• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권7호
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• pp.967-974
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• 2012

Cultivation of Spirulina platensis using ammonium salts or wastewater containing ammonium as alternative nitrogen sources is considered as a commercial way to reduce the production cost. In this research, by analyzing the relationship between biomass production and ammonium-N consumption in the fed-batch culture of Spirulina platensis using ammonium bicarbonate as a nitrogen nutrient source, an online adaptive control strategy based on optical density (OD) measurements for controlling ammonium feeding was presented. The ammonium concentration was successfully controlled between the cell growth inhibitory and limiting concentrations using this OD-based feedback feeding method. As a result, the maximum biomass concentration (2.98 g/l), productivity (0.237 g/l d), nitrogen-to-cell conversion factor (7.32 gX/gN), and contents of protein (64.1%) and chlorophyll (13.4mg/g) obtained by using the OD-based feedback feeding method were higher than those using the constant and variable feeding methods. The OD-based feedback feeding method could be recognized as an applicable way to control ammonium feeding and a benefit for Spirulina platensis cultivations.

• 한국농공학회논문집
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• 제46권1호
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• pp.107-117
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• 2004

Hourly monitoring data from Saemangeum estuary, which is expected to become freshwater, was analyzed to evaluate the water quality characteristics. Higher algal growth at spring season than winter influenced the high ratio of organic nitrogen to total nitrogen and concentration of chemical oxygen demand (COD). About 87.9％ and 59.7％ of organic nitrogen was observed at winter season and spring season, respectively. Daily salinity analysis at the mouth of two main rivers demonstrated that the Dongjin in river was more influenced by tidal effect and showed higher variation than the Mankyung river. The ratio of nitrogen to phosphorus (N/P ratio) was different with site (estuary versus sea area) and season (winter versus spring) remarkably. The N/P ratio was highest (32.74 ∼ 43.93) at estuary in winter and was lowest (1.78 ∼ 3.06) at sea in spring. The high N/P ratio at estuary area implies that phosphorus can be the limiting nutrient factor for algal growth as in general freshwater river, therefore, water quality management practice considering river characteristics rather might be needed in the Saemangeum estuary. The Saemangeum project is nationally recognized for its environmental issues, and especially water quality concern is a critical factor to make policy decision and further assessment with continued monitoring is strongly recommended.

• 생태와환경
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• 제37권4호통권109호
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• pp.368-372
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• 2004

1980년대 이래로 Biwa호 북측 지역 연안대에서 초여름 동안 Spjrozyra에 의해 조성된 저서 사상성 부착녹조류 군집의 발달이 관찰되어 왔다. 이들의 발달은 초여름 저서 조류 군집의 생물량 증가와 생물량의 계적적 변동 양상에 영향을 미친 것으로 판단된다. 본 논문에서는 Spjrozyra 군집 발달의 원인을 1963-64년, 1995-96년, 2001-02년 동안 수행된 연구 결과(특히,영양염,$NO_3^--N$)에기초하여 고찰하였다. 6월 동안의 $NO_3^--N$의 농도는 1964년 6월에 $20{\mu}g\;L^{-1}$에 비교할 때 1995년과 2002년은 $100{\mu}g\;L^{-1}$ 이상이었다. 이 결과는 $NO_3^--N$가 1963년도에 Spjrogyra 성장에 대해 제한요인으로 작용하였음을 시사한다. Biwa호 북측 지역 개방수역에서 $NO_3^--N$의 농도는 1950년대이후 유역에서의 인구증가와 경제성장의 영향으로 뚜렷하게 증가하였다. 따라서 Biwa호에서 Spjrogyra 군집의 발달은 인간활동에 의한 영양염 공급의 증가의 결과로 추정된다.

• 한국해양학회지
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• 제24권1호
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• pp.15-28
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• 1989

한국 동해 남부해역에서 봄철의 정량적 식물플랑크톤 시료, 수온, 염분, 용존산소 및 영양소의 자료를 분석하여 나타난 식물플랑크톤 군집과 수문학적 조건과의 밀접한 상관관계로 보아 연구해역이 3개의 식물 수분학적 해역, 즉 1) 한국동부 난수해역(대마해류의 지류), 2) 북한한류 해역, 3) 위 두 해역수의 영향을 받지 않는 외해역으로 구분될 수 있다. 식물플랑크톤의 수직분포는 수층의 안정성과 영양소 농도에 좌우된다. 영양소 농도는 수괴에 따라 특징적인 분포를 보인다. 표층에서 N/P ratio 는 약 3으로서 연구 해역에서의 주 한정 영양소가 질소임을 나타낸다. N/P removal ratio 는 12.54 ($r^2$ = 0.96) 이며 redfield ratio 와 근사하다. 질소약층 중 prirnary nitrite maximum은 식물플랑크톤의 분비로 형성되고 secondary nitrite maximum은 용존산소의 값이 5.2ml/l 이상인 연안 수역에서 나타냈다. 이 secondary maximum 형성의 기작은 용존산소의 값이 0.25 이하인 경우에 나타나는 다른 해역의 경우와는 달리 5.2ml/l 이상인 수역에서 관찰되어, 박테리아 활동에 의한 유기물질의 분해에 기인하는 것으로 보이나, 결론을 내리기에는 더 연구가 요망된다.

• 한국해양학회지
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• 제24권1호
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• pp.52-61
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• 1989

해양에서의 식물플랑크톤에 의한 기초생산력과 질소계 영양염의 동적관계를 규명하기 위해 동해 남부해역에서 식물플랑크톤에 의한 일차 생산력 및 동물플랑크톤의 영양염 재생산율 등을 측정하였다. 본 해역은 수직적으로 수심 20-60m 사이에서 수온약층 및 영양염약층이 잘 발달되어 있었다. 표층 총 엽록소 양은 $1.22-3.24{\mu}g$ Chl/l의 범위를 보이며 미세 플랑크톤의 엽록소는 43.2-99.6%에 이르렀다. 식물플랑크톤에 의한 기초생산력은 0.75-2.04gC/$m^2$/d 의 범위를 보이며 평균 1.5gC/$m^2$/d 를 보였다. 북한 한류계 수와 동한 난류계 수가 접하는 경계해역에 형성되는 전선수역에서는 기초생산력과 엽록소의 양이 비교적 높게 나타났다. 진광대에서 질산염의 turnover time은 0.2-1.6일의 범위를 보였고, 평균 0.8일 이었다. 본 연구해역의 N : P ratio 는 해역 전체 평균 13.4로서 질소계 영양염이 식물플랑크톤 생장의 제한요인임을 시사한다. 본 연구해역에서의 질소계 영양염과 식물플랑크톤의 단위 시간당 질소요구량을 규명하기 위해 측정한 동물플랑크톤의 암모니아 분비에 의한 영양염 재생산은 평균 1.3mg at-N/$m^2$/d로서 식물플랑크톤의 일일 질소요구량 중 7.3%를 공급하고 있으며 질산염의 수직확산에 의해 수온약층 하부로부터 공급되는 영양염은 평균 1.2mg at-N/$m^2$/d로서 식물플랑크톤의 일일 질소요구량 중 약 7%를 공급하고 있음이 규명되었다.

• 생태와환경
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• 제33권3호통권91호
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• pp.244-250
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• 2000

금강 중${\cdot}$하류의 본류와 지류에서 1998년 3월부터 1999년 6월까지 수질 fertility를 Microcystis aeruginosa의 조류생장잠재력 (AGP)으로 평가하였다. 금강에서는 갑천이 합류되는 지점에서 AGP가 가장 높았고, M. aeruginosa의 AGP는 평균값이 38.1 mg dw/l (17.6${\sim}$75.2 mg dw/l)였다. 또한 조류검정 결과에서 하류로 갈수록 생장이 둔화되어 AGP값이 낮게 나타났고, 이러한 양상은 수질분석 결과와 일치하였다. 지류에서 AGP는 갑천, 미호천 및 석성천이 각각 161.2, 50.3 및 125.6 mg dw/l로서 높았고 유구천이 2.7 mg dw/l로서 최저를 기록하였다. 금강 하류의 수질은 갈수기에 더욱 악화되었고 이 시기에 중류에서 AGP값도 컸다. AGP 결과와 영양염의 관계에서 P와 상관이 가장 높아(r = 0.999) 조류의 생장에 P의 영향이 가장 큰 것으로 추정되었고, 질소원으로는 NO$_{3}$보다 NH$_{4}$가 선호됨을 알 수 있었다. 금강에서 AGP는 장소와 계절에 따라 변화 폭이 컸고 유입 지류의 영양염류 농도 증감과 밀접한 관련성이 있었다. 또한 AGP를 통한 수질상태는 평균값이 32.7 mg dw/l로서 부영양 수준을 훨씬 초과한 것으로 평가되어 이에 대한 수환경관리가 중요하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제28권4호
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• pp.475-488
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• 1995

한반도 남서연안에 위치한 득량만에서 1992년 7월부터 1993년 3월까지 계절별로 염분과 영양염류의 농도를 측정하여 득량만 표층수중 영양염류의 시공간적 변화특성과 기초생산 제한인자의 계절변화에 대해 고찰하였다. 염분의 평균농도는 추계에 가장 낮고 춘계에 가장 높았으며, 용존무기질소는 동계에 가장 높고 하계에 가장 낮았다. 그러나, 인산염과 규산염은 하계에 가장 높았으나, 최소 값은 인산염의 경우 추계와 동계에, 규산염은 추계에 나타났다. 계절별로 다소의 차이는 있으나, 염분은 만 입구 쪽에서 북쪽으로 갈수록 점차 낮아지는 경향을 보이며, 득량도 서쪽이 동쪽 보다 다소 낮았다. 용존무기질소는 하계의 경우 거의 고갈된 농도를 보이나, 나머지 계절에는 고염수가 존재하고 있는 만의 입구 쪽 정점들에서 상대적으로 높고 만의 안쪽에서는 거의 고갈된 농도를 보인다. 인산염은 하계의 경우 염분과 상반된 분포를 보이며, 춘계의 경우 만 입구 쪽 정점들에서 상대적으로 높은 농도를 나타내는 것을 제외하면 추계와 동계에는 거의 고갈된 농도를 보인다. 규산염은 하계의 경우 염분과 상반된 분포를 보이나, 나머지 계절에는 염분과 유사한 분포양상을 보인다. 용존무기질소는 하계의 경우만의 전 해역에서 생물생산의 제한인자로 작용하고 있으나, 나머지 계절에는 만의 안쪽 해역에서만 제한인자로 작용하고 있다고 생각된다. 인산염은 추계와 동계에는 전 해역에서 생물생산을 제한하고 있으나, 춘계의 경우는 만의 안쪽 해역에서만 제한인자로 작용하고 있다고 생각된다. 규산염의 경우는 담수의 공급량이 작은 동계와 춘계에 만의 안쪽 해역에서 규조류의 생산을 제한하고 있다고 생각된다. 인산염과 규산염은 하계의 경우 염분과 부(-)의 상관성을 나타내는 것으로 보아 주로 담수의 유입에 의해 만내로 공급되고 있다. 그러나, 나머지 계절에는 용존무기질소와 규산염의 농도가 염분과 정의 상관성을 나타내는 것으로 보아 용존무기질소 및 규산염 농도가 비교적 높은 외해수가 만내로 유입되고 있음을 의미한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권4호
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• pp.274-285
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• 2016

동해중부연안(후포~거진)에서 해수 중 해양환경특성의 시공간적 분포양상을 살펴보기 위해서 2013~2014년에 계절별로 현장조사를 실시하였다. 표층 수온과 염분은 하계에 고온 저염, 동계에 저온 고염의 분포 양상이 뚜렷하게 나타났다. 저층 수온은 약 $2{\sim}7^{\circ}C$ 범위로 겨울에 상대적으로 높았으며, 염분은 약 34로 계절별로 큰 차이를 보이지 않았다. 표층수중 용존산소 농도는 약 $7{\sim}12mg\;L^{-1}$의 범위로 다른 계절에 비해 5월(평균: $11.4{\pm}0.3mg\;L^{-1}$)에 상대적으로 높았다. 표층수에서 수온과 용존산소 농도는 가을과 겨울에 유의한 음의 상관관계를 보여 이 시기에 수온이 용존산소량을 조절하는 주요인자인 것으로 판단된다. 표층수 중 용존무기질소와 용존무기규소는 여름에 비해 겨울에 각각 약 11배, 7배 높았다. 표층수 중 DIN:DIP 비는 약 16이었으나 봄인 5월에 상대적으로 낮은 값을 보였다. 반면 여름에는 상대적으로 높은 비를 보여 봄에는 질소, 여름에는 인이 식물플랑크톤의 성장에 제한인자로서 작용했을 것으로 판단된다. 해수 수질은 조사기간동안 I(매우좋음)~III(보통) 등급 수준이었으며, 상대적으로 낮은 저층 용존산소 포화도를 보인 가을에 일부 정점에서 IV 등급 수준으로 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제35권4호
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• pp.261-271
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• 2007

토양오염을 복원하는 방법 중 식물상 복원은 식물을 이용하여 오염물을 제거하는 기술로, 환경 친화적이며, 경제적인 기술이기 때문에 많이 이용되고 있다. 이 연구에서는 식물상 복원에 있어 식물의 영향, 근권 세균과 물리화학적 제한인자에 대해 고찰하였다. 성공적인 식물상 복원을 위해서는 식물의 선택이 가장 중요하다. 유류(디젤) 분해를 위해 적용된 식물은 쥐보리(Lolium multiflorum lam), 베치(Vicia villosa), 버섯류(white mustard), 톨페스큐(Festuca arundinacea), 콩과식물(leguminosae), 포플러, 소나무(Pinus densiflora) 등이고, 유류 제거 효율은 68-99% 이었다. PAH(polycyclic aromatic hydrocarbons) 제거용으로는 옥수수(Zeo mays), 쥐보리, 베치, 버섯류, 토끼풀(Trifolium repens), 그리고 톨페스큐이 이용되었고, 50-98%의 제거 효율을 보였다. 식물의 성장을 향상시킬 뿐 만 아니라, 오염물질을 직접적으로 제거할 수 있는 근권 세균도 식물상 복원에 있어 중요한 역할을 한다. 식물상 복원에 이용된 근권 세균에는 Azospirillum lipoferum, Enterobactor cloacae, Azospirillum brasilense, Pseudomonas putida, Burkholderia xenovorans, Comamonas testosterone, Pseudomonas gladioli, Azotobacter chroococcu, Bacillus megaterium, Bacillus subtilis 등이 있다. pH, 온도, 영양물질, 최종전자수용체, 수분함량, 유기물 함량, 오염물질 종류와 물리화학적 인자도 식물상 복원에 있어 제한 요소로 작용한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권2호
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• pp.90-103
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• 2014

2011년 9월에 동해의 수괴 분포와 용존 무기 및 유기 영양염의 분포 특성을 파악하였다. 수온, 염분, 용존산소의 분포를 통하여 연구해역의 수괴 기원은 WM(water mass)-I, WM-II, WM-III, WM-IV 등 4개의 대표적인 수괴로 구분되었으며, 그 성격은 각각 대마난류표층수, 대마난류중층수, 북한한류수, 동해고유수와 유사하였다. 용존 영양염의 경우, 용존 무기 질소(DIN; dissolved inorganic nitrogen)와 용존 무기 인(DIP; dissolved inorganic phosphorus)은 WM-IV에서 가장 높았으며, WM-III, WM-II, WM-I 순으로 나타났다. 반면에 용존 유기 질소(DON; dissolved organic nitrogen)와 용존 유기 인(DOP; dissolved organic phosphorus)은 무기 영양염과 상반되는 분포를 보였다. 연구해역에서 수괴 전체에 대한 DIN : DIP 비는 약 15.8로 Redfield ratio(16)에 근접한 수치를 보이고 있으나, 혼합층의 경우 5.3으로 무기질소가 식물플랑크톤 성장의 제한 요인으로 작용할 수 있는 것으로 보였다. 하지만 무기 질소가 제한된 혼합층에서 DON은 용존 총 질소(DTN; dissolved total nitrogen) 중 약 70%를 구성하였다. 따라서 풍부한 DON은 동해에서 식물플랑크톤의 성장을 위한 중요한 영양염 공급원으로 판단된다.