한국환경농학회 포스터 발표 논문 초록 - 수질오염과 수처리 분야 : 중산간 농업용 저수지인 만운 저수지의 수 환경특성

남귀숙,김미숙,김호일,이광식,윤경섭 한국환경농학회 2001 창립 20주년 기념 심포지엄 및 추계학술발표회 Vol.- No.-

농업용 호소 녹조 관리 현황 및 과제

남귀숙 한국환경농학회 2023 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2023 No.0

녹조현상은 부영양화, 체류시간, 수온, 광도 등 여러 가지 요인의 복합적인 작용으로 저수지, 상수원 댐 및 하천 등에서 발생하는 계절적인 현상으로, 직접적으로는 이취미와 독소를 발생시키며, 간접적으로는 물고기 대량 폐사, 생물상 변화, 수처리 비용증가 등 생태계 건강성은 물론 용수의 질을 떨어뜨리고, 경제적 손실을 야기한다. 최근 기후 온난화와 극단화에 따른 수온증가, 동절기 결빙일수감소, 폭염, 폭우, 가뭄 등 이상강우는 녹조 발생에 더욱 취약한 여건을 만든다. 농업용호소의 경우 최근 조사 자료를 분석한 결과, 총 975개 주요 농업용 호소 중 5~8%에서 녹조 관리가 필요한 것으로 나타났다. 농업용호소를 대상으로 한 녹조관리체계는 진단콘을 이용한 녹조예찰과 현장 모니터링, 저감대책 시행 순으로 구축되어 있으며, 본사조직과 지역본부, 지사조직이 유기적으로 연계하여 추진하고 있다. 그러나, 농업용 호소의 녹조 모니터링 관련 항목은 농업용수 수질측정망 조사의 Chl-a분석에 국한되어 있으며, 일부 연구를 통해 종조성 및 유해남조류 우점현황을 분석하고 파악하는 것이 전부이다. 남조류 중 조류독소를 생산하는 유해남조류로 Microcystis, Oscillatoria, Anabaena, Aphanizomenon 등은 냄새물질인 지오스민(geosmin), 2-MIB 등 외에도 간독소인 마이크로시스틴(microcystin) 또는 신경독소인 아나톡신(anatoxin) 물질을 배출하기도 한다. 특히, 국내 호소와 하천에서 주로 검출되는 마이크로시스틴은 먹는물 뿐만 아니라 쌀, 배추 등의 농산물에서 위해성 논란이 거듭되고 있어 녹조관리는 물론 조류 독소관리의 필요성이 증가하고 있다. 따라서, 최근 농업용수의 조류독소로 인한 농산물 안전성에 대한 의심이 부각되고 있는 가운데, 조류독소에 대한 관심과 이해가 증가하여 향후 독소 분석을 모니터링 항목에 포함할 필요가 있을 것으로 판단된다. 본 발표는 농업용수의 녹조관리 현황 및 과제라는 주제로 현재 녹조관리 방안 현황과 지금까지 연구 개발된 기술들의 현장적용 한계와 개선방향을 제시하고 향후 녹조관리 체계를 개선하기 위한 과제에 대해 논의해 보는 자리가 될 것이다, 이를 위해 SMART한 녹조 및 독소관리를 위해 상시모니터링-사전예방-초기억제-녹조제거-녹조자원화로 연계되는 통합관리시스템에 대해 소개하고, 현명한 녹조관리 방안을 제안하고자 한다.

Purification Characteristics and Hydraulic Conditions in an Artificial Wetland System

남귀숙,박병흔,김재옥,이광식,주기재,이상준 한국하천호수학회 2002 생태와 환경 Vol.35 No.5

적조발생특성과 제어대책

남귀숙,Nam, Gwi-Suk 한국수자원학회 2012 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.45 No.12

미세조류를 이용한 농촌지역 수질개선방안

남귀숙,송영희,이의행,배요섭,김미옥,Nam, Gwi-Suk,Song, Yeong-Hui,Lee, Ui-Haeng,Bae, Yo-Seop,Kim, Mi-Ok 한국수자원학회 2012 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.45 No.6

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.

인공호소의 적조 및 녹조 제어를 위한 천적생물 현장배양시스템 개발

남귀숙,송영희,박구성,배요섭,김상현,강창현 한국환경농학회 2008 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2008 No.2

이화학적 수질인자가 부영양화된 마산저수지의 세균분포에 미치는 영향

남귀숙,손형식,차미선,조순자,이광식,이상준 한국미생물학회 2003 미생물학회지 Vol.39 No.2

부영양화된 농업용저수지인 마산지(충남 아산)에서 DAPI와 fluorescent in situ hybridization방법을 이용하여 세균분포의 변화와 이에 영향을 미치는 이화학적 수질인자를 상관관계분석을 통해 살펴보고자 하였다. 2000년 6월부터 11월 동안의 월평균 수온은 12.3~$27.5^{\circ}C$, 수소이온농도(pH) 7.5~9.0, 용존산소량(DO) 7.1~12.8 mg/L의 범위를 보여주었다. 생화학적산소요구량(COD)(6.4-13.0 mg/L)과 엽록소 a(Chl-a)(30.5-99.0 mg/㎥), 총질소(TN)(1.748~3.543 mg/L)는 7뭘, 8월에 높게 나타난 반면, 부유물질(55)(7.5~25.7 mg/L), 총인(TP)(0.104~0.581mg/L)은 9월에 가장 높게 나타나 강우의 영향과 퇴적층의 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 충세균수는 0.4~9.6$\times$$10^{6}$ cells/ml로 총세균수를 기준으로 중영양~부영양상태를 나타내었으며, 총균수에 대한 Eubacteria의 비율은 67.6~88.0%로 높은 범위를 보여주었다. 총세균수 및 Eubacteria group의 분포에 영향을 미치는 이화학적 수질인자를 검토하기 위한 상관관계분석 결과 수온보다는 Org-N, Org-P등 유기성의 영양염류가 세균군집크기와 상관성이 가장 높게 나타나 가장 큰 영향을 미치고 있는 요인으로 나타났으며, Proteobacteria group은 Org-P, Org-N과 가장 큰 영향을, 수온, 전기전도도(EC), COD, 무기질소 등도 다소 영향을 미치는 것으로 나타났다. 반면에 C-F group은 Org-N에 HGC group은 수온에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며, 그외 항목에서는 Proteobacteria group보다 영향성이 크지 않은 것으로 나타났다. pH, DO, BOD, SS등의 항목에 대해서는 서로 영향을 미치지 않았으며, Chl-a와는 유의성있는 상관성이 전혀 없어 서로 영향을 미치지 않는 것으로 나타나 다른 마산지에서는 식물플랑크톤보다는 강우현상과 그에 따른 유기물질의 영향을 크게 받는 것을 알수 있었다. 따라서 농업용저수지인 마산저수지의 세균군집의 계절적 분포는 수생태계내의 식물플랑크톤의 변화보다 강우현상 및 호소내부의 유기오염물질변화, 수온 등의 환경요인에 더 크게 영향을 받는 것으로 판단되며, 향후 오염된 농업용저수지에서 세균군집 변화에 대한 좀더 면밀한 검토가 이루어져야 할 것으로 사료된다. The total bacterial numbers, Eubacterial community structures and environmental factors which affect bacterial community were estimated monthly using DAPI and fluorescent in situ hybridization monthly, from June to November 2000 to evaluate the correlation between the bacterial community and environmental factors in eutrophic agricultural Masan reservoir in Asan. Average water temperatures varied from 12.3 to $27.5^{\circ}C$, pH 7.5 to 9.0, DO 7. I~12.8 mg/L, COD 6.4~13.0 mg/L, chlorophyll a 30.5~99.0 mg/㎥, SS 7.S~25.7 mg/L, TN 1.748~3.543 mg/L., and TP 0.104~0.581 mg/L, respectively. Total bacterial numbers showed high ranges from 0.4 to 9.6$\times$ $10^{6}$ cells/ml, and these indicated the mesotrophic or eutrophic state. The ratio of Eubacteria to total bacteria was 67.6-88.0%, which was higher than that in other reservoir. The relationships of total bacteria and Eubacteria community were more significant with organic nitrogen (Org-N), and organic phosphorus (Org-P) than with water temperature. Proteobacteria groups showed strongly significant relationships with Org-P and Org-N and significant relationships with water temperature, conductivity, COD, and inorganic nitrogen. C-F group was the most significant with Org-N, and HGC group with water temperature. However, relationships of Chl-a, pH, DO and SS showed no significance with any bacterial community. These results were different from other studies, because of the specific characteristics of Masan reservoir such as old, shallow and eutrophic states. The seasonal variation of bacterial community in Masan reservoir does not seem to depend on phytoplankton dynamics but on storm event and organic materials from watershed and the sediment of reservoir.

포식성 천적생물을 이용한 녹조방지 기술개발

남귀숙,송영희,이의행,배요섭,홍대벽,Nam, Gwi-Suk,Song, Yeong-Hui,Lee, Ui-Haeng,Bae, Yo-Seop,Hong, Dae-Byeok 한국수자원학회 2011 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.44 No.6

부산근해 유류분해세균의 생태학적 특성

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.