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남귀숙,이건,이상준 부산대학교 유전공학연구소 1995 분자생물학 연구보 Vol.11 No.-
만성적인 유류 오염지역으로 간주되는 부산근해 10곳의 해수를 채취, 이화학적 특성과 이곳 해양 생태계내에 존재하는 종속영양세균수 및 유류분해 세균수, 그리고 그 분포비를 조사하였다. 해수내 유분의 농도와 일반 종속영양세균수에 대한 유류분해세균수의 생태계 내 분포비가 수영만 일대와 부산항 일대에서 높은 수치로 나타나 부산항 일대와 수영만 일대의 유류오염 정도가 타지역보다 높음을 알 수 있었으며, 오염된 유류가 해양생태계내에서 stress 인자로 작용, 유류분해 미생물의 군집내 증가현상을 나타내었다. 수차례의 농화배양을 거쳐 얻은 유류분해 세균 227개 균주중 분해능이 비교적 우수한 112개 균주만을 선정 동정한 결과, 환경정화자로서 주로 알려져 있는 종속영양세균인 Gram음성 간균의 Pseudomonas속, Enterobactericeae 관련속, Acinetobacter속 등의 11개 속과 Gram 양성 구균인 Micrococcus속 들로 나타났으며, 장내세균의 출현은 해양내 오수 유입을 반영하고 있었다. 배양적 특성, 생화확적 특성 및 생리적 특성 등 54개의 인자들을 이용하여 60% 유사도 수준으로 수리분류를 실시한 수 유류분해에 관련되는 미생물속 간의 유연관계를 조사한 결과 Pseudomonas속인 38개 세균들로 구성되어진 cluster 5 등 3개의 sp. 및 Pseudomonas sp.들로 구성된 cluster 2 그리고 Moraxella sp.로 구성된 cluster 5 등 3개의 Major cluster와 12개의 Minor cluster로 분석되었다. 종다양성 분석 결과, 정상적인 해양생태계 보다 부산항 일대 해양생태계에서의 종다양성 수치가 낮게 나타남으로써 유류유입이 생태계 안정성을 파괴함을 알 수 있었다. 또한, 부산근해 해양생태계내의 유류분해에 작용하는 세균중 Pseudomonas속이 우세한 생태학적 지위를 나타내었다. The bacteria capable of degrading and utilizing petroleum compounds as sole carbon and energy source were isolated from the seawater at 10 sites in pusan costal area as regarded the petroleum pollution zone, tested the physicochemical properties, and enumerated active heterotrophes and petroleum degraders. The results, examined for the distribution ratio of heterotrophes and petroleum degraders and the concentrations of petroleum in sea water, were high in Suyoung bay and Pusan harbor, do we could conclude that the area of there might be more polluted than others, and the petroleum polluted in marine ecosystem should act as stress factor which affected population. Taxonomical positions of 112 isolates were investigated. The results of identification were showed 11 genera of Gram nagative bacillus or cocobacillus which were Pseudomonas spp., Enterobacteriaceae, and Acinetobacter spp., etc., and 1 genus, Micrococcus spp., were Gram positive coccus. Apparence of Enterobacteriaceae indicated that the sea water was polluted with waste water. As a results of numerical taxonomy based on Jacchard coefficient, three major clusters and twelve minor clusters had been showed at the level of 60% similarity. Species diverisity analysis about petroleum degraders in the researched Pusan marine ecosystem had lower value than that in healthy one. Also genus of Pseudomonas had predominant ecological niche in petroleum degrading bacteria on Pusan costal area.
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농업용 저수지 수질개선을 위한 지하흐름 갈대 인공습지의 적용
남귀숙,배요섭,김형중,이상준,이광식 한국습지학회 2004 한국습지학회지 Vol.6 No.4
농업용수 수질기준을 초과하는 부영양화된 농업용저수지의 수질개선을 위해 갈대를 이용한 지하흐름 인공습지를 적용하였다. 처리수량이 많고 처리대상 농도가 비교적 낮은 저수지 오염특성상 인공습지의 운영은 수리학적 부하율이 높은 체류시간 6시간 ~ 72시간으로 운영하였다. 체류시간에 따른 수질 항목별 유출농도는 농업용수 수질기준보다 낮게 감소되었으며, 정화효율은 BOD와 COD, SS와 Chl-a는 체류시간 24시간 조건에서 높은 정화효율을 보여 주었으며, 그 이상의 체류시간 연장에서는 정화효율의 뚜렷한 증가를 보이지 않았다. 반면, 질소와 인은 체류시간이 증가할수록 정화효과가 현저히 증가하여 질소는 체류시간 72시간에서, 인은 48시간에서 최고의 정화효율을 나타내었으며, 질소의 정화효과가 특히 우수하게 나타났다. 따라서 저농도의 농업용수 수질개선을 위한 지하흐름습지는 질소 등 오염물질의 정화효과가 우수하고, 용지매수비용의 절감, 모기 등 병충해방지, 친수공간의 안전성 등 이점이 많으므로 넓은 면적의 인공습지 적용시 일부구간에 지하흐름습지의 적용을 검토해 볼 수 있다. 그러나 설치비용상승 및 유지관리 문제 등 여러 가지 측면의 고려가 필요할 것이다. Constructed wetlands are regarded as an important water treatment system for agricultural water quality improvement and management. The purpose of this study is to evaluate the application of subsurface flow wetland(SFW), using the Pharagmites australis as macrophytes, and to clarify the basic and essential factors to be considered in the construction and management of constructed wetlands. This study was carried out relatively short hydraulic residence time(HRT), 6hr ~ 72hr (3days), using eutrophic reservoir water with relatively low concentrations of influent and large quantity to be treated. The effluent satisfied the criteria of agricultural water quality. Removal efficiencies of Biochemical oxygen demand(BOD), Chemical oxygen demand(COD), Suspended solids(SS) and Chlorophyll a(Chl-a) were high in HRT 24hr, not any more significant increasement of removal efficiencies in HRT 48hr and 72hr. However, removal efficiencies of nitrogen and phosphorus increased as HRT increased, showing the highest efficiency at the 72hr of HRT in nitrogen, and 48hr in phosphorous. The SFW was very effective system for reservoir water quality improvement, and had the advantages of the reduction of purchasing cost to land required, lack of odors, and harmful insects, especially mosquito, the improvement of the scenic beauty and minimal risk of public exposure. Therefore, it was evaluated that the SFW was very available water treatment system for the water quality improvement of agricultural reservoir. However, it was need to consider with application of the SFW in high cost of construction and troublesome of management.
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농업용 호소의 조류 발생 진단을 위한 간편 도구의 개발
남귀숙,이승헌,조현정,박주현,조영철 한국환경생물학회 2019 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.37 No.3
This study was designed to develop simple tools to easily and efficiently predict the occurrence of algal bloom in agricultural lakes. Physicochemical water quality parameters were examined to reflect the phytoplankton productivity in 182 samples collected from 15 agricultural lakes from April to October 2018. Total phytoplankton abundance was significantly correlated with chlorophyll-a (Chl-a) (r=0.666) and Secchi depth (SD) (r= -0.351). The abundances of cyanobacteria and harmful cyanobacteria were also correlated with Chl-a (r=0.664, r=0.353) and SD (r= -0.340, r= -0.338), respectively, but not with total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP). The Chl-a concentration was correlated with SD (r= -0.434), showing a higher similarity than phytoplankton abundance. Therefore, Chl-a and SD were selected as diagnostic factors for algal bloom prediction, instead of analyzing the standing crop of harmful cyanobacteria used in algae alarm systems. Specifically, accurate diagnoses were made using realtime SD measurements. The algal bloom diagnostic tool is an inverse cone-shaped container with an algal bloom diagnosis chart that modified SD and turbidity measurement methods. Lake water was collected to observe the number of rings visible in the container or the number indicated in each ring, depending on the degree of algal bloom, and to determine the final stage of algal blooming by comparison to the colorimetric level on the diagnosis chart. For an accurate diagnosis, we presented 4-step diagnostic criteria based on the concentration of Chl-a and the number of rings and a fan-shaped algal bloom diagnosis chart with Hexa code names. This tool eliminated the variables and errors of previous methods and the results were easily interpreted. This study is expected to facilitate the diagnosis of algal bloom in agricultural lakes and the establishment of an efficient algal bloom management plan. 본 연구는 농업용 호소의 녹조발생을 간편하고, 효율적으로 진단할 수 있는 도구를 개발하고자 하였다. 2018년 4월~10월 동안 15개 농업용 호소에서 채취된 182개의 시료를 이용하여 식물플랑크톤 현존량을 반영할 수 있는 수질 이화학적 항목을 살펴보고자 식물플랑크톤과 TN, TP, Chl-a, SD 등의 상관계수 (r)를 분석한 결과, 총 식물플랑크톤 현존량은 Chl-a (r=0.666), SD (r= -0.351)와 높은 상관관계, 남조류와 유해 남조류 현존량 역시 Chl-a과 각각 r=0.664, r=0.353, SD와 각각 r= - 0.340, r= -0.338로 유의성 있는 상관관계를 보여주었으나 TN, TP의 항목과는 유의한 상관관계가 나타나지 않았다. Chl-a 농도는 SD와 r= -0.434의 상관관계를 보여주어 식물플랑크톤 현존량 보다 높은 유사성을 나타냈으므로, 조류경보제에서 사용하는 유해 남조류 현존량 분석을 대신하여 녹조예찰을 위한 진단 요소항목으로 Chl-a와 SD를 선정하고 실시간 SD 실측 값을 이용하여 진단을 할 경우 그 결과에 대한 유의성이 있는 것으로 판단되었다. 녹조진단 도구는 SD와 탁도 측정방법을 변형한 역원뿔 모양의 용기와 녹조판단조견표로 구성되어 있으며, 현장수를 채취하여 녹조발생 정도에 따라 용기 내에 보이는 원형환의 개수 또는 각 원형환에 표시된 숫자를 관찰하고, 조류의 색도를 녹조판단조견표와 비교하여 최종 녹조단계를 판별할 수 있도록 하였다. 또한, 정확한 진단을 위해 Chl-a 농도와 원형환의 수에 근거한 4단계 진단 기준과 Hexa 코드명이 표기된 부채모양의 조견표를 제시하여 한가지 방법에 따른 변수와 오차를 보완하고 판단의 편리성을 함께 제공하였다. 이를 통해 농업용 호소의 녹조진단을 용이하게 할 수 있을 것으로 기대되며, 녹조관리방안 수립을 효율화하여 녹조로부터 안전하고 건강한 농업용수 확보가 가능할 것으로 판단된다.
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남귀숙,장정렬,이광식,윤경섭,이상준 한국환경농학회 2003 한국환경농학회지 Vol.22 No.1
농촌지역의 도시화와 산업화에 따라 농촌 수질환경의 오염이 심화되고 있다. 경북 안동의 중산간지대에 위치한 만운저수지는 유역면적 23.8 km², 수표면적 0.4 km², 저수량 2.0×10^(6)m³의 부영양화 된 중규모 농업용저수지로서 1999년 수질환경특성조사를 실시하여 오염된 유사 농업용 저수지의 수질특성이해에 중요한 자료로 활용하고자 하였다. 만운저수지의 수질에 영향을 미치는 유역면적값(DA)/호수면적값(SA)의 비가 56.1로 국내 다른 농업용 저수지보다 높게 나타나 유역의 오염물질 부하가 높은 편이며, 평균 수심과 관련된 유효저수량(ST, m³)/수표면적(SA, m²) 비는 4.79로서 안동호, 팔당호보다 낮고 삽교담수호 등과 비슷한 값을 보여주어 부영양화의 잠재성이 높은 것으로 나타났다. 만운저수지의 수질조사결과 COD는 11.1 mg/L, 총질소 1.426 mg/L로 환경기준중 생활환경 Ⅳ등급인 농업용수 수질기준을 초과하였으며, 총인은 0.093 mg/L로 Ⅳ등급의 수질을 나타내고 있었다. 유입하천은 총질소(1.426~3.809 mg/L)가 비교적 높게 나타나고 있어 총질소에 기준한 수질개선 방안이 요구되었다. 식물성플랑크톤 조사결과 Oscillatoria와 근연종인 Lyngbya가 우점하였으며, 둥물성플랑크톤은 대부분의 지역에서 적조현상을 일으키는 와편모충인 Gynmodinium spp., 암색편모충인 Cryptomonas spp.이 우점하였다. 부영양화도지수(TSI)를 이용한 1999년도의 시기별 영양상태 변화는 9월에 과부영양상태를 보었으며, 연도별 TSI_(M)지수는 '96년, ‘97년에 부영양, '98년의 과영양으로 영양상태가 증가하였으나, 강우가 다소 많았던 '99년에는 강우의 영향으로 다소 개선되어 나타났다. 결론적으로, 저수지의 물리구조적 유역특성 및 수리학적 특성상 만운저수지는 부영양화에 취약한 특성을 가지고 있으며, 강우량에 영향을 받고는 있으나 전반적으로 부영양화도가 증가하는 추세를 보인다. 따라서, 이와 같은 추세변화를 정확히 인식하고 그에 적절한 대책을 마련하기 위해 농업용수 수질측정망 운영이 상당히 중요하게 인식되어지며, 수질환경 특성을 감안한 합리적 운영이 이루어져야 할 것으로 사료된다. Manun Reservoir, located in Andong district, has the capacity of 2 million tons in irrigation water supply with the drainage area of 23.8 km². Manua Reservoir is over fifty year old, and shallow in depth. The ratio of drainage area (DA) to reservoir surface area (SA) as an effective physical parameter on water quality was 56.1 and was higher than those of other agricultural reservoirs. The ratio of reservoir storage (ST) to SA in Manun Reservoir was 4.79, and the mean depth was below 8 m. Both ratios of DS/SA, total area (TA)/ST and ST/SA in Manua Reservoir were relatively higher than those in other agricultural reservoir and natural lakes in Korea. These physical parameters in Manun Reservoir, however, had a eutropic potential significance. Average of COD, TN, and TP in Manun Reservoir were 11.1 mg/L, 1.426 mg/L, 0.093 mg/L, respectively. In the inflow stream of Manun Reservoir, the TN (1.426~3.809 mg/L) was higher than those in reservoir. Only Lyngbya spp. was dominant in phytoplankton for this study period, and Gymnodinium spp., Peridinium spp., and Cryptomonas spp. were dominant in zooplankton. According to the Carlson's trophic status index, Manua Reservoir was eutrophic in 1996, 1997, and 1999, and hypertrophic in 1998.
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