광양만 동물플랑크톤 군집의 계절 변화

장민철 ( Min Chul Jang ),장풍국 ( Poong Guk Jang ),신경순 ( Kyoung Soon Shin ),박동원 ( Dong Won Park ),장만 ( Man Chang ) 한국환경생물학회 2004 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.22 No.-

USCG phase-II 선박평형수 처리장치 성능 평가를 위한 자연 해수의 동물플랑크톤 대량 확보 및 생사판별

장민철(Jang, Min-Chul),백승호(Baek, Seung-Ho),신경순(Shin, Kyoungsoon) 한국산학기술학회 2016 한국산학기술학회논문지 Vol.17 No.3

USCG Phase-II 규정에 근거한 형식승인 시험은 전체 시험수에서 자연상태 생물군집이 75% 이상을 차지해야만 하며,이러한 기준을 충족하기 위해 장목만과 마산만에서 Bongo네트를 이용해서 자연 해수의 동물플랑크톤 군집을 채집하였다.장목만과 마산만에서 1톤으로 생물을 농축하였을 경우, 동물플랑크톤의 현존량은 각각1.8×107 ind. ton-1 과 2.3×107 inds. ton-1으로 나타났고, 살아 있는 생물 비율은 장목만이 82.6%로 마산만의 80.1%보다 약간 높게 나타났다. 특히 두 해역에서 동계에 출현한 동물플랑크톤의 군집조성은 유사하였고, 요각류 Acartia 속의 성체과 미성숙체가 극우점하는 양상을 보였다. 500톤 규모로 희석된 Test water에서 >50 µm 크기 생물의 총 개체수 밀도는 장목만과 마산만에서 유사하게 6.0×104 ind. ton-1 로 관찰되었으나, 생물의 사멸율은 장목만 시료보다 마산만에서 12% 높게 나타났다. 동일 방법으로 수행하였음에도 불구하고 마산만이 사멸률이 높은 이유는 우점하는 Acartia 속의 미성숙 개체가 장목만에서 관찰된 현존량보다 30% 높게 나타났고, 미성숙체는 인위적인 채집 및 이송과정에서 일정의 지속적인 스트레스를 받아 사멸하였을 가능성이 높다. 장목만에서 BWTS처리 당일과 처리 5일 경과 후, BWTS처리군의 생물은 100% 사멸되어, 처리장비의 성능을 검증할 수 있었다. 결과적으로 동계와 같이 낮은 생물현존량이 존재할 경우, 주간 6-7시간 수행한 네트의 생물농축만으로는 USCG Phase II의 형식승인 기준인 500톤 탱크에 10 × 104 ind. ton-1 이상으로 >50µm 자연생물 개체수를 만족시키는 것은 쉽지 않았고, 이를 보안하기 위해서는 선박을 추가하는 등의 현실적인 대안이 필요할 것으로 판단되었다. We investigated >50-µm marine planktonic organisms (mainly zooplankton) using a bongo net in Masan Bay and Jangmok Bay in order to harvest 75% of natural communities based on Phase-II approval regulations by the United States Coast Guard (USCG). The concentrated volume (in 1 ton) and abundance of zooplankton were 1.8×107 ind. ton-1 and 2.3×107 ind. ton-1, and their survival rates were 82.6% and 80.1%, respectively. The community structure in Jangmok Bay was similar to that in Masan Bay, and dominant species were adult and immature groups (stage IV) of genus Acartia. Harvested populations were inoculated in a 500-ton test tank. Although the population abundances were 6.0×104 ind. ton-1 for both bay samples, the mortality rates were higher in the Masan Bay population (32%) than the Jangmok Bay population (20%). We considered the reason to be that there were 30% more immature individuals of Acartia from Masan Bay than from Jangmok Bay. The younger population may have been greatly stressed by the moving process and netting gear. After applying a Ballast Water Treatment System (BWTS) using a sample form Jangmok Bay, the mortality rates in the treatment groups were found to be 100% after 0 days and 5 days, implying that the BWTS worked well. During the winter season, the zooplankton concentration method alone did not easily satisfy the approval standards of USCG Phase II (> 10 × 104 ind. ton-1 in the 500 ton tank). Increasing the netting frequency and additional fishing boats may be helpful in meeting the USCG Phase II biological criteria.

부산과 대산항에서 선박평형수에 유입된 식물플랑크톤의 종조성과 재성장능력

백승호,장민철,신경순,Baek, Seung-Ho,Jang, Min-Chul,Shin, Kyoung-Soon 한국해양학회 2011 바다 Vol.16 No.2

본 연구는 우리나라 주요 무역항(부산항, 대산항)에 입항하는 국제선을 대상으로 선박평형수내 환경요인과 식물 플랑크톤의 군집조성을 파악하는 것과 더불어, 생물활성실험을 수행하였다. 선박평형수의 기원은 중국(3지역), 일본(3지역), 싱가폴 등이었다. PCA분석에서도 생물지리역이 다른 선박평형수의 환경언자와 우리나라 항만 주변수의 환경인자의 차이를 확인할 수 있었고, 식물플랑크톤의 출현종과 현존량을 바탕으로 한 Cluster분석에서도 각 선박의 기원에 따라서 유사성이 낮게 구분되었다. 선박평형수의 체류시간과 식물플랑크톤의 현존량(r = 0.35), 출현종수(r= 0.63)는 음의 상관성을 관찰하였다. 7척의 선박평형수내 구성종은 규조류, 와편모조류, 착편모조류 순으로 나타났다. Shui Shan(2) 선박평형수내 유입된 식물플랑크톤 성장은 어떤 수온 조건에서도 선박평형수 실험구에서는 성공적인 재성장은 이루어지지 않았다. 반면, $15^{\circ}C$와 $20^{\circ}C$의 수온조건에서 영양염을 첨가한 F/2실험구와 영양염을 첨가하지 않은 주변수 실험구는 식물플랑크톤의 생물활성능이 현저히 높았고, 그들은 S. costatum와 T. pseudonana로 구성되었다. 염분 구배실험에서 담수종은 0-5 psu에서, 기수종은 10-20 psu 해수종은 20-30 psu에서 각각 적응하여 염분구배에 따른 우점종이 뚜렷히 구분되었다 그중, S. costatum는 넓은 범위의 염분농도(10-30 psu)에 적응 가능하였고, 이 생물의 종특이적인 생물활성능력은 우리나라 항만과 연안해역에서 성공적으로 정착 할 가능성이 높다고 판단된다. The aim of this study is to assess the importance of ballast water discharge as a vector for the introduction of exotic species into Pusan and Daesan Ports, Korea. We also examined to understand the impacts of environmental factors on the survival success of introduced species by ship's ballast water in laboratory experiments. Seven ship's ballast water originated from the coastal water of China (Taicang, Ningbo and Jinshan), Japan (Tokuyama, Moji and Akita), and Singapore. According to PCA (principal components analysis) analysis, environmental factor in the each ballast and shipside waters were different by bioregion. Based on cluster analysis, the phytoplankton community structures were distinguished for ballast water origin. Most of the major taxonomic groups were diatoms and, the others were dinoflagellate, silcoflagellate and several fresh-waters species. In particular, species number and standing crops of phytoplankton in the ballast tanks decreased with the increasing age ofballast water(r = -0.35 for standing crop; r = -0.63 for species number). In the laboratory study, although phytoplankton in ballast water treatment did not survive even in optimal temperature, the in vivo fluorescence of phytoplankton viability increased under the nutrient typical of shipside water and F/2 medium at $15^{\circ}C$ and $20^{\circ}C$. The diatoms species such as Skeletonema costatum and Thalassiosira pseudonana in ballast water were successfully regrown. On the salinity gradient experiments for Shui Shan (2) vessel, several freshwater species, brackish and marine species were successfully adapted. Of these, S.costatum was able to tolerate a wide range of salinities (10 to 30 psu) and its species-specific viability was suitable for colonization.

한국 주요 항에 출현하는 하계 동물플랑크톤 군집 특성

서민호 ( Min Ho Seo ),신경순 ( Kyeong Soon Shin ),장민철 ( Min Chul Jang ),서호영 ( Ho Young Soh ) 한국환경생물학회 2013 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.31 No.4

각기 다른 해양환경 특성을 보이는 서해, 남해, 동해 주요 항을 대상으로 여름철 동물플랑크톤 군집구조에 대하여 조사를 실시하였다. 서해 항들에서 가장 높은 수온을 보였으며, 남해, 동해로 갈수록 감소하였다. 이와 반대로 염분은 서해에서 가장 낮았으며, 동해에서 가장 높았다. 식물플랑크톤 생체량은 남해에서 가장 높았으며, 서해, 동해 순으로 낮았다. 동물플랑크톤 출현 분류군수는 서해, 남해, 동해 순으로 높았다. 요각류는 서해에서 최우점 분 류군이었으나, 남해와 동해에서 그 중요도가 감소하였다. Paracalanus parvus s. l.가 전 해역에서 우점 출현하였다. 이외에 서해에서는 Acartia hongi, A. ohtsukai, Pavocalanus crassirostris가 우점 출현하였으며, 남해에서는 A.omorii가, 동해에서는 A. omorii, Oithona spp.가 우점 출현하였다. 여름철 한국 주요 항은 지역에 따라 확실히 구분되었다. 동물플랑크톤의 군집 특성은 수온, 염분 이외에 식물플랑크톤 생체량 차이에 영향을 받는 것으로 나타났다. Zooplankton community in the major ports of Korea, which were characterized by a specific marine environmental condition during summer, was studied. Water temperature in the ports of western areas was higher and while those in the East Sea was lower. Contradictorily, the salinity was lowest in the western areas, while being highest in the eastern area. The Chl-a concentration was highest in the southern areas and lowest in the eastern one. Zooplankton taxa were most diverse in the western areas and simplest in the eastern one. Copepods predominantly occurred in the western areas, but their abundance relatively decreased in the southern and eastern areas. Cluster analysis revealed that copepod communities were classified into 3 summit groups, the western, southern and eastern areas. The results indicate that zooplankton communities in Korean ports may be affected by biological factors like Chl-a concentration in addition to environmental factor such as temperature and salinity.

해양적조생물제어를 위한 살조물질 Thiazolidinedione 유도체(TD49) 평가

백승호,장민철,주혜미,손문호,조훈,김영옥,Baek, Seung-Ho,Jang, Min-Chul,Joo, Hae-Mi,Son, Moon-Ho,Cho, Hoon,Kim, Young-Ok 한국해양학회 2012 바다 Vol.17 No.1

전세계적으로 연안해역에서 확산되고 있는 유해유독성 식물플랑크톤의 대발생은 수산자원생물자원에 심각한 피해를 입힌다. 본 연구에서는 유해성 미세조류 대발생을 제어하기 위해 개발된 신물질 Thiazolidinedione 유도체(TD49)의 살조능을 유해성 미세조류 성장단계(초기성장기, 대수증식기, 안정기)에 따라 조사하였다. TD49는 $Heterosigma$ $akashiwo$, $Chattonella$ $marina$ 그리고 $Chattonella$ sp.의 세포를 사멸시켰으며, 특히 낮은 농도($0.02{\mu}M$)의 TD49는 대수증식기와 안정기보다 초기 성장기에서 우수한 살조효과를 보였다. 또한 모든 성장단계에서 유해생물을 제어 할 수 있는 TD49의 농도는 $2{\mu}M$로 측정되었다. 무각 편모조류인 $Heterosigma$ $akashiwo$, $Chattonella$ $marina$ 그리고 $Chattonella$ sp.은 세포벽이 약하여 TD49물질에 의해 세포가 쉽게 파괴되어 우수한 살조효과를 보였다. 결과적으로 본 연구에서 개발된 Thiazolidinedione 유도체(TD49)는 유해적조생물 $H.$ $akashiwo$, $C.$ $marina$ 그리고 $Chattonella$ sp.를 제어할 수 있는 우수한 물질로 판단되었으나, 추후 현장 실용을 위해 메소코즘과 같은 인공생태계를 이용한 해양생태계 위해성 평가가 체계적으로 추진되어야 한다. Worldwide development of harmful algal blooms causes serious problem for public health and fisheries industries. To evaluate the algicidal impact on the harmful algae bloom species in aquatic ecosystems of coast, a new algicide thiazolidinedione derivative (TD49) were tentatively examined in the growth stages (i.e., lag, logarithmic and stationary phase) of rapidophyceae $Heterosigma$ $akashiwo$, $Chattonella$ $marina$ and $Chattonella$ sp..Three strains could easily destroy in the lag phase due to relatively weak cell walls than those of the logarithmic and stationary phase. It is thought that inoculation of TD49 substances into initial or developmental natural blooms with a threshold concentration ($2{\mu}M$) can maximize the algicidal activity. Also, bio-chemical assays revealed that the algicidal substances from all culture strains were likely to be extracellular substances because those cells have easily destroyed in cell walls. On the other hand, natural zooplankton communities were influenced within the exposure experiments of $2{\mu}M$, which is showed the maximum algcidal activity of tested organisms. These results indicate that although the TD49 substance is potential agents for the control of $H.$ $akashiwo$, $C.$ $marina$ and $Chattonella$ sp. in the enclosed eutrophic bay and coastal water, more detailed research of acute toxicity effect on high trophic organism in marine ecosystems need to be conducted.

임하댐 비상여수로 설계 사례 소개

김동민,김태현,장민철,Kim, Dong-Min,Kim, Tae-Hyun,Jang, Min-Chul (사)한국토질및기초기술사회 2006 기술발표회 Vol.2006 No.-

최근 기상이변에 따른 이상홍수가 빈번하고, 댐 설계홍수량 설계기준이 가능최대홍수량(PMF)으로 강화되었으며, 최근의 주요 호우사상을 고려하여 산정한 임하댐 유역의 가능최대강수량(P.M.P)이 설계 당시보다 증가됨에 따라 가능최대홍수량(PMF) 유입시 댐 안정성 확보가 필요한 것으로 검토되었다. 따라서, 본 과업은 “댐의 수문학적 안정성검토 및 치수능력증대 기본계획 수립, 2004. 9. 건설교통부/한국수자원공사”에 의거하여, 최근의 태풍 ‘RUSA’(’02) 및 ‘MAEMI’(’03)와 같은 이상호우에 대한 댐 및 여수로의 안정성을 확보함으로써 국민의 생명과 재산을 보호할 수 있도록 비상여수로를 계획하였다. 비상여수로는 수문학적 안정성을 검토한 후, 가능최대홍수량(PMF)과 같은 홍수유입시 댐의 안전을 위하여 신속히 홍수를 배제시킬 수 있는 수리적.구조적인 안정성 확보가 가능하고, 시공성, 경제성 및 환경성 측면을 고려하여 댐우안 300m 지점에 터널규모 D15m${\times}$3련 ${\times}$L1,262m (L1=379m, L2=421m, L3=462m)의 월류형 터널식으로 계획하였다.

지구단위계획 수립의 후생가치 분석-청주시 검둥골 취락지구를 중심으로-

윤기범 ( Ki Bum Yun ),장민철 ( Min Chul Jang ),황희연 ( Hee Yun Hawang ) 한국농촌계획학회 2012 농촌계획 Vol.18 No.3

The purpose of this study is to quantitatively analyze the social welfare value given to the designated rural settlement zone by the resident-participated site unit plan that the City of Cheongju is newly attempting to draft. Firstly, the costs and benefits from the site unit planning were estimated. Secondly, through literature review especially focussed on the benefit and cost estimation, on-site questionnaire was designed, and then sample residents of the qualifying sites were asked about their willingness to pay, which could make it possible to estimate the monetary value of its benefits by the contingent valuation method (CVM). Finally, the present value of net benefits (PVNB) was estimated through the derived costs and benefits. As a result of analysis, firstly, the present value of net benefits (PVNB) was found to be 7,641 billion won, which indicated that the implementation of district-unit plan would be able to cause sufficient social welfare value for the effected residents. Secondly, in examining the result of individual average amount for willingness to pay through the CVM, the area that benefited the most was found to be the road improvement. Thirdly, as a result of sensitivity analysis, the parameter with the most effects was the discount rate, which suggested that, in carrying out public projects, excessive market interest rates would not be appropriate.

DSP기반 전류벡터제어 시스템 구현 및 IPMSM 특성 분석

조인호(Cho In-Ho),장민철(Min-Chul Jang),강보한(Bo-Han Kang),장기봉(Ki-Bong Jang) 대한전기학회 2013 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2013 No.10

동물플랑크톤에 대한 지속성 유기오염물질 PAHs와 TBT의 독성 및 생존능력에 미치는 영향

장풍국 ( Poong Guk Jang ),신경순 ( Kyoung Soon Shin ),장민철 ( Min Chul Jang ),박동원 ( Dong Won Park ),장만 ( Man Chang ) 한국환경생물학회 2004 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.22 No.-

선박평형수 처리 시스템 효율 검증을 위한 해양 플랑크톤 생사판별시 Neutral red 염색법 적용 가능성 연구

현봉길,신경순,정한식,최서열,장민철,이우진,최근형,Hyun, Bonggil,Shin, Kyoungsoon,Chung, Hansik,Choi, Seo-Yeol,Jang, Min-Chul,Lee, Woo-Jin,Choi, Keun-Hyung 한국해양학회 2014 바다 Vol.19 No.4

선박평형수를 통한 외래종 확산을 방지하기 위해 국제해사기구(IMO)에서는 2004년 선박평형수관리협약을 채택하였다. 이 협약에 따르면 앞으로 대부분의 선박들은 선박평형수 처리시스템을 통해서 해양 생물을 사멸 또는 제거시킨 후 배출해야 하며, 이는 플랑크톤의 생사판별방법을 통하여 이루어진다. 본 연구에서는 국제적으로 선박평형수 처리후 생사판별법으로 널리 사용되고 있는 fluorescein diacetate assay (FDA) 염색방법의 제한성과 이의 대안으로 Neutral red (NR) 염색방법사용 가능성을 살펴보고자 하였다. FDA 염색법은 대부분의 플랑크톤 염색에 되어서 현재 가장 널리 사용되는 방법임에도 불구하고 본 연구에서는 Ditylum brightwellii 을 제외한 모든 식물플랑크톤 대해서 낮은 염색 효율(전체 평균 염색 효율 <50%)을 보였으며, 식물플랑크톤이 갖는 고유한 형광(적색)에 간섭을 많이 받는 것으로 나타났다. 또한 FDA는 형광파장에 노출된 후 빠르게 색이 바래지는 경향도 관찰되었다. 반면에 NR은 조사된 모든 동 식물플랑크톤 개체수에 대해서 90% 이상의 높은 염색 효율을 보였다. 두 염색법 모두 포르말린을 이용해서 사멸시킨 동 식물플랑크톤에 대해서는 염색이 되지 않았다. 본 연구결과를 통해서 NR 염색법을 이용한 동 식물플랑크톤 생사판별은 매우 효율적이라고 판단된다. In order to prevent the spread of non-indigenous aquatic species through the ballast water in commercial ships, International Maritime Organization (IMO) adopted in 2004 the International Convention for Control and Management of Ship's Ballast Water and Sediments. The Convention mandates treatment of ballast water for most transoceanic voyages and its confirmation of treatment is made with plankton live/dead assay. Fluorescein diacetate assay (FDA), which produces bright green light for live phytoplankton, has been a de facto standard method to determine the survival of marine plankton, but its staining efficacy has been in dispute. In the present study, we examined the limitation of FDA, and compared its efficacy with Neutral red (NR) staining, another promising assay and widely used especially for zooplankton mortality. For all phytoplankton species studied in the present study, except Ditylum brightwellii, the staining efficiency was <50% with FDA. The green FDA fluorescence interfered with phytoplankton autofluorescence in most samples. In contrast, NR assay stained over 90% of both phytoplankton and zooplankton species tested in this study. FDA assay also showed that green FDA fluorescence rapidly faded when phytoplankton cells were exposed to microscope light. Both FDA and NR assay were negative on formalin-killed individuals of both phytoplankton and zooplankton species. Our results suggest that NR assay is more effective for determining the survival of marine plankton and can be applied to test the efficacy of ballast water treatment.