생태융합환경공학연구실

논문 초록 (Abstract)

목적 : 장기적인 조류 성장억제 효과를 위하여 초음파 1차 조사 종료 이후 일정기간 조류 성장억제가 지속된 후 Microcystis aeruginosa(M. aeruginosa)의 재성장 시 초음파의 재조사를 통해 Microcystis aeruginosa의 성장억제 효과를 조사하고, 조류 성장억제 효율과 효과의 지속성을 확인하기 위하여 실험실 규모 실험을 진행하였으며 이를 바탕으로 다양한 분석을 진행하였다. 방법 : 대조군 A(0hr)과 초음파 1차 조사만 적용한 실험군 B(2hr), 2차조사를 적용한 실험군 C(0.5hr), D(1hr), E(1.5hr)으로 구분하여 각 조건별로 실험을 진행하였다. 초음파 조사 조건은 주파수 23kHz, 출력6.94 W L ^-1 으로 적용하였으며, 초음파 2차 조사의 경우 1차 조사 이후 조류가 재성장 하는 시점(7days)에 초음파 재조사를 진행하였다. 결과 및 토의 : Chlorophyll-a (Chl-a) 및 M. aeruginosa의 개체수(cell number) 분석 결과, 초음파 1차 조사만 적용한 실험군(B)은 저감 이후 조류의 급격한 재성장이 진행된 반면, 초음파 2차 조사를 적용한 실험군 (C, D, E)은 초음파의 조사시간이 줄어들어도 조류의 재성장이 지연되는 것을 확인하였다. 비정상속도와 일차분석속도를 도출한 결과, 재성장 기간 동안 초음파 2차 조사를 적용한 실험군(C,D,E)은 반복적인 조류성장 불능화로 인하여 초음파 1차 조사만 적용한 실험군(B) 대비성장률이 상대적으로 낮은 것을 확인하였다. 또한 SEM, TEM 분석 결과, 초음파의 영향으로 조류 세포의 손상이 뚜렷하게 관측되었으며 대조군 대비 실험군은 M. aeruginosa 세포 내 기낭의 분포 감소와 세포막의 변형을 관찰하였다. 결론 : 본 연구를 통해 초음파 조사에 의한 조류 성장억제 효과를 확인하였으며, 초음파의 재조사는 반복적은 조류 성장 불능화에 기여하여 재조사 시, 1차 조사 대비 초음파 조사기간을 단축하여도 조류의 재성장에 필요한 시간은 더욱 증가되는 것을 확인하였다. 따라서, 정체수역 내 장기적 조류 성장억제를 위해서는 주기적인 초음파 조사가 필요하나, 초음파의 적정 조사 주기는 실제 현장의 규모, 조류 발생정도, 수온, 광량, 영양염류, 유속 등 다양한 복합적 인자의 영향에 따라 상이할 것으로 예상되며, 최적화된 초음파 조사 프로토콜을 수립하기 위해서는 다양한 조건에서의 부지특이성을 고려한 현장 연구가 필요한 것으로 판단된다.