• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.542-548
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• 2005

부착 미생물을 이용한 다공성 담체 유동상 반응기는 하폐수중의 유기물 및 질소제거에 많이 적용되어져 왔다. 특히 생물막이 형성된 담체에서는 호기, 무산소 그리고 혐기영역이 공존하여 동시적 질산화/탈질 반응에 의한 질소제거에 유리한 환경이 제공된다고 알려져 있다. 이러한 반응을 활성화시키기 위해서는 담체표면과 내부에서 산소와 유기물등의 적절한 기질확산이 이루어져야 한다. 그러나 하폐수중의 유기물농도나 생물막의 마찰조건등 운전조건에 따라서는 표면에서의 종속영양균의 과잉성장에 의해 질소 제거 반응이 저해되기도 한다. 다공성 담체 유동상 반응기에 막모듈을 결합시킨 하이브리드 반응기는 단일조내에서 활성화된 동시적 질산화/탈질 반응으로 종래의 유동상 반응기에 비해 30% 이상 질소제거 효율이 증가하였다. 미소전극 연구를 통해 담체내부의 탈질율을 조사할 수 있으며 유동상 반응기에 비하여 하이브리드 반응기내 담체내부에서는 탈질반응에 대한 유기물의 확산에 대한 제한인자가 작으며 따라서 보다 높은 탈질율을 유지할 수 있음을 보였다.

• Journal of Microbiology
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• 제45권2호
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• pp.113-121
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• 2007

The bacterial diversity inherent to the biofilm community structure of a modified rotating biological contactor wastewater treatment process, referred to as the Rotating Activated Bacillus Contactor (RABC) process, was characterized in this study, via both culture-dependent and culture-independent methods. On the basis of culture-dependent methods, Bacillus sp. were found to exist in large numbers on the biofilm (6.5% of the heterotrophic bacteria) and the microbial composition of the biofilms was quite simple. Only three phyla were identified-namely, the Proteobacteria, the Actinobacteria (High G+C Gram-positive bacteria), and the Firmicutes (Low G+C Gram-positive bacteria). The culture-independent partial 16S rDNA sequence analysis revealed a considerably more diverse microbial composition within the biofilms. A total of eight phyla were recovered in this case, three of which were major groups: the Firmicutes (43.9%), the Proteobacteria (28.6%), and the Bacteroidetes (17.6%). The remaining five phyla were minor groups: the Planctomycetes (4.4%), the Chlorobi (2.2%), the Actinobacteria (1.1%), the Nitrospirae (1.1%), and the Verrucomicrobia (1.1%). The two most abundant genera detected were the endospore-forming bacteria (31.8%), Clostridium and Bacillus, both of which are members of the Firmicutes phylum. This finding indicates that these endospore-forming bacteria successfully colonized and dominated the RABC process biofilms. Many of the colonies or clones recovered from the biofilms evidenced significantly high homology in the 16S rDNA sequences of bacteria stored in databases associated with advanced wastewater treatment capabilities, including nitrification and denitrification, phosphorus accumulation, the removal of volatile odors, and the removal of chlorohydrocarbons or heavy metals. The microbial community structures observed in the biofilms were found to correlate nicely with the enhanced performance of advanced wastewater treatment protocols.

• 유기물자원화
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• 제16권1호
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• pp.53-61
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• 2008

07년 1월부터 11월까지 하수처리장별로 각각의 세균에 대한 계절별 분포도를 조시하였다. 조사에 사용된 미생물은 호기성 및 통성혐기성 종속영양세균으로 대표되는 총 세균과 지표생물군인 대장균, 대장균군, 장내세균군 및 포도상규군과 효모/곰팡이로 구성하였다. 총 세균 및 대장균 대장균군, 장내세균군 등의 지표생물군의 경우엔 대체로 온도가 높은 하절기에 균체수가 증가하고 있는 것으로 나타난 반면, 식중독의 원인균인 황색포도상구균의 경우, 대부분의 하수처리장에서 오히려 11월과 1월에 균체수가 증가하는 등, 계절과 관계없이 출현하는 양상을 나타냈다. 한편, 방류수의 소독처리방법과 균체생성은 큰 상관관계가 없는 것으로 나타났으나, 작은규모의 마을하수의 경우 도시하수와 비교하여 균체수가 감소하고 있는 것으로 조사되었다.

• Ocean and Polar Research
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• 제35권4호
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• pp.415-425
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• 2013

In order to understand phytoplankton and bacterial distribution in tropical coral reef ecosystems in relation to the mangrove community, their biomass and activities were measured in the sea waters of the Chuuk and the Kosrae lagoons located in Micronesia. Chlorophyll a and bacterial abundance showed maximal values in the seawater near the mangrove forests, and then steeply decreased as the distance increased from the mangrove forests, indicating that environmental conditions for these microorganisms changed greatly in lagoon waters. Together with chlorophyll a, abundance of Synechococcus and phototrophic picoeukaryotes and a variety of indicator pigments for dinoflagellates, diatoms, green algae and cryptophytes also showed similar spatial distribution patterns, suggesting that phytoplankton assemblages respond to the environmental gradient by changing community compositions. In addition, primary production and bacterial production were also highest in the bay surrounded by mangrove forest and lowest outside of the lagoon. These results suggest that mangrove waters play an important role in energy production and nutrient cycling in tropical coasts, undoubtedly receiving large inputs of organic matter from shore vegetation such as mangroves. However, the steep decrease of biomass and production of phytoplankton and heterotrophic bacteria within a short distance from the bay to the level of oligotrophic waters indicates that the effect of mangrove waters does not extend far away.

• Mycobiology
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• 제36권4호
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• pp.249-254
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• 2008

Minimal growth inhibitory concentrations (MICs) of chitosan acetate (M.W. 60 kDa) on heterotrophic bacteria (strains MK1, S, and R) isolated from the soft-rotten tissues of Neungee mushroom (Sarcodon aspratus) were measured. The slimy substance produced by the MK1 strain was responsible for the diseased mushroom’s appearance. The S and R strains were members of the Burkholderia cepacia complex. These strains showed different levels of susceptibility toward chitosan acetate. The MIC of chitosan acetate against the MK1 and S strains was 0.06%. The MIC against the R strain was greater than 0.10%. Survival fractions of the MK1 and S strains at the MIC were $3\;{\times}\;10^{-4}$ and $1.4\;{\times}\;10^{-3}$ after 24 h, and $2\;{\times}\;10^{-4}$ and $7\;{\times}\;10^{-4}$ after 48 h, respectively. Survival fractions of the R strain after 24 and 48 hr at 0.1% chitosan acetate were $1\;{\times}\;10^{-2}$ and $6.9\;{\times}\;10^{-3}$, respectively. Compared to the MK1 and S strains, the low susceptibility of the R stain towards chitosan acetate could be due to the ability of the R strain to utilize chitosan as a carbon source. Thirty-eight percent of Neungee pieces treated in a 0.06% chitosan acetate solution for $2{\sim}3$ second did not show any bacterial growth at 4 days, whereas bacterial growth around untreated mushroom pieces occurred within 2 days. These data suggest that chitosan acetate is highly effective in controlling growth of indigenous microorganisms on Neungee. The scanning electron micrographs of the MK1 strain treated with chitosan revealed a higher degree of disintegrated and distorted cellular structures.

• 대한지하수환경학회지
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• 제5권4호
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• pp.215-222
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• 1998

지하수 세균 군집에 미치는 환경요인의 영향을 분석하기 위하여, 서울 시내에서 음용수로 사용하는 2개 정점과 음용수외 생활용수로 사용하고 있는 8개 정점을 대상으로 조사하였다. 물리.화학적 환경요인과 중금속의 농도, 및 세균 군집의 분포 등 40개 변수를 분석한 결과, 음용수로 사용하는 정점을 제외한 나머지 정점에서 질산성 질소와 암모니아가 용수목적별 수질기준의 기준치 이상으로 측정되었다. 총세균은 5.1~41.4$\times$$10^{5}$cells/ml 범주로, 종속영양세균과 기능성 세균군집은 0.01~29.6$\times$$10^4$cfu/ml의 범주로 조사되었다. 세포외 효소의 활성도는 0.005~11.3$\mu$M/l/hr 의 범주로 나타났고, lipase, phophatase, $\beta$-glucosidase, cellulase, chitinase, amylase 순으로 활성도가 나타났다. 정점별로 조사된 세균 군집에 미치는 환경요인의 상호관계는 대응분석(correspondence analysis)과 다차원 척도법 분석(multidimensional scaling; MDS)으로 하였으며, 그 결과 4개의 집단으로 구분되었으며, 세균 군집에 미치는 주요한 환경요인은 정점별 잠재오염원과 일치하는 양상을 보였다.다.

• 한국해양생명과학회지
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• 제4권2호
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• pp.53-62
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• 2019

해양 종속영양 박테리아는 수생태계에서 미소생물환의 주요 구성원으로 유기물의 분해 등 생지화학적 순환에서 중요한 역할을 한다. 해양 생태계의 물질 순환과 에너지 흐름을 이해하기 위해서는 박테리아의 변동에 대한 연구 조사가 중요하다. 본 연구는 방조제 건설로 변형된 영산강 하구 해수역을 대상으로 박테리아와 환경인자들의 월 변동 양상을 조사하였고, 박테리아 변동의 주요인자인 식물플랑크톤(chlorophyll-a)과의 상관성을 크기별로 구분하여 파악하고자 하였다. 연구 결과, 영산강 하구의 박테리아는 저층보다 표층에서 높은 개체수를 보였으며, 겨울철보다 여름철에 개체수가 높았다. 그리고 방조제에 가까울수록 개체수가 증가하였으며, 방조제와 가장 인접한 정점에서 2018년 8월, 9월 그리고 2019년 6월에 최대치로 증가하였다. 박테리아의 개체수가 높았던 정점과 시기에 식물플랑크톤의 생체량도 증가하면서 통계분석결과에서도 양의 상관성을 보였고 크기별로도 모두 유사한 상관성을 보였다. 이러한 결과는 식물플랑크톤 기원의 유기물이 박테리아 변동에 영향을 미치고 있고 크기별로 그 영향의 차이가 없음을 제시하고 있다. 또한 수온에 비례하여 증가하는 박테리아의 계절 분포는 박테리아의 성장에 대한 수온의 영향을 보여주는 결과라 볼 수 있다. 그 외에 간헐적인 담수 유입을 통한 영양염 공급과 박테리아의 개체수 변동의 연관성은 관찰되지 않았다. 본 연구에서는 또한 특정시기에 성층이 거의 없는 조건에서 용존산소가 고갈되는 빈산소층이 관찰되었는데 이는 식물플랑크톤 기원 유기물 공급과 박테리아의 분해로 인한 산소 소모의 결과로 추정된다.

• 한국환경보건학회지
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• 제28권5호
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• pp.42-52
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• 2002

배수관망에서의 박테리아 재 증식은 큰 현안문제로 대두되고 있으며 이를 억제하기 위한 염소소독 또한 발암성의 부산물인 THMs(trihalomethanes)등을 생성시킬 우려 때문에 미국에서는 오존살균처리 또는 나노여과 (nanofiltration) 법으로 대체해 오고 있다. 그러나 종래의 많은 bench scale 실험결과를 통해 이러한 처리 이후에 잔존하는 미량의 유기물(assimilable organic carbon)이 박테리아 재 증식에 계속하여 영향을 주고 있다는 결과가 AOC(assimilable organic carbon)와 박테리아 재증식의 상관관계를 통하여 밝혀지고 있다. 그러나 현재까지 이러한 연구결과를 full-scale규모의 현장시설에서 직접 검토한 예는 없다. 따라서 본 실험은 미국플로리다주에 위치한 두 지역의 full-scale배수관망 시설을 선정하여 실시하였다. 첫 번째 시설은 오존 살균처리를 그리고 다른 한곳은 나노여과와 석회 연수법 (lime softening)을 병행한 처리법을 사용하고 있다. 박테리아 증식은 R2A 배지를 사용하는 HPC(heterotrophic plate counts)법으로 평가했으며 오존이 공급된 배수관망에서의 HPC 는 각 셈플링 지점의 AOC값을 이용한 지수모델과 높은 상관관계가 있음이 판명되었다($R^2$=0.97). 또한 오존처리는 100%이상의 AOC 농도증가를 나타냈다. 나노여과법과 석회연수법을 병행하고 있는 시설에서도 AOC에 근거한 지수모델과 상관관계를 나타냈다($R^2$=0.75). 그러나 BDOC(biodegradable dissolved organic carbon)는 박테리아 증식에 있어 매우 낮은 상관관계 값을 표시했다($R^2$=0.11). 결과적으로 종래의 많은 bench scale실험결과와 같이 AOC는 배수관망에서의 박테리아 증식과 크게 상관관계를 갖고 있는 것으로 밝혀졌다.

• 미생물학회지
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• 제51권4호
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• pp.355-363
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• 2015

본 연구에서는 염소 소독제를 함유한 수돗물을 수리학적 체류시간 2시간 수준으로 공급한 모델 상수관망에서 형성된 초기 생물막의 생장에 대해 연구하였다. PVC slide 표면에 형성된 세균 생물막의 비생장률(specific growth rate, ${\mu}$)은 총세균수와 종속영양세균수 기준으로 각각 $0.14{\pm}0.09day^{-1}$와 $0.16{\pm}0.08day^{-1}$로 측정되었으며, 생물막 형성 정도는 실험 개시 10일 후에 각각 $3.1{\times}10^4cells/cm^2$와 $6.6{\times}10^3CFU/cm^2$에 이르렀다. Bulk-phase 세균에 비해 훨씬 높은 생물막 형성 세균의 비생장률(${\mu}$)은 관망내에서 생물막 세균의 증식이 세균 재생장의 주된 요인으로 작용함을 의미하였다. 분리 배양된 생물막 균주들은 acetate 농도를 달리한 생장배지에서 얻어진 Monod 모델에서 특징적인 ${\mu}_{max}$와 $K_S$값을 보여주었다. 가장 낮은 ${\mu}_{max}$값을 보여준 Methylobacterium 균주는 느린 생장을 통해 염소 소독제 처리(0.5 mg/L, 10분간)에 대해 높은 내성을 나타내었다. 반포화상수(half-saturation constant) $K_S$값은 Sphingomonas 균주에서 다른 분리 균주들에 비해 100배 정도 낮게 측정되어 기질친화도가 매우 높게 나타났다. 이는 수돗물과 같이 영양물질의 농도가 매우 낮은 조건에서 생존할 수 있도록 적응된 절대 빈영양성 세균의 특징으로 판단된다. 비록 특징적인 ${\mu}_{max}$와 $K_S$값을 보이는 균주 만을 대상으로 수행되었지만, 이상의 결과는 상수관망에서 초기에 형성되는 복합 세균종으로 구성된 생물막에 대한 이해와 조절에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제43권3호
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• pp.259-266
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• 2015

온난화, 고령화, 세계화로 인하여 변화하는 국내 보건환경에 현행 수질기준이 적합할 지 평가가 필요하다. 본 연구는 총대장균군 만으로 규정된 현행 온천수 수질기준의 타당성을 환경유래 내열성세균인 레지오넬라균 오염도를 검출로 평가하였다. 온천수에서 레지오넬라균을 검출한 7개의 논문에 보고된 미생물 자료에 대한 메타분석을 실시하였다. 레지오넬라균의 검출 유무의 오즈비는 총대장균군과 유의한 상관도를 보였다[odds ratio (OR), 3.1 (1.5−6.4, 95% CI), p = 0.002]. 그러나, 레지오넬라균 오염을 분변성 중온균인 총대장균군 지표가 감지할 수 있다는 점은 단순히 설명되지 않기에, 그 기작을 검토하였다. 레지오넬라균의 검출 유무는 일반세균수와 더 높은 오즈비를 보였고[4.0(2.2−7.2), p < 0.001], 40°C 미만의 수온범위에서 수온과 강한 상관도[OR, 4.3(1.4−13.6), p = 0.011], 50°C 이상에서는 수온과 음의 상관도를 보였다[OR, 0.2 (0.1−0.4), p < 0.001]. 따라서, 수온에 의하여 세균의 현존량이 결정되는 현상 때문에 총대장균군수와 레지오넬라균 유무가 연관성을 가진 것으로 판단된다. 이에 따르면, 총대장균군보다 일반세균수가 더 직접적으로 비분변성 병원체의 증감을 반응할 것으로 생각되므로, 일반세균수를 단일 수질관리 기준으로 사용하거나, 현행 기준에 일반세균수를 추가하는 것이 타당한 것으로 판단된다.