• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제2권4호
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• pp.345-350
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• 2015

The toxicity of red mud (RM) pellets for water purification was evaluated using Pseudokirchneriella subcapitata and Daphnia magna in a lab-scale experiment. According to the algal growth inhibition test, both specific growth rates and relative growth rates of P. subcapitata decreased, and the growth inhibition rates increased ($R^2=0.97$, p<0.001) as the concentration of RM pellets in the aqueous solution increased (>1.6 g/L). Also, based on the acute toxicity evaluation test on D. magna, toxic unit (TU) values ranged between 0.00 and 2.83, and increased with an increase in the concentration of RM pellets in the aqueous solution. A correlation analysis indicated that the pH of RM pellets was statistically correlated with TU values ($R^2=0.77$, p=0.02). The environmental implication from this study is that the concentration of RM pellets in an aqueous solution needs to be lower than 4.4 g/L to keep the maximum permissible TU value less than 1.0.

• 환경생물
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• 제21권2호
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• pp.194-202
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• 2003

남조류의 대발생이 자주 발생하는 석촌호수와 팔당호로부터 시료를 채취하여 남조류 분해세균의 분리를 시도하였다. MDM배지 상에서 Anabaena cylindrica를 숙주로 하는 over-layer method를 이용하여 Anabaena cylindrica lawn에서 남조류 분해 세균을 분리하여 HY0210-AK1으로 명명하였다. HY0210-AK1의 형태적, 생화학적 특성은 Rhizobium속과 유사하였으며, 16S rDNA 염기서열을 분석한 결과 Sphingobium herbicido vorans IFO 16415$^{T}$ 와 99.1%의 높은 유연관계를 보여 Sphingobium herbicidovorans HY0210-AK1로 동정하였다. 잠복기, 대수성장기, 정체기에 있는 Sphingobium herbicidovorans HY0210-AK1를 Anabaena cylindrica NIES-19와 혼합 배양하였을 때, 접종 초기에는 정체기의 Sphingobium herbicidovorans HY0210-AK1를 접종한 처리구에서 가장 좋은 살조 효과를 나타냈으나, 접종 7일 이후에는 커다란 차이를 보이지 않았다 또한,Sphingobium herbicidovorans HY0210-AK1는 $1\times 10^{8}$ CFU $ml^{-1}$ 이상의 농도로 처리하였을 때, Anabaena cylindrica NIES-19가 완전히 분해되었다. Sphingo bium herbicidovorans HY0210-AK1와 Anabaena cylin dricaNIES-19를 혼합 배양한 상등액을 여과하여 접종 하였을때는 납조류 성장 저해 효과가 나타나지 않았다. 따라서 Sphingobium herbicidovorans HY0210-AK1는 Anabaena cylindrica NIES-19를 직접 공격하여 분해하는 것으로 사료된다. Sphingobium herbicidovorans HY0210-AK1는 Microcystis aeruginosa 분해하였다..

• 생태와환경
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• 제33권3호통권91호
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• pp.304-310
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• 2000

팔당호 지류인 경안천 만입부에서 현장실험조를 이용하여 조류증식 억제 효율을 조사하였다. Microcystis가 우점하고 평균 Chl a 농도가 30${\sim}$50 ${\mu}$g/l를 나타내는 경안천 만입부 현장실험조에서 습체식물 2.5 g/l 투여 결과, 은행잎, 잣잎, 솔잎 투여조는 초기부터 조류증식억제 효과를 보이면서 조류가 최고 성장기에 이를 때까지 높은 효과를 나타내었다. 수생식물중 애기마름 투여조가 다른 식물 투여조에 비해 가장 효과가 좋았다. 7일째에 조류증식 억제율은 솔잎 85%, 은행잎 80%, 잣잎 75%, 애기마름 78%, 줄 59% 창포 투여조 30%순이었고, 갈대 투여조는 효과가 없었다. 솔잎, 잣잎, 은행잎, 애기마름을 건조시켜 0.25 g/l와 1 g/l로 투여한 결과, 솔잎과 애기마름은 0.25 g/l에서 각각 53%, 90%로 좋은 효과를 나타낸 반면, 잣잎과 은행잎은 1 g/l 투여량에서 효과가 좋았다. 조류증식억제 효과 원인을 찾기 위해 식물체내 유기화합물을 분석해 본 결과 애기마름에서는 4-(4-hydroxyphenyl)-2-butanone과 2, 4-bis (1, 1-dimethylethyl)-phenol, p-CYMEN-8-0L이 검출되었고, 잣잎은 2, 4-bis (1, 1-dimethylethyl)-phenol이 검출되었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제25권2호
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• pp.135-146
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• 2020

This study was aimed to investigate the possibility of using raw and anaerobically-digested piggery wastewater as culture media for a green microalga Chlorella vulgaris (C. vulgaris). Due to high concentration of ammonia and dark color, the microalga did not grow well in this wastewater. In order to solve this problem, air stripping and NaOCl-treatment were applied to reduce the concentration of NH₃-N and the color intensity from the wastewater. Algal growth was monitored in terms of specific growth rate, biomass productivity, and nutrient removal efficiency. As a result, C. vulgaris grew without any sign of inhibition in air-stripped and 10-folds diluted anaerobically-digested piggery wastewater with enhanced biomass productivity of 0.57 g/L·d and nutrient removal of 98.7-99.8% for NH₃-N and 41.0-62.5% for total phosphorus. However, NaOCl-treatment showed no significant effect on growth of C. vulgaris, although dark color was removed greatly. Interestingly, despite that the soluble organic concentration after air stripping was still high, the biomass productivity was 4.4 times higher than BG-11. Moreover, air stripping was identically effective for raw piggery wastewater as for anaerobic digestate. Therefore, it was concluded that air stripping was a very effective method for culturing microalgae and removing nutrients from raw and anaerobically-digested piggery wastewaters.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제28권
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• pp.2.1-2.7
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• 2013

Objectives Tricalcium phosphate and calcium hydrogenorthophosphate are high production volume chemicals, mainly used as foodstuff additives, pharmaceuticals, lubricants, synthetic resin, and disinfectants. Phosphate has the potential to cause increased algal growth leading to eutrophication in the aquatic environment. However, there is no adequate information available on risk assessment or acute and chronic toxicity. The aim of this research is to evaluate the toxic potential of phosphate compounds in the aquatic environment. Methods An aquatic toxicity test of phosphate was conducted, and its physico-chemical properties were obtained from a database recommended in the Organization for Economic Cooperation and Development (OECD) guidance manual. An ecotoxicity test using fish, Daphnia, and algae was conducted by the good laboratory practice facility according to the OECD TG guidelines for testing of chemicals, to secure reliable data. Results The results of the ecotoxicity tests of tricalcium phosphate and calcium hydrogenorthophosphate are as follows: In an acute toxicity test with Oryzias latipes, 96 hr 50% lethal concentration ($LC_{50}$) was >100 (measured:>2.14) mg/L and >100 (measured: >13.5) mg/L, respectively. In the Daphnia test, 48 hr 50% effective concentration ($EC_{50}$) was >100 (measured: >5.35) mg/L and >100 (measured: >2.9) mg/L, respectively. In a growth inhibition test with Pseudokirchneriella subcapitata, 72 hr $EC_{50}$ was >100 (measured: >1.56) mg/L and >100 (measured: >4.4) mg/L, respectively. Conclusions Based on the results of the ecotoxicity test of phosphate using fish, Daphnia, and algae, $L(E)C_{50}$ was above 100 mg/L (nominal), indicating no toxicity. In general, the total phosphorus concentration including phosphate in rivers and lakes reaches levels of several ppm, suggesting that phosphate has no toxic effects. However, excessive inflow of phosphate into aquatic ecosystems has the potential to cause eutrophication due to algal growth.

• 생태와환경
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• 제41권spc호
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• pp.99-106
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• 2008

본 연구는 왕겨의 메탄을 추출물이 유해 남조 Microcystis aeruginosa 생장에 미치는 영향 및 현장적용 가능성을 조사하였다. 실험에 사용한 왕겨 추출물은 미정제 추출물과 이를 다시 분획하여 분리, 정제한 후 얻은 ${\beta}$-sitosterol, ${\beta}$-sitosterol-${\beta}$-D-glucoside, 1-tetratriacontanol, hentriacontane, orizaterpenoid, stigmas-5-en-$3{\alpha}$ 26-diacetate, stearic acid, myristic acid 등 8가지의 순수화합물로서, 이들 추출물을 남조 세포에 처리하여 생장 변화를 조사하였다. 연구에 사용된 조류는 국립환경과학원에서 분양 받은 M. aeruginosa (NIER 10010)이고, 물벼룩은 독일 BBE사에서 분양 받은 Daphnia magna로서, 이들은 각각 CB배지와 경수를 이용하여 배양 유지되었다. 왕겨 메탄을 추출물을 1, 10, 100, $1,000{\mu}g\;L^{-1}$의 농도로 처리하여 조류 배양조건과 동일한 조건에서 일정시간 배양하였다. 실험결과, 왕겨 메탄을 추출물은 모든 처리구에서 7일 후 $59{\sim}73%$의 높은 생장 억제 효과를 나타내며 M. aeruginosa의 생장을 억제하였다. 한편, 8가지 물질을 M. aeruginosa에 $1,000{\mu}g\;L^{-1}$ 농도로 처리한 실험에서는 3가지 물질 (${\beta}$-sitosterol-${\beta}$-D-glucoside, hentriacontane, orizaterpenoid)에서 생장 억제 효과를 보였다. 또한 M. aeruginosa에 이들 3가지 물질을 조합하여 실험한 결과, 이들 3가지를 혼합한 처리구에서 생장 억제에 대한 유의한 상승효과를 나타냈다(p<0.05). 왕겨 메탄올 추출물의 현장적용 가능성을 파악하고자 $1,000{\mu}g\;L^{-1}$의 추출물 농도에 물벼룩을 처리하여 실험한 결과, 96시간 후에 85%의 높은 생존율을 보였다. 결론적으로, 왕겨 추출물은 M. aeruginosa의 생장 억제에 효과적인 천연물질로서 조류 제어에 상승작용이 나타났으며, 현장 적용시 수중생물에 대한 독성은 높지 않을 것으로 판단되었다.

• 생태와환경
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• 제40권3호
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• pp.379-386
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• 2007

계면활성제의 주된 원료이며 Estrogenic hormone으로 알려진 nonylphenol이 수중생태계 먹이망의 하등생물군 성장에 미치는 독성영향을 파악하고자, 배양중인 조류(Microcytis aeruginosa), 편모충(Diphylleia rotans), 소형 (Brachionus calyciflorus) 및 대형동물플랑크톤(Daphnia magna)에 다양한 농도로 제작된 NP을 처리하고 각 개체군의 성장 및 동물플랑크톤 B. calyciflorus, D. magna의 발생특성을 각각 조사하였다. 예비실험을 통하여, 투여농도는 개체군에 따라 조류(0.01, 0.05, 0.10, 1.00mg $L^{-1}$), Diphylleia rotans (0.5, 1, 2.5, 5, 10 ${\mu}g\;L^{-1}$), Brachionus calyciflorus (0.1, 0.5, 1, 2.5, 5 ${\mu}g\;L^{-1}$), Daphnia magna (0.5, 1, 5, 10, 50 ${\mu}g\;L^{-1}$) 등으로 $4{\sim}5$단계 농도를 처리하였으며, 독성효과는 각 개체군의 현존량 변화로 산정 하였으며 실험은 각각 3회씩 반복 실행하였다. 분석결과, 예상했던 것처럼 모든 개체군은 NP농도가 증가할수록 강한 성장 억제를 보였다. 조류실험에서는 0.05 mg $L^{-1}$, D. rotans와 B. calyciflorus는 공히 10 ${\mu}g\;L^{-1}$, 대형동물플랑크톤 D. magna는 5.0 ${\mu}g\;L^{-1}$부터 각각 유의한 성장억제를 보였다. Nonylphenol에 대한 각 개체군의 $EC_{50}$은 B. calyciflorus (2.49 ${\mu}g\;L^{-1}$) < D. rotans (3.49 ${\mu}g\;L^{-1}$) < D. magna (7.61 ${\mu}g\;L^{-1}$) < M. aeruginosa (47 ${\mu}g\;L^{-1}$) 의 순으로 나타나 NP에 대해 조류세포가 가장 강한 내성을 보인 반면 B. calyciflorus가 가장 약한 것으로 나타났다. 또한 동물플랑크톤의 발생에 있어서 B. calyciflorus는 NP농도$(0.1{\sim}1{\mu}g\;L^{-1})$, D. magna는 이보다 약간 높은 NP농도 $(0.5{\sim}5{\mu}g\;L^{-1})$에서 공히 내구란이 형성되지 않았다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 조류섭식자인 편모충이나 동물플랑크톤은 모두 nonylphenol에 대하여 조류보다 내성이 극히 약하며 특히 발생계에 치명적인 영향을 받기 때문에 NP가 유입되는 수계에 있어서 섭식자 소멸로 인한 식물플랑크톤 대발생의 인자로 작용할 수 있음을 시사해 주고 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권9호
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• pp.1304-1307
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• 2013

Growth of Microcystis aeruginosa could be inhibited significantly within 24 h by the extracellular substances prepared from Aeromonas sp. strain FM. During the treatment, the concentration of extracellular soluble carbohydrates increased significantly in algal culture. Morphological and ultrastructural changes in M. aeruginosa cells, including breakage of the cell surface, secretion of mucilage, and intracellular disorganization of thylakoids, were observed. HPLC-MS analysis showed that the extracellular substances of Aeromonas sp. strain FM were a mixture of free amino acids, tripeptides, and clavulanate. Among these, the algaelysis effects of lysine and clavulanate were confirmed.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권6호
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• pp.979-985
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• 2002

The possibility of microalgal nitrogen treatment was tested in wastewaters with a low carbon/nitrogen (C/N) ratio. Chlorella kessleri was cultured in the two different artificial wastewaters with nitrate as a nitrogen source: one contained glucose for an organic carbon source and the other without organic carbon sources. The growth rates of the two cultures were almost identical when the aeration rate was over 1 vvm. These results suggest that microalgae could successfully remove nitrogen from wastewater, as far as the mass transfer of $CO_2$, was not limited. Nitrate was successfully reduced to below 2 mg $NO_3^-$-N/ml from the initial nitrate concentration of 140 mg $NO_3^-$-N/ml in 10 days, even in the wastewater with no organic carbon source. Similar results were obtained when ammonium was used as the sole nitrogen source instead of nitrate. Higher concentrations of nitrogen of 140, 280, 560 and 1,400 mg/ml were also tested and similar amounts of nitrogen were removed by algal cultures without showing any substrate inhibition.

• 생태와환경
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• 제48권2호
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• pp.108-114
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• 2015

유해조류의 생물학적 제어를 위하여 여과능이 입증된 패류와 동물플랑크톤을 혼합적용하고, 현장적용 가능성을 검토하였다. 실험수는 매년 남조 Microcystis aeruginosa가 대발생하는 일감호 (서울)의 현장수, sediment, 배지를 대형 수조에 일정량 넣고 인위적으로 조류대발생을 일으켜 유지하고 있는 실험수를 이용하였다. 실험은 동물플랑크톤만 처리한 Z군 (40 individuals $L^{-1}$), 패류만 처리한 M군 (2 individuals $L^{-1}$), 동물플랑크톤과 패류를 모두 첨가한 ZM군 (Z, M군의 밀도를 합한 것)으로 설계하였다. 수심별 조류제어 효과를 확인하기 위하여 표층, 중층에서 각각 일정량의 실험수를 꺼내 엽록소량의 경시적 변화를 측정하였다. 결과, 중층의 모든 처리구에서 Chl-a의 감소를 보였으며 24시간째 Z군은 63.2%의 제어율을 보인 반면, M군과 ZM군은 각각 79.8%, 90.8%의 제어율을 나타내 뚜렷한 억제효과를 보였다. 표층의 경우, Z군과 ZM군은 각각 51.9%, 63.4% 등으로 50% 이상의 억제효과를 보인 반면, M군의 경우 대조군의 27.4%로서 가장 낮은 제어율을 보였다. 결과를 종합하면, 두 생물제재의 혼합이 수층에 상관없이 그 효과는 입증되었으나 남조 M. aeruginosa의 부유성을 감안한다면, 패류의 적용수심이 조류제어에 매우 중요한 인자임을 알 수 있었다. 따라서 생물제재의 혼합적용이 보다 높은 효과를 보였으며 조류의 생리적 특성과 생물제재간의 상호관계에 대한 세밀한 연구가 요구되었다.