• 제목/요약/키워드: winter bloom

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겨울철 규조류 대발생 제어를 위한 Naphthoquinone 유도체 Nq 4-6의 적용 가능성 (Application Possibility of Naphthoquinone Derivative Nq 4-6 for Mitigation of Winter Diatom Bloom)

  • 변정환;주재형;김백호;한명수
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제2권3호
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    • pp.224-236
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    • 2015
  • 겨울철 한강과 낙동강에서 규조 Stephanodiscus hantzschii에 의한 조류발생이 빈번하게 일어나며, 이로 인한 수자원의 질적변화와 정수과정에 많은 경제적 손실을 주고 있다. 본 연구진은 조류대발생의 원인종인 S. hantzschii을 제어할 수 있는 naphthoquinone (Nq) 화합물을 개발하였다. 본 연구는 개발된 Nq 화합물 중 가장 친환경적인 화합물을 선정하기 위한 실험으로 물질의 살조범위 실험과 낙동강 현장수를 이용한 10 L 규모의 미소생태 실험을 수행하였다. 그 결과 Nq 4-6 화합물의 살조범위는 원반형 규조류에 특이적으로 나타났으며, 남조류 및 녹조류에 대해 살조 활성이 나타나지 않았다. 미소생태 실험 결과, 대조구에서 S. hantzschii가 지속적으로 세포밀도가 증가한 반면, Nq 4-6 화합물을 접종한 처리구에서는 처리 7일째 대조구 대비 S. hantzschii가 94.4% 감소하였으며, S. hantzschii를 제외한 나머지 규조류 및 녹조류에서는 Nq 4-6 화합물 처리 후 살조활성이 관찰되지 않았다. 식물플랑크톤 군집 분석 결과 대조구에 비해 처리구에서 우점도는 낮게 나타났으며, 다양도, 풍부도, 균등도 등은 처리구에서 높게 나타났다. 물리화학적요인 (용존산소, pH, 영양염) 및 미소생물 (heterotrophic nanoflagellates, 섬모충, 박테리아) 등에서도 Nq 4-6 화합물 처리 후 특이적인 변화는 나타나지 않았다. 따라서 본 연구에서 개발된 Nq 4-6 화합물은 생태독성이 낮고, 겨울철 국내 하천에서 매년 대발생을 일으키는 규조 S. hantzschii만을 특이적으로 제어함을 확인하였으며, 적용 시 식물플랑크톤 종 다양성을 증진시키는 친환경적인 조류제어제로 판단된다.

양수발전댐의 건설 초기에 발생한 동물플랑크톤군집의 시.공간적인 분포특성 (Spatial and Temporal Distribution Characteristics of Zooplankton Appeared on Early Construction of Pumped Storage Power Plant Dam)

  • 이재용;정성민;장군;김범철
    • 생태와환경
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    • 제47권spc호
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    • pp.57-65
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    • 2014
  • 2006년에 준공한 양양양수발전댐에서 동물플랑크톤의 시 공간적인 밀도변동을 파악하기 위해 2007~2009년 월 1회 조사(결빙기 제외)를 시행 분석하였다. 고산 삼림에 위치한 양수발전댐은 거의 매일 밤에 하부댐에서 양수한 물을 상부댐으로 양수하여 낮에 방류를 통해 전력을 생산하고 있다. 매일 반복되는 수체의 교란은 기존의 댐과는 다른 독특한 동물플랑크톤의 시공간적인 변동을 초래할 것으로 예상하였다. Chl-a 농도는 초겨울에 가장 높은 양상을 보인 한편, 몬순강우 시기에는 가장 낮은 농도를 보이는 일반적인 특성 또한 보였다. 동물플랑크톤의 밀도는 하부댐에 비해 상부댐에서 높게 나타났는데, 이는 하부댐과는 달리 상부댐에는 어류의 포식압에 의한 영향이 작기 때문으로 사료된다. 윤충류(특히, Keratella cochlearis)의 출현 시기와 식물플랑크톤의 현존량이 높아지는 시기 사이에 뚜렷한 차이가 있었다. 이는 윤충류가 식물플랑크톤 이외에 용존유기물과 박테리아 등과 같은 먹이원에 일부 의존하고 있음을 시사한다. 본 논문에서는 동물플랑크톤에 포함시키지는 않았으나 mixotrophic dinoflagellate (Peridinium bipes f. ocultatum)이 상당한 출현을 보였는데 Peridinium은 식물플랑크톤과 동물플랑크톤의 사이에 위치하는 혼합영양방식을 가지고 있어 이들 종의 생태적인 특성을 연구하는 것은 외부기원유기물의 기여가 큰 수환경내 물질순환을 이해하는데 중요한 지표가 될 수 있다. 본 논문은 고산에 위치하거나 주변 삼림으로부터 외부기원유기물의 기여도가 높은 저수지 및 인공댐에 서식하는 동물플랑크톤군집에 대한 생태학적인 메커니즘을 이해하는데 기초정보로서 활용될 수 있다.

환경요인에 따른 동복호에서의 식물성플랑크톤 계절적 분포 (The Seasonal Distribution of Phytoplankton by Environmental Factors in Dongbok Reservoir)

  • 정진;조영관
    • 환경위생공학
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    • 제11권1호
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    • pp.27-37
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    • 1996
  • The taxa of phytoplankton in the Dongbok reservoir consisted of 6 classes, 9 orders, 4 4 suborders, 21 families, 42 genus, 86 species, 4 varieties and 1 formula; totally 91 t taxa appeared. It contained 3 major groups that is Chlorophyceae 51 taxa(56.0 % the most high rate), Bacillariophyceae 23taxa(25.2%), Cyanophyceae 10taxa(10.9%). The most abundant with 47 taxa was in December, the least with 11 taxa was in March during research every month. The component ratio of biomass each main groups, Bacillariophyceae(51 %, the most h high rate), Cyanophyceae(38.9%), Chlorophyceae(9.8%). The most abundant class at the biomass component ratio were Cyanophyceae which contained 82.6-98.0 % of it in May and September, Chlorophyceae 79.0% in August, and Bacillariophyceae increased continuously, specially in winter and autumn. The seasonal dominant groups were Microcystis aemginosa belong to Cyanophyceae in spring and autumn, some species of Chlorophyceae in summer and Melosira granulata belong to Bacillariophyceae in winter and late autumn. Dominant index ranged from 0.33 to 0.95. The season of the lowest index was autumn and the highest was spring. Species diversity indices ranged from 1.09 to 3.99. The water environmental factors of the Dongbok reservoir were that the values of water temperature ranged between $2.4~28.9^{\circ}C$, pH 7.2~8.3, conductivity 77.0~105.5us/cm, and transparency 1.2~2.8m, also the concentration of dissolved oxygen(DO) ranged of 6.9-14.6mg/L, total nitrogen(T-N) 0.38-1.84mg/L, total phosphorus (T-P) 0.011~0.028mg/L, and chlorophyll-a $7.0~29.9mg/m^3$. In this research the proper temperature of water for algae growth, $15~20^{\circ}C$, was maintained in April. May, November and December 1 The number of species that induced water color were 14 species, that caused taste-and-odor problems were 3 species and that caused filter clogging were 5 species. A Among them, the bloom of Anahaena macrospora that caused odor problem occurred l in May and of Microcystis aeruRinosa and M. lνensenberRii that caused filter clogging in May and September.

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생물유래 살조물질 Naphthoquinone 유도체의 규조 Stephanodiscus 제어 효과 및 생태계 변화 모니터링: A case study (A Case Study of Biologically Derived Algicidal Substances (Naphthoquinone Derivative) for Mitigate of Stephanodiscus and It's Ecological Changing Monitoring)

  • 주재형;박범수;김세희;한명수
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제7권1호
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    • pp.72-81
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    • 2020
  • 저온수기 규조 Stephanodiscus sp.에 의한 녹조 현상은 빈번하게 일어나며, 이로 인한 수자원의 질적 변화와 정수과정에 많은 경제적 손실을 주고 있다. 선행연구를 통해 Stephanodiscus sp. 종의 친환경적 제어를 위해 개발된 생물유래 물질인 naphthoquinone (NQ) 유도체의 현장조건에서 살조효과 입증을 위해 서낙동강 수변에 5 ton 규모 mesocosm을 설치하여 현장조건에서의 살조효과와 비생물학적, 생물학적 요인을 모니터링 하였다. NQ 4-6 물질을 처리한 결과, 대상 조류인 Stephanodiscus sp.의 세포밀도가 실험 초기 5 × 103 cells mL1에서 급격하게 감소하여 실험 종료시인 10일차에는 0.2 × 103 cells mL1으로 세포 대부분이 사멸되어, 81%의 높은 살조효과가 관찰되었다. 또한, NQ 4-6 물질 접종 후 식물플랑크톤을 제외한 물리·화학적요인(수온, 용존 산소, pH, 전기전도도, 영양염)과 생물요인 (박테리아, HNFs, 섬모충, 동물플랑크톤)에 영향을 미치지 않았으며, 대조구와 처리구에서 유사한 경향이 관찰되었다. 즉, NQ 4-6 물질의 현장 적용은 규조 Stephanodiscus sp. 종의 선택적 제어뿐만 아니라, 수생 생물의 서식처와 먹이 공급을 원활하게 함으로써 건강한 수 생태계를 형성하는데 큰 역할을 할 것으로 판단된다.

西海 京畿 植物 플랑크톤에 대한 생態學的 硏究 III. 植物플랑크톤 種조성, 現存量, 일시浮流플랑크톤 (The Ecological Study of Phytoplankton in Kyeonggi Bay, Yellow Sea. III. Phytoplankton Composition, Standing Crops, Tychopelagic Plankton.)

  • 최중기;심재형
    • 한국해양학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.156-170
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    • 1986
  • 경기만 식물플랑크톤의 조성과 분포, 생태특성에 관한 조사가 1981년 5월부터 1982년 9월까지 총 20회에 걸쳐 행하여 졌다. 채집된 식물플랑크톤은 총 228종으로 규조류가 대부분이었고 그외에 쌍편모조류, 규질편모류, 녹조류, 남조류등이 다양하게 출현하였다. 이중 92종이 저서성 규조류로 일시 부유하여 식물플랑크톤으 로 나타났다. 이들 일시 부유규조류는 출현종 수에서 뿐만 아니라 식물플랑크톤 현존량에서도 늦가을부터 초봄까지 72%이상의 높은 출현상태를 보여 식물플랑크톤 군집내에서 큰 비중을 차지하였다. 이들 일시부유플랑크톤이 겨울철에 높은 출현 상태를 보인것은 저서성 부착 규조류가 동계의 강한 북서 계절풍에 의해 형성된 전단응력에 의해 수층으로 일시적으로 부유되고 또한 동계의 강한 수괴혼합에 의하 여 상층으로 유입되었기 때문이다. 이들 일시부유플랑크톤 중 가장 우점하는 종은 Paralia sulcata로 서해 연안역의 수괴 혼합정도를 지표할 수 있는 종이다. 이종은 동계에 가장 우점하고 하계에 낮은 출현상태를 보여 수괴의 안정도와 높은 역상관 관계를 보인다. 경기만내 수괴가 안정되어 환경조건이 좋은 춘하추계에는 skeletonema costatum 부유종이 많이 나타나나 환경이 나쁜 겨울에 내성이 강한 저소종들이 많이 나타난다. 현존량의 변화는 봄과 가을에 대증식이 뚜렷이 나타나 춘계대증식은 주로 skeletonema costatum 에 의해 주도되고 가을철 증가는 수괴의 안정에 의해 다양한 종들에 의해 일어난다.

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Spatial-temporal distributions of the newly described mixotrophic dinoflagellate Gymnodinium smaydae in Korean coastal waters

  • Lee, Sung Yeon;Jeong, Hae Jin;Ok, Jin Hee;Kang, Hee Chang;You, Ji Hyun
    • ALGAE
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    • 제35권3호
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    • pp.225-236
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    • 2020
  • Gymnodinium smaydae is a newly described mixotrophic dinoflagellate that feeds on only Heterocapsa spp. and Scrippsiella acuminata among 19 tested algal prey. It is one of the fastest growing dinoflagellates when feeding, but does not grow well without prey. To investigate its spatial-temporal distributions in Korean waters, we quantified its abundance in water samples that were seasonally collected from 28 stations along the Korean Peninsula from April 2015 to October 2018, using quantitative real-time polymerase chain reactions. This dinoflagellate had a wide distribution, as reflected by the detection of G. smaydae cells at 23 of the sampling stations. However, this distribution had a strong seasonality; it was detected at 21 stations in the summer and only one station in winter. The abundance of G. smaydae was significantly and positively correlated with chlorophyll a concentration as well as with water temperature. However, there were no significant correlations between the abundance of G. smaydae and salinity, concentrations of nutrients, or dissolved oxygen concentration. During the study period, G. smaydae was present when water temperatures were 7.6-28.0℃, salinities were 9.6-34.1, concentrations of NO3 were not detectable-106.0 μM, and concentrations of PO4 were not detectable-3.4 μM. The highest abundance of G. smaydae was 18.5 cells mL-1 in the coastal waters of Jinhae in July 2017 when the chlorophyll a concentration was 127 mg m-3 and water temperature was 23.8℃. Therefore, the spatial-temporal distribution of G. smaydae in Korean coastal waters may be affected by chlorophyll a concentration and water temperature.

연안내만해역에서 우점하는 주요적조생물의 성장과 세포체적의 관계 (Relationships between Cell Bio-volume and Growth Rate of Dominant Red Tide Organisms in the Coastal Water)

  • 백승호;주혜미
    • 환경생물
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    • 제30권1호
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    • pp.1-8
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    • 2012
  • To understand growth characteristics of eight dominant red tide species ($Prorocentrum$ $minimum$, $Heterocapsa$ $triquetra$, $Scrippsiella$ $trochoidea$, $Akashiwo$ $sanguinea$, $Chattonella$ $marina$, $Heterosigma$ $akashiwo$, $Amphidinium$ $carterae$ and $Rhodomonas$ $salina$) in the Korean coastal water, the growth rates were examined in relation with the impacts of water temperature and bio-volume. Of these, $P.$ $minimum$, $C.$ $marina$, $H.$ $akashiwo$, $A.$ $carterae$ and $R.$ $salina$ were eurythermal species with relatively high growth rates in a borad ranges (15 to $25^{\circ}C$) of water temperature. On the other hand, the growth rate of $H.$ $triquetra$, $S.$ $trochoidea$ and $A.$ $sanguinea$ were high in relatively mid temperature (optimum: $25^{\circ}C$) condition. In particular, $H.$ $triquetra$ was well adapted in low temperature of 5 to $15^{\circ}C$, implying that the species can survive and grows even at very low temperature. Based on results of our experiment, the growth characterestics of five eurythermal species and three mid temperature species may have dominated in Korean coastal water during summer season and fall season, respectively. Contrastively, the growth characteristics of $H.$ $triquetra$ make a consistently dominant during the cold winter season. In addition, the growth rates of large bio-volume species were lower than those of small bio-volume species, indicates that growth of single cells of several flagellates might be depended on the cells sizes.

위성 해색자료에서 추정한 동중국해 클로로필 선형경향의 계절별 차이 (Seasonal Difference in Linear Trends of Satellite-derived Chlorophyll-a in the East China Sea)

  • 손영백;장찬주;김상현
    • Ocean and Polar Research
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    • 제35권2호
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    • pp.147-155
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    • 2013
  • The purpose of this study is to investigate seasonal difference in linear trends in satellite-derived chlorophyll-a concentration (Chl-a) and their related environmental changes in the South Sea of Korea (SSK) and East China Sea (ECS) for recent 15 years (Jan. 1998~Dec. 2012) by analyzing climatological data of Chl-a, Rrs(555), sea surface wind (SSW) and nutrient. A linear trend analysis of Chl-a data reveals that, during recent 15 years, the spring bloom was enhanced in most of the ECS, while summer and fall blooms were weakened. The increased spring (Mar. - May) Chl-a was associated with strengthened winter (Dec. - Feb.) wind that probably provided more nutrient into the upper ocean from the deep. The causes of decreased summer (Jun. - Aug.) Chl-a in the northern ECS were uncertain, but seemed to be related with the nutrient limitation. Recently (after 2006), low-salinity Changjiang diluted water in the south of Jeju and the SSK had lower phosphate that caused increase in N/P ratio with Chl-a decrease. The decreased fall (Sep. - Nov.) Chl-a was associated with weakened wind that tends to entrain less nutrient into the upper ocean from the deep. This study suggests that phytoplankton in the ECS differently changes in response to environmental changes depending on season and region.

주암호 조류 분포의 계절별 변화에 관한 연구 (Studies on Seasonal Variation of Algae Distribution in the Chuam Reservoir)

  • 정진;조영관;김종선;이진종
    • 환경위생공학
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    • 제13권2호
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    • pp.1-13
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    • 1998
  • Seasonal variation of algae distribution were studied in the Chuam reservoir from August 1996 to July 1997. As a result, 127 taxa were observed, representing 6 classes, 14 orders, 5 suborders, 29 families, 2 subfamilies, 54 genus, 118 species, 7 variaties and 2 formula. The majors of them are Chlorophyceae (59 taxa), Bacillariophyceae(39 taxa) and Cyanophyceae(20 taxa). The number of species was that 35 and 31 taxa were occurred in August 1996 and April 1997, 11 and 17 taxa in July 1997 and October 1996 respectively at Dam station, 53 taxa were occurred in September, 18 taxa in November at Munduck station. The biomass composition of occurrence species were as fallowes; Cyanophyceae are 80%, Bacillariophyceae 14% and Chlorophyceae 5% at Dam station and Cyanophyceae are 90%, Bacillariophyceae 1.3% and Chlorophyceae 0.4% at Munduck at Munduk station. At Munduk station, water bloom occurred by Cyanophyceae(99.9%, 3.7 $\times$ 10$^{7}$ cells/L) in November 1996 and the major causing algae was Microcrystis aeruginosa. Microcystis aeruginosa was dominant species (dominant index : 0.72 - 0.99) during summer and autumn, Fragilaria crotonensis and Asterionella formasa (DI : 0.33 - 0.74) during winter and spring. The water quality factors of the Chuam reservoir were that the values of water temperature ranged of 3.6 - 31.4$\circ$C, pH 6.7 - 9.0, conductivity 69.6-118.2 $\mu $s/cm, and turbidity 1.0-22.5 NTU, and the proper temperature of water for algae growth was 15 and 16.7$\circ $C in April and November. Also the concentration of dissolved oxygen(DO) ranged of 6.8-15.5mg/L, total nitrogen(T-N) 0.54-1.78 mg/L, total phosphrous (T-P) 0.003-0.034 mg/L, and chlorophyll-a 0.9-23.2mg/m$^{3}$. The concentration of Chlorophyll-a was in inverse proportion T-N/T-P ratio.

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다양한 환경에서의 효율적 녹조 저감을 위한 Naphthquinone 물질의 담체화 기술 개발 및 이에 따른 생태계 변화 모니터링 (Development of Immobilized Naphthoquinone for Effective Algicidal Activity under Various Environmental Conditions and It's Ecological Changing Monitoring)

  • 주재형;박종성;광준;변정환;이헌우;최혜정;한명수
    • 환경생물
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    • 제34권4호
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    • pp.281-291
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    • 2016
  • Bloom of small centric diatom Stephanodiscus is quite occasional in winter season in temperate freshwater ecosystems. It often leads to degradation of water quality and affects the quality of supplied drinking water. In a previous study, we have found that naphthoquinone (NQ) 4-6 derivate is an effective tool for efficient mitigation of natural S. hantzschii blooms. In the present research, polylactide (PLA) and agar foam were used as immobilized agent for NQ 4-6 to improve the efficiency of NQ 4-6 compound releasing process for its application under various field conditions. Mesocosm experiments at 10 ton scale suggested that the abundance of S. hantzschii was continuously increased in the control and upon treatment of the mesocosm with immobilized NQ 4-6 from PLA and agar foam. Their algicidal activities were 78.8% and 77.1%, respectively, on S. hantzschii after 10 days. In the mesocosm experiments, the dynamics of biotic (bacteria, HNFs, ciliates, zooplankton) and abiotic (water temperature, dissolved oxygen, pH, conductivity, nutrients) factors remained unaffected. They exhibited similar trends in the control and treatment groups. Therefore, the immobilized NQ 4-6 from PLA and agar foam has potential to be used as an alternative algicidal substance to effectively mitigate natural S. hantzschii blooms under various field conditions. In addition, it not only can be used to control S. hantzschii, but also is an effective technique. The immobilized NQ 4-6 showed stable controlled release in desired system.