• 생태와환경
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• 제37권3호통권108호
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• pp.263-271
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• 2004

체류시간이 서로 다른 두 부영양 수계에서 미소먹이망의 생태학적 정보를 파악하고자, 기초적 환경요인과 bacterioplankton 및 nanoplankton의 현존량 및 탄소생체량을 각각 조사하였다. 조사기간동안 두 수계 공히 강우는 주로 7월에서 9월에 집중하였으며, 수온 역시 큰 차이는 없었다. 두 수계의 플랑크톤 군집은 공히 저온기 동안에는 비교적 세포크기가 큰 nanoplankton이 우점한 반면, 고온기 동안에는 소형 bacterioplankton이 높은 현존량을 나타냈다. 그러나 비교적 수계가 안정된 석촌호수에서는 강우에 큰 영향을 받지 않은 반면, 경안천에서 nanoplankton은 현존량은 물론 탄소생체량의 다양한 변화를 보였다. 두 수계의 미세먹이망은 석촌호수에서는 박테리아와 phytoplankton 또는 cyanobacteria간에 밀접한 분포 관계를 보인 반면, 경안천에서는 박테리아와 protist 사이에 뚜렷한 먹이관계를 보였다. 또한 경안천에서 개체수와 탄소생체량간의 비대칭적인 현상이 뚜렷하였다. 따라서 경안천의 미세먹이망은 수온이나 영양물질보다 강우에 의한 빠른 체류시간에 의해 강하게 영향을 받고 있지만, 안정된 수계에 비해 bacterioplankton보다 nanoplankton들의 높은 성장과 종 다양성을 유도하였다.

• 한국유기농업학회지
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• 제27권4호
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• pp.479-499
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• 2019

본 연구는 제주지역 무 주산지에서 재배 방법(유기 vs. 관행)과 토양 종류(화산회토 vs. 비화산회토)에 따른 토양의 화학적 특성, 미생물 활성 그리고 미생물 군집 조성을 분석하고 요인간 연관성을 구명하기 위하여 수행하였다. 전반적으로 유기와 관행의 재배 방식에 따른 토양 화학성은 처리간 뚜렷한 경향을 보이지는 않았으나 토양 미생물체량, 효소 활성, 종 풍부도와 다양성 그리고 미생물 군집 분포 등은 유의한 차이를 보였다. 반면에 토양 종류에 따른 화학성과 미생물 군집 분포 등 미생물학적 특성은 뚜렷한 차이를 보였다. 특히 유기재배 토양에서 관행 대비 토양의 세균, 방선균 및 사상균 그리고 미생물체량이 증가하였으며, Org-NA 토양에서 탈수소효소 활성, 종 풍부도(Chao 1) 그리고 종 다양성(Phyrogenetic diversity) 지수가 가장 높았다. 무 재배 토양에 분포하고 있는 주요 세균 문은 Proteobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi, Firmicutes 그리고 Actinobacteria 등 5종이었으며 재배 방법 및 토양 종류에 관계없이 Proteobacteria 문이 화산회토에서 25.9%, 비화산회토에서 21.9~24.9%로 가장 높은 분포를 보였다. 그리고 대체로 화산회토와 비화산회토 토양 종류별로 유사한 군집 조성을 보였으며, 화산회토에서는 재배 방법별 주요 문의 군집 조성은 큰 차이가 없었으나 비화산회토에서는 차이를 보였다. 특히, Firmicutes는 Org-NA 토양에서 21.0%, Acidobacteria는 Con-A에서 21.6%로 가장 높은 분포를 보였는데 대체로 화산회토와 관행재배 토양에서 높은 경향을 보였다. 또한 재배 방법 및 토양 종류별 미생물 군집을 대표하는 바이오마커를 찾기 위하여 LEfSe 분석을 실시한 결과, Firmicutes 문의 분포가 비화산회토와 유기재배 토양에서 유의하게 증가하였다. 그리고 토양 화학성 중에서 총유기탄소 함량, 유효인산 그리고 치환성칼륨 함량은 Firmicutes 등 주요 세균 문과 유의한 상관관계를 보였다.

• 생태와환경
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• 제43권1호
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• pp.55-68
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• 2010

박테리아, HNF, 식물플랑크톤 그리고 섬모충류로 이어지는 미소생물군집의 계절적 변화를 2007년 5월에서 2008월 5월까지 부영양화된 기수호유역 시화호의 3개 정점에서 조사하였다. 배수갑문 주변의 두 정점과 비교하여 상류의 정점에서 염분농도가 낮게 나타났고, 영양염 농도와 더불어 Chl-$\alpha$가 현저하게 높게 기록되었다. 박테리아의 연 평균은 St. 1에서 $6.8{\times}10^6\;cells\;mL^{-1}$로, St. 2에서 $7.4{\times}10^6\;cells\;mL^{-1}$로, St. 3에서 $4.6{\times}10^6\;cells\;mL^{-1}$로 각각 관찰되었다. HNF의 연 평균은 St. 1에서 $19{\times}10^2\;cells\;mL^{-1}$로, St. 2에서 $6.7{\times}10^2\;cells\;mL^{-1}$로, St. 3에서 $5.9{\times}10^2\;cells\;mL^{-1}$로 각각 기록되었다. 최고치의 섬모충 개체수는 St. 1에서 2008년 4월 29 일에 관찰되었고, 전체의 99%가 자가영양성 섬모충 Mesodinium rubrum (=Myrionecta rubra) 이였다. Chl-$\alpha$농도는 박테리아와 높은 상관관계가 관찰되었으나, 박테리아는 HNF와 섬모충으로 이어지는 상위 포식자 간의 상관성이 높게 나타나지 않았다. 이것은 상위 포식자로 이어지는 에너지 흐름의 효율이 비교적 낮다는 것을 의미한다. 부영양화된 시화호에서 일차 생산자의 생물량이 높게 관찰되였음에도 불구하고, 미소생물군집의 상위 영양단계 생물과 하위 생물군과의 상관성이 나타나지 않았다는 것은 미소생물환의 먹이 연쇄는 고전적인 먹이망과 같은 간접적인 경로와 더불어 시간 지연의 영향을 받았을 것으로 사료되었다.

• 한국습지학회지
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• 제26권1호
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• pp.41-50
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• 2024

식물 미생물 연료전지(P-MFC)는 식물과 근계의 미생물 군집에서 전기를 생성하는 바이오매스 활용 에너지 기술로 지속가능한 환경을 고려하는 자연기반해법의 적정기술이다. 국내 수변공간에 적합한 P-MFC 기술 개발을 위해서는 국제적인 연구 동향에 대한 분석이 선행되어야 할 필요가 있다. 이에 따라 본 연구에서는 Web of Science에서 조회되는 P-MFC 관련 연구논문 총 700편을 대상으로 동시 출현단어 분석 프로그램인 VOSviewer을 사용해 핵심 키워드를 도출하고 연구 동향을 분석하였다. 분석 결과, 첫째, P-MFC 관련 연구는 1998년부터 지속적으로 증가하고 있으며 특히 2010년대 중후반부터 크게 증가 추세에 있다. 국가별 논문 투고 수는 '중국'-'미국'-'인도' 순으로 가장 많았으며 2010년대 이후 P-MFC에 관해 관심이 커지기 시작해 수변공간과 습지 환경이 풍부한 필리핀, 우크라이나, 멕시코 등의 나라에서도 게재 수가 늘어나고 있는 것으로 나타났다. 둘째, 기간별 연구 경향의 경우, 1998년~2015년에는 다양한 환경에서 미생물 연료전지의 성능 검증에 대한 연구가 주를 이루었다. 2016년~2020년에는 미생물 연료전지 사용의 구체적인 조건, P-MFC의 구조 및 발전 방식과 관련된 연구가 주를 이루었다. 2021년~2023년에는 P-MFC 발전 과정의 제약 요소와 효율성 향상을 위한 구체적인 연구가 주로 진행되었다. 본 연구를 통해 파악된 P-MFC 관련 국제적 연구 동향은 향후 국내 수변공간에 적합한 기술 개발 시 유용한 자료로 사용될 수 있을 것이다. 향후 본 연구 외에 세부 분야별 연구 동향 및 수준에 대해서도 추가적인 연구가 필요하며 국내에서 P-MFC 기술의 발전과 활성화를 위해서는 현장 적용성에 대한 연구 확대와 정책, 제도적 개선도 병행되어야 할 것이다.

• KSBB Journal
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• 제8권5호
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• pp.438-445
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• 1993

유기칠 폐기물을 보다 효율적으로 처리하고자, 상 분리 혐기발효와 Chiorella 배양에 의한 생우분의 4 단계-복합처리를 시도하였다. 3배 희석 생우분을 6 일간 산발효시킨 발효액을 4 일의 수리학적 체류시 간으로 1차 에탄발효조에 공급했을 때, 평균 977ml/l C비ture/day의 바이오가스가 생산되었고, 1차 발효 폐액을 역시 4일의 체류시간으로 2차 메탄발효조에 공급했을 때 평균 428ml/l culture/day의 바이오 가스가 생산되었다. 1차 메탄발효의 바이오가스 생 산성은 재래의 단일조식과 비교했을 때 31.4% 증가 되었다. 또한 산발효과정, 1차 및 2차 에탄발효과정 의 유기물 제거율은 각기 71.8%, 42.6% 그리고 2 24.0%였다. 한편, 2차 메탄발효폐액은 Chiarella s sp. PSH3에 의해 10일의 체류시간으로 반연속배양 처리한 결과, 평균 1.8g/l culture/day(2.8$\times$106 cells/ml)의 조체가 생산되었고, 이 과정의 유기물 제거율은 73%였다. 이상의 4단계 처리과정을 통하 여 초발원료인 3배 희석 생우분의 COD가 51, 300ppm에서 최종단계인 Chiarella의 처리에 의해 평균 85ppm으로 감소되어 총유기물 제거율이 99.8 %에 달하였다. 이들의 결과는 유기질 폐기물의 효 율적 처리와 더불어 바이오가스와 균체단백질을 생산하는 복합처리계의 구성이 가능함을 나타낸다.

• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.425-430
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• 2005

1. $H_2$ 생산속도와 $H_2$ 수율의 안정화를 근거로 판단컨대 start-up 기간은 30일 이내로 나타나 중온 CSTR에 비해 짧은 편이었다. 2. 고온 CSTR의 최고 $H_2$ 수율은 2.4 mol $H_2/mol$ glucose로 나타나 보고 된 중온의 것에 비해 우수한 편에 속하였다. 3. 운전 초기에 $CH_4$이 발생하였으나 14일 이후부터는 pH를 5.0 이하로 유지하면 거의 검출되지 않는 것으로 봐서 메탄생성균이 식종균에 남아 있더라도 반응기 운전 조건을 통해 $CH_4$ 발생을 억제할 수 있었다. 4. 고온 CSTR은 초기 운전 후에 적용한 운전조건의 변화(유입 포도당 농도, pH, 및 온도)에 민감한 것으로 나타났다. 특히 pH 및 온도변화에 대해 $H_2$ 생산속도와 $H_2$ 수율, 포도당 제거율 면에서 반응기 성능의 감소 및 불안정이 나타나, 운전 조건 변화 후에 나타난 고온 CSTR의 성능회복이 쉽지 않음을 알 수 있었다. 5. 문헌에 보고 된 중온 CSTR과는 달리 고온 CSTR는 일정한 조건에서도 불안정 한 성능을 나타내기도 하였다. 6. 불안정한 반응기 성능은 lactate 농도 증가와 더불어 n-butyrate와 acetate 농도 감소를 동반하였다. 생산된 n-butyrate와 acetate의 농도는 lactate의 농도변화와 반대의 경향을 나타내었다. 7. 비교적 긴 HRT와 침전조를 이용한 biomass의 재순환에도 불구하고, 유입 포도당의 농도가 낮아 biomass 농도는 다른 중온 반응기에서 보고된 것에 비해 낮은 편이었다. 8. T. thermosaccharolyticum와 계통발생학적으로 관련된 개체군이 반응기 운전 후 약 40일부터 우점으로 나타나 반응기 성능과 상관없이 그 이후로 계속 우세한 것으로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제52권1호
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• pp.40-49
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• 2019

본 연구는 몬순지역의 대형호인 소양호를 대상으로 동물플랑크톤의 종 조성과 생물량을 조사하였으며, 군집의 계절천이를 알아보고자 하였다. 또한, PEG 모델과 몬순지역에서 다른 호수와의 동물플랑크톤 계절천이를 비교하여 고찰하였다. 조사기간 동안 소양호 유역의 강수량은 $705{\sim}1,779mm\;yr^{-1}$의 큰 변동을 보였으며, 70% 이상이 6~9월에 집중되는 것으로 나타났다. 소양호의 수질은 연도별 변화보다 계절적 변화가 뚜렷하게 나타났으며, 몬순기후로 인한 여름철 홍수기 탁수유입이 가장 중요한 환경요인으로 작용하였다. 소양호에서 동물플랑크톤 종 조성의 계절천이는 연도별로 차이는 있지만, 매년 두 시기에 거쳐 뚜렷한 경향을 보였다. 봄 시기에는 소형 동물플랑크톤이 우점하였으며, 여름과 가을 시기에는 크기가 큰 지각류와 요각류가 우점하였다. 동물플랑크톤의 생물량은 집중강우 이후 9월에 최대를 보였으며, Chl. a 농도와 유사한 계절변동을 보였다(r=0.45). 소양호에서 동물플랑크톤의 생물량 증가는 강우 시 유입된 영양염과 유기물에 의한 미생물, 식물플랑크톤 등 먹이유용성 증가에 따른 microbial loop와 bottom-up 효과로 판단된다. 결과적으로, 몬순지역의 대형호인 소양호 동물플랑크톤은 종별 계절천이는 PEG 모델을 따랐지만, 생물량의 계절천이는 온대호수뿐만 아니라 몬순지역의 호수와도 차이를 보였다. 이는 유역에서 유입된 다량의 유기물 등과 함께 소양호의 수심, 체류시간 등 수리학적 특성에 따른 영향으로 판단된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권6호
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• pp.849-854
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• 2006

The effects of Haematococcus pluvialis extracellular products on microbial growth and bacteriocin production were investigated to improve bacteriocin synthesis during the growth cycle of Lactobacilli. Lactobacillus pentosus KJ-108, L. plantarum KJ-10311, and L. sakei KJ-2008 were cultured in MRS and enriched medium (ERM) with or without supplement of the extracellular products obtained from a late exponential phase culture of Haematococcus pluvialis in modified Bold's basal medium (MBBM). In both MRS and ERM, the extracellular products strongly enhanced the growth as well as the bacteriocin production of all the lactic acid bacteria tested. The enhancing effect was observed in ERM with pH adjusted at 5 and 6. In addition, some difference in growth effects with the extracellular products of H. pluvialis was observed between pH 5 and 6 in ERM, but no effect was observed in the minimal medium. The final biomass and the final concentration of bacteriocin activity were associated with the cell growth that was promoted by the extracellular products of H. pluvialis, and the enhanced cell growth of the three lactic acid bacterial strains induced the increase of the specific bacteriocin production. Therefore, bacteriocin production and activity were influenced by the addition of the extracellular products of H. pluvialis in the culture medium.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제7권2호
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• pp.105-111
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• 2002

The biological removal of 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) was studied in a bench-scale bioreactor using a bacterial culture of strain OK-5 originally Isolated from soil samples contaminated with TNT. The TNT was completely removed within 4 days of incubation in a 2.5 L bench-scale bioreactor containing a newly developed medium. The TNT was catabolized in the presence of different supplemented carbons. Only minimal growth was observed in the killed controls and cultures that only received TNT during the incubation period. This catabolism was affected by the concentration ratio of the substrate to the biomass. The addition of various nitrogen sources produced a delayed effect for the TNT degradation. Tween 80 enhanced the degradation of TNT under these conditions. Two metabolic intermediates were detected and identified as 2-amino-4, 6-dinitrotoluene and 4-amino-2, 6-dinitrotoluene based on HPLC and GC-MS analyses, respectively. Strain OK-5 was characterized using the BIOLOG system and fatty acid profile produced by a microbial identification system equipped with a Hewlett Packard HP 5890 II gas chromatograph. As such, the bacterium was identified as a Stenotrophomonas species and designated as Stenotrophomonas sp. OK-5.

• 한국물환경학회지
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• 제30권2호
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• pp.220-225
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• 2014

A sequencing batch reactor (SBR) was operated to obtain thiosulfate-utilizing denitrifier cultivated with two types of electron accepter (nitrate and nitrite). Using the microbial biomass obtained from the SBR, batch tests were conducted with different nitrite concentrations (50 and 100 mg-N/L) at pH 7.0, 7.5 and 7.9 to see how free nitrous acid (FNA) negatively works on the thiosulfate-utilizing denitrification of nitrate. The specific denitrification rate (SDR) of nitrate was significantly influenced by pH and FNA. The presence of nitrite caused a remarked decrease of the SDR under low pH conditions, because of the microbiological inhibitory effect of FNA. The minimum SDR was observed when initial nitrite concentration was 100 mg-N/L at pH 7.0. Moreover. the SDR was influenced by the type of electron acceptor used during the SBR operation. Thiosulfate-utilizing denitrifier cultivated with nitrite showed smaller SDR on the thiosulfate-utilizing denitrification of nitrate than those cultivated with nitrate.