• ALGAE
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• 제18권4호
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• pp.281-288
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• 2003

To study the environmental features causing a bloom of the novel dinoflagellate Heterocapsa circularisquama (Dinophyceae), hydrographic and chemical aspects were measured in the Uranouchi Bay, Kochi Prefecture, Japan, from January to December, 1997. The cell density of H. circularisquama increased rapidly in early October, and dropped sharply in mid-October. Growth rate of H, circularisquama during bloom period appeared 1.50 division day$^{-1}$ under high water temperature (25$^{\circ}C$) and salinity (32 psu) conditions. Althought the result from hydrographic aspect indicated good condition for their growth, dissolved inorganic phosphorus (DIP) concentration in surface layer before bloom formation was less than 0.70uM, which is lower than their half saturation constant(Ks). Dissolved inorganic nitrogen(DIN): DIP ratio was > 30, indicating potential P-limitation. However, before bloom formation period of H. circularisquama, DIP concentrations were high in bottom layer (> 4.0 uM). Some studies reported that H. circularisquama had the ability to migrate vertically and to utilize dissolved organic phosphorus (DOP). Thus, DIP in bottom layer might have been utilized by H. circularisquama for their growth.DOP might have weakly affected their growth because of low reactive DOP concentrations owing to low DOP concentration (ca. 0.39 uM). Thus, if nutrient condition of bottom layer in Uranuchi Bay is not improved, the outbreaks of H. circularisquama red tides may became an annual feature.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4B호
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• pp.421-426
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• 2006

본 연구는 생물학적 질산화 공정에서 암모늄 이온과 활성을 가진 질산화균의 초기 농도가 질산화에 미치는 영향을 확인하고, 이에 따른 동역학식을 제시하고자 하였다. 먼저 실험에 이용된 슬러지의 질산화균 농도는 미생물 호흡률 실험으로 측정하였는데, 배양된 슬러지 중 42.8%가 활성을 가진 질산화균으로 나타났다. 암모늄 이온과 질산화균의 초기 농도를 달리하여 $N_0/X_0$비가 0.025~0.493의 조건에서 잘산화 실험을 실시하였으며, 이를 통해 암모늄 이온과 질산화균의 농도가 상이하더라도 $N_0/X_0$ 비가 동일할 경우 암모늄 산화율이 동일함을 확인하였다. 또한 $N_0/X_0$ 비와 비기질이용율의 관계는 Contois 형태의 관계식으로 표현되었으며, 최대 비암모늄산화율($q_{Nmax}$)은 4.32 gN/gVSS/day, 반 포화속도 상수($K_N{^{\prime}}$)는 0,013 gN/gVSS인 것으로 확인되었다.

• 생태와환경
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• 제39권1호통권115호
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• pp.119-130
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• 2006

연속배양의 평형 정상상태 조건에서 담수조류 Microcystis aeruginosa의 최대생장률 (${\mu}_m$)과 세포내 영양염의농도(Q)의 관계, 질소 결핍 상태에서 액체배지에서 영양염 농도(S)와 홉수율(V)의 관계를 각각 조사하였다. 질소제한조건에서 M. aeruginosa의 세포 당 $Q_{0N}$은 0.04 pmol $cell^{-1}$. ${\mu}_m$은 1.1 $day^{-1}$였고, 제한조건에서 최저값 $Q_{0N}$과 충분조건에서 $Q_N$을 탄소기준하여 각각 6.1 ${\mu}mol$ mg $C^{-1}$ 및 9.5${\sim}$12.4 ${\mu}mol$ mg $C^{-1}$였다. 다른 미세조류와 비교f'1면 세포의 질소 함량이 매우 높았고 질소 결핍시에도 그 함량이 높게 유지되어 질소 요구도가 높은 종이었다 질소 제한조건에서 영양염 홉수 측정 결과에서 반포화계수($K_s$)와 최대흡수율 ($V_m$)은 각각 36 ${\sim}$ 61 ${\mu}M$ 및 0.28 ${\sim}$ 0.35 ${\mu}mol\;cell\;{\cdot}\;hr^{-1}$ 범위였다. M. aeruginosa의 $K_5$값은 매우 높았고 $V_m$도 높은 편이었다. $K_s$와 흡수력 $V_m$은 미세조류의 영양상태 즉 영양염의 세포내 함량(Q)이나 제한영양염의 결핍의 강도의 영향을 받고 미세조류 생장균과도 관련이 있다. M. aeruginosa는 다른 미세조류에 비하여 세포내 질소 함량과 생장률이 높기 매문에 질소와 인에 대한 횹수율이 높을 것이다. 그러나 질소 흡수력의 반포화계수 $K_s$값이 높고 $V_m/K_s$비율은 낮아 수게에서 질소가 저농도 일 때에는 다른 미세조류와 비교하면 경쟁력이 떨어지고 질소에 대한 기질 친화력은 약한 것으로 나타났다. 낙동강 하류지역에서 M. aeruginosa가 대발생하는 시기에 수중 영양염의 농도 변동은 M. aeruginosa의 영양생리 kinetics 특성과 잘 부합하는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권10호
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• pp.685-690
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• 2014

하수처리시설 초과유량에 대한 처리 규제 입법 예고로 인해 강우 월류수 처리에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 강우 월류수 염소(차아염소산나트륨) 소독 시 소독제 농도(0.11-4.0 mg $Cl_2/L$), pH (6.5-8.0), 온도($15-25^{\circ}C$), 암모니아 농도(10-41 mg N/L), 부유물질(91-271 mg SS/L)이 대장균군수 감소 속도에 미치는 영향을 고찰하였다. 차아염소산나트륨 농도 효과는 반속도 상수가 1.212mg $Cl_2/L$인 saturation-type model로 잘 모사되었다. 소독 반응 속도는 SS와 pH 증가에 따라 감소되는 반면, 온도에 따라서는 증가하였고, 암모니아 농도에는 영향을 받지 않았다. 월류수 유입 조건을 $1{\times}10^5MPN/mL$, 271 mg SS/L, $15^{\circ}C$, pH 8.0로 가정할 때, 염소 주입 농도 1 mg/L, 수리학적 체류시간 1.25 분인 염소 소독조를 통해 입법예고 된 수질 기준의 1/3 수준인 대장균군수 1,000개/mL를 달성할 수 있을 것으로 계산되어, 염소 소독이 강우 월류수 소독에 유효하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 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.

• 한국해양학회지
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• 제21권2호
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• pp.110-117
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• 1986

본 연구 해역에서의 동물성 부유 생물에 의한 NH$_{4}$ 분비율은 0.90에서 2.32$\mu\textrm{g}$ atoms NH $_{4}$ -N.m$^{-3}$.h$^{-1}$의 범위를 보이며, 이에 의해 해 양 기초생산에 필요한 총질소요구량의 3내지 15%을 공급함을 밝혀졌다. 동물성 부 유생물의 습중량 및 단백질량의 정량결과, 외부연안수로 갈수록 그 양이 증가되는 경향을 나타내었다. 동물성 부유생물의 가장 중심적인 생화학적 단위인 GDH의 활 성도를 측정한 결과, 전형적인 Michaelis-Menten 효소기작을 보였다. 단백질 단위 GDH활성도는 본 연구 해역에서 1.5에서 3.2$\mu\textrm{g}$ atoms NH $_{4}$ -N mg$^{-1}$protein h$^{-1}$의 범위를 보였다. 외해수에서 동물성 부유생물의 GDH활성도가 높게 나타난 것은 조사당시의 외해수에서의 높은 기초 생산량을 포식하는 동물성 부유생물의 활발한 질소대사가 이루어지고 있음을 암시 한다. 본 연구를 통하여 한국 동남해역의 동물성 부유생물의 GDH활성도와 NH $_{4}$ 분비율 사이에 매우 높은 상관계가 밝혀졌으며 그 평균 GDH 활성도/ NH $_{4}$ 분비율의 비율은 18.8$\pm$2.6(n=6) 이었다. 차후 GDH활성도 측정등을 통 한 생화학적 효소연구방법은 여러 해양 환경에서 생물활동에 의하여 영향를 받는 비보전적인 해수원소의 동적 변화 및 해양생태계내에서의 각 생물군의 여러 생화학 적 역할을 규명하는데 중요하게 이용될 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권10호
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• pp.1090-1097
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• 2006

판지공장 인쇄폐수에 무산소 활성오니공정을 적용한 결과 $TCOD_{Mn}=90{\sim}94%$, $Color=58{\sim}81%$의 높은 제거효율을 얻었다. 산업현장 판지공장 폐수에 대한 무산소 활성오니공정의 설계분석을 위하여 Monod식에 의한 동력학적계수를 추정한 결과 $K_{max}$(최대 기질제거속도)=0.52 $day^{-1}$, $K_s$(반포화 기질농도)=314 mg/L, $K_d$(내생호흡계수)=0.274 $day^{-1}$, y(미생물의 합성계수)=0.908 mg/mg, ${\mu}_{max}$(최대 비생장속도)=0.472 $day^{-1}$로 산출되었다. 설계분석을 위한 부하인자의 값은 F/M비=$0.043{\sim}0.07$ kg-$TCOD_{Mn}$/kg-SS-day, BOD 용적부하=$0.18{\sim}0.3$ kg-$TCOD_{Mn}/m^3-day$, ${\theta}_x$(미생물 체류시간)=$=6.8{\sim}26.4$ day로 현장 검증되었다. 이러한 부하인자의 값을 미생물의 성장 동력학과 연계시켜 볼 때 F/M비는 ${\theta}_x$에 반비례하고, 단위측면에서 F/M비는 ${\mu}_{max}$와 같아야 하나 F/M비와 ${\mu}_{max}$는 상당한 차이가 있음을 알 수 있었다. 따라서 미생물의 성장 동력학을 이용한 무산소 활성오니공정을 설계하고자 할 때에는 충분한 안전율이 요구되는 것으로 사료되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권1호
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• pp.11-19
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• 2000

생물학적 폐수처리장의 효율을 정확하게 예측하기 위해서는 생물학적 동력학 계수와 화학양론적 계수를 반드시 추정하여야만 한다. 본 연구에서는 생물학적 동력학 계수를 추정하는 실험적 방법과 그 이론적 배경이 논의되었다. 또한 생물학적 동력학 계수 추정을 위해 신소이용률(Oxygen Uptake Rate, OUR)을 이용한 회분식 실험을 실시하였다. 호기성 상태에서 종속영양미생물과 독립영양미생물의 생물학적 동력학 계수를 추정하기 위한 간단한 방법이 기술되어 있다. 생물학적 동력학 계수 추정시 해석상의 부정확성 때문에 COD와 VSS농도를 이용하지 않고 산소이용률을 미생물 성장 자료로 변환하여 사용하였다. 종속영양미생물의 최대비성장율, 생산계수, 반속도상수, 사멸율을 산소이용률을 사용하여 추정하였다. 또한 독립영양미생물의 최대비성장율은 $NO_3{^-}$ 농도의 증가율로부터 추정하였다. 본 연구의 목적은 회분식 반응조에서 산소이용률을 이용해 종속영양미생물과 독립영양미생물의 생물학적 동력학 계수를 정확하고 간편하게 추정하는데 있다. 이러한 산소이용률을 이용한 생물학적 동력학 계수 추정 방법이 복잡한 활성슬러지 모델링에 도움을 줄 것으로 판단된다.

• 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.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권2호
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• pp.212-219
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• 2016

동해 남서해역과 같이 용존 무기 질소(dissolved inorganic nitrogen; DIN)가 제한된 환경에서 우점 규조류 Chaetoceros debilis와 Leptocylindrus danicus의 용존 유기 질소(dissolved organic nitrogen; DON)의 이용성을 정량적으로 평가하였다. 질소원으로 DIN은 질산염과 암모늄, DON은 동해에서 중요한 비율을 차지하는 글리신(glycine)과 요소(urea)에 관하여 각각 평가하였다. Monod 식으로부터 유도한 C. debilis의 최대생장속도(${\mu}_{max}$)와 반포화상수(Ks)는 질산염에서 $1.50day^{-1}$와 $1.62{\mu}M$, 암모늄에서 $1.13day^{-1}$와 $6.97{\mu}M$, 글리신 $1.46day^{-1}$와 $3.36{\mu}M$, 요소 $0.93day^{-1}$와 $0.55{\mu}M$으로 나타났다. 또한 L. danicus는 질산염에서 $1.55day^{-1}$와 $5.21{\mu}M$, 암모늄에서 $1.57day^{-1}$와 $4.57{\mu}M$, 글리신 $1.47day^{-1}$와 $3.80{\mu}M$, 요소 $1.42day^{-1}$와 $1.94{\mu}M$이었다. 두 종 모두 요소에서 용존 무기 질소보다 상대적으로 높은 친화성이 확인되었으며, 이러한 높은 친화성은 DIN 제한된 상태에서 C. debilis와 L. danicus이 생장을 유지하기 위해 요소를 이용할 것으로 판단되어진다. 따라서 동해 남서해역과 같이 DIN이 제한된 해역의 경우, DON의 효율적인 이용이 식물플랑크톤의 우점화 전략에서 중요한 요인 중 하나로 생각된다.