• ALGAE
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• 제20권3호
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• pp.207-216
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• 2005

Myrionecta rubra, a mixotrophic ciliate, is a cosmopolitan red tide species which is commonly found in neritic and estuarine waters. M. rubra had long been listed as an “nculturable protist”until 2 different laboratory strains were finally established in 2 research groups at the beginning of this century, enabling us to perform initiative investigation into various aspect of the live M. rubra strains (Gustafson et al. 2000; Yih et al. 2004b; Johnson and Stoecker 2005). Field sampling was carried out on high tide at 2 fixed stations around Kunsan Inner Harbor (St.1 near the Estuarine Weir and St.2 off Kunsan Ferry Station) every other day for 4 months from mid-February 2004 to understand detailed figure of the recurrent spring blooms of M. rubra following the onset of the water gates operation of the Keum River Estuarine Weir on August 1994. With its maximum abundance of 272 cells mL$^{-1}$ in St.1, fluctuation pattern of the M. rubra population at the 2 stations was strikingly similar. Notable growth of M. rubra population started on late April, to cause M. rubra red tides during one month from mid-May in which “xceptionally low salinity days”without its red tide were intermittently inserted. High abundance of M. rubra over 50 cells mL$^{-1}$ was recorded at samples with their water temperature and salinity higher than 15${^{\circ}C}$ and 4.0 psu, respectively. During pre-bloom period when salinity fluctuation is moderate and the water temperature is cooler than 15°C, Skeletonema costatum, a chain-forming centric diatom, was most dominant. Cyanobacterial species such as Aphanizomenon flos-aquae and Phormidium sp. replaced other dominant phytoplankters on the days with “xceptionally low salinity”even during the main blooming period of M. rubra. To summarize, M. rubra could form spring blooms in Keum River Estuary when the level of salinity fluctuation was more severe than that for the dominant diatom Skeletonema costatum and milder than that for the predominance by freshwater cyanobacteria. Therefore, optimal control of the scale and frequency of freshwater discharges might lead us to partially modify the fluctuation pattern of M. rubra populations as well as the period of spring blooms by M. rubra in Keum River Estuary. Sampling time interval of 2 days for the present study or daily sampling was concluded to be minimally required for the detailed exploration into the spring blooms by M. rubra populations in estuaries with weirs like Keum River Estuary.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제31권2호
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• pp.320-328
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• 2014

국내 자동차용 경유에 혼합하여 유통 중인 바이오디젤은 물리적인 관점에서 기존 석유계 경유와 동점도, 밀도 등의 물성값이 유사하고 세탄가가 높은 장점이 있다. 또한 환경적인 측면에서는 기존의 석유유통 인프라 개조 및 변경없이 사용가능하다는 점과 함산소 연료로서 디젤기관에서의 연소성이 좋고 유해 배출가스 저감효과가 있으며 생분해성도 높아 환경오염이 적어 자동차용 경유 대체연료로 각광받고 있다. 그러나, 기존 식용계 작물을 원료로 하고 있다는 점에서 단점으로 지적되는 바이오디젤 대신 단위면적당 $CO_2$ 흡수율이 높고 빠른 성장 속도가 장점으로 거론되는 미세조류의 활용에 대한 연구가 대두되고 있다. 본 연구에서는 미세조류 중 Dunaliella tertiolecta 종을 이용하여 생산한 바이오디젤의 전환율을 연구하기위해 기존에 사용되고 있는 GC-FID분석방법의 문제점에 대해 조사하고 TOF-MS 장비를 통한 개별 지방산 메틸에스테르의 성분을 검토하였다.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제19권1호
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• pp.33-40
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• 2004

Benzoyl peroxide is a High Production Volume Chemical, which is produced about 1,371 tons/year in Korea as of 2001 survey. The substance is mainly used as initiators in polymerization, catalysts in the plastics industry, bleaching agents for flour and medication for acne vulgaris. In this study, Quantitative Structure-Activity Relationships (QSAR) are used for getting adequate information on the physical -chemical properties of this chemical. And hydrolysis in water, acute toxicity to aquatic and terrestrial organisms for benzoyl peroxide were studied. The physical -chemical properties of benzoyl peroxide were estimated as followed; vapor pressure=0.00929 Pa, Log $K_{ow}$ = 3.43, Henry's Law constant=3.54${\times}$10$^{-6}$ atm-㎥/mole at $25^{\circ}C$, the half-life of photodegradation=3 days and bioconcentration factor (BCF)=92. Hydrolysis half-life of benzoyl peroxide in water was 5.2 hr at pH 7 at $25^{\circ}C$ and according to the structure of this substance hydrolysis product was expected to benzoic acid. Benzoyl peroxide has toxic effects on the aquatic organisms. 72 hr-Er $C_{50}$ (growth rate) for algae was 0.44 mg/1.,48 hr-E $C_{50}$ for daphnia was 0.07mg/L and the 96hr-L $C_{50}$ of acute toxicity to fish was 0.24mg/L. Acute toxicity to terrestrial organisms (earth worm) of benzoyl peroxide was low (14 day-L $C_{50}$ = > 1,000 mg/kg). Although benzoyl peroxide is high toxic to aquatic organisms, the substance if not bioaccumulated because of the rapid removal by hydrolysis (half-life=5.2 hr at pH 7 at $25^{\circ}C$) and biodegradation (83% by BOD after 21 days). The toxicity observed is assumed to be due to benzoyl peroxide rather than benzoic acid, which shows much lower toxicity to aquatic organisms. One can assume that effects occur before hydrolysis takes place. From the acute toxicity value of algae, daphnia and fish, an assessment factor of 100 was used to determine the predicted no effect concentration (PNEC). The PNEC was calculated to be 0.7$\mu\textrm{g}$/L based on the 48 hr-E $C_{50}$ daphnia (0.07 mg/L). The substance shows high acute toxicity to aquatic organisms and some information indicates wide-dispersive ore of this substance. So this substance is, a candidate for further work, even if it hydrolysis rapidly and has a low bioaccumulation potential. This could lead to local concern for the aquatic environment and therefore environmental exposure assessment is recommended.

• 농약과학회지
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• 제13권2호
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• pp.87-97
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• 2009

옥타클로르스티렌은 환경중에서 잔류성이 높고 분해되지 않아 고농도로 축적될 뿐만아니라독성이 매우 높은물질군을 일컫는 PBTs(Persistent, Bioaccumulative and Toxic Substances) 화합물로서 분류된다. 본 연구에서는 PBTs 화합물군에 속하는 옥타클로르스티렌과 그 이성체를 대상으로 환경위해성평가의 기초자료를 만들기 위하여 환경생물인 조류, 물벼룩 및 어류 등 먹이연쇄상의 생물종에 대해 급성독성시험을 통해 반수영향농도($EC_{50}$, Effective Concentration), 반수치사농도($LC_{50}$, Lethal Concentration), 최대무영향농도(NOEC, No Observed Effect Concentration) 또는 최소영향농도(LOEC, Lowest Observed Effect Concentration)등을 산출하였다. 그 결과 옥타클로르스티렌 및 2-, 3-chlorostrene의 조류에 대한 성장저해 무영향농도는 $0.5\;mg\;L^{-1}$로 산출되었고, 4-chlorostyrene의 조류에 대한 성장저해 무영향농도는 $0.13\;mg\;L^{-1}$로 산출되었다. 담수무척추동물인 물벼룩에 대한 급성유영저해시험결과 옥타클로르스티렌 및 2-, 3-chlorostrene의 무영향농도는 $5\;mg\;L^{-1}$로 산출되었고,4-chlorostrene의 $EC_{50}$ 값은 $2.128\;mg\;L^{-1}$로 산출되었다. 또한 담수어류인 송사리를 대상으로 실시한 급성어독성시험결과, 옥타클로르스티렌의 무영향농도는 $80\;mg\;L^{-1}$, 2-, 3-chlorostyrene의 무영향농도는 $60\;mg\;L^{-1}$로 산출되었고 4-chlorostyrene은 $LC_{50}$값은 $39.0\;mg\;L^{-1}$(48 시간), $22.6\;mg\;L^{-1}$(96 시간)로 산출되었다.

• 한국물환경학회지
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• 제31권2호
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• pp.181-195
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• 2015

Algal blooms in lakes are one of major environmental issues in Korea. A three-dimensional, hydrodynamic and water quality model was developed and tested in Lake Euiam to assess the performance and limitations of numerical modeling with multiple algal groups using field data commonly collected for algal management. In this study, EFDC was adopted as the basic model framework. Simulated vertical profiles of water temperature, dissolved oxygen and nutrients monitored at five water quality monitoring stations from March to October 2013, which are closely related to algal dynamics simulation, showed good agreement with those of observed data. The overall spatio-temporal variations of three algal groups were reasonably simulated against the chlorophyll-a levels of those estimated from the limited monitoring data (chlorophyll-a level and cell numbers of algal species) with the RMSEs ranging from 2.6 to $17.5mg/m^3$. Also, note that $PO_4-P$ level in the water column was a key limiting factor controlling the growth of three algal groups during most of simulation period. However, the algal modeling results were not fully attainable to the levels of observation during short periods of time showing abrupt increase in algae throughout the lake. In particular, the green algae/cyanobacteria and diatom simulations were underestimated in late June to early July and early October, respectively. The results shows that better understanding of internal algal processes, neglected in most algal modeling studies, is necessary to predict the sudden algal blooms more accurately because the concentrations of external $PO_4-P$ and specific algal groups originated from the tributaries (mainly, dam water releases) during the periods were too low to fully capture the sharp rise of internal algal levels. In this respect, this study suggests that future modeling efforts should be focused on the quantification of internal cycling processes including vertical movement of algal species with respect to changes in environmental conditions to enhance the modeling performance on complex algal dynamics.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권11호
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• pp.1069-1078
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• 2013

울산시의 주요 생활용수공급댐인 사연댐 상류 수몰지역 내에 국보 285호인 반구대 암각화가 위치하고 있다. 표고 53~57 m에 위치한 암각화 보존을 위한 여러 가지 방안 중, 사연댐 수위를 60 m에서 52 m로 낮추어 물 밖으로 끄집어내는 안이 주로 검토되어 왔다. 댐의 수위를 인위적으로 조절하는 경우 저수량 및 용수공급량 감소와 더불어 부영양화로 인해 수질이 나빠지게 된다. 본 연구에서는 사연댐 수위조절에 따른 수질악화로 댐의 기능상실과 수질변화로 인해 예상되는 여러 가지 문제점을 검토하였다. Vollenweider 모델과 CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor) 모델을 이용하여 수위조절시 변화가 예측되는 대표적인 수질지표인 BOD 및 COD 그리고 조류성장의 주 원인이 되는 총인과 총질소의 농도변화를 분석하였다. 그 결과 사연댐의 수위를 60 m에서 52 m로 조절하는 경우, COD의 농도는 약간 낮아지지만 총질소와 총인은 약 130% 이상 농도가 증가되는 것으로 나타났다. 이러한 변화는 심각한 조류문제를 일으킬 수 있으며, 사연댐의 수질관리를 영양염류의 농도를 대상으로 하는 경우 수질이 악화되는 것으로 나타났다.

• 한국환경보건학회지
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• 제34권3호
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• pp.255-260
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• 2008

This study was conducted to analyse the effects of the UFCA for treating polluted water in a reservoir. The UFCA mixes water by circulation of surface and bottom water layers. The circulation supplies oxygen to bottom of the reservoir, resulting in water quality improvement. With a UFCA in use, we surveyed the changes of temperature, pH, transparency, depth, conductivity, DO, COD, BOD, T-N, T-P and Chlorophyll-a for 7 months from Feb. to Aug. in 2004 in our experimental reservoir. There was little difference in the surface and bottom temperatures of the reservoir because of water mixing by the UFCA. However, pH was changed from 7 to 9. The transparency of water was about 80 cm through the all periods. Conductivity was $150\;{\mu}S/cm$ in early Feb., but increased to $270\;{\mu}S/cm$ in early March. Little change was seen in DO with depth, but it was maintained above 6 mg/l in June and July. BOD increased from 2.1 to 12.2 mg/l. The study reservoir did not undergo any eutrophication during the period of our experiment, but the comparison reservoir had an algae-bloom. The COD in the experimental reservoir increased from 5.4 to 14.5 mg/l. The COD concentration of the experimental reservoir was higher than comparison reservoir at the beginning of the study but in August this situation was reversed. SS concentration increased from 13.5 to 23.5 mg/l in Feb., but it fell from between 8.5 to 11.2 mg/l in July. T-N was increased from 1.3 to 4.9 mg/l. It increased up to 3 times in the rainy season as compared to other components. However the comparison reservoir increased up to 40 times higher than the experimental reservoir in the same period. T-P increased from 0.04 to 0.17 mg/l. The ratio of T-N to T-P increased from 20:1 to 40:1 which means that T-P was a growth limiting factor for algae and aquatic plants. Chlorophyll-a increased from 20 to 120 mg/l, and its concentration was correlated with T-P, such that Chlorophyl-a concentration increased with increased of T-P concentration. The concentrations of COD, T-N, T-P and other parameters were higher in the experimental reservoir than in the comparison reservoir but this situation was reversed in July, when the most severe eutophication occurred. The results show that overall the experimental reservoir was greatly remedied by UFCA. The UFCA accelerated the degradation of aquatic organic materials through effective supply of air with up-flow and circulation of water. We conclude that the UFCA can be very effective in aspect of the remediation of water quality incontaminated reservoirs and lakes.

• 한국지리정보학회지
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• 제10권2호
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• pp.91-102
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• 2007

대청호와 같이 규모가 큰 인공호수에서의 유해조류 발생을 사전에 예측하고 대응하기 위해서는 생물 화학적 연구와 더불어 GIS, RS 기술을 활용하는 지역분석 전산시스템의 개발도 필요하다. 이 논문의 목표는 대청호에서의 유해조류 생산을 저감시키기 위하여 남조류의 발생에 대한 예보모델을 개발하고 GIS를 기반으로 한 남조류 발생 조기예보시스템을 개발하는 것이다. 이를 위해 대청호에서의 남조류 발생과 환경인자와의 관계에 대한 선행연구 사례들을 분석하였으며, 그 결과 남조류 예보모델 개발을 위해 사용할 환경인자로서 강수와 기온을 선정하였다. 선정한 환경인자와 남조류 발생과의 정성적 상관관계 분석결과를 토대로 대청호의 남조류발생을 수역별로 예측할 수 있는 Rump 모델을 개발하였는데, 이 예보모델은 남조류의 최초발생시기와 급성장시기에 대한 예측이 가능하다. 개발된 예보모델은 GIS를 기반으로 한 남조류 대발생 조기예보시스템에 적용하였으며, 그 결과 대청호에서의 남조류 대발생을 예측하고 관련 자료들을 관리할 수 있는 지리정보시스템이 개발되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권4호
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• pp.333-340
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• 2010

하수나 폐수를 이용해서 조류를 배양하고 이를 통해서 획득된 조류 생체로부터 바이오디젤을 생산한다는 것은 친생태적이면서 신재생에너지 생산이라는 점에서 최근 각광받는 녹색성장기술이다. 바이오디젤 생산에 필요한 지질의 함량이 높은 조류 종에 대한 연구가 최적 인공배양액 조건에서 연구된 사례들이 있다. 하지만 실제 하수의 조건에서 고지질 함량 조류의 생체생성과 하수처리능에 대한 정보 제공이 미흡한 것이 현황이다. 본 연구에서는 바이오디젤 전구물질인 지질함량이 높다고 알려진 조류 종들을 선별해서 국내 하수조건에서 생체생성능과 하수처리능을 분석하였다. 이를 위해서 실제 하수에서 토착조류를 제거한 후 지질함량이 높다고 알려진 조류 4종(Chlorella vulgaris AG10032, Ankistrodesmus gracilis SAG278-2, Scenedesmus quadricauda, Botryococcus braunii UTEX 572)을 각각 하수에 식종한 후에 조류의 성장률과 유기물, 질소 및 인의 제거를 실험실 규모의 회분식반응조에서 분석하였다. 일정한 광반응 조건 (80 ${\mu}E$, 24시간)에서 9일간 배양하면서 시간 별로 조류의 건조 생체량과 COD, 질소 및 인을 각기 측정하였다. 그 결과 C. vulgaris, A. gracilis와 S.quadricauda는 하수의 토착조류 보다 하수에서 더 우월하게 성장하는 것을 알 수 있었다. 반면 B. braunii는 하수조건에서 성장을 할 수 없는 것으로 나타났다. 하수에서 배양가능한 조류들에 의한 질소 (Total-N, ${NH_4}^+$-N)와 인(Total-P, ${PO_4}^{3-}$-P)의 제거능이 우수하였고, 하수처리 방류수질 기준을 만족하였다. 하수에서 배양가능한 조류들에 의한 용존 COD의 제거 분석 결과, A. gracilis와 S. quadricauda는 효과적인 COD제거를 지속하였지만, C. vulgaris는 초기의 COD 제거가 지속되지 않는 불안정성을 보였다. 이러한 결과들을 종합적으로 고려해서 본 연구에서는 A. gracilis와 S. quadricauda를 실제 하수에 적응성과 처리능이 우수한 조류자원으로 선정하였다.

• KSBB Journal
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• 제22권1호
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• pp.37-42
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• 2007

본 연구에서는 배양시간에 따른 Thraustochytrium aureum ATCC 34304 균체 내부에 저장하는 지질의 지방산조성 및 균체 막에 축척하는 지질 내의 지방산조성의 변화 과정을 정량적으로 규명하였다. 건조균체량은 배양 5일째에 3.94 g/L를 나타내었으며, 균체당의 지질 함량은 배양 3일째에 최대값 25.0%를 나타내었다. 균체 내의 triacylglyceride (TAG)량은 배양 3일까지는 증가하였으나 그 이후에는 거의 일정한 값을 유지하였다. 반면 세포막을 구성하는 phospholipid (PL)의 함량은 3일까지는 감소하나 그 이후에는 일정한 값을 나타내었다. TAG를 구성하고 있는 다중불포화지방산의 함량은 배양 초기 60.3%이였으나 배양 5일 후에는 45.3%까지 감소하였으며, DHA는 42.1%에서 33.9% 까지 감소하였다. 포화지방산의 함량은 배양 초기에는 24.9%이었으나 배양 5일 후에는 27.8%까지 증가하였다. PL 내의 불포화지방산의 함량은 배양시간에 따라 48.0%에서 17.5%까지 크게 감소하는 경향을 나타내었으나, 포화지방산의 함량은 오차범위 내에서의 감소 경향을 나타내었다. 본 연구 결과에 의하면 배양시간이 경과하여 배양액내의 영양 환경이 열악하게 되는 경우 균주는 포화지방산보다 불포화지방산을 에너지원으로 우선 사용한다고 해석할 수 있다.