• 유기물자원화
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• 제17권4호
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• pp.36-47
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• 2009

유기물의 퇴비화과정중 미생물과 이에 관련된 퇴비의 생화학적 질량의 변화는 퇴비화공정 최적화와 최종산물의 품질은 매우 중요하다. 본 연구에서는 퇴비화단계중 미생물과 관련 생화학적 변수의 질량변화가 퇴비부숙도의 기준으로서의 적합성을 평가하였다. 전국 5개 퇴비공장 (용인축협, 양평축협, 논산축협, 전주연초, 지리산낙협)에서 세 단계 (초기, 부숙, 후숙)의 퇴비시료를 채취하여, Total Aerobic Bacteria(TAB), Coliforms, Escherichia coli, Actinomycetes, Fungi 등의 군집농도를 분석하였다. 연구결과, 5개 퇴비공장의 시료에서 Coliforms과 E.coli는 부숙단계에서 급격히 감소되어 후숙단계에서는 완전 사멸되었으나 다른 미생물은 완전 사멸되지 않았다. 그러므로 Coliforms과 E.coli 군집을 부숙도의 기준으로 제시하였다. 미생물탄소질량/질소질량비 (MBC/MBN)는 부숙단계에서 약간 감소하였으며, 후숙 단계에서는 증가하였다. 이는 부숙단계에서 Coliforms, E. coli, Fungi 등의 군집감소 때문으로, 후숙단계에서는 Fungi 및 TAB 군집증가 때문으로 이해된다. 또한 중금속성분 농도는 방선균 군집과 매우 강한 음(陰)의 상관성을 나타내었다. 본 연구의 성과는 Coliforms과 E.coli 군집 농도를 퇴비부숙도 기준으로 제시하였으며, 중금속농도와 미생물군집농도 상관관계를 이용하여 퇴비품질의 평가기준을 제시한 데 있다.

• 상하수도학회지
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• 제14권1호
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• pp.84-98
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• 2000

Control of Trihalomethanes(THMs) is a major concern of many water treatment plants. A number of researchers have studied the effectiveness of activated carbon adsorption process in removing THMs or organic halogen compounds. Recently, attention has been paid to the biological activated carbon (BAC) treatment of THM precursors as an alternative to the carbon adsorption treatment because of its effectiveness as well as its low running cost. In this study, changes of THM formation potential(THMFP) and removal of substrates in the SBR effluent were investigated in an attempt to clarify the mechanisms of the decrease/increase of THMFP in the BAC treatment. The increase and decrease of THMFP concentrations were observed in effluents during prolonged operation. When PCP or DBS was feeded as substrate contained in SBR effluent, the THMFPs were easyly removed with TOCs removal. But the case of SBR effluent containing SDS or glycine was introduced, and when microbial growth came to its near steady state, the THMFPs of treated effluents were increased more or less in comparison to those in the influents. Such increases of THMFP coincided with the increase in microbial growth within the activated carbon fiber(ACF) column. In the case of only sucrose was feeded as substrate on ACF colume, THMFP concentrations of effluent were higher than those of influent. The THMFP concentration was significantly increased on inlet part of ACF column, which biomass inhabits abundantly, then they were decreased gradually. These increases mean production of the secondary THM precursors by biological activities, which can be removed by adsorption and biological degradation on ACF column.

• 한국유기농업학회지
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• 제19권2호
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• pp.229-243
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• 2011

최근에 소비자들의 안전 농산물에 대한 관심과 정부의 정책적인 친환경농업에 대한 지원은 유기농 재배를 지속적으로 발전시켜 왔다. 본 연구는 유기농 재배 과원과 관행 과원간의 토양 물리성과 화학성 및 미생물성에 대한 시기별 비교분석을 통하여 변화양상을 구명하고자 수행되었다. 토양 가비중과 고상 및 경도는 유기농 과원에서 통계적으로 유의성있게 낮게 나타났다. 토양 pH와 유기물 함량은 3월에서 8월까지 증가하는 경향이 나타났고, 유기농 과원에서 관행과원에 비하여 높은 경향을 나타내었다. 전질소와 유효인산은 처리구에 상관없이 3월에서 8월까지 각각 감소하는 경향을 보였으며, 유기농 과원에서 관행과원보다 전질소는 높았으나 유효인산은 낮은 경향을 나타내었다. 토양 미생물 탄소 생체량은 처리구에 상관없이 3월부터 8월까지 증가(유기농 36%, 관행 15%)하였고, 미생물 질소생체량은 6월에 가장 높았고, 유기농 과원에서 관행과원보다 지속적으로 높은 미생물 생체량을 나타내었다. 토양중 dehydrogenase와 chitinase activity는 3월과 8월보다 6월에 가장 높았고, ${\beta}$-glucosidase activity는 시기적으로 점차 감소(유기농 38%, 관행 48%)하였으며, acid phosphatase activity는 증가하였다. 유기농 배 과원토양에서 관행재배에 비하여 6월에 조사된 acid phosphatase activity를 제외하고는 모든 효소활성이 시기에 상관없이 높은 분포를 나타내었다.

• 생태와환경
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• 제41권2호
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• pp.174-187
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• 2008

본 연구는 팔당호의 효과적인 호소관리를 위하여 미세 먹이망의 구조와 기능을 이해하고자 경안천(정점 K), 팔당댐 (정점 P)그리고 남 북한강 합류부(정점 M)에서 2005년 3월부터 12월까지 매월 1회씩 환경 요인과 미소 생물요인의 생물량을 조사하였다. 조사기간 동안 DOC는 $3{\sim}5$월 그리고 11월에 높은 값을 보였다. 영양염류는 다른 2개 정점보다 상대적으로 정점 K에서 높은 수치를 보였다. 인산염과 규산염은 여름철 집중강우기 이후에 3개 정점에서 점진적으로 증가하였으나, 9월 이후에는 감소하는 양상을 나타내었다. Chl-$\alpha$의 변화는 3개 정점에서 4월과 11월에 매우 높은 값을 보였다. 박테리아와 HNF의 탄소량은 3월, 5월 그리고 8월에 높은 값을 보였으나, 섬모충플랑크톤의 월별탄소량의 변화는 큰 변화를 보이지 않았다. 그럼에도 불구하고 섬모충플랑크톤(P<0.001)과 HNF(P<0.05)의 탄소량 변화는 박테리아 탄소량의 변화와 높은 상관관계를 보였다. 이 시기에는 Tintinnopsis cratera, Didinium sp., Vorticella sp., Paramecium sp. 그리고 Strombidium sp.가 우점종으로 밝혀졌다. 식물플랑크톤 우점종은 봄철, 여름철 그리고 가을철에 Stephanodiscus hantzschii와 Cyclotella meneghiniana가 3개 정점에서 모두 우점하였다. 그러나 가을철에는 정점 P와 정점 M에서 Aulacoseira granulata가 95%이상으로 극히 높게 우점하였다. 동물플랑크톤의 탄소량은 6월에 정점 P와 정점 M에서 가장 높은 생물량을 기록하였으며, 8월, 10월 그리고 11월에도 3개 정점에서 상대적으로 높은 생물량이 관찰되었다. 동물플랑크톤은 6월에 정점 P와 정점 M에서 Diaphanosoma brachyurum이 제1우점종으로 밝혀졌으며, 가을철인 10월과 11월에는 3개 정점에서 Bosmina longirostris가 우점하였다. Bosmina longirostris는 Aulacoseira granulata와 Stephanodiscus hantzschii를 먹이로 공급하였을 때 높은 성장률(A. granulata: $0.17\;d^{-1}$, S. hantzschii: $0.14^{-1}\;d^{-1}$)과 섭식률 (A. granulata: 1.93 preys $d^{-1}$, S. hantzschii: 1.63 preys $d^{-1}$)을 보였다. 이상의 결과로, 박테리아와 식물플랑크톤은 주요 먹이원으로서, 봄철과 여름철은 bacteria를 먹이로 하는 microbial food chain이 주요기능으로, 가을철에는 식물플랑크톤을 먹이로 하는 grazing food chain이 중요한 기능을 갖는 것으로 시사한다.

• 한국습지학회지
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• 제16권3호
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• pp.315-325
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• 2014

월악산국립공원에 발달되어 있는 신갈나무림에서 2012년 5월부터 2013년 4월까지 유기탄소 분포와 순환을 통한 생태계 서비스 가치를 파악하였다. 지상부와 지하부 생물량에 분포되어 있는 유기탄소량은 각각 81.94 및 20.53 ton C/ha 이었으며, 낙엽층과 토양의 유기탄소량은 각각 6.49 ton C $ha^{-1}$, 141.23 ton C $ha^{-1}$ $50cm-depth^{-1}$로 조사되였다. 조사지 신갈나무림의 전체 유기탄소량은 250.19 ton C $ha^{-1}$이었으며, 이중 41.0%가 식물체에 분포하였다. 신갈나무림의 전체 유기탄소량을 원화로 환산하면 약 527만원 $ha^{-1}$의 가치를 갖는 것으로 추정되었다. 조사기간 동안 토양호흡을 통하여 방출되는 탄소량은 7.31 ton C $ha^{-1}yr^{-1}$으로 이중 미생물호흡과 뿌리호흡을 통해 방출되는 탄소량은 각각 3.58, 3.73 ton C $ha^{-1}yr^{-1}$이었다. 유기탄소 순 생산량과 미생물호흡량의 차이로 추정했을 때 본 신갈나무림에서 연간 대기로부터 흡수하는 순 유기탄소는 1.61 ton C $ha^{-1}yr^{-1}$로서, 이를 원화로 환산하면 약 33,000원 $ha^{-1}$의 가치를 갖는 것으로 추정되었다.

• 한국습지학회지
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• 제17권4호
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• pp.332-338
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• 2015

월악산국립공원에 발달되어 있는 소나무림에서 2013년 1월부터 2013년 12월까지 유기탄소 분포와 순환을 통한 생태계 서비스 가치를 평가하였다. 지상부와 지하부 생물량에 분포되어 있는 유기탄소량은 각각 32.17 및 8.04 ton C $ha^{-1}$이었으며, 낙엽층과 토양의 유기탄소량은 각각 5.55 ton C $ha^{-1}$ 및 58.62 ton C $ha^{-1}$ 50cm-$depth^{-1}$로 조사되었다. 조사지 소나무림의 전체 유기탄소량은 104.38 ton C $ha^{-1}$이었으며, 이중 37.9%가 식물체에 분포하였다. 소나무림의 전체 유기탄소량을 원화로 환산하면 약 1,044 만원 $ha^{-1}$의 가치를 갖는 것으로 추정되었다. 조사기간 동안 토양호흡을 통하여 방출되는 탄소량은 4.44 ton C $ha^{-1}yr^{-1}$으로 이중 미생물호흡과 뿌리호흡을 통해 방출되는 탄소량은 각각 2.18 및 2.27 ton C $ha^{-1}yr^{-1}$이었다. 유기탄소 순 생산량과 미생물호흡량의 차이로 추정했을 때 본 소나무림에서 연간 대기로부터 흡수하는 순 유기탄소는 0.44 ton C $ha^{-1}yr^{-1}$로서, 이를 원화로 환산하면 약 44,000원 $ha^{-1}$의 가치를 갖는 것으로 추정되었다.

• 한국습지학회지
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• 제7권4호
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• pp.33-42
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• 2005

Wetlands often function as a nutrient sink. It is well known that increased input of nutrient increases the primary productivity but it is not well understood what is the fate of produced biomass in wetland ecosystem. Water and sediment quality, decomposition rate of cellulose, and sediment accumulation rate in 11 montane marshes in northern Sierra Nevada, California were analyzed to trace the effect of nitrogen and phosphorus content in water on nutrient dynamics. Concentrations of ammonium, nitrate, soluble reactive phosphorus (SRP) in water were in the range of 27 to 607, 8 to 73, and 6 to 109 ppb, respectively. Concentrations of ammonium, calcium, magnesium, sodium, and potassium in water were the highest in Markleeville, which has been impacted by animal farming. Nitrate and SRP concentrations in water were the highest in Snow Creek, which has been impacted by human residence and a golf course. Cellulose decomposition rates ranged from 4 to 75 % per 90 days and the highest values were measured in Snow Creek. Concentrations of total carbon, nitrogen, and phosphorus in sediment ranged from 8.0 to 42.8, 0.5 to 3.0, and 0.076 to 0.162 %, respectively. Accumulation rates of carbon, nitrogen, and phosphorus fluctuated between 32.7 to 97.1, 2.4 to 9.0, and 0.08 to $1.14gm^{-2}yr{-1}$, respectively. Accumulation rates of carbon and nitrogen were highest in Markleeville and that of phosphorus was highest in Lake Van Norden. Correlation analysis showed that decay rate is correlated with ammonium, nitrate, and SRP in water. There was no correlation between element content in sediment and water quality. Nitrogen accumulation rate was correlated with ammonium in water. These results showed that element accumulation rates in montane wetland ecosystems are determined by decomposition rate rather than nutrient input. This study stresses a need for eco-physiological researches on the response of microbial community to increased nutrient input and environmental change because the microbial community is responsible for the decomposition process.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권1호
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• pp.59-69
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• 2014

One of the major challenges in metabolic engineering for enhanced synthesis of value-added chemicals is to design and develop new strains that can be translated into well-controlled fermentation processes using bioreactors. The aim of this study was to assess the influence of various fed-batch strategies in the performance of metabolically engineered Pseudomonas putida strains, ${\Delta}gcd$ and ${\Delta}gcd-pgl$, for improving production of medium-chain-length polyhydroxyalkanoates (mcl-PHAs) using glucose as the only carbon source. First we developed a fed-batch process that comprised an initial phase of biomass accumulation based on an exponential feeding carbon-limited strategy. For the mcl-PHA accumulation stage, three induction techniques were tested under nitrogen limitation. The substrate-pulse feeding was more efficient than the constant-feeding approach to promote the accumulation of the desirable product. Nonetheless, the most efficient approach for maximum PHA synthesis was the application of a dissolved-oxygen-stat feeding strategy (DO-stat), where P. putida ${\Delta}gcd$ mutant strain showed a final PHA content and specific PHA productivity of 67% and $0.83g{\cdot}l^{-1}{\cdot}h^{-1}$, respectively. To our knowledge, this mcl-PHA titer is the highest value that has been ever reported using glucose as the sole carbon and energy source. Our results also highlighted the effect of different fed-batch strategies upon the extent of realization of the intended metabolic modification of the mutant strains.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권6호
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• pp.1158-1163
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• 2011

경남지역 논 토양 곡간 및 선상지 10개소와 하성평탄지 10개소를 대상으로 2011년에 미생물 세포벽 지방산 함량을 분석하여 미생물 다양성을 주성분분석으로 해석하였다. 토양 미생물체량은 곡간 및 선상지가 $1,266mg\;kg^{-1}$으로 하성평탄지 $578mg\;kg^{-1}$ 보다 유의적으로 많았으며 탈수소효소 활성도 곡간 및 선상지가 $204{\mu}g\;TPF\;g^{-1}\;24h^{-1}$으로 하성평탄지 $93{\mu}g\;TPF\;g^{-1}\;24h^{-1}$보다 유의적으로 많았다. 논 토양 평균 미생물 군집은 곡간 및 선상지가 총 세균이 32.9%, 그람음성 세균은 17.7%로서 하성평탄지의 총 세균 30.3%, 그람음성 세균 15.2%에 비해 유의적으로 많았다. 주성분 분석 결과 토양 유기물 함량과 총 세균 군집 비율이 경남지역 논 토양의 곡간 및 선상지와 하성평탄지의 특성을 구분할 수 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권3호
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• pp.371-377
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• 2012

The present study describes medium-chain-length polyhydroxyalkanoates (mcl-PHAs) production by the Pseudomonas Gl01 strain isolated from mixed microbial communities utilized for PHAs synthesis. A two-step fed-batch fermentation was conducted with glucose and waste rapeseed oil as the main carbon source for obtaining cell growth and mcl-PHAs accumulation, respectively. The results show that the Pseudomonas Gl01 strain is capable of growing and accumulating mcl-PHAs using a waste oily carbon source. The biomass value reached 3.0 g/l of CDW with 20% of PHAs content within 48 h of cultivation. The polymer was purified from lyophilized cells and analyzed by gas chromatography (GC). The results revealed that the monomeric composition of the obtained polyesters depended on the available substrate. When glucose was used in the growth phase, 3-hydroxyundecanoate and 3-hydroxydodecanoate were found in the polymer composition, whereas in the PHAs-accumulating stage, the Pseudomonas Gl01 strain synthesized mcl-PHAs consisting mainly of 3-hydroxyoctanoate and 3-hydroxydecanoate. The transcriptional analysis using reverse-transcription real-time PCR reaction revealed that the phaC1 gene could be transcribed simultaneously to the phaZ gene.