• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권10호
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• pp.1607-1623
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• 2019

Sediment bioelectrochemical systems (SBESs) can be integrated into brackish aquaculture ponds for in-situ bioremediation of the pond water and sediment. Such an in-situ system offers advantages including reduced treatment cost, reusability and simple handling. In order to realize such an application potential of the SBES, in this laboratory-scale study we investigated the effect of several controllable and uncontrollable operational factors on the in-situ bioremediation performance of a tank model of a brackish aquaculture pond, into which a SBES was integrated, in comparison with a natural degradation control model. The performance was evaluated in terms of electricity generation by the SBES, Chemical oxygen demand (COD) removal and nitrogen removal of both the tank water and the tank sediment. Real-life conditions of the operational parameters were also experimented to understand the most close-to-practice responses of the system to their changes. Predictable effects of controllable parameters including external resistance and electrode spacing, similar to those reported previously for the BESs, were shown by the results but exceptions were observed. Accordingly, while increasing the electrode spacing reduced the current densities but generally improved COD and nitrogen removal, increasing the external resistance could result in decreased COD removal but also increased nitrogen removal and decreased current densities. However, maximum electricity generation and COD removal efficiency difference of the SBES (versus the control) could be reached with an external resistance of $100{\Omega}$, not with the lowest one of $10{\Omega}$. The effects of uncontrollable parameters such as ambient temperature, salinity and pH of the pond (tank) water were rather unpredictable. Temperatures higher than $35^{\circ}C$ seemed to have more accelaration effect on natural degradation than on bioelectrochemical processes. Changing salinity seriously changed the electricity generation but did not clearly affect the bioremediation performance of the SBES, although at 2.5% salinity the SBES displayed a significantly more efficient removal of nitrogen in the water, compared to the control. Variation of pH to practically extreme levels (5.5 and 8.8) led to increased electricity generations but poorer performances of the SBES (vs. the control) in removing COD and nitrogen. Altogether, the results suggest some distinct responses of the SBES under brackish conditions and imply that COD removal and nitrogen removal in the system are not completely linked to bioelectrochemical processes but electrochemically enriched bacteria can still perform non-bioelectrochemical COD and nitrogen removals more efficiently than natural ones. The results confirm the application potential of the SBES in brackish aquaculture bioremediation and help propose efficient practices to warrant the success of such application in real-life scenarios.

• 한국해양학회지:바다
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• 제14권4호
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• pp.213-228
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• 2009

본 연구는 국내의 대표적 굴 양식지인 거제한산만에서 저서동물군집의 시 공간적 분포 및 구조적 변화를 파악하고자 수행되었다. 현장 조사를 위해 굴 양식지와 비양식지를 포함하는 총 15개 정점을 선정하였으며 2008년 2월부터 11월까지 계절별로 저서환경과 대형저서동물군집에 대한 조사를 수행하였다. 표층퇴적물은 평균입도 $9.0\;{\Phi}$ 전후의 극세립실트로 구성되었으며 총유기탄소는 평균 1.9%이었다. 용존산소농도의 평균은 8.1 mg/L이었으며 사계절 중 가장 낮은 값은 보인 8월에는 해역 수질환경기준 II등급에 해당하는 농도가 관찰되었다. 저서동물군집의 총 종수는 351종, 평균 개체밀도는 3,675 개체/$m^2$ 이었으며 두 가지 변수에서 모두 다모류가 가장 우세한 동물군이었다. 출현종수와 개체밀도는 시 공간적으로 크게 변하였으며 계절적으로는 5월에 그리고 공간적으로 내만역 보다는 수로역에서 높은 값을 보였다. 주요 우점종은 Lumbrineris longifolia(21.3%), Aphelochaeta monilaris(17.8%) 그리고 Ericthonius pugnax(6.1%) 등으로 모두 유기물이 풍부한 해역을 대표하는 종들이었다. 다변량분석 결과, 전체군집은 내만역과 수로역으로 구분되었다. 전체군집의 시 공간적 변화와 가장 밀접한 상관성을 보인 환경요인은 총유기탄소와 산휘발성황화물이었다. 저서동물군집 구조와 주요환경요인의 특성은 거제한산만에서 유기물 오염의 징후가 있음을 의심하게 하였으며 그러한 현상은 특히 내만역의 굴 양식지에서 뚜렷하였다.

• 자원환경지질
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• 제46권2호
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• pp.179-198
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• 2013

신장 위구르 자치구 바이청현 보즈구얼 지역의 A형 화강암체는 타림지대의 북쪽 끝과 동서쪽 방향의 알칼리 관입암대에 접하여 위치해 있다. 이 화강암체는 추휘석(aegrine)이나 아페소나이트(arfvedsonite)-석영-알칼리장석 섬장암, 또는 아페소나이트-알칼리장석 화강암, 흑운모-알칼리장석 섬장암으로 구성되며, 주요광물로는 알바이트(albite), K-장석, 석영, 아페소나이트(arfvedsonite), 추휘석, 시데로필라이트(siderophyllite) 등이 있으며 부성분 광물로는 지르콘(zircon), 파이로클로르(pyrochlore), 토라이트(thorite), 형석, 모나자이트(monazite), 바스네사이트(bastnaesite), 제노타임(xenotime), 아스트로필라이트(astrophyllite) 등이 있다. 이 알칼리 화강암체는 67.32%의 평균값을 갖는 $SiO_2$를 포함하고 평균 11.14%의 높은 $Na_2O+K_2O$(9.85~11.87%) 조성을 보이며 이 중 $K_2O$는 평균 4.73%의 조성을 보인다. $K_2O/Na_2O$의 비는 0.31~0.96 사이이며 $Al_2O_3$는12.58%부터 15.44%사이로 포함되고 총 $FeO^T$함량은 2.35~5.65%이내이다. CaO, MgO, MnO, $TiO_2$의 함량은 낮은 것으로 관찰된다. 희토류원소의 총량은 평균 $77{\times}10^{-6}$으로 비교적 높게 나타나고 경희토원소는 농축되어 있지만 중희토원소는 Eu원소의 부(-)의 이상과 함께 상대적으로 결핍되는 특징을 가진다. 또한 알칼리 화강암체의 chondrite-normalized 희토류원소의 패턴은 오른쪽으로 기울어진 갈매기형태를 보인다. Zr는 평균 $594{\times}10^{-6}$의 함량을 보이며 Zr+Nb+Ce+Y는 평균 $1362{\times}10^{-6}$의 함량을 나타낸다. 또한 이 알칼리 화강암체는 높은 HFSE(Ga, Nb, Ta, Zr, Hf)함량과 낮은 LILE(Ba, K, Sr)함량을 보인다. Nb/Ta의 비는 평균 16.5이며 Zr/Hf의 비는 평균 36.80이다. 지르콘은 경희토원소에서 결핍되고 중희토원소에서 농축되어있다. 지르콘의 chondrite-normalized 희토류원소는 Eu원소의 강한 부(-)의 이상과 함께 왼쪽으로 기울어진 갈매기형태를 보인다. 보즈구얼지역의 A타입 화강암체는 A1타입의 화강암과 유사한 특징을 나타낸다. 화강암질 마그마의 평균온도는 $832{\sim}839^{\circ}C$이며 보즈구얼 지역의 A타입 화강암체는 지각과 맨틀의 혼합양상을 보이며 고온, 무수, 낮은 산소의 퓨개시티(fugacity) 환경을 가진 판 내부의 비조산대에서 생성되었을 가능성이 있다.