폐쇄 사육 시스템에서 고착성 무척추동물 특히 연체동물의 부착용 재료로서 이용되고 있는 dead rock과 live rock이 수질에 부가적으로 미치는 영향을 파악하고자 인도네시아로부터 수입된 dead rock과 live rock을 인공해수를 이용한 실험수조에 투입 한 후 수질변화를 관찰하였다. 두 종류의 rock들은 모두 pH 안정에 영향을 주었으며 질소화합물의 분해에도 일정한 영향을 주는 것으로 나타났다. dead rock의 경우 사용전 충분한 안정화 기간을 거침으로써 부착용 도구로서 뿐만 아니라 훌륭한 보조여과 기능을 담당할 수 있는 것으로 사료된다. live rock의 경우에는 이미 부착되어 서식하고 있는 조류나 박테리아에 의해 dead rock에 비해 더욱 높은 질소화합물 분해 능력을 나타냈으며 초기 투입 시 부착되어 있는 생물의 폐사나 해적생물의 유입에 따른 위험성을 제거 할 경우 사육시스템 내에서 단순한 부착용 재료로서 뿐만 아니라 다양한 목적에 이용가능 할 것으로 사료된다.
폐쇄 사육 시스템에서 고착성 무척추동물 특히 연체동물의 부착용 재료로서 이용되고 있는 dead rock과 live rock이 수질에 부가적으로 미치는 영향을 파악하고자 인도네시아로부터 수입된 dead rock과 live rock을 인공해수를 이용한 실험수조에 투입 한 후 수질변화를 관찰하였다. 두 종류의 rock들은 모두 pH 안정에 영향을 주었으며 질소화합물의 분해에도 일정한 영향을 주는 것으로 나타났다. dead rock의 경우 사용전 충분한 안정화 기간을 거침으로써 부착용 도구로서 뿐만 아니라 훌륭한 보조여과 기능을 담당할 수 있는 것으로 사료된다. live rock의 경우에는 이미 부착되어 서식하고 있는 조류나 박테리아에 의해 dead rock에 비해 더욱 높은 질소화합물 분해 능력을 나타냈으며 초기 투입 시 부착되어 있는 생물의 폐사나 해적생물의 유입에 따른 위험성을 제거 할 경우 사육시스템 내에서 단순한 부착용 재료로서 뿐만 아니라 다양한 목적에 이용가능 할 것으로 사료된다.
Recently, for the purpose of constructing artificial ecosystem, the public aquarium and experimental mesocosm systems are receiving attention. To design and establish an aquarium and mesocosm system, there is need of several materials for simulating the environment, such as sediments, rocks, and pla...
Recently, for the purpose of constructing artificial ecosystem, the public aquarium and experimental mesocosm systems are receiving attention. To design and establish an aquarium and mesocosm system, there is need of several materials for simulating the environment, such as sediments, rocks, and plants. Expecially for sessile mollusks, there must be proper materials to which sessile invertebrates can adhere. Nowadays, many aquariums and mesocosm systems are using dead coral skeletons for sessile mollusks. This study was proceeded to have data on the effect of dead coral skeletons on water qualities with the experiment on the environmental factors. For this purpose, I made glass tank for experiment, chose two types of dead coral skeletons imported from the Indonesia and observed the change of water qualities and decomposition efficiency of TAN (total ammonia-nitrogen), nitrite ($NO_2{^-}$) and nitrate ($NO_3{^-}$). As a result, the lager the surface area was, the more TAN, nitrite and nitrate decomposition rate increased. In addition, coral skeletons covered with crustose algae and bacteria in the tank showed faster TAN, nitrite and nitrate removal rate and stabilization. Accordingly, this experiment suggested that dead coral skeletons could be used as a sub filter for the closed system as well as an adhering plate.
Recently, for the purpose of constructing artificial ecosystem, the public aquarium and experimental mesocosm systems are receiving attention. To design and establish an aquarium and mesocosm system, there is need of several materials for simulating the environment, such as sediments, rocks, and plants. Expecially for sessile mollusks, there must be proper materials to which sessile invertebrates can adhere. Nowadays, many aquariums and mesocosm systems are using dead coral skeletons for sessile mollusks. This study was proceeded to have data on the effect of dead coral skeletons on water qualities with the experiment on the environmental factors. For this purpose, I made glass tank for experiment, chose two types of dead coral skeletons imported from the Indonesia and observed the change of water qualities and decomposition efficiency of TAN (total ammonia-nitrogen), nitrite ($NO_2{^-}$) and nitrate ($NO_3{^-}$). As a result, the lager the surface area was, the more TAN, nitrite and nitrate decomposition rate increased. In addition, coral skeletons covered with crustose algae and bacteria in the tank showed faster TAN, nitrite and nitrate removal rate and stabilization. Accordingly, this experiment suggested that dead coral skeletons could be used as a sub filter for the closed system as well as an adhering plate.
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문제 정의
그러므로 본 연구에서는 크게 2가지 측면에서 live rock과 dead rock의 수질영향 실험을 통해 좀 더 정확하고 다양한 자료들을 확보하고자 하였다. 첫 번째는 여과재와 수조환경의 구성요소로서 주로 이용되고 있는 dead rock의 폐쇄 수 환경 내에서의 수질영향을 관찰하였으며 두 번째로 live rock이 수질에 미치는 영향에 대한 실험을 통해 두 종류에 대한 차이점을 관찰하였다.
첫 번째는 여과재와 수조환경의 구성요소로서 주로 이용되고 있는 dead rock의 폐쇄 수 환경 내에서의 수질영향을 관찰하였으며 두 번째로 live rock이 수질에 미치는 영향에 대한 실험을 통해 두 종류에 대한 차이점을 관찰하였다. 이를 통해 다양한 고착성 연체동물을 위한 사육시스템 구축 시 생물과 환경에 미치는 요소들에 대한 정확한 자료들을 확보함으로써 더욱 정교하고 안정된 사육시스템을 구축하고 관리하는데 이용하고자 하였다.
제안 방법
매일 1회 증발량만큼 증류수를 보충하였으며 사육 수 교환은 하지 않았다. 3일간의 안정화 후 3 M 염화암모늄 (NH4CL) 을 각각의 실험수조에 TAN이 6 mg/L이 되도록 투여 후 실험을 2회 실시하였다.
실험기간 동안 수온은 22℃를 유지하였으며 염분도는 약 30‰로 유지하였다. 매일 1회 증발 량 만큼의 증류수를 보충하였으며 사육수 교환은 실시하지 않았다. 안정화 후 굴 (Crassostrea gigas)을 각각의 수조에 12 개체씩 투입 후 실험을 2회 실시하였다.
CL) 을 실험수조에 투입하여 수질변화를 관찰하였다. 살균소독 처리된 수조에 1 kg의 산호사로 구성된 Exp. 1과 1 kg의 dry weight dead rock 한 조각으로 구성된 Exp. 2, 330 g dry weight dead rock 3 조각으로 구성된 Exp. 3, 100 g dry weight dead rock 10 조각으로 구성된 Exp. 4 및 bare tank로 구성된 대조구 수조 Exp. 5로 나누어 구성하였다 (Table 2). 각각의 실험수조에는 15 L의 Redsea사 해수염으로 제작한 인공해수를 투입하고 기기들을 설치하여 3일간 안정화 기간을 가졌다.
수류를 위하여 5 Watt 수중 펌프를 이용하여 3 cycle/hour로 수류를 수조 내에서 순환하도록 하였다. 수조의 위치를 실험실내 외부인의 출입이 없는 조용한 장소에 위치시켜 낮 동안 자연광이 직접적으로 영향을 덜 미치는 곳에 설치하였으며 실험수조를 위해 인공조명은 12 Watt 삼파장 등을 하루 8시간 동안 타이머를 이용하여 각각의 수조에 균일하게 제공하도록 설치하였다.
실험기간 동안 수질분석은 기본적인 수질변화와 환경변화를 알아보기 위해 수온, 용존산소, pH, 염분도등을 하루에 1회 측정하였다. 측정은 micro sensor를 이용한 YSI사 water tester (YSI-150) 을 이용하여 측정하였다.
실험은 상기에서 서술한 실험재료와 설치방법에 따라 설치 후 염화암모늄 (NH4CL) 을 실험수조에 투입하여 수질변화를 관찰하였다. 살균소독 처리된 수조에 1 kg의 산호사로 구성된 Exp.
매일 1회 증발 량 만큼의 증류수를 보충하였으며 사육수 교환은 실시하지 않았다. 안정화 후 굴 (Crassostrea gigas)을 각각의 수조에 12 개체씩 투입 후 실험을 2회 실시하였다. 배양된 녹조류와 규조류 농축액을 매일 한차례 3 ml씩 공급하였으며 잔존사료는 제거하지 않았다.
인공해수로 제작한 염분도 30‰, 수온 22℃, pH 8.12의 순치 수조에 간단한 여과시스템을 부착한 후 전처리한 live rock을 수조에 투입하여 일주일간 안정화 기간을 거쳐 실험에 사용하였다.
질소화합물의 농도변화를 관찰하기 위해 실험기간 동안 2일에 1회 같은 시각에 수조 내 사육수를 채취하여 0.5 μm의 크기의 filter를 이용하여 거른 후 암모니아 (TAN), 아질산염 (NO2-), 및 질산염 (NO3-) 을 Lamote사 Smart II colorimeter를 이용하여 파장 640 nm에서 흡광도를 측정하여 정량하여 변화량을 관찰하였다.
그러므로 본 연구에서는 크게 2가지 측면에서 live rock과 dead rock의 수질영향 실험을 통해 좀 더 정확하고 다양한 자료들을 확보하고자 하였다. 첫 번째는 여과재와 수조환경의 구성요소로서 주로 이용되고 있는 dead rock의 폐쇄 수 환경 내에서의 수질영향을 관찰하였으며 두 번째로 live rock이 수질에 미치는 영향에 대한 실험을 통해 두 종류에 대한 차이점을 관찰하였다. 이를 통해 다양한 고착성 연체동물을 위한 사육시스템 구축 시 생물과 환경에 미치는 요소들에 대한 정확한 자료들을 확보함으로써 더욱 정교하고 안정된 사육시스템을 구축하고 관리하는데 이용하고자 하였다.
실험기간 동안 수질분석은 기본적인 수질변화와 환경변화를 알아보기 위해 수온, 용존산소, pH, 염분도등을 하루에 1회 측정하였다. 측정은 micro sensor를 이용한 YSI사 water tester (YSI-150) 을 이용하여 측정하였다. 질소화합물의 농도변화를 관찰하기 위해 실험기간 동안 2일에 1회 같은 시각에 수조 내 사육수를 채취하여 0.
폐쇄 사육 시스템에서 고착성 무척추동물 특히 연체동물의 부착용 재료로서 이용되고 있는 dead rock과 live rock이 수질에 부가적으로 미치는 영향을 파악하고자 인도네시아로부터 수입된 dead rock과 live rock을 인공해수를 이용한 실험수조에 투입 한 후 수질변화를 관찰하였다. 두 종류의 rock들은 모두 pH 안정에 영향을 주었으며 질소화합물의 분해에도 일정한 영향을 주는 것으로 나타났다.
대상 데이터
dead rock과 live rock의 수질변화를 관찰하기위해 4개의 실험군으로 구성하였다. Exp. 1은 dead rock 실험수조로 300 g dead rock 3 조각을 사용하였다. Exp.
dead rock과 live rock의 수질변화를 관찰하기위해 4개의 실험군으로 구성하였다. Exp.
dead rock은 인도네시아에서 수입된 것을 구입하여 전처리 과정을 거쳐 실험에 이용하였다. 물 세척 후 33% 과산화수소수 (H2O2) 를 이용하여 일정기간 유기물을 제거하였다.
산호사 또한 인도네시아 산으로 입자 크기 3.52 ± 1.16 mm로써 dead rock과 같은 전처리과정을 거친 후 실험에 사용하였으며 거름망을 이용하여 일정 크기를 벗어나는 것들은 제거 후 사용하였다.
실험에 사용된 수조는 30 cm × 25 cm × 25 cm의 유리 수조로 물 세척 후 ethanol로 소독한 후 사용하였다.
실험에 이용된 생물은 굴 (Crassostrea gigas) 로 충청남도 태안군 일대서 양식된 개체를 이용하였다. 평균 각장 67.
평균 각장 67.35± 11.25 mm의 크기로서 100 L 사각 유리 수조에 인공해수를 이용하여 삼일 간 안정화 과정을 거친 후 실험에 이용하였다.
데이터처리
통계분석은 각 연구 결과로부터 얻어진 자료 값 사이의 유의차 유무를 SPSS WIN Ver. 17.0을 이용하여 ANOVA 와 t-test를 통하여 유의성 (P < 0.05) 을 검정하였다.
이론/모형
실험에 사용된 rock들의 표면적 측정은 Marsh (1970) 와 Yuen et al. (2009) 이 이용한 aluminum foil method를 이용하여 측정하였으며 산호사의 표면적은 Jeon et al. (1997) 의 연구를 참고하여 실험에 이용하였다.
성능/효과
50% 농도로 감소하는 시점이 16일 경과 전에 나타남으로써 두 번째로 빠른 변화를 보인 Exp. 4와 비교해서도 4일 이상 빠른 결과를 보였으며 마지막 측정에서도 0.37 ± 0.04 mg/L로 가장 낮은 값을 나타냈다.
5로 나누어 구성하였다 (Table 2). 각각의 실험수조에는 15 L의 Redsea사 해수염으로 제작한 인공해수를 투입하고 기기들을 설치하여 3일간 안정화 기간을 가졌다. 실험기간 동안 수온은 22℃를 유지하였고 염분도는 약 30‰로 유지하였다.
1에 비해 25%이상 높은 증가율을 보였다. 그러나 상승 이후 단기간에 빠르게 안정화 단계로 접어들어 실제 감소시점은 Exp. 1과 비교해 Exp. 3의 경우 약 10일 가까이 빠른 경향을 보여 주었으며 Exp. 2도 5일 가까이 감소시점이 빨랐다. 후반기로 접어들면서 TAN 농도는 모두 1 mg/L 이하로 감소함으로써 대조구 Exp.
폐쇄 사육 시스템에서 고착성 무척추동물 특히 연체동물의 부착용 재료로서 이용되고 있는 dead rock과 live rock이 수질에 부가적으로 미치는 영향을 파악하고자 인도네시아로부터 수입된 dead rock과 live rock을 인공해수를 이용한 실험수조에 투입 한 후 수질변화를 관찰하였다. 두 종류의 rock들은 모두 pH 안정에 영향을 주었으며 질소화합물의 분해에도 일정한 영향을 주는 것으로 나타났다. dead rock의 경우 사용 전 충분한 안정화 기간을 거침으로써 부착용 도구로서 뿐만 아니라 훌륭한 보조여과 기능을 담당할 수 있는 것으로 사료된다.
또한 Exp. 1이 가장 빨리 최고값에 도달하고 다른 실험 군에 비해서 빠른 감소율을 나타냈으나 실험 마지막 측정에서는 오히려 Exp. 4가 가장 낮은 값인 1.09 ± 0.17 mg/L을 나타냈으며 제일 높은 Exp. 5의 15.87 ± 0.75 mg/L보다 약 1/15 정도 적은 값을 보였다.
TAN 농도는 모든 실험 군에서 농도의 차는 있지만 시간에 따른 변화는 같은 경향을 보였다. 또한 산호사를 제외하고 dead rock의 표면적 증가가 같은 비율의 TAN 제거율 증가로 나타남을 보였다. 기존의 여과재의 경우 크기가 작을수록 표면적의 증가를 통한 여과효율 증가가 나타나더라도 각각의 여과재의 TSA (Total surface area) 와 실제적인 SSA (Specific surface area) 사이에 일정한 차가 존재함으로써 표면적과 여과효율 간에 차이가 존재한다 (Ki et al.
아질산염은 live rock인 Exp. 2와 3이 초기 상승기에 유사한 경향을 보였으며 감소시점에서도 수치상의 차이는 존재하지만 유의한 차이는 나타나지 않았다 (P > 0.05).
아질산염의 경우 실험 초기 모든 실험군에서 아질산염 증가가 같은 경향으로 증가함을 보였는데 아질산염 분해박테리아의 생육에 있어서 시간적 차이가 크지 않음을 알 수 있으며 dead rock의 표면적 증가가 아질산염 분해에 있어서는 시스템초기 보다는 중반 이후가 더욱 중요하다고 사료된다. 질산염의 경우에는 아질산염과 반대로 초기에 증가율 차가 존재하나 감소율에 있어서는 차이가 크지 않은 결과를 보여주었다.
(1997) 의 여과 시스템과 여과재에 관한 연구 결과를 참고할 경우 dead rock 과 live rock 1 kg 당 일일 TAN 분해 율은 산호사나 모래를 이용한 침전식 여과시스템에서의 모래나 산호사 1 L 당 일일 TAN 분해율에 비해 각각 약 10%와 20%의 효율을 갖는 것으로 판단되며 이러한 수치는 본격적인 여과시스템의 효율에 비해 낮은 수치이지만 사육 시스템에서 고착성 연체동물의 부착 도구로 이들 두 종류의 rock들을 이용할 경우 사육수 100리터 당 약 10 kg에서 30 kg 가까이 이용됨으로 두 종류의 rock들이 사육시스템 내에서 충분한 여과효율을 갖는 것으로 판단된다. 즉 전시용 사육 시스템에서 여과재의 양을 총 사육수의 3%에서 5%를 기준할 경우 필요 여과재량에 대해 dead rock의 경우 최대 약 20%, live rock의 경우 약 40% 가까운 여과재 대체효과를 가질 수 있을 것으로 사료된다. 이를 통해 사육시스템 구축 시여과시스템의 규모를 줄일 수 있으며 시스템 운영 시 좀 더 안정적인 운영과 돌발적인 수질 악화에 보조 여과시스템으로서의 역할을 충분히 할 수 있을 것으로 사료된다.
아질산염의 경우 실험 초기 모든 실험군에서 아질산염 증가가 같은 경향으로 증가함을 보였는데 아질산염 분해박테리아의 생육에 있어서 시간적 차이가 크지 않음을 알 수 있으며 dead rock의 표면적 증가가 아질산염 분해에 있어서는 시스템초기 보다는 중반 이후가 더욱 중요하다고 사료된다. 질산염의 경우에는 아질산염과 반대로 초기에 증가율 차가 존재하나 감소율에 있어서는 차이가 크지 않은 결과를 보여주었다. dead rock 간의 표면적 차에 의해 감소 시점에 차이를 나타냈으나 중반 이후의 안정기에서 dead rock의 표면적 차는 본 실험에서는 질산염 분해에 큰 의미를 나타내지 않았다.
후반기로 접어들면서 TAN 농도는 모두 1 mg/L 이하로 감소함으로써 대조구 Exp. 4를 제외하고는 안정기에 시간적인 차가 존재 할 뿐 후반기에는 live rock 사이에 유의한 차이가 나타나지 않았다 (P > 0.05, Fig. 9).
후속연구
dead rock의 경우 사용 전 충분한 안정화 기간을 거침으로써 부착용 도구로서 뿐만 아니라 훌륭한 보조여과 기능을 담당할 수 있는 것으로 사료된다. live rock의 경우에는 이미 부착되어 서식하고 있는 조류나 박테리아에 의해 dead rock에 비해 더욱 높은 질소화합물 분해 능력을 나타냈으며 초기 투입 시 부착되어 있는 생물의 폐사나 해적생물의 유입에 따른 위험성을 제거 할 경우 사육시스템 내에서 단순한 부착용 재료로서 뿐만 아니라 다양한 목적에 이용가능 할 것으로 사료된다.
비록 본 연구에서는 이들 두 가지의 산호 골격들에 대한 기초 연구만 수행되었지만 좀 더 다양한 연구들을 통해 dead rock이나 live rock을 고착성 연체동물이나 기타 고착성 무척추동물의 부착 도구로 이용할 경우 부착용 도구로써의 높은 유용성뿐만 아니라 보조 여과 기능이 가능한 매우 좋은 환경 구성요소로써 더욱 효율적인 이용이 가능하다고 사료된다. 그러나 Luckett et al.
즉 전시용 사육 시스템에서 여과재의 양을 총 사육수의 3%에서 5%를 기준할 경우 필요 여과재량에 대해 dead rock의 경우 최대 약 20%, live rock의 경우 약 40% 가까운 여과재 대체효과를 가질 수 있을 것으로 사료된다. 이를 통해 사육시스템 구축 시여과시스템의 규모를 줄일 수 있으며 시스템 운영 시 좀 더 안정적인 운영과 돌발적인 수질 악화에 보조 여과시스템으로서의 역할을 충분히 할 수 있을 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
수조내부 환경구성에서 부착용 도구는 어떤 요소인가?
수조내부 환경구성을 위한 중요한 요소들 중 무척추동물 특히 고착성 연체동물 중심의 수서환경을 재현하고자 할 경우 고착성 연체동물들이 부착하여 생존할 수 있는 부착용 도구는 매우 중요한 요소다. 이를 위해 고착성 연체동물들의 사육을 위한 부착용 재료의 하나로써 죽은 산호골격을 수년전부터 이용해오고 있으며 live rock 또는 dead rock이라는 명칭으로 통용되고 있다 (Green and Shirley, 1999).
폐쇄 사육 시스템에서 고착성 무척추동물 특히 연체동물의 부착용 재료로서 이용되고 있는 dead rock과 live rock이 수질에 부가적으로 미치는 영향을 파악하고자 무엇을 관찰하였는가?
폐쇄 사육 시스템에서 고착성 무척추동물 특히 연체동물의 부착용 재료로서 이용되고 있는 dead rock과 live rock이 수질에 부가적으로 미치는 영향을 파악하고자 인도네시아로부터 수입된 dead rock과 live rock을 인공해수를 이용한 실험수조에 투입 한 후 수질변화를 관찰하였다. 두 종류의 rock들은 모두 pH 안정에 영향을 주었으며 질소화합물의 분해에도 일정한 영향을 주는 것으로 나타났다.
폐쇄 사육 시스템에서 고착성 무척추동물 특히 연체동물의 부착용 재료로서 이용되고 있는 dead rock과 live rock이 수질에 부가적으로 미치는 영향을 파악하고자 인도네시아로부터 수입된 dead rock과 live rock을 인공해수를 이용한 실험수조에 투입 한 후 수질변화를 관찰한 결과는 어떠한가?
폐쇄 사육 시스템에서 고착성 무척추동물 특히 연체동물의 부착용 재료로서 이용되고 있는 dead rock과 live rock이 수질에 부가적으로 미치는 영향을 파악하고자 인도네시아로부터 수입된 dead rock과 live rock을 인공해수를 이용한 실험수조에 투입 한 후 수질변화를 관찰하였다. 두 종류의 rock들은 모두 pH 안정에 영향을 주었으며 질소화합물의 분해에도 일정한 영향을 주는 것으로 나타났다. dead rock의 경우 사용전 충분한 안정화 기간을 거침으로써 부착용 도구로서 뿐만 아니라 훌륭한 보조여과 기능을 담당할 수 있는 것으로 사료된다. live rock의 경우에는 이미 부착되어 서식하고 있는 조류나 박테리아에 의해 dead rock에 비해 더욱 높은 질소화합물 분해 능력을 나타냈으며 초기 투입 시 부착되어 있는 생물의 폐사나 해적생물의 유입에 따른 위험성을 제거 할 경우 사육시스템 내에서 단순한 부착용 재료로서 뿐만 아니라 다양한 목적에 이용가능 할 것으로 사료된다.
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