• 센서학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.30-33
• /
• 2024

The occurrence of harmful algae on the coast of Korea has been a cause of damage to the aquaculture industry and deterioration of the coastal ecosystem environment. A method is required to predict their outbreak in real-time at the site. Therefore, this study attempted to develop a small hybrid optical sensor and real-time monitoring system based on LiDAR that can be used in the field and laboratory and can be applied to various platforms. FMS-L specifically suggested the amount of Chlorophyll a (Chl a) in the sample by measuring and analyzing the fluorescence emitted by the irradiating light. The accuracy of FMS-L was verified by measuring the concentrations of standard Chlorophyll a substances and Margalfidinium polykirkoids. In addition, the precision was verified by comparing the measurement results of FMS-L using commercial equipment Phyto-PAM-II. This equipment is compact and easy to move. Therefore, it can be easily applied to field surveys, allows short time measurements (10 s), and can be applied at a distance of 10 m from the measurement site.

• ALGAE
• /
• 제37권2호
• /
• pp.149-161
• /
• 2022

Noctiluca scintillans is a heterotrophic dinoflagellate that causes red-colored oceans during the day (red tides) and glowing oceans at night (bioluminescence). This species feeds on diverse prey, including phytoplankton, heterotrophic protists, and eggs of metazoans. Thus, many scientists have conducted studies on the ecophysiology of this species. It is easy to cultivate N. scintillans at a scale of <1 L, but it is difficult to cultivate them at a scale of >100 L because N. scintillans cells usually stay near the surface, while prey cells stay below the surface in large water tanks. To obtain mass-cultured N. scintillans cells, we developed an automatic system for cultivating N. scintillans on a scale of 100 L. The system consisted of four tanks containing fresh nutrients, the chlorophyte Dunaliella salina as prey, N. scintillans for growth, and N. scintillans for storage, respectively. The light intensities supporting the high growth rates of D. salina and N. scintillans were 300 and 20 µmol photons m^-2 s^-1, respectively. Twenty liters of D. salina culture from the prey culture tank were transferred to the predator culture tank, and subsequently 20 L of nutrients from the nutrient tank were transferred to the prey culture tank every 2 d. When the volume of N. scintillans in the predator culture tank reached 90 L 6 d later, 70 L of the culture were transferred to the predator storage tank. To prevent N. scintillans cells from being separated from D. salina cells in the predator culture tank, the culture was mixed using an air pump, a sparger, and a stirrer. The highest abundance of N. scintillans in the predator culture tank was 45 cells mL^-1, which was more than twice the highest abundance when this dinoflagellate was cultivated manually. This automatic system supplies 100 L of N. scintillans pure culture with a high density every 10 d for diverse experiments on N. scintillans.

• 한국어병학회지
• /
• 제35권1호
• /
• pp.1-25
• /
• 2022

지난 30년간 전세계 양식업은 비약적으로 발전하였다. 양식업은 인간이 요구하는 동물성 단백질 섭취량의 15% 이상을 공급하는 중요한 산업이므로 수요 충족을 위하여 어류와 수산생물의 지속적인 생산 증가가 필요하다. 우리나라 남해안(경남과 전남)에 위치한 어류 가두리양식장 수면적 비율은 전국 대비 약 90%로 어류 양식업의 측면에서는 매우 중요한 곳이다. 그러나 최근의 양식환경은 전지구적 문제인 기후변화에 의한 영향을 점진적으로 받고 있으며, 이러한 영향이 더욱 심화될 것으로 예측되고 있다. 그러므로 지금의 시점에서 기후변화가 우리나라 산업계, 특히 양식산업에 미칠 영향을 정확히 평가하여야 할 시점일 뿐만 아니라 나아가 어업피해를 최소화하기 위한 사회적 및 국가적 전략이 필요하다. 남해안 가두리양식장에서 양식되는 어류의 피해는 해마다 늘어나고 있는데 주요피해의 원인 인자는 기후변화와 직·간접적으로 관련이 있는 고수온, 저수온 및 적조의 발생 등으로 알려져 있다. 현재의 시점에서 지구 온난화는 경제적 한계를 가지는 어종이나 새로운 종에 대한 양식산업화의 기회를 제공할 수 있다. 그러나 이러한 긍정적인 기회의 존재에도 불구하고 새로운 종의 유입에 의한 생태 교란, 적조 등 미세조류의 번식빈도 증가, 질병 발생 기회의 증가, 여름철 고수온 발생 및 기간의 장기화 등 부정적인 문제가 발생하며, 이러한 원인들의 복합적인 영향으로 인해 양식어류의 폐사 규모와 사례가 증가하고 있다. 어류의 폐사 피해의 증가는 양식산업계에 심각한 경제적 영향을 줄 뿐만 아니라 피해 대응과 후속 조치를 위한 사회적 비용 또한 증가하게 된다. 그러므로 어류양식장에서 발생하는 폐사 피해는 원인 인자들에 대한 적극적이고 능동적인 대응으로 줄일 수 있으며, 양식생물의 사육 및 관리기술 향상, 효율적인 먹이 관리, 질병 차단과 능동적 대응, 제도개선 등 다양한 영역에서 이루어져야 한다. 본 총설에서는 우리나라 남해안에 위치한 어류 가두리 양식장에서 발생한 대량폐사 사례를 분석하고 폐사 원인에 대한 대응 능력을 향상시키기 위한 방안을 제시하고자 하였다.

• 한국수산과학회지
• /
• 제33권5호
• /
• pp.455-462
• /
• 2000

점증하는 적조로부터 수산피해를 줄이는 것은 시급한 문제이다. 황토를 살포하여 적조생물입자를 응집 제거하는 것이 하나의 방법이 되고 있다. 황토를 이용하여 적조생물입자에 대한 응집실험을 한 결과는 다음과 같다. 본 실험에 사용한 황토입자의 입도 분포는 정규분포를 보여주는 하나의 peak로 나타났으며, 입자의 평균 지름은 $25.0 {\mu}m$이고, 약$84.5{\%}$의 황토입자가 $9.8-55.0{\mu}m$의 범위에 속하며 변동계수는 $65.1{\%}$이었다. 황토의 금속성분을 분석한 결과는 규소 (Si)가 $48{\%}$, 알루미늄 (Al)이 $35{\%}$, 철 (Fe)이 $11{\%}$로서 $94{\%}$를 차지하며 나머지 $48{\%}$는 칼릅 (K), 구리 (Cu), 아연 (Zn), 티타늄 (Ti) 등으로 구성되어 있었다. 전자현미경 사진에 나타난 황토입자의 표면은 거칠고 다공질이며 부정형의 입자로 되어 있었다. 황토입자는 $10^(-3)M$ NaCl의 수용액 중에서 pH가 증가함에 따라 negative zeta potential 값이 증가하여 pH 9.36에서 -71.3mV를 나타내고 이후 거의 일정한 값을 나타내었으며, pH 1.98에서 +1.8 mV를 나타내어 amphoteric surface charge를 가지는 물질의 성질을 나타내었다. 전하결정이온은 $H^+, OH^-$ 이온이고, pH 2 부근에서 PZPC를 나타내었다. 용액의 전해질이 NaCl일 경우 $10^(-2)M (pNa=2)$ 이상의 농도에서는 $Na^+$ 이온의 농도가 증가함에 따라서 황토입자의 negative zeta potential 값은 일률적으로 감소하다가 $Na^+$ 이온의 농도가 1M (pNa=0)이 되었을 때 zeta potential은 0에 근접하였다. 용액의 전해질이 2 :l electrolyte ($CaCl_2$와 $MgCl_2$)의 경우 $Ca^(+2)$ 이온의 농도가 증가함에 따라서 황토입자의 negative zeta potential 값이 일률적으로 감소하다가 약 $10^(-3)M (pCa=3)$의 농도에서 등전점을 나타내고 전하역전이 일어났다. 해수중의 황토와 적조생물 입자는 비슷한 negative zeta potential을 나타내었고, 점토 중에서 해사가 가장 큰 negative zeta potential을 나타내었다. 해수중에서 황토입자와 적조생물입자의 EDL은 해수에 포함된 고농도의 염류 농도로 인하여 극히 얇게 압축되고, 이런 상태에서 두 입자가 상호 접근할 경우 모든 간격에서 LVDW attractive force의 절대값이 EDL repulsive force의 절대값보다 항상 큰 값을 나타낸다. 해수중에서 황토입자와 적조생물입자는 모든 간격에서 negative total interaction energy 값 (attractive force)을 나타내어 항상 용이하게 floe을 형성할 수밖에 없는 조건에 있다. 적조생물입자의 응집제거 효율은 황토의 농도가 증가함에 따라서 지수함수적 ($Y=36.04{\times}X^(0.11); R^2=0.9906$)으로 증가하였으며, 황토의 농도 800mg/l까지 급격한 증가를 보이다가 황토의 농도가 계속 증가함에 따라서 완만한 증가를 나타내었다. 적조생물은 황토 6,400mg/l에서 거의 $100{\%}$ 응집제거 되었다. 황토 800 mg/l을 사용하고 G-value를 $1, 6, 29, 139 sec^(-1)$로 단계적으로 증가시킴에 따라 응집제거 효율은 지수함수적으로 증가하였다. 이는 응집반응의 효율을 높이기 위해서는 황토입자와 적조생물입자 사이에 충분한 충돌이 일어날 수 있도록 교반하는 것이 매우 중요함을 나타내 주는 것이다. $800mg/l$의 농도에서 황토는 철을 함유하지 않은 다른 점토보다 $28.8{\~}60.3{\%}$ 더 높은 처리효율을 나타내었다. 황토에는 >SiOH의 음전하단과 수중의 phenolphthalein alkalinity를 소모하는 수화금속화합물의 양전하단이 공존하며, 이 수화금속화합물에 의하여 황토가 나머지 점토 특히 해사와 다른 응집특성을 보여주는 것으로 생각된다.

• KSBB Journal
• /
• 제25권6호
• /
• pp.527-532
• /
• 2010

A thiazolidinedione derivative, TD49 with the highly selective algicide to red tide was newly synthesized and its acute toxicity was examined in order to evaluate the effect on aquatic ecosystems of coast. Major three species having important role in the food chain of marine ecosystem, such as Skeletonema costatum of microalgae, Daphnia magna of crustacea, Paralichthys olivaceus of flatfish fingerling were employed for the acute toxicity assessment. $EC_50$ or $LC_50$ as the assessment criterion was investigated to each specie, and NOEC (No Observed Effect Concentration) and PNEC (Predicted No Effect Concentration) from most sensitive specie to toxicity of TD49 were further calculated. $EC_50$ of S. costatum in 96-hour, $EC_50$ of D. magna in 48-hour, and $LC_50$ of P. olivaceus in 72-hour for TD49 were $0.34\;{\mu}M$, $0.68\;{\mu}M$, and $0.58\;{\mu}M$, respectively. NOEC from the results of S. costatum was estimated to be $0.20\;{\mu}M$ and PNEC was estimated as 3.40 nM by applying factor value of 100 to $EC_50$ $0.34\;{\mu}M$ of S. costatum. In addition, it was revealed that Solutol used as the dispersing agent of TD49 had very little toxic influence under the concentration range of $0{\sim}0.4\;{\mu}M$ used in TD49 toxicity experiment. Although the estimated concentration of TD49 that will be sprayed onto the coastal field for the algicide is higher than NOEC value, it is considered that the spraying concentration would not be a considerable problem due to a dilution effect by tide at the opened coast.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.335-344
• /
• 2014

본 연구는 한국 남해 연안에서 하계에 상습적으로 발생하는 유해적조생물의 이동과 확산에 관하여 파악하는 것이다. 먼저 3차원 해수유동모델(POM)을 이용하여 조석의 효과, 수온 염분, 바람 효과 및 쓰시마난류를 고려한 잔차류를 계산하였다. 잔차류에 의해 부유 이동하는 적조생물의 시간에 따른 공간적인 분포를 파악하기 위하여 국립수산과학원의 적조속보 자료를 이용하여 한국 남해안에서 유해적조의 최다 발생한 3개 지역 가막만(Case 1), 미조연안(Case 2), 미륵도연안(Case 3)을 선정하여 적조발생을 유형별로 수치실험을 하였다. 가막만 남부해역에서 적조가 발생한 경우(Case 1)는 발생지점으로부터 서쪽에 위치한 나로도주변해역과 여자만으로 주로 이동 확산하였다. 미조연안에서 적조가 발생한 경우(Case 2)는 발생해역의 북동측에 위치한 해역으로 입자들이 주로 이동하는 것으로 나타났다. 그리고 미륵도 주변해역에서 입자가 발생한 경우(Case 3)는 욕지도주변해역과 자란만-사량도 주변해역에서 가장 많이 분포하였다. 특히 Case 3의 경우 확산된 입자가 연구 해역의 남동쪽에서 북동향하여 진행하는 쓰시마 난류의 영향을 받아 거제도 남부와 동부해역에 분포하는 현상을 볼 수 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.13-23
• /
• 2008

연안해역의 부영양화, 빈산수괴 형성 그리고 유해적조류 출현과 같은 수질오염은 하계 담수의 대량유입에 의해 빈번하게 발생한다. 따라서 연안해역의 수질오염 현상을 정확히 예측하기 위해서는 담수가 해수유동에 의해 이송-확산되어 해역수질 및 생태계에 미치는 영향범위에 대한 예측 및 분석기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 GUI(Graphic User Interface)를 이용하여 연안해역 해수유동과 담수 확산을 쉽게 예측하고, 그 결과를 효과적으로 검토할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다. 3차원 유한요소모형을 사용하여 조석에 의한 해수유동을 계산하였고, 담수 확산 계산에는 통계학적인 개념을 이용하여 담수 입자의 운동을 묘사하는 2차원 Random-Walk 모형을 사용하였다. 개발된 시스템을 이용하여 목포해역의 2차원 조류 분포와 담수 확산을 모의하였다. 사용한 입자추적모형의 검증을 위해 다른 이송확산 수치해석 방법에 의한 결과 및 1, 2차원 해석해와 비교하였다. 본 연구에서 개발한 예측시스템은 GUI 환경에서 작동되므로 누구나 쉽게 자료의 입력 및 수정이 가능하며, 계산된 모형결과를 그래픽을 이용해 효과적으로 가시화 하여 계산결과를 누구나 쉽고 정확하게 볼 수 있다. 따라서 본 시스템을 이용하여 연안해역으로 유입되는 담수의 확산 범위를 수시로 예측하여 신속하게 대책을 수립한다면, 오염된 담수유입으로 인한 인근해역의 환경피해를 줄일 수 있을 것이다.

• 수산경영론집
• /
• 제27권1호
• /
• pp.47-56
• /
• 1996

The pollution in the coastal sea is being aggravated because of frequent happening of red tide and oil leakage from tankers. The Exclusive Economic Zone is being drawn in the seas surrounding Korean Peninsula. Therefore, the fisheries in Korea is under a great change in their production base. On the other hand, the fisheries have been considered as a part of agriculture in policy making and financial support. The thesis compares agriculture with fisheries in the fund demands and financial supports. It tries to find a way in the efficient allocation of fund for the two industries. The fund demand of a typical fishing household is greater than that of a typical farm household. The fund used by a fishery household is more dependent on debt than that of a farm household. Therefore, the internal financing ability of a fishery household is weaker than that of a farm household. The repaying ability of a fishery household is weaker than that of a farm household because a fishery household's income is less than a farm household's. When we analyze the uses of fund, the fishing industry has some disadvantage in fund uses. The financial support for the fisheries' structural change is weaker than that for agriculture. The fishing industry has some disadvantage in the investment and subsidy rates. Also, the loan period for fisheries is shorter on average than that for agriculture. When we analyze the sources of the fund, the fisheries' banking sources are greater than the government's sources, which is relatively stable. Therefore, the fisheries will be more heavily affected by the liberalization of banking industry and system than the agriculture will. The government needs to change the shortcomings in the sources and uses of fund. First, it needs to use the fund, considering the characteristics of the industry and producers' financing ability. Second, it needs to adjust the sources of fund to the liberalization of financial system.

• 한국해양공학회지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.55-62
• /
• 2006

Recently, pollution by development in coastal areas is going from bad to worse. The Korean government is attempting to make policies that prevent water pollution, but it is still difficult to say whether such measures are lowering pollution to an acceptable level. More specifically, the general investigation that has been done in KOREA does not accurately reflect the actual conditions of pollution in coastal areas. An investigation that quantitatively assesses water quality management using rational prediction technology must be attempted, and the ecosystem model, which incorporates both the 3-dimensional hydrodynamic and material cycle models, is the only one with a broad enough scope to obtain accurate results. The hydrodynamic model, which includes advection and diffusion, accounts for the ever-changing flow and (quality) of water in coastal areas, while the material cycle model accounts for pollutants and components of decomposition as sources of the carbon, phosphorus, and nitrogen cycles. In this paper, we simulated the rates of dissolved oxygen (DO), chemical oxygen demand (COD), total nitrogen(T-N) and total-phosphorous(T-P) in Korea's Ulsan Area. Using the ecosystem model, we did simulations using a specific set of parameters and did comparative analysis to determine those most appropriate for the actual environmental characteristics of Ulsan Area. The simulation was successful, making it now possible to predict the likelihood of coastal construction projects causing ecological damage, such as eutrophication and red tide. Our model can also be used in the environmental impact assessment (EIA) of future development projects in the ocean.

• 한국환경과학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.439-449
• /
• 2008

Algicidal bacterium was isolated from sea water during the declining period of Cochlodinium polykrikoides blooms and this bacterium had a significant algicidal activity against C. polykrikoides. In this study, algicidal bacterium was identified on the basis of biochemical and chemotaxonomic characteristics, and analysis of 16S rDNA sequences. The algicidal bacterium showed 98.6% homology with Micrococcus luteus ATCC $381^T$. Therefore, this bacterium was designated Micrococcus luteus SY-13. The optimal culture conditions of the algicidal bacterium was $25^{\circ}C$, initial pH 8.0, and 3.0% NaCl concentration. M. luteus SY-13 is assumed to produce secondary metabolites which have algicidal activity. When 10% culture filtrate of this strain was applied to C. polykrikoides ($1.0\;{\times}\;10^4\;cells/ml$) cultures, over 98% of C, polykrikoides cells were destroyed within 6 hours. The culture filtrate of M. luteus SY-13 exhibited similar algicidal activity after heat-treatment at $121^{\circ}C$ for 15 min. While algicidal activity remained in filtrates with pH adjusted to 8.0, loss of algicidal activity occurred when the pHs of filtrates were adjusted to over 9.0 or heat-treated at $121{\times}180^{\circ}C$ for 1 hour. M. luteus SY-13 showed significant algicidal activities against C. polykrikoides (98.9%) and a wide algicidal range against various harmful algal bloom (HAB) species. However, there was no algicidal effect on diatom and marine livefood organisms except Isocrysis galbana. These results suggest that M. luteus SY-13 could be a candidate for use in the control of HABs.