• 대한환경공학회지
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• 제29권9호
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• pp.997-1002
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• 2007

본 연구의 목적은 pilot scale ASBF(호기성 침지형 생물막) 반응기를 이용하여 용해성 유기물과 질소화합물의 제거실험을 하였으며, 고정생물막 내에서의 용해성 유기물과 질소화합물 제거를 통한 종속영양미생물 및 독립영양미생물의 동적관계를 이해하고 개선하고자 하였다. 또한, 침지형 생물막 표면에 질산화 박테리아의 성장을 촉진시키기 위해 특별하게 설계한 구조를 라군에 추가하여 폐수처리 효과의 강화 가능성을 조사하였다. 침지형 생물막에 공기 기포가 직접적으로 접촉할 수 있도록 하였으며, 특히 낮은 온도에서 ASBF 실험장치의 용해성 유기물과 암모니아성질소 제거효과를 살펴보기 위해 회분식으로 운전하였다. 본 연구의 ASBF 반응조는 향후 용해성 유기물과 질소화합물의 제거를 위해 기존 폐수처리장 뿐만 아니라 신설 폐수처리장에도 확대 적용될 수 있을 것으로 기대 된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.451-457
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• 2011

Purple non-sulfur (PNS) bacterium $Rhodobacter$ $sphaeroides$ KD131 was studied with the aim of achieving maximum hydrogen production using various carbon and nitrogen sources at different pH conditions. Cells grew well and produced hydrogen using $(NH_4){_2}SO_4$ or glutamate as a nitrogen source in combination with a carbon substrate, succinate or malate. During 48h of photo-heterotrophic fermentation under 110$W/m^2$ illumination using a halogen lamp at $30^{\circ}C$, 67% of 30mM succinate added was degraded and the hydrogen yield was estimated as 3.29mol $H^2$/mol-succinate. However, less than 30% of formate was consumed and hydrogen was not produced due to a lack of genes coding for the formate-hydrogen lyase complex of strain KD131. Initial cell concentrations of more than 0.6g dry cell weight/L-culture broth were not favorable for hydrogen evolution by cell aggregation, thus leading to substrate and light unavailability. In a modified Sistrom's medium containing 30mM succinate with a carbon to nitrogen ratio of 12.85 (w/w), glutamate produced 1.40-fold more hydrogen compared to ammonium sulfate during the first 48h. However, ammonium sulfate was 1.78-fold more effective for extended cultivation of 96h. An initial pH range from 6.0 to 9.0 influenced cell growth and hydrogen production, and maintenance of pH 7.5 during photofermentation led to the increased hydrogen yield.

• Ocean and Polar Research
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• 제34권2호
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• pp.125-135
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• 2012

To evaluate the algicidal impact of a newly developed algicide thiazolidinedione derivative, TD49, on dinophyceae Akashiwo sanguinea in aquatic ecosystems, tentative culture experiments for the target species were conducted in small (SS), middle (MS), and large scale (LS) culture vessels. When TD49 was introduced at the final concentration of $2{\mu}M$ in SS and MS, as well as $1{\mu}M$ in LS, the abundance of A. sanguinea decreased significantly in all the treatments. On the other hand, total phytoplankton abundance, except A. sanguinea in the TD49 treatments, gradually increased with culture time, which implies that a cell destruction of A. sanguinea by TD49 is a major cause of the population growth by other phytoplankton species. Also, A. sanguinea was easily destroyed, which was likely to be a source of extracellular substances. In particular, a pH decrease was significant in the treatments than in the control, which indicates that the water in the treatments has been acidified, due to an increase in the heterotrophic metabolisms of bacteria and degradation of A. sanguinea cells. Our results indicate that the TD49 substance is the potential agents for the control of A. sanguinea in the enclosed and eutrophic water bodies.

• 신재생에너지
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• 제19권4호
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• pp.20-26
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• 2023

Emitted CO₂ is an attractive material for microbial electrochemical CO₂ reduction. Microbial electrochemical CO₂ reduction (i.e., microbial electrosynthesis, MES) using biocatalysts has advantages compared to conventional CO₂ reduction using electrocatalysts. However, MES has several challenges, including electrode performance, biocatalysts, and reactor optimization. In this study, an MES system was investigated for optimizing reactor types, counter electrode materials, and CO₂-converting microorganisms to achieve effective CO₂ upcycling. In autotrophic cultivation (supplementation of CO₂ and H₂), CO₂ consumption of Rhodobacter sphaeroides was observed to be four times higher than that with heterotrophic cultivation (supplementation of succinic acid). The bacterial growth in an MES reactor with a single-chambered shape was two times higher than that with a double chamber (H-type MES reactor). Moreover, a single-chambered MES reactor equipped with titanium mesh as the counter electrode (anode) showed markedly increased current density in the graphite felt as a working electrode (cathode) compared to that with a graphite felt counter electrode (anode). These results demonstrate that the optimized conditions of a single chamber and titanium mesh for the counter electrode have a positive effect on microbial electrochemical CO₂ reduction.

• 상하수도학회지
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• 제27권6호
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• pp.689-701
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• 2013

잔류염소 농도가 상당히 낮은 수돗물에서 유기탄소(organic carbon)와 인(phosphorus)의 증가가 세균 생장에 미치는 영향과 세균에 의한 유기탄소와 인의 소모를 fed-batch 실험조건($20^{\circ}C$ 수온)에서 조사하였다. 수돗물에서 단지 인의 증가만으로는 부유성 세균의 현저한 수적 증가는 나타나지 않았다. 그러나 유기탄소의 증가는 부유성 세균을 $10^3CFU/mL$ 수준까지 증가시켰으며, 특히 유기탄소와 함께 동반된 인의 증가는 부유성 세균을 $10^5CFU/mL$ 수준까지 증가시켰다. 이러한 효과들은 polyethylene (PE) slide 표면에 형성된 생물막 세균과 생물량 측정에서도 동일하게 나타났다. 유기탄소와 함께 인 농도가 높은 수돗물에서 PE slide 표면에 형성된 생물막 세균과 세포외 중합체(extracellular polymeric substance) 구성 성분으로 측정된 생물량은 각각 $7.6{\times}10^5CFU/cm^2$와 $5.3{\mu}g/cm^2$로 가장 높았다. 세균 생장과 더불어, 수돗물에서 유기탄소와 인의 증가는 세균에 의한 탄소와 인의 이용 패턴에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 전형적인 세균의 C/P 소모비율(100:1)과 비교했을 때, 상대적으로 높은 C/P 소모비율(590:1)은 유기탄소 농도가 높은 수돗물에서, 그리고 상대적으로 낮은 C/P 소모비율(40:1)은 인 농도가 높은 수돗물에서 관찰되었다. 또한 유기탄소와 함께 인 농도가 높은 수돗물에서도 상대적으로 낮은 C/P 소모비율(80:1)이 관찰되었다. 주어진 실험조건에서는 수돗물과 생물막내 세균 생장이 인의 증가보다는 유기탄소의 증가에 더욱 민감하게 반응하는 것으로 나타났다. 수돗물에서 인의 증가는 세균의 낮은 C/P 소모비율을 가져오지만, 세균 생장에 미치는 인의 영향은 세균이 쉽게 이용할 수 있는 유기탄소의 존재와 밀접하게 관련되어 있는 것으로 보인다. 그러므로 수돗물에 자연적으로 존재하는 낮은 농도의 인만으로도 세균 생장을 위해 필요한 인 요구량을 만족시킬 수 있기 때문에, 수돗물에서 세균 생장의 최소화를 위해서는 인보다는 유기탄소의 외부적인 유입을 제어하는 것이 더욱 중요한 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제13권1호
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• pp.51-55
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• 2004

식물의 조직배양에서 가장 널리 이용되는 MS 배지 등의 무기성분은 종속영양에 적합하도록 조성되었다. 그러므로 이들 배지가 혼합영양이나 독립영양 배양에는 부적합 할 수 도 있다. 광혼합영양 미세증식에서 배지에 첨가되는 당의 수준은 낮추고 배양기의 광과 $CO_2$ 수준은 올리며, 광합성의 의한 탄소의 획득을 증진시키기 위해 열록소가 있는 절편체를 이용한다. Factorial 실험에서 유기물 (OM, $m^{-3}$ 배지당 각각 0.5g의 thiamine, nicotinic acid 및 pyridoxine과 100g ${\cdot}$ $m^{-3}$ myo-inositiol)의 첨가(+)와 생략(_) 및 세 가지 수준의 당(0, 15 및 30 kg ${\cdot}$ $m^{-3}$)이 감자 소식물체의 생장에 미치는 영향을 조사하였다. 단엽단절 절편체를 0.1${\times}$$10^{-4}m^{-3}$의 MS 아가(8 kg ${\cdot}$ $m^{-3}$) 배지(증기소독 전 pH 5.80)배지가 담긴 유리 시험관(100mm${\times}$25mm)에 치상하여 직경 6mm의 가스투과 필터(5.1 air exchanges ${\cdot}$$h^{-1}$)가 부착된 투명한 필름으로 봉하여 배양하였다. 배양체는 27일간 $23^{\circ}C$, 50% RH에서 16 h ${\cdot}$ $d^{-1}$의 명기 동안에 cool white 형광등으로 130${\mu}mol\;{\codt}\;m\;{\codt}\;s^{-1}$ PPFD의 광과 350-450${\mu}mol\;{\codt}\;mol^{-1}의CO_2$가 공급되는 배양실에서 배양되었다. 유기물이 공급된 처리(+OM)와 공급되지 않은 처리(-OM)에서 감자 소식물체의 생육은 유사하였으나 배지의 pH는 후자에서 0.2 더 낮았다. 배지에 첨가된 당의 수준이 증가할수록 건물중, % 건물율 및 경경은 증진된데 반해 신초와 뿌리의 건물중 비율, 엽면적, 건물중당 엽록소 함량 및 배지의 pH는 감소하였다. 유기물과 당 수준간의 상호작용도 신초길이와 배지 pH에서 관찰되었다. 이상의 결과로부터 광도와 $CO_2$농도를 높인 광혼압영양배양에서 감자 소식물체의 생장에는 배지에 첨가되는 당은 유익하지만 그 이외의 유기물은 첨가하지 않아도 악영향이 없다는 것은 나타낸다.

• 한국해양학회지
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• 제30권5호
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• pp.458-466
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• 1995

인천 연안 표영생태계의 미세생물 먹이 망에서 부유천생동물의 역할을 파악하기 위하여 시미세생물의 현종량과 성장률을 측정하고, 종속영양 편모충류와 섬모충류의 포식능력을 연구하였다. 종속영양 편모충류와 섬모충류의 여과율과 먹이섭취율은 형광 표지 박테리아(FLB)를 이용한 방법과 자연해시료를 분리 배양하는 방법에 의하여 연구 하였다. 본 조사시에 인천 연안수역의 박테리아 현존량은 0.7~1.5$\times$10/SUP 6/ cell. ml/SUP -1/, 종속영양 편모충류의 현종량은 1,680~2,180 cell.ml/SUP -1/, 독립영양 편모류의 현존량은 1.090~2,180 cell.ml/SUP -1/, 섬모충류의 현존량은 3,600~ 5,700 cell.ml/SUP -1/였다. 박테리아의 평균 성장률은 0.015~0.025 h/SUP -1/,섬모 충류의 성장률은 0.021 h/SUP -1/로 전반적으로 느린 편이었다. 종속 영양편모충류의 박테리아에 대한 포식률은 평균 0.055 h/SUP -1/로 높게 나타나고, 섬모충류의 종속영 양 편모류에 대한 포식률도 0.057 h/SUP -1/로 높게 나타났으나 독립영양 편모류에 대 한 포식률은 0.019 h/SUP -1/로 낮게 나타났다. 종속영양 편모충류의 박테리아에 대한 여과율과 섭취율은 각각 3.6~61.8 nl/SUP -1/.HFL.h/SUP -1/,6~52BAC.HFL.h/SUP -1/로 FLB를 이용하였을 때 낮게 나타나고 자연 개쳬군을 이용하였을 때 높게 나타나 며 박테리아 군집에 큰 영향을 주었다. 우점부유섬모충류인 Tintinnopsis sp의 평균여 과율은 3.2~4.6ul.CIL/SUP -1/.h/SUP -1/, 섭취율은 5~6 cells.CIL/SUP -1/. h/SUP -1/로 인천연안수역 편모류 현존량의 17-20%를 섭취하는 것으로 나타나고 해야 간조 시보다 만조 시에 다소 높게 나타났다.

• 한국수산과학회지
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• 제16권1호
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• pp.25-30
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• 1983

해태의 양식이 권장되고 있고 패류양식이 성행되었던 서해 군산앞 근해인 격포해역에 있어서 식물 plankton의 증식에 필요한 3종의 B군 vitamin-vitamin $B_{12}$, thiamine 및 biotin에 관하여 해수중의 분포와 그 양적 소장을 조사하여 타의 환경요인과 비교 검토하였다. 1. 본 조사해역은 남해연안만들과는 달리 조석의 차가 커서 서해의 외양수와의 교류가 잘 이루어질 뿐만 아니라 폐수근원이 될만한 하천이나 공장등이 없어 비교적 정상이라고 말할 수 있다. 2. 격포해역의 해수중의 vitamin $B_{12}$, thiamine 및 biotin의 농도는 각각 $1.36{\sim}3.95ng/l,\;u{\sim}0.4ng/l,\;1.4{\sim}6.3ng/l$이었다. 시료채취지점에 따르는 차이가 없었으나 하계의 양은 동계보다 2배양이나 높았다. 3. 이 해역의 해수중의 vitamin 양은 남해연안 가막양의 것에 비하여 vitamin $B_{12}$, biotin의 경우 1/2 에 불과하엿다. 4. Chlorophyll a 함량과 vitamin $B_{12}$ 및 thiamino과는 상관관계가 없었으나, biotin의 경우는 정의 유의한 상관관계가 있었다. 5. vitamin 함량과 호기성 종속영양세균수와는 상관관계를 나타내고 있지 않아 이 해역에 있어서 vitamin생산은 세균에 의한다기 보다는 식물 plak-ton 및 기타 원인에 더 큰 의의가 존재할 것으로 사료된다.

• 미생물학회지
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• 제39권1호
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• pp.8-15
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• 2003

해변에 오염된 유류의 생분해를 증진시키기 위한 지속성 영양염제(Slow Release Fertilizer; SRE)와 유분산제 ($Corexit 9527^{R}$)의 처 리효과를 평가하기 위하여 2 회의 mesocosm실험을 실시하였다. 1 차 현장실험 에서 SRP처리구의 지방족 탄화수소분해율과 n-$C_{17}$/pristane, n-$C_{18}$/phytane비의 감소율은 시험 37일에 각각 85%,69%,61% 로 뚜렷한 생물정화 효과를 보였다. 반면에 $Corexit 9527^{R}$ 처리구에서 지방족 탄화수소의 분해율은 실험기간동안 56%로 대조구(50%)보다 뚜렷한 생물정화효과가 나타나지 않았으며 $Corexit 9527^{R}$과 n-$C_{18}$/phytane비의 감소율 또한 27%, 17%로 대조구(60%, 46%)보다 낮아 유류화합물의 생물정화가 오히려 억제되었다는 사실을 알 수 있었다. 그러나 2차 현장실험에서 SRF와 $Corexit 9527^{R}$을 함께 첨가한 처리구의 생물정화 결과는 지방족 탄화수소의 양, n-$C_{17}$/pristane과 n-$C_{18}$/phytane비의 변화를 관찰한 결과 억제효과는 크지 않았다. 이러한 결과로부터 유류유출시 영양물질의 첨가는 유류분해도를 향상시키는 반면,유분산제를 이용한 처리방법은 자연적인 생물정화기능을 오히려 억제 또는 제한하기 때문에 사용여부가 신중하게 고려되어야 함을 확인할 수 있었다. 따라서 유류오염사고 국가 긴급방제계획에 의한 유분산제의 대량 사용은 생물정화기술의 적용을 염두에 두고 재평가되어야 한다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제4권3호
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• pp.130-141
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• 2017

유해 남조류를 친환경적으로 제어하기 위해 개발된 생물유래 물질인 naphthoquinone (NQ) 유도체의 현장 적용 가능성을 확인하고자 하였다. 기흥 저수지 수변에 30 ton 규모의 mesocosm을 설치하여 현장 조건에서의 살조효과와 비생물학적, 생물학적 요인을 모니터링하였다. NQ 2-0 물질을 처리한 결과, 대조구에서는 대상 조류인 Microcystis sp.의 세포밀도가 지속적으로 증가한 반면, 처리구에서는 실험 초기 $7.9{\times}10^4cells\;mL^{-1}$에서 접종 후 점진적으로 세포수가 감소하여 10일차 $9.7{\times}10^2cells\;mL^{-1}$으로 대조구 대비 99.4% 감소하였다. 실험 종료시인 15일차에는 Microcystis sp. 세포수가 100% 제거되었다. 대상 조류인 Microcystis sp. 종만을 선택적으로 제어하였을 뿐만 아니라, 다른 식물플랑크톤의 성장과 식물플랑크톤 종 다양성 지수도 증진되었다. 또한, 식물플랑크톤을 제외하고 NQ 2-0 물질에 의하여 물리 화학적요인 (수온, 용존 산소, pH, 전기전도도, 영양염)과 생물요인 (박테리아, HNFs, 섬모충, 동물플랑크톤)에 영향을 미치지 않았으며, 대조구와 처리구에서 유사한 경향이 관찰되었다.