갯벌은 영양염 순환과 오염물질 제거 등 환경적으로 가지는 의미가 크다. 이에 갯벌에서 아밀라아제, 셀룰라아제, 프로테아제, 리파아제를 생성하여 유기물을 분해하는 190균주를 순수분리하고 효소 활성 실험을 통해 그 중 활성이 좋은 균주를 선택하였으며 16S rRNA유전자 분석을 통해 Pseudoalteromonas sp. IC35 (KE804087)로 동정하였다. 또 무기황(S0)을 에너지원으로 하여 최소배지에서 생존 가능한 황산화 세균을 31균주를 순수 분리하고 sulfate ion을 측정하여 황산화능력이 뛰어난 세균을 16S rRNA 분석하여 Halothiobacillus neapolitanus IC_S22 (KE804088)로 동정하였다. 이렇게 분리한 균주들이 환경에서 활성을 가지는 지를 측정하기 위해 유기물 분해에 대해(대조군 M1, 접종군 M2)와 황산화능력에 대해(대조군 M3, 접종군 M4)의 microcosam 반응기를 각각 구축하였다. Pseudoalteromonas sp. IC35를 접종한 M1에서 비접종군인 M2에 비해 유기물 분해 효율이 증가되었으며 microcosm 반응기 내의 생물량도 증가됨을 확인하였다. H. neapolitanus IC_S22을 접종한 M3에서 비접종군인 M4에 비해 환원성 황($S_0$)을 산화하는 능력이 상승되었으며 real time PCR을 이용하여 pilot 내에서 세균의 생물량이 증가함에 따라 초기 sulfate ion의 양도 증가함을 확인하였다. 이번 연구를 통해 대사활성이 우수한 균주를 부가적으로 환경에 접종함으로써 기존 세균 군집에 의한 환경정화 능력을 증가 시키는 것으로 사료된다.
병풀의 잎과 줄기는 오랜 기간 궤양, 건선과 같은 피부질환 치료를 위한 약재로 사용되어왔으며, 병풀의 유효성분인 asiaticoside, madecasosside, asiatic acid, madecassic acid와 같은 triterpenoids는 피부 항염 및 피부 광 노화 개선 등의 효능이 밝혀져 있다. 본 연구의 목적은 인체에 유익한 미네랄을 많이 함유하고 있는 제주용암해수로 병풀을 숙성한 뒤 추출하여 피부 항염 및 보습 효능을 확인하는 것이다. 제주용암해수로 병풀을 숙성한 뒤 추출물을 HPLC에 분석하였을 때 triterpenoids의 농도가 더 증가하는 것을 관찰하였다. 숙성한 병풀 추출물의 항염증 효능을 확인하기 위해 LPS로 활성화된 RAW 264.7 세포에서 NO의 생성과 PM10 혹은 UV에 의해 유도된 HaCaT 세포에서 염증성 사이토카인들의 발현을 확인하였다. 실험 결과, 숙성한 병풀 추출물이 NO와 IL-6, IL-8, TNF-a의 발현을 저해하였고 숙성하지 않은 군에 비해 숙성한 군에서 억제 효능이 더 높은 것을 확인하였다. 또한, 피부 보습 효능을 확인하기 위해 HaCaT 세포에서 HA의 합성을 확인한 결과 숙성하지 않은 군에서는 효능이 없는 것에 반해 숙성한 군에서 농도 의존적으로 HA 생성이 증가하는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구 결과를 바탕으로 제주용암해수로 숙성한 병풀 추출물은 항염과 보습에 유효한 소재임을 확인하였고 숙성하지 않은 병풀 추출물보다 효능이 우수할 것으로 판단된다.
삼투압보다 높은 외부압력을 역으로 걸어주면 용매는 용질 농도가 낮은 용액쪽으로 이동하게 되는데 이 현상을 역삼투라고 한다. 역삼투 원리를 이용하여 40-70 기압의 압력구배를 구동력으로 해서 해양심층수의 담수화 적용성을 검토 조사하였다. 역삼투막의 성능에 영향을 미치는 유량과 염제거율에 관한 온도와 압력등 여러 인자들에 관하여 고찰하였다. 온도는 역삼투압 분리막의 유량에 비례하는 반면, 염제거율에 반비례하는 관계를 보이고 있다. 압력은 분리막의 유량과 염제거율에 비례하는 관계를 보였다. $Mg^{2+},\;Ca^{+2},\;Na^+,\;K^+$ 등과 같은 해수의 주성분 미네랄에 대한 역삼투 분리막의 분리특성은 해수와 같은 강전해질 용액에서 전하량이 큰 $Mg^{2+}$와 $Ca^{2+}$의 염제거율은 99% 이상으로 온도에 비례하는 관계를 보였다. 전하량이 적은 $Na^+$의 염제거율은 98%-99.5%로 2가 이온의 염제거율보다는 낮고, 전하량이 작은 $K^+$ 이온보다는 크게 나타났다. 약산이나 상온에서 기체상태나 유리상태로 존재하는 보론의 배제율은 역삼투 분리 막에서 상당히 낮게 나타나고 대부분 우리나라 먹는물의 수질 기준치를 상회한다. 그러나 보론의 배제율은 온도에 반비례하고 압력에 비례하는 관계를 이용하여 수온 $5^{\circ}C$, 압력 $70kgf/cm^2$의 운전조건에서 생산된 생산수의 보론 농도는 우리나라의 먹는물 수질 기준을 만족한다.
Vertical profiles of the chlorophyll ${\alpha}$, phytoplankton abundance, nutrients and sigma-t were compared with the vertical distribution of phytoplankton species in conjunction with $^{14}$C primary production in the Southern Waters of the East Sea, Korea. In the upper mixed layer the water column was only weakly stratified and ambient nitrogenic nutrient concentrations were markedly depleted. Dissolved silicate seemed to be another limiting nutrient in the surface layer. The occupation of different water depths by several dominant diatom species was well explained by the degree of silicification of each cell and the silicate concentration of ambient seawater. Subsurface chlorophyll maxima were continuously observed in the lower parts of the euphotic layer and the depth coincided with nutricline, supporting our view that chlorophyll maximum was sustained partially by enhancement of in situ growth of phytoplankton and partially by increase of cellular chlorophyll content. The persistence of chlorophyll maximum layer was attributed to the physiological adaptation of the phytoplankters to low light intensities and to the utilization of regenerated nutrients. Integrated water column production of organic matter by photosynthesis appeared to be better related to phytoplankton cell division than to the cell growth in terms of biosynthesis of pigments and other intracellular components.
식수의 보급이 원활하지 않은 경우를 대비하여 저에너지, 자급형 휴대용 담수화 장치를 설계하고 실험하여 그 활용 가능성을 제시하였다. 장비 구성이 단순한 정삼투 현상을 이용하여 휴대용 담수화 장치를 설계하였으며 중탄산암모늄을 이용하여 적은 에너지원을 이용한 담수화가 가능하도록 하였다. 여러 농도의 중탄산암모늄 수용액과 염화나트륨 수용액을 각기 사용하여 휴대용 담수화 장치의 담수화 성능을 조절할 수 있음을 확인하였다. 염 제거 실험을 통하여 음용 가능한 물을 확보하였고 온도를 증가시킴에 따라 그 시간을 단축시킬 수 있음을 확인하였다.
Yellow clay dispersion has been applied to minimize fisheries impact by the red tide Cochlodinium polykrikoides blooms in Korean coasts since 1995. The present preliminary study documents the effect of yellow clay on Korean rockfish, Sebastes schlegelii, in terms of oxygen consumption rate (OCR). The OCR in the low clay suspension (0.05 and 0.23 %, w/w) showed normal level compared to the control. In contrast, the OCR for each one of three replicates in the high clay suspension (1.16 and 5.58 %, w/w) was not returned to the previous level that clay was not treated, indicating that high clay suspension (${\geq}1.16%$, w/w) might give negative effect on Korean rockfish. Overall, this result suggests that field application of clay to control Harmful Algal Blooms (HABs) may not give impact on Korean rockfish once the clay is dispersed in a low concentration (${\leq}0.23%$). In order to understand the changes of OCR in the repeated exposure to clay, it is required to do further studies on the changes of OCR when the fish is exposed to clay repeatedly after recovery in the normal seawater.
We measured oxygen microprofiles using an oxygen microelectrode in Ganghwa intertidal flat in April and September. Oxygen consumption rate was calculated by using three different methods based on the oxygen microprofiles. The method using the PROFILE software was thought to be the most reliable among the three methods. The oxygen consumption rates calculated at station D1 by using the PROFILE software were 10.5 and 6.27mmol $m^{-2}d^{-1}$ in April and September, respectively. At station D2, they were 10.9mmol $m^{-2}d^{-1}$ in April and 5.39 mmol $m^{-2}d^{-1}$ in September. There was little spatial variation, but large seasonal variation, with almost two times larger values in April than in September. The higher rate in April is ascribed to higher oxygen concentration in the seawater and higher organic carbon content in the surface sediments, which probably accelerate oxygen consumption for organic matter decomposition in the sediments. Aerobic remineralization rates estimated from the oxygen consumption rates ranged from 4.14 to 8.07 mmol C $m^{-2}d^{-1}$ in Ganghwa intertidal flat, which were much lower than the anaerobic remineralization rate.
Seashore joining with land and sea, which is typical habitat for marine macroalgae, is classified two types of shore as soft- and hard-bottom shore according to topographical (geological) and ecological features. We compared two of Ulva pertusa Kjellman from two contrasting habitats, sandy (soft-bottom, Haenam) and rocky shore (hard-bottom, Hadong) in terms of chlorophyll-a fluorescence and its parameters, and various photosynthetic pigment and nutrient content in the tissue of those. Both of habitats were different in the light environment such as light attenuation coefficient and even in nutrient concentration of ambient seawater. Electron transport rate (ETR) of Ulva from sandy shore was higher than from rocky shore. The range of photosynthetic pigment content in the tissue of U. pertusa was significantly much more in from sandy shore, and also nitrogen and phosphorus content were significantly higher except for carbon content. However, there were no significant differences in the ratio of among photosynthetic pigments, and N:P ratio was similar between each other, even though significantly different. Our result implied on the reason of why most of green tides in the worldwide concentrated and frequently occurred at sites with sandy, muddy and silty bottoms, being classified as soft-bottom shore.
Biodegradation of the endocrine-disrupting chemical di-n-butyl phthalate (DBP) was investigated using a bacterium, Pseudomonas fluorescens B-1, isolated from mangrove sediment. The effects of temperature, pH, salinity, and oxygen availability on DBP degradation were studied. Degradation of DBP was monitored by solid-phase extraction using reversed-phase HPLC and UV detection. The major metabolites of DBP degradation were identified as mono-n-butyl phthalate and phthalic acid by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and a pathway of degradation was proposed. Degradation by P. fluorescens B-1 conformed to first-order kinetics. Degradation of DBP was also tested in seawater by inoculating P. fluorescens B-1, and complete degradation of an initial concentration of $100{\mu}g/l$ was achieved in 144 h. These results suggest that DBP is readily degraded by bacteria in natural environments.
The suitability of a flexible fiber filter for removing suspended solid (SS) in a recirculating aquaculture system was evaluated. This study focused on variation in the performance with a change in filtering time, influent water quality, and filtering mode duration. The particle distribution diagram of the filter effluent showed that the number of particles bigger than $5-8{\mu}m$ decreased dramatically, and the removal efficiency exceeded 80%. Although the removal efficiencies of SS and chemical oxygen demand (COD) were dependent on the quality of the influent, the SS and COD concentrations of the effluent were not affected by the influent concentrations. This was despite the deterioration if water quality after feeding in the rearing tank. The performance of the filter was not affected by the filtering mode duration, feeding conditions, or filtering time. The SS concentration and turbidity of the recirculating-type rearing tank were 30% and 50% lower, respectively, than of the a non-recirculating-type rearing tank under the same operating conditions. The flexible fiber filter was applicable to a recirculating aquaculture system that uses plenty of seawater, based on its low filtering resistance $(2kg_f/cm^2)$, high flux $(330m^3/m^2/hr)$, and high fine particle removal efficiency (80%, $5-8{\mu}m$).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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