• 생명과학회지
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• 제29권3호
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• pp.362-368
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• 2019

Pseudomonas sp. GP32가 생산하는 생물고분자 응집제 Biopol32의 실제 응용, 개발을 위하여 식품폐수, 도축폐수, 염색폐수에 대하여 응집효과를 검토하였다. 식품폐수의 경우 pH 6.0에서 70%의 화학적산소요구량(COD) 감소율과 49%의 부유고형물(SS) 제거율을 나타내었다. 도축폐수에서는 pH 4.0에서 61%의 화학적산소요구량 감소율과 91%의 부유고형물 제거율을 보였으며, 염색페수의 경우 pH 5.0에서 72%의 화학적산소요구량 감소율과 92%의 부유고형물 제거율을 보였다. 응집과정에서 형성되는 floc의 크기는 Biopol32 용액을 최종농도 20 ppm으로 첨가하였을 때 10 mm였고 이때 탈수효율은 62%였다. 생물응집제 Biopol32 첨가구와 합성응집제 PAA 첨가구에서 탈수효율이 전반적으로 가장 좋은 응집제 첨가 농도는 20 ppm으로 나타났으며, 또한 이때 자연한계함수율(78.1%)에 이르는 최단의 여과시간을 얻을 수가 있었다.

• 생태와환경
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• 제51권4호
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• pp.354-364
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• 2018

본 연구는 2008년부터 2016년까지 한강 지류 중랑천을 대상으로 수환경 변화에 따른 어류 군집 양상을 파악하고자 실시하였다. 조사결과, 중랑천에서 서식하는 어류는 총 9과 37종 8,421개체로 나타났으며 과별 출현 종수는 잉어과에서 23종(62.2%)으로 가장 많은 종이 출현하였고, 생태계교란종 및 외래종은 모두 강우기 후 출현하는 특성을 보였다. 수질변화에 따르면, BOD, EC, TN, TP의 변화는 강우량의 증가에 따라 감소하는 양상을 보이는 반면, SS 변화는 증가하는 양상을 보였다. 지점간 CA결과 한강 본류와 인접한 St. 7과 St. 1, 3, 5가 어류의 출현양상 차이를 보였으며, PCA 분석결과 상류에서 하류, 강우기 전과 후의 어류출현양상과 유기오염지표의 변화 양상을 보였다.

• 생태와환경
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• 제55권2호
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• pp.156-166
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• 2022

호소의 수질 특성을 이해하는 것은 호소 및 정수생태계 관리의 가장 기본 요소이다. 호소의 수질은 호소의 수리수문학적 요소, 주변 토지 이용/피복, 유역 내 인간 활동을 포함한 다양한 요인에 의해 영향을 받는다. 본 연구에서는 호소에서 5년 동안(2015~2019) 측정된 9가지 이화학적 요인(pH, DO, COD, TSS, T-N, T-P, TOC, EC, Chl-a)을 이용하여, 국내 83개 주요 호소를 수질에 따라 분류하였다. 계층적 그룹 분석을 통해 전체 호소는 총 5개의 유형으로 분류되었고, 각 유형별로 저수지의 수질 및 고도, 유역면적, 만수위, 총 저수량과 같은 수리수문학적 요인을 반영하였다. 특히 저고도에 위치한 대형 호소에서(그룹 I) 수질이 매우 낮게 나타났다. 한국형 부영양화 지수를 이용하여 국내 주요 호소의 부영양화 정도를 비교한 결과, 석호가 포함된 그룹 IV 및 신갈지 등에서는 과거 2004~2008년에 비해 부영양화 지수가 개선되었으나, 그룹 I, III, V에 속한 대부분의 농업용 저수지에서는 부영양화가 심화되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권5호
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• pp.337-345
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• 2023

미세플라스틱 분석에는 많은 비용과 인력, 그리고 긴 분석시간이 필요하기 때문에 하천에서의 연속적 미세플라스틱 관측에는 한계가 있다. 이와 같은 한계는 일반적으로 모형의 활용을 통해 보완될 수 있으나, 미세플라스틱의 거동 모의를 위한 모형 연구는 상당히 제한적으로 수행되었다. 따라서, 본 연구에서는 하천 수질 오염원의 거동을 이해하고 예측하는 데 많이 활용되는 물리식 기반 동적 수치모형인 Water Quality Analysis Simulation Program (WASP)의 미세플라스틱 오염예측에의 적용성을 검토하였다. 이를 위해, 안양천 대상 미세플라스틱 실측자료와 WASP8의 생화학적 산소요구량(BOD)과 부유물질(SS) 상태변수를 미세플라스틱 대리인자로 이용하여 안양천의 미세플라스틱 농도를 모의하였다. 모의결과, SS를 이용한 미세플라스틱 모의가 BOD를 이용한 모의보다 미세플라스틱 농도 모의에 더 좋은 성능을 나타냈다. 이는 상태변수로 이용한 각 수질인자의 특성에 기인한 것으로 생물화학적 지표인 BOD는 생물화학적으로 매우 안정된 미세플라스틱 모의에 대리인자로 사용하기에 적합하지 않은 것으로 판단된다. 반면, 미세플라스틱과 물리적 거동이 유사한 SS의 경우 미세플라스틱의 농도변화 추세를 잘 반영하였다. 향후, 보다 엄밀한 모형을 통한 미세플라스틱 오염 예측을 위해서는 미세플라스틱 재현성 평가를 위한 다양한 환경조건에서의 기초적인 미세플라스틱 조사 연구가 요구되며, 미세플라스틱 입력자료의 단위문제가 해결되어야 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1B호
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• pp.153-160
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• 2008

농지-임야유역의 비점원으로부터 발생하는 미생물학적 오염물질 부하량을 추정하기 위하여, 농지와 임야가 혼합된 3개 시험유역에서 동일한 2개 강우사상에 대한 지표미생물 유출 특성을 조사하였으며, 지표미생물항목은 대장균군(total coliform: TC), 분원성 대장균(Fecal coliform: FC), 대장균 (Escherichia coli: EC), 분원성 연쇄상구균(Fecal streptococcus: FS)이었다. 농지-임야 유역의 강우시 유량변화에 따라 토사유실로 인하여 부유물질 농도가 상당히 증가하였다. 지표미생물 농도는 유량변화와 상당히 밀접한 관계를 보였다. 대부분 오염되지 않은 임야로 구성되어 있는 첫번째 유역의 강우유출수 TC EMC(Event Mean Concentration)는 $5.3{\times}10^3CFU/100ml$이었으며, FC EMC는$1.4{\times}10^3CFU/100ml$, EC EMC는 $1.1{\times}10^3CFU/100ml$, FS EMC는 $3.9{\times}10^2CFU/100ml$이었다. 임야유역과 농지유역이 혼합되어 있는 제 2 유역의 지표미생물에 대한 EMC는 TC EMC가 $1.7{\times}10^5CFU/100ml$, FC EMC가 $8.5{\times}10^4CFU/100ml$, EC EMC가 $8.9{\times}10^4CFU/100ml$, FS EMC가 $3.4{\times}10^4CFU/100ml$로 나타났다. 농지와 임야가 혼재되어 있으나, 유역면적이 큰 제 3 시험유역의 지표미생물에 대한 EMC는 TC EMC가 $1.9{\times}10^5CFU/100ml$, FC EMC가 $9.6{\times}10^4CFU/100ml$, EC EMC가 $7.0{\times}10^4CFU/100ml$, FS EMC가 $5.1{\times}10^4CFU/100ml$로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제40권1호
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• pp.14-30
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• 2007

본 연구의 목적은 부영양화도 지수(TSI)를 이용하여 우리나라 호소의 영양 상태를 평가하고, 경험적 모델(Empirical model)에 의한 호소의 상태를 예측하기 위한 것이다. 연구에 사용된 수질 자료(2000, 2001)는 환경부 DB시스템에서 획득하였으며 이용된 변수는 용존산소(DO), 생물학적 산소 요구량(BOD), 화학적 산소 요구량(COD), 총인 (TP), 총질소 (TN), 부유물질 (SS), 투명도(SD), 엽록소-${\alpha}$ (CHL), 전기전도도 (Cond.)였다. 이런 수질 변수의 농도는 측정된 수계 및 계절에 따라 변이양상을 보였다. 일반적으로, 영양상태(Trophic state)는 상류로부터 댐으로 감소하는 경향을 보였으며, 계절적 변이는 여름 장마기 (7${\sim}$8월)동안 크게 발생했다. TP의 주된 유입은 장마기 (r=0.656, p=0.002)동안 일어났고, 이런 현상은 SS(r=0.678, p<0.001)와 유사한 경향을 보였다. CHL, TP, SD 및 TN을 포함한 수질변수는 계절에 따른 수계내의 영양상태를 평가하는 방법에 적용되었다. Carlson(1977)의 부영양화도지수(TSI)에 기초한 수계 내 TSI(CHL), TSI(TP)및 TSI(SD)는 중영양-부영양 상태를 보였다. 한편, TSI(TN)은 계절에 관계없이 전체 호소 내에서 TN농도가 풍부한 부영양-과영양 상태를 보였다. 따라서, 인은 호소 내 영양 상태를 조절하는 주요인자가 된다. CHL와 다른 수질 변수(TP, TN,그리고 SD)사이의 관계를 분석하기 위한 경험적 모델(Empirical model)이 개발되었다. 로그-전환 회귀분석에서 CHL-TP는 장마 전기 $R^2$ 값이 031(p=0.017)이었으나 장마 후기에는 0.69(p<0.017)로 장마 후기 인이 조류 성장에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이와 대조적으로, SD는 TP, CHL증가에 대해 감소하는 경향을 보였고 TN은 모든 기간 동안 CHL와 약한 관계를 가졌다. 결과적으로, 경험적 모델(Empirical model)이 제시하듯이 TP는 CHL을 예측하는 핵심 인자로 사료되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권4호
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• pp.213-223
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• 2011

동해안 국가어항 및 지정항만의 효율적 수질관리 및 개발계획 수립에 따른 환경성 진단을 지원하기 위해 수질현황과 변동특성을 분석하고, 정책적 고찰을 실시하였다. COD는 대부분 설정된 수질환경기준을 만족하였지만, TN과 TP는 기준을 초과하는 구역이 많았다. 하계에 최대 농도를 보인 COD, SS와는 달리 총인은 상대적으로 동계에 농도가 높은 양상이었다. 거진항, 축산항과 구룡포항을 제외하고는 대부분 인이 제한인자로 작용하는 것으로 평가되었고, 강구항과 포항구항의 부영양화지수가 가장 높았다. 국가어항인 강구항과 지정항만인 포항항, 주문진항과 구룡포항은 오염지수(COD, TN과 TP를 고려한 함수)가 상대적으로 크고 최근 들어 점점 증가하는 경향을 보인 반면, 삼척항, 임원항과 축산항은 오염지수가 다소 감소하는 등 연구지역마다 복잡한 변동양상을 나타내어 복수의 수질항목(유기 및 무기물질 등)을 종합적으로 고려한 오염지수의 지속적 평가가 필요하였다. 수질기준적용에서 죽변항과 축산항은 뚜렷한 환경적 차이가 없음에도 불구하고 다른 구역에 비해 엄격하게 적용되어 있는 등 기준설정에 대한 개선이 필요하였다. 최근 설정된 수질등급기준과 평가지수는 개선된 측면은 있으나, 오염원 관리대상 항목과의 연계성이 미흡하고 환산계수 등이 모호한 측면이 있어서 좀 더 보완될 필요성이 제기되었다. 항내 퇴적물 오염실태에 관한 기초자료가 매우 부족하므로 준설토의 친환경적 처분과 수질악화를 방지하기 위해서 이에 대한 진단과 모니터링이 수반되어야 할 것이다. 특히, 지정항만 등에 대한 모니터링이 이루어지고 있으나 일부에 국한될 뿐만 아니라, 국가어항 모니터링은 전체의 7%에 지나지 않아서 관련 법적 근거 마련을 통해서 국가가 관리하는 항에 대한 체계적인 모니터링방안이 재정립되어야 할 것이다.

• 생명과학회지
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• 제25권9호
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• pp.1027-1035
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• 2015

미생물유래 다당류 생산균주를 분리하기 위해 전국 각지의 토양시료로부터 가장 높은 점성과 다당류 생산성을 나타내는 균주 GP32를 분리하였으며, 분리균주 GP32의 동정을 분리균주의 형태학적, 생리학적 특성을 조사한 결과, Pseudomonas 속 세균으로 확인되었으며 최종적으로 Pseudomonas sp. GP32로 명명하였다. 플라스크 수준에서 Pseudomonas sp. GP32의 다당류 생산을 위한 가장 적합한 탄소원과 질소원은galactose와 (NH₄)₂SO₄를 이용하였을 때 가장 많은 다당류를 생산하는 것으로 확인되었으며, 다당류 생산을 위한 최적의 C/N ratio는 50이었다. 다당류 생산을 위한 최적 pH와 온도는 각각 7.5와 32℃였다. 최적화된 배지를 이용한 fermentor 배양에서 다당류 생산은 배양 70시간에 최고치를 나타내었으며, 이때 다당류 생산량은 15.7 g/l이었다. Pseudomonas sp. GP32로부터 생산된 다당류는 ethanol 침전, cetylpyridimium 침전과 gel permeation chromatography를 통하여 정제하였으며, 정제된 다당류는 Biopol32로 명명하였다. Biopol 32의 분자량은 3×10⁷ datons이었으며, Biopol32가 함유하고 있는 구성당은 galactose : glucose : gulcouronic acid : galactouronic acid 등이 1.85 : 3.24 : 1.00 : 1.42의 몰비로 함유되어있다. Biopol32 용액은 의가소성 성질을 갖는 고분자 화합물로서 Zoogloea ramigera가 생산하는 생물고분자인 zooglan보다 모든 농도에서 높은 점성을 나타내었다. Biopol32의 실제 폐수처리현장에서 응집제로의 사용 가능성을 검토하기 위하여 식품폐수, 섬유폐수와 제지폐수를 대상으로 응집효율을 조사한 결과, 높은 COD 감소율 (58.4~67.3%)과 SS제거율(82.6~91.3%)를 나타내어 실제 산업폐수에서 뛰어난 응집효율을 나타내었다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제14권2호
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• pp.119-128
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• 2008

본 연구는 양돈농가의 막분리 처리과정에서 U/F막을 통과하고 R/O 처리에서 역류되어 나오는 돈슬러리 농축액비를 제조한 후 농축액비와 양액의 혼합처리가 토마토 생육에 미치는 영향를 검토하기 위하여 수행하였다. 본 연구는 하우스 토마토의 양액재배에서 질소함량을 기준으로 농축액비와 양액의 혼합하는 처리구를 두었다. 처리구는 농축액비 단독처리구(CS 100%), 농축액비 80%+양액 20% 혼합처리구(CS 80%+NS 20%), 농축액비 60%+양액 40% 혼합처리구(CS 60%+NS 40%), 농축액비 40%+양액 60% 혼합처리구(CS 40%+NS 60%), 농축액비 20%+양액 80% 혼합처리구(CS 20%+NS 80%), 양액 100% 단독처리구(NS 100%) 등 6개 처리구를 두었다. 농축액비와 양액혼합처리 후 전기전도도와 pH를 조정하여 토마토의 양액재배를 실시한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 농축액비는 UF/RO 막 분리 공정을 통하여 SS(suspended solid)의 수치가 15.2로 하우스 양액 재배시 막힘 문제가 없었다. 가축분뇨 농축액비는 질소 및 다양한 식물양분은 함유하여 하우스 추비용 액비로 적합하였으나 질소와 칼륨 함량은 높으나 인산 함량은 낮고 무기태질소 중 $NH_4$ 함량은 높으나 $NO_3$ 함량은 낮은 이화학적 성상을 나타내었다. 2. 막처리 농축액비는 칼리 함량이 상대적으로 높고 질소, 인산 함량이 낮아 농축액비 100% 처리구는 양분의 불균형을 초래하여 양액재배에서 토마토의 지상부의 생육이 지연되고 과중이 감소되었다. 그러나 농축액비 20%+양액 80% 혼합시용구는 대조구인 표준양액과 대등한 토마토 과실 수량를 나타내었다. 따라서 막분리 농축액비 20%에 양액 비료성분을 80% 첨가하여 혼합용액을 조제하면 토마토 양액재배로 활용이 가능 할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권8호
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• pp.950-955
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• 2007

본 연구에서 개발한 시스템은 기존에 사용되던 유수분리기를 유류가 혼입되어 발생하는 도로, 교량 등의 도시 불투수면 비점 오염저감장치로 업그레이드한 것으로서 유적입자가 coalescence 원리에 의하여 고밀도 고분자 폴리에틸렌 소재를 사용하여 제작된 메디아의 표면과 공간 사이를 타고 이동하면서 합체되어 유적의 크기가 증가한 후 부상하여 제거되는 기전과 SS 성분의 고형물이 침전에 의해 제거되는 원리를 이용한 도시 비점오염저감시설이다. 따라서 본 연구에서는 coalescence 기전을 통해 유수분리가 일어나는 나선형 고분자 여재의 유수분리 특성을 image analysis를 통해 규명하였으며 또한 도로노면 먼지와 폐엔진오일을 이용하여 비점오염원 저감시설에 유입되는 폐수를 모사하여 비점오염원 저감시설의 유수분리 성능을 실험하였다. 연구에 사용된 여재는 부정형의 투명한 나선형 구조를 갖고 있으며, SEM 사진 및 BET 측정 결과 매끄러운 표면 특성을 나타내고 있다. 직접 측정 방법으로 여재의 표면적을 측정한 결과, 여재 1립당 표면적은 1,428 $mm^2$으로 나타났으며, 단위당 중량은 45.3 $kg/m^3$으로 조사되었다. 또한 폐수 내 기름 입자의 액적크기를 현미경으로 촬영하여 이미지 분석을 수행한 결과, 메디아를 통한 폐수내 기름성분의 제거가 coalescence에 의해 일어나고 있음을 증명하였다. 마지막으로 나선형 부유 메디아를 적용한 비점오염저감시설의 성능평가 결과, 유량에 따라서 부유성 고형물은 $86.6\sim95.2%$, $COD_{Cr}$, $87.3\sim95.4%$, n-Hexane 추출물 $71.8\sim94.8%$의 제거효율을 나타내어 본 장치의 처리성능은 기존의 비점오염원 저감시설의 처리대상물질인 유기물과 부유물질 뿐만 아니라 유류의 제거에도 효과적인 것으로 평가되었다.