• 한국환경농학회지
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• 제28권3호
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• pp.258-265
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• 2009

농어촌 등에서 소규모로 발생하는 하수처리를 위한 환경 친화형 자연정화공법인 인공습지 하수처리장 개발을 위하여 수직흐름조(VF)-수평흐름조(HF) 인공습지 시스템을 수직흐름조는 현행 단일 통풍 구조에서 이중 통풍 구조로, 수평흐름조는 깊이를 현행 1.0 m에서 1.3 m로 하여 체적은 같으면서 표면적을 줄여 시공한 다음, 수직흐름조 통풍방법별, 수평흐름조 깊이별 및 하수부하량에 따른 수처리 효율을 조사하였다. 수직흐름조 통풍 방법에 따른 수처리 효율을 조사한 결과 BOD 및 COD는 이중 통풍형 구조가 단일 통풍형 구조에 비해 높은 처리효율을 보였다. 하지만 총 질소와 총 인은 두통풍형 구조 모두 큰 차이 없이 유사한 결과를 보였다. 따라서 수직흐름조의 최적 통풍방법은 이중통풍형 구조이었다. 수평흐름조 깊이에 따른 수처리 효율을 조사한 결과 BOD, COD, 총 질소 및 총 인 함량은 수평흐름조 깊이에 따라 별차이가 없었지만, 수평흐름조 깊이 1.3 m의 경우 인공습지 하수처리장의 시공시 부지면적을 감소시킬 수 있을 것으로 판단되므로 깊이 1.0 m에 비해 경제성과 유지관리면에서 바람직할 것으로 생각된다. 따라서 수평흐름조의 최적 깊이는 1.3 m이었다. 농어촌 지역에서 소규모로 발생하는 하수의 하수부하 변동에 대한 대응성을 조사하기 위하여 하수부하량에 따른 수처리 효율을 조사한 결과 BOD처리율은 하수부하량이 적을수록 약간 높았으며, COD 및 SS는 하수부하량에 따라서 별 차이가 없었고, 동일한 하수부하량에서는 이중 통풍형 공법이 대조구인 단일 통풍형 공법에 비해 높은 처리효율을 보였다. 총 질소 및 총 인 처리효율도 하수부하량이 증가함에 따라 처리효율이 점점 감소되는 경향이었고, 동일한 부하량에서는 이중 통풍형 공법이 단일 통풍형 공법에 비해 처리율이 약간 높았다. 따라서 하수처리장 공법별 및 하수부하량에서의 하수처리효율과 경제성 및 유지 관리비를 고려해볼 때 농어촌 등에서 소규모로 발생하는 하수를 효과적으로 처리하기 위한 인공습지 하수처리장은 수직흐름조 통풍방법이 이중 통풍형 구조이며 수평흐름조의 깊이가 1.3 m인 이중 통풍형 공법이 되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제28권2호
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• pp.97-105
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• 2009

농어촌 등에서 소규모로 발생하는 하수를 환경친화형 인공습지 하수처리장에서 효과적으로 처리하기 위하여 인공습지 하수처리장을 시공한 후 3년 동안의 수처리 효율을 조사하였다. 하수처리 시기별 오염물질 농도 변화를 조사한 결과 BOD, COD 및 부유물질은 하수원수 농도의 편차가 심하였으나, 호기성조와 혐기성조를 통과하면서 농도가 급격히 감소하여 방류수의 BOD는 0.2${\sim}$11.8 mg/L, COD는 1.0${\sim}$41.9 mg/L 및 SS 함량은 1.1${\sim}$6.5 mg/L이었다. 방류수의 총 질소 농도는 4${\sim}$60 mg/L범위로 각 조에 유입되는 총 질소 농도에 따라 편차가 심하였고, 방류수의 총 인 농도는 0.02${\sim}$3.51 mg/L범위이었다. 연차별 BOD, COD 및 부유물질 처리효율은 연차에 따라 큰 차이를 보이지 않았으며, 시공 후 3차년도의 방류수의 BOD, COD, 부유물질의 처리효율은 각각 97, 92 및 99%로 매우 높았다. 연차별 총 질소와 총 인의 처리효율은 호기성조 처리수와 방류수 모두에서 연차가 증가함에 따라 점차 그 처리효율이 증가하는 경향이었으며, 시공 후 3차년도의 방류수 중 총 질소 및 총 인 처리효율은 각각 62 및 73%이었다. 계절별 BOD, COD, 부유물질 및 총 인의 처리효율은 4계절 모두 큰 차이가 없었으며, 방류수의 BOD 처리효율은 97${\sim}$98%, COD 처리효율은 87${\sim}$91%, 부유물질 처리효율은 99% 및 총 인 처리효율은 76${\sim}$86%로 나타났다. 하지만 계절별 방류수의 총 질소 처리효율은 봄과 겨울철이 다른 계절에 비해 처리효율이 약간 감소하였고, 특히 겨울철 방류수의 총 질소 처리효율은 43%로 여름철의 61%에 비해 18%정도 감소하였다.

• 생명과학회지
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• 제26권1호
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• pp.68-74
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• 2016

퍼클로레이트(ClO₄⁻)는 지표수 및 토양/지하수에서 검출되는 신규 오염물이다. 이전 연구에서 저렴한 원소 황(elemental sulfur, S⁰) 입자와 쉽게 구할 수 있는 활성슬러지를 이용하여 독립영양방식으로 ClO₄⁻를 제거할 수 있다는 실험적 증거가 제시되었다. 또한 식종균으로서 농화배양 미생물을 사용했을 때 활성슬러지보다 제거효율과 시간면에서 우수한 결과를 나타내었다. 그래서 본 연구에서는 황을 산화하여 독립영양방식으로 ClO₄⁻를 분해하는 농화배양 미생물 군집을 PCR-DGGE로 분석하였다. 이 농화배양 미생물은 초기농도가 약 120 mg ClO₄⁻/l 일 때 7일 후 99.71% 이상의 ClO₄^- 제거 효율을 나타내었다. 농화배양 미생물과 그것의 식종균으로 부터 genomic DNA를 추출하여 16S rRNA 유전자의 PCR-DGGE 분석에 사용하였다. PCR-DGGE 분석결과 농화배양 미생물과 식종균 시료들이 다른 밴드패턴을 나타냄에 따라 이 두 시료의 군집조성이 다름을 확인하였다. 이는 농화배양되는 동안 식종된 미생물이 그 환경에 잘 생장하는 미생물로 군집조성이 변화한 것으로 여겨진다. 농화배양 미생물군집에는 β-Proteobacteria, Bacteroidetes, 그리고 Spirochaetes 강에 속하는 개체군들이 우점하는 것으로 나타났다. 향후 이 우점 개체군들의 순수분리와 더불어 황 산화를 통한 ClO₄⁻ 분해 환경에서 이들의 대사적 역할을 규명할 필요가 있다.

• 환경생물
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• 제22권
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• pp.54-62
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• 2004

본 연구는 해양 식물플랑크톤에 대한 지속성 유기오염물질의 영향을 이해하기 위한 목적으로, 우리나라 연안역에서 연간 우점적으로 나타나는 식물플랑크톤 주요 5종 즉, 규조류 Skeletonema costatun, 침편모조류 Heterosigma akashiwo, 와편모조류 Prorocentrum dentatum, P. minimum, Akashiwo sanguinea를 이용하여 benzo〔a〕pyrene(PAHs)에 72시간동안 노출시킨 다음 각 종의 성장 및 저해, 회복능력 등을 조사하였고, benzo〔a〕pyrene의 농도 0.1, 1, 5, 10 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$에 H. akashiwo (Raphidophyceae)를 노출시켜 시간에 따른 광합성률의 변화를 측정하였다. Benzo〔a〕pyrene에 72시간 노출시킨 후 S. costatum, P. minimum, P. dentatum의 세포수는 1∼10 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$의 농도사이에서 급격한 감소를 보였고, A. sunguinea, H. akashiwo는 0.1∼1 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$의 낮은 농도범위에서 지수함수적인 감소를 나타냈다. 성장저해 농도 ($IC_{50}$/) 는 A. sanguinea가 0.10 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$로 가장 낮았고, H. akashiwo (0.74 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$) S. costatum (1.68 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$), P. dentatum (2.14 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$), P. minimum (6.20 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$)의 순서로 성장저해농도가 높게 나타났다. Benzota〔a〕pyrene 1 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$ 이하의 농도에 노출되었던 세포들은 5종 모두 시간이 경과함에 따라 회복하는 경향을 나타냈으나 10 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$이상의 농도에 노출시에는 P. minimun을 제외하고는 회복되지 않았다. 이러한 결과들은 조사된 5종 중에서 유각 와편모류 P. minimum이 benzo〔a〕pyrene에 가장 내성이 강하며, 무각 와편모류 A. sanguinea가 가장 약함을 의미한다. Benzo〔a〕pyrene 0.1, 1, 5, 10 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$ 농도에 Heterosigma akashiwo를 노출시킨 다음 성장에 따른 단위세포 당 광합성률은 0.1, $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$의 benzo〔a〕pyrene에 노출시킨 세포의 경우 지수성장기에 단위세포 당 탄소동화율(dpm cells$^{-1}$)이 가장 높은 수치를 나타내었고 안정기에 들어가 면서 점차 감소하여 대조군과 유사한 양상을 나타내었으나, 전체적으로 대조군보다 높은 수치를 나타내었다. 반면에 5, 10 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$의 농도에 노출된 세포는 초기에 매우 낮은 탄소동화율을 보였으며, 5 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$의 농도에 노출시킨 세포의 경우 12일째부터 단위세포 당 탄소동화율이 매우 크게 증가하였다. 본 연구의 결과들은 연안해역에 benzo〔a〕pyrene과 같은 지속성 유기오염물질이 유입되었을 때 내성여부에 따라 식물플랑크톤 군집내 종 천이와 일차생산력에 크게 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.