 위치에 있는 것으로 보였다. 또한 상대적으로 낮은 DIN 농도를 보인 자란만 서부 연안은 질소에 대한 의존성이 높은 C. polykrikoides가 증식하기 위해서 불리한 환경이었다. 따라서 자란만 서부 연안의 낮은 영양염 환경하에서 무기 영양염 경쟁에 대해 불리한 위치에 있는 C. polykrikoides는 규조류의 번무에 따라 출현이 억제된 것으로 생각된다.

• 유기물자원화
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• 제8권2호
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• pp.130-139
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• 2000

일련의 회분식실험을 통하여 음식폐기물의 동력학상수 및 메탄가스 발생량을 측정하였으며 음식폐기물의 고온혐기성 소화시 입자의 크기, 나트륨이온의 농도, 휘발성 고형물의 부하량이 따른 운전인자에 대한 영향을 살펴보았다. 기초 동력학 실험에서는 최대 기질 분해 속도 상수 k는 $0.24hr^{-1}$로 나타났으며 반 포화상수 Ks는 $700mg/{\ell}$ 로 나타났다. 나트륨 농도에 따른 혐기성소화 영향에 관한 실험은 나트륨 농도가 $5g/{\ell}$ 까지는 총 메탄가스 발생량에 영향을 미치지 않았으나 점차로 농도가 증가함에 따라 총 메탄가스 발생량이 감소하기 시작하였으며 나트륨 농도가 $20g/{\ell}$ 로 증가시켰을 경우 이론적인 발생량의 50% 만을 발생하였다. 음식폐기물을 크기별로 분쇄하여 혐기성 소화를 시킨 후 Valentini 모델에 적용시킨 결과 모든 경우에 있어서 가수분해 상수 값 A는 0.45를 나타내었으며 입자의 크기가 1.02 mm에서 2.14 mm로 높아짐에 따라 최대 기질 분해 속도 상수 $k_{HA}$는 $0.0033hr^{-1}$에서 $0.0015hr^{-1}$로 감소하였다. 이것으로 음식폐기물의 혐기성 소화에 있어서 입자 크기가 중요한 운전인자 중의 하나임을 증명할 수 있었으며 휘발성 고형분의 부하량에 관한 연구에서는 최대 주입 휘발성 고형물 부하량은 $40g/{\ell}$ 로 나타났으며, 유기물 부하가 낮은 경우에서는 나트륨 이온에 따른 영향이 휘발성 고형물 제거에 나타나지 않았으나 $40g/{\ell}$ 인 경우 약간의 차이가 있는 것으로 판명되었다.