[논문]생지화학적 지표를 이용한 서해안 갯벌 퇴적층에서의 유기물 순환에 관한 연구

이동헌; 이준호; 정갑식; 우한준; 강정원; 신경훈; 하선용

doi:10.4217/opr.2014.36.1.025

[국내논문] 생지화학적 지표를 이용한 서해안 갯벌 퇴적층에서의 유기물 순환에 관한 연구
Organic Matter Cycle by Biogeochemical Indicator in Tidal Mud Flat, West Coast of Korea 원문보기

Ocean and polar research, v.36 no.1, 2014년, pp.25 - 37

이동헌 (한국해양과학기술원 해양환경.보전연구부) , 이준호 (한국해양과학기술원 해양환경.보전연구부) , 정갑식 (한국해양과학기술원 해양환경.보전연구부) , 우한준 (한국해양과학기술원 해양환경.보전연구부) , 강정원 (한국해양과학기술원 해양환경.보전연구부) , 신경훈 (한양대학교 과학기술대학 해양융합과학과) , 하선용 (한국해양과학기술원 부설 극지연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

To understand the degradation processes of organic matter related to sulfate reduction by Sulfate Reduction Bacteria (SRB) in the tidal flat sediments of Hwang-do and Sogeun-ri, Tae-an Peninsula in Chungnam-do, biogeochemical characteristics were analyzed and highlighted using specific microbial biomarkers. The organic geochemical parameters (TOC, ${\delta}^{13}C_{org}$, C/N ratio, long-chain-n-alkane) indicate that most of the organic matter has been derived from marine phytoplankton and bacteria in the fine-grained sediment of Sogeun-ri, although terrestrial plant components have occasionally been incorporated to a significant degree in the coarse-grained sediment of Hwang-do. The concentration of sulfate in pore water is a constant tendency with regard to depth profile, while methane concentration appears to be slightly different with regard to depth profile at the two sites. Especially, the sum of bacteria fatty acid (a-C15:0 + i-C15:0 + C16:1w5) confirms that the these concentrations in Sogeun-ri are related to the degradation of Benzene, Toluene, Ethylbenzene and Xylene (BTEX) compounds from the crude oil retained in the sediments as a result of the Hebei Spirit oil-spill accident in 2007. The methane-related microbial communities as shown by lipid biomarkers (crocetane, PMI) are larger in some sedimentary sections of Hwang-do than in the Sogeunri tidal flat. These findings suggest that methane production by microbiological processes is clearly governed by SRB activity along the vertical succession in organic-enriched tidal flats.

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문제 정의

따라서, 본 연구는 비교적 자연상태를 유지하고 있는 서해안 갯벌 퇴적물과 원유 유출로 오염된 적이 있는 갯벌에서 첫째, 지화학 분석을 통해 유입되는 유기물의 기원을 파악하여 연구지역간의 퇴적환경 차이를 추정하며, 둘째, 지질생체지표의 정량 및 정성분석을 통해 혐기성 환경의 퇴적층 깊이에 따른 SRB와 메탄생성 미생물에 의한 유기물 분해 과정을 이해하고자 한다.
본 연구는 지화학 성분 및 지질생체지표 분석을 통하여 비교적 자연상태를 유지하고 있는 갯벌(황도)과 유류오염을 경험한 갯벌(소근리)에서 유기물의 기원을 파악하고 서로 다른 퇴적환경에서 미생물들에 의한 혐기성 유기물 분해 과정의 이해뿐 만 아니라 퇴적 깊이에 따른 분포 경향 및 상대적인 중요성을 살펴보고자 하였다.

제안 방법

채취된 코어는 깊이에 따라 일정한 간격으로 절개하여 입도, 지화학(TOC, C/N, δ13Corg, CH4, SO42− )및 미생물 지질생체지표 분석용으로 나누어 취한 후 실험 목적에 따라 다음과 같이 전처리 및 분석을 행하였다.
4 φ 이하의 조립질 시료는 0.5 φ 간격의 체가 단계별로 장착된 진탕체질기(ro-tap sieve shaker)를 이용하여 15분간 체질한 후 입도 등급별로 무게 백분율을 구하였다.
유기물과 탄산염이 제거된 퇴적시료는 4 φ(0.0625 mm) 체로 습식체질(wet sieving)하여 체에 남은 4 φ 이하의 조립질과 체를 통과한 세립질 퇴적물로 분리하였다.
) 500 mL와 24 시간동안 반응시켜 저온에서 가열한 후 유기물을 제거하였다. 증류수로 염분과 분해된 유기물을 씻어 낸 후, 다시 1 N 염산 (HCl)을 첨가하여 12시간 반응 후 패각편 등의 생물기원 탄산염질을 완전히 제거함으로써 조개껍질 등으로 인해 발생할 수 있는 퇴적물 입도분포의 오차범위를 최소화하였다. 유기물과 탄산염이 제거된 퇴적시료는 4 φ(0.
4 φ이상의 세립질 시료는 확산제(80 mL의 0.1% 칼곤용액) 를 넣고 초음파분쇄기와 자기진동기로 시료를 균일하게 분산시킨 후 X-선 자동입도분석기인 Sedigraph 5100 (Micromeritics Instruments Co.)으로 분석하여 입도 무게 백분율을 구하였다.
최종적으로 분리된 혼합물들은 2 mL GC vial에 0.5 mL씩 농축하였고, alcohol은 100 μL의 pyridine과 10 μL의 BSTFA(N, O-bis trifluoroacetamide with trimethylchloroilane, Aldrich Co.) 를 넣어준 뒤 70℃ 오븐에서 1시간 동안 유도체화를 실행한 뒤 n-hexane을 사용하여 최종적으로 추출하였다.
이후 공극수 중 2 mL을 취하여 4 mL의 폴리에틸렌(PE) 병에 담고, 화학적 변화(pH)를 방지하기 위해 20 μL의 35%의 진한 염산(HCl)을 넣은 후 분석 전까지 냉동 보관하였으며, You et al. (2010)이 분석한 방법으로 이온 크로마토그래피(761 Compact IC, Metrohm)를 이용하여 황산염 농도를 측정하였다.
공극수의 황산염(SO42− ) 분석을 위해 채취된 퇴적물을 갯벌 내 혐기성 퇴적환경의 조건과 같게 만들어 주기 위해 질소가스로 충진된 챔버 안에서 2 cm 간격으로 나눈 후 압착 여과하여 추출된 공극수를 취하여 syringe filter (MFS-25, CA, 0.2 μm)로 부유물을 제거시켰다.
이 때 Rt-QPLOT 컬럼(길이 30 m, 내경 0.32 mm, 필름 두께 0.10 μm, Restek) 을 사용하였으며, 수소불꽃이온화검출기(Flame Inonization Detector)를 이용하였다.
퇴적물 내 총 유기탄소(TOC)와 총 질소(TN)의 함량 및 탄소안정동위원소비(δ13Corg) 분석을 위하여 채취된 퇴적 시료를 동결 건조하였다.
) 분석을 위하여 채취된 퇴적 시료를 동결 건조하였다. 동결 건조된 퇴적물을 균질 분쇄 하여 0.5 g의 시료에 1 N 염산(HCl) 10 mL를 첨가하여 무기탄소를 제거한 후 정량하여 tin capsule에 담아 EAirMS(elemental analyzer-isotope ratio mass spectrometry, EuroEA-Isoprime irms, GV instruments, UK)를 이용하여 분석을 실시하였다. δ¹³C_org는 다음과 같은 방정식에 따라 계산되었다.
메탄(CH₄) 분석은 퇴적층 별로 일정량의 퇴적물 시료 (10 mL)를 serum bottle(250 mL)에 넣은 후 고무마개로 즉각 밀봉하여 일정공간을 상부(headspace)에 만든 후 일정량의 공기를 채취하여 GC(Gas Chromatograph, GC6890, Agilent)를 이용하여 측정하였다. 이 때 Rt-QPLOT 컬럼(길이 30 m, 내경 0.
분석에 사용한 CH₄ 표준기체 (standard gas)의 농도는 1, 10 및 100 ppm으로 모두 농도오차는 3% 이내였다. 시료분석 전에 정밀성과 재현성 조사를 위해 GC는 약 12시간 충분히 안정화시킨 후, CH4표준기체를 3회씩 분석하였으며, 피크(peak) 면적과 재현 시간을 각각 조사하였다. 반복정밀성(RSD = 표준편차 /평균값 × 100%)는 0.
)을 각각 첨가하였다. 지질은 가속용매추출기(Accelerated Solvent Extraction, ASE)에 넣고 혼합비율 99:1의 유기용매 Dichloromehtane/Methanol(DCM/ MeOH)를 이용하여 추출하였다. 추출된 시료는 질소가스를 사용하여 용매를 제거한 뒤 얻어진 잔류물(50-100 μL) 에 6% KOH(4 mL) 용액을 첨가하여 80℃에서 3시간 동안 비누화(saponification)을 실행한 후 n-hexane을 사용하여 중성지질을 추출하였다.
추출된 시료들은 GC(Shimadzu QP2010)를 이용하여 분석하였으며, 미리 첨가한 내부표준물질을 이용하여 정량화하였다. 성분 분리를 위하여 모세관 칼럼 DB-5(fused silica column : 길이 30 m, 내경 0.
추출된 시료는 질소가스를 사용하여 용매를 제거한 뒤 얻어진 잔류물(50-100 μL) 에 6% KOH(4 mL) 용액을 첨가하여 80℃에서 3시간 동안 비누화(saponification)을 실행한 후 n-hexane을 사용하여 중성지질을 추출하였다.
지질생체지표 분석을 위해 균질하게 분쇄된 퇴적물 시료 10-20 g을 정량하여, 내부 표준물질(Internal Standard, I.S: fatty acid-heneicosanoic acid, Aldrich Co.; alcoholnonadecanol, Aldrich Co.; hydrocarbon-5-alpha-cholestane, Accustandard Co.)을 각각 첨가하였다. 지질은 가속용매추출기(Accelerated Solvent Extraction, ASE)에 넣고 혼합비율 99:1의 유기용매 Dichloromehtane/Methanol(DCM/ MeOH)를 이용하여 추출하였다.

대상 데이터

본 연구지역 중 하나인 황도 갯벌은 서해 중부 충청남도 태안군 천수만의 북서쪽에 위치하며, 폭 1.65 km, 길이 5.15 km의 면적을 가지고 있다(Choi and Ryu 2011) (Fig. 1). 천수만은 만 입구와 안면도 연육교 밑의 수로를 통하여 해수 유통이 이루어지는 반폐쇄성 내만으로 비교적 자연적인 갯벌의 형태를 유지하고 있으며, 서산 A, B 지구 간척사업이 진행되기 전인 1980년대 이전에는 하천을 통한 오염물질의 유입이 거의 없는 청정해역으로 생물 건강성이 매우 좋았다(Woo et al.
2013년 2월 두 지역의 상부 갯벌에서 길이 50 cm, 직경 66 cm의 아크릴 코어를 이용하여 퇴적물 시료를 채취하였다(Fig. 1). 채취된 코어는 깊이에 따라 일정한 간격으로 절개하여 입도, 지화학(TOC, C/N, δ¹³C_org, CH₄, SO₄²⁻ )및 미생물 지질생체지표 분석용으로 나누어 취한 후 실험 목적에 따라 다음과 같이 전처리 및 분석을 행하였다.
성분 분리를 위하여 모세관 칼럼 DB-5(fused silica column : 길이 30 m, 내경 0.32 mm, 필름 두께 0.25 μm, Agilent J&W)를 사용하였고 검출기로서는 FID 를 이용하였다.
10 μm, Restek) 을 사용하였으며, 수소불꽃이온화검출기(Flame Inonization Detector)를 이용하였다. 운반가스는 99.999%의 고순도 헬륨(He)을 사용하였다. 분석에 사용한 CH₄ 표준기체 (standard gas)의 농도는 1, 10 및 100 ppm으로 모두 농도오차는 3% 이내였다.
999%의 고순도 헬륨(He)을 사용하였다. 분석에 사용한 CH₄ 표준기체 (standard gas)의 농도는 1, 10 및 100 ppm으로 모두 농도오차는 3% 이내였다. 시료분석 전에 정밀성과 재현성 조사를 위해 GC는 약 12시간 충분히 안정화시킨 후, CH4표준기체를 3회씩 분석하였으며, 피크(peak) 면적과 재현 시간을 각각 조사하였다.
극성지질 분석 시 주입구 온도는 60℃로 1분간 유지시킨 후 오븐의 온도는 10℃/min 속도로 150℃까지, 2℃/min 속도로 230℃까지, 5℃/min 속도로 310℃까지 상승시켜 20분간 유지시켰다. 분석시 GC 내 운반가스는 99.999%의 고순도 헬륨을 사용하였다. 탄화수소 및 지방산 성분들의 피크(peak)는 각각의 표준물질과 비교하여 정량화되었다.

이론/모형

X는 13C를 R은 13C/12C를 나타내며, PDB(Pee Dee Belemnite)를 표준물질로 사용하여 델타(δ) 표기법으로 표현하였다.
)으로 분석하여 입도 무게 백분율을 구하였다. 계산된 각 입도 등급별의 무게 백분율을 Folk and Ward (1957)의 방법에 따라 퇴적상을 구분하고 평균입도를 구하였다.
탄화수소 및 지방산의 정성분석을 위하여 GC-MS (Shimadzu QP2010)를 이용하였다. Full scan mass spectra 는 탄화수소는 40-600 m/z, 지방산은 40-500 m/z으로 설정해 주었으며, 성분 분리는 GC와 같은 온도조건으로 맞췄다.

성능/효과

특히, 두 지역의 코어 퇴적물 중 TOC, C/N 비가 높은 깊이에서는 δ13C의 값이 현저히 감소하는 것으로 나타났다.
Full scan mass spectra 는 탄화수소는 40-600 m/z, 지방산은 40-500 m/z으로 설정해 주었으며, 성분 분리는 GC와 같은 온도조건으로 맞췄다. 탄화수소 및 지방산 성분들은 Greenwood and Summons (2003)의 GC-MS 결과와 비교하여 정성화되었으며, 황산염 환원 박테리아의 상대적인 함량은 지방산(aC15:0, i-C15:0, C16:1w5)의 합으로 산출되었다.
본 연구에서 분석된 n-alkane 중 탄소수 15-33까지의 농도를 Table 2에 나타내었다. 전반적으로 탄소수가 증가 할수록 지역간의 농도차이가 상대적으로 더 높게 나타남을 확인할 수 있었다. 황도에서 TOC 함량이 높은 22 cm 구간에서 긴 형태 사슬의 홀수 우위성 n-alkane(n-C27, nC29, n-C31)의 농도가 소근리에 비해 상대적으로 더 높게 나타났다(Fig.
전반적으로 탄소수가 증가 할수록 지역간의 농도차이가 상대적으로 더 높게 나타남을 확인할 수 있었다. 황도에서 TOC 함량이 높은 22 cm 구간에서 긴 형태 사슬의 홀수 우위성 n-alkane(n-C27, nC29, n-C31)의 농도가 소근리에 비해 상대적으로 더 높게 나타났다(Fig. 4). 그 중 n-alkane의 농도비((n-C27 + nC29+ n-C31) / (n-C15 + n-C17 + n-C19))가 소근리에서는 깊이에 따라 일정하게 분포하는 경향이 있는 반면, 황도에서는 상대적으로 높은 농도비가 여러 퇴적 깊이에서 나타났다.
따라서 두 연구지역의 퇴적물에서 분석된 δ13C, C/N 비를 보면 해양기원의 유기물의 유입이 우세한 것으로 판단되며, 황도의 일부 퇴적 깊이(22 cm)에서 높은 TOC와 C/N 비, 가벼운 δ13C 값을 보여 일시적으로 육상으로부터 다량의 유기물이 유입된 것으로 판단된다.
1993). 연구지역간 퇴적구간 별 황산염의 농도는 거의 일정하며 풍부하게 존재하고 있음에 따라, 다른 전자수용체의 공급으로 인한 황산염 환원 박테리아의 황산염 환원활동에 대한 제약이 발생하지 않을 것이라고 판단된다(Fig. 5). 즉, 세립질의 퇴적환경인 소근리에서 표층에서부터 높게 나타난 황산염 환원 지표 지방산의 농도를 통해 대부분 퇴적구간에서 황산염 환원이 우세하게 나타나고 있음을 파악할 수 있다.
1992). 따라서, 소근리에서 높게 분석된 황산염 환원 지표 지방산의 농도는 비교적 자연상태의 갯벌을 유지하고 있는 황도에 비해 퇴적물 내 서식하고 있는 황산염 환원 박테리아가 상대적으로 풍부하며, 황산염 환원 과정을 통해 toluene 및 유기오염물질을 생분해시키기 위한 것으로 보인다. 그렇기 때문에 연구지역간 황산염 환원 박테리아에 의한 황산염 환원 차이는 유류오염물질의 존재 또한 큰 영향인자로 작용할 것으로 판단된다.
2005). 따라서, 소근리에서 활발한 황산염 환원과정은 메탄관련 미생물의 메탄생성 과정에 직접적으로 영향을 미쳐 상대적인 생체량 뿐 만 아니라 이들에 의한 메탄생성 활동은 황도에 비해 상대적으로 미비할 것으로 판단된다. 황도의 10 cm 퇴적층에서 황산염 환원 박테리아의 황산염 환원 과정이 상대적으로 활발하게 일어나고 하층으로 갈수록 황산염 환원 지표 지방산의 농도가 점차 감소하는 경향이 나타남에 따라, 황산염 환원 박테리아의 기질간 경쟁이 약해져 H₂, CO₂, CH₃COOH 등을 메탄관련 미생물들이 활발히 이용하여 메탄의 생성이 이루어질 것이라 판단된다.
입도분석 결과 연구지역에서 서로 다른 퇴적상을 나타내고 있으며 이에 따라 퇴적물 내 TOC 차이를 보였다. 탄화수소 구성을 통한 유기물의 기원 분석 결과, 황도와 소근리에서 퇴적 깊이에 따라 퇴적물에 유입된 기원 차이를 확인할 수 있었으며, 이에 따라 두 지역에서 유기물의 분포 차이는 외부기원의 유기물 유입에 비례하는 경향을 보이며 퇴적물의 입도와는 반비례하는 경향을 보였다.
입도분석 결과 연구지역에서 서로 다른 퇴적상을 나타내고 있으며 이에 따라 퇴적물 내 TOC 차이를 보였다. 탄화수소 구성을 통한 유기물의 기원 분석 결과, 황도와 소근리에서 퇴적 깊이에 따라 퇴적물에 유입된 기원 차이를 확인할 수 있었으며, 이에 따라 두 지역에서 유기물의 분포 차이는 외부기원의 유기물 유입에 비례하는 경향을 보이며 퇴적물의 입도와는 반비례하는 경향을 보였다.
연구지역 간의 퇴적환경 및 유기물의 양과 질에 따라 혐기성 환경에서 황산염 환원 박테리아의 황산염 환원활동에 차이가 나타나고 있음을 확인할 수 있었으며, 특히 소근리에서 존재하는 유류오염물질을 분해시키기 위해 황산염 환원 박테리아의 황산염 환원 활동이 두드러지게 나타나고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 황산염 환원 박테리아의 황산염 환원 반응으로 생성되는 부산물인 황화수소들이 최종 유기물 분해작용인 메탄생성과정에도 영향을 미칠 수 있기 때문에 이들에 의한 황산염 환원 활동은 혐기성 유기물 분해 과정에 큰 영향 인자로 나타났다.
연구지역 간의 퇴적환경 및 유기물의 양과 질에 따라 혐기성 환경에서 황산염 환원 박테리아의 황산염 환원활동에 차이가 나타나고 있음을 확인할 수 있었으며, 특히 소근리에서 존재하는 유류오염물질을 분해시키기 위해 황산염 환원 박테리아의 황산염 환원 활동이 두드러지게 나타나고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 황산염 환원 박테리아의 황산염 환원 반응으로 생성되는 부산물인 황화수소들이 최종 유기물 분해작용인 메탄생성과정에도 영향을 미칠 수 있기 때문에 이들에 의한 황산염 환원 활동은 혐기성 유기물 분해 과정에 큰 영향 인자로 나타났다. 그렇기 때문에 지화학 및 지질생체지표 분석을 통해 퇴적물 내의 생지화학적인 물질순환에 중요한 기능을 담당하고 있는 황산염 환원 박테리아의 황산염 환원과 메탄 관련 미생물들에 의한 메탄생성 과정은 서로 다른 퇴적환경 및 혐기성 유기물 분해차이를 파악하는 유용한 지표로서 사용될 수 있음을 확인하였다.
이러한 황산염 환원 박테리아의 황산염 환원 반응으로 생성되는 부산물인 황화수소들이 최종 유기물 분해작용인 메탄생성과정에도 영향을 미칠 수 있기 때문에 이들에 의한 황산염 환원 활동은 혐기성 유기물 분해 과정에 큰 영향 인자로 나타났다. 그렇기 때문에 지화학 및 지질생체지표 분석을 통해 퇴적물 내의 생지화학적인 물질순환에 중요한 기능을 담당하고 있는 황산염 환원 박테리아의 황산염 환원과 메탄 관련 미생물들에 의한 메탄생성 과정은 서로 다른 퇴적환경 및 혐기성 유기물 분해차이를 파악하는 유용한 지표로서 사용될 수 있음을 확인하였다. 추후, 다양한 환경변화에 따른 갯벌 내 유기물의 생지화학적인 거동을 이해하기 위해서는 지속적인 환경 모니터링이 필요하며, 이를 통해 연안환경에서 유기물 거동에 관하여 필수적인 정보를 제공할 것이라 여겨진다.
황산염 환원 박테리아의 상대적인 생체량을 지시하는 a-C15:0, i-C15:0 및 C16:1w5의 분포는 메탄관련 미생물의 분포 경향과는 달리 황도에서 9.24-20.80 μg/g dw이며, 소근리에서 13.12-49.99 μg/g dw의 범위로 지역별 뚜렷한 차이를 보였다(Fig. 5).
일반적으로 유기물의 함량은 퇴적물의 입도, 퇴적율, 퇴적물 내에서의 분해작용 등과 밀접한 관계가 있으며, 소근리 코어 퇴적물에서 보듯, 세립질 입자의 경우 표면적이 조립질 입자보다 넓어서 더 많은 양의 유기물이 흡착할 수 있다 (Lambert 1967). 모래와 실트로 구성된 황도 갯벌의 퇴적물에 비해 세립질인 점토와 실트로 이루어진 소근리 갯벌에서 TOC가 약 2배 정도 높게 나타났다(Figs. 2, 3). 연구 지역에서 분석된 TOC는 0.
2, 3). 연구 지역에서 분석된 TOC는 0.26-0.81%의 범위로 한강을 통해 육지 고등식물의 리그닌 성분 또는 셀룰로오스의 유입이 활발한 경기 강화도 갯벌(0.89-0.98%)에 비해 상대적으로 낮은 값을 보인다(Hyun et al. 2009). 이러한 경향은 육상기원의 유기물 유입이 TOC 증가에 중요한 역할을 하고 있음을 보여주며, 연구지역 주변에 하천이나 강이 없어서 육상으로부터 유기물의 유입이 매우 제한적으로 공급됨을 판단할 수 있다(Woo et al.

후속연구

황도의 10 cm 퇴적층에서 황산염 환원 박테리아의 황산염 환원 과정이 상대적으로 활발하게 일어나고 하층으로 갈수록 황산염 환원 지표 지방산의 농도가 점차 감소하는 경향이 나타남에 따라, 황산염 환원 박테리아의 기질간 경쟁이 약해져 H₂, CO₂, CH₃COOH 등을 메탄관련 미생물들이 활발히 이용하여 메탄의 생성이 이루어질 것이라 판단된다. 반면, 6 cm 구간에서 crocetane과 PMI의 농도가 상대적으로 높게 나타났고 황산염 환원 지표 지방산의 농도 또한 지속적으로 높게 유지 되고 있기 때문에, 기질경쟁으로 인한 전자공여체의 획득 과정 보다는 직접적인 경쟁을 피해 단독적으로 수행될 수 있는 메탄생성 과정에 대한 가능성을 고려해 볼 수 있을 것이다. 특히, 메틸화된 기질(methylamines, dimethylsulfide) 은 메탄관련 미생물들이 황산염 환원 박테리아와 직접적인 경쟁을 피해 단독적으로 메탄생성을 수행할 수 있다고 알려져 있기 때문이다(Madigan et al.
그렇기 때문에 지화학 및 지질생체지표 분석을 통해 퇴적물 내의 생지화학적인 물질순환에 중요한 기능을 담당하고 있는 황산염 환원 박테리아의 황산염 환원과 메탄 관련 미생물들에 의한 메탄생성 과정은 서로 다른 퇴적환경 및 혐기성 유기물 분해차이를 파악하는 유용한 지표로서 사용될 수 있음을 확인하였다. 추후, 다양한 환경변화에 따른 갯벌 내 유기물의 생지화학적인 거동을 이해하기 위해서는 지속적인 환경 모니터링이 필요하며, 이를 통해 연안환경에서 유기물 거동에 관하여 필수적인 정보를 제공할 것이라 여겨진다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	유기물 분해에 다양한 미생물 활동이 관계하는 퇴적환경에서 유기물들의 기원을 파악하기 위해 탄화수소의 성분구성이 필요한 이유는?	TOC에 영향을 미치는 유기물의 거동은 유기물 기원에 따라 크게 달라지며, 퇴적물 내 유기물의 기원을 파악하기 위해서는 퇴적물의 δ13C, C/N비 등이 지시자로서 자주 사용되고 있다. 육상에서 대기 중 이산화탄소로부터 생성된 유기물의 δ13C은 −32-−21‰의 범위(평균 −27‰)를 가지며, 해양에서는 −23-−16‰의 범위(평균 −20‰)를 가진다고 보고되고 있다(Deines 1980). 해양조류(microalgae) 기원일 경우 C/N 비는 5-8, 육상식물(land-plant)일 경우에는 20 이상의 높은 값을 갖는다(Prahl et al. 1994; Silliman et al. 1996; St-Onge and Hillairemarcel 2001). 따라서 두 연구지역의 퇴적물에서 분석된 δ13C, C/N 비를 보면 해양기원의 유기물의 유입이 우세한 것으로 판단되며, 황도의 일부 퇴적 깊이(22 cm)에서 높은 TOC와 C/N 비, 가벼운 δ13C 값을 보여 일시적으로 육상으로부터 다량의 유기물이 유입된 것으로 판단된다. δ13C와 C/N비는 퇴적물의 속성작용 즉, 다양한 미생물의 활동에 의한 유기물 분해 및 생성 등의 정도에 따라 차이가 유발될 수 있으며 (Freudental et al. 2001; Lehmann et al. 2002), 유기물의 함량이 0.5% 미만일 경우 질소는 대부분이 무기질소이며, 무기질소가 점토광물에 암모늄으로 결합되어 있으면 C/N 비에 영향을 미치게 된다(Stevenson and Cheng 1972; Müller 1977). 따라서 유기물 분해에 다양한 미생물 활동이 관계하는 퇴적환경에서는 다양한 환경으로부터 유입되는 유기물의 기원을 파악하기 위해 탄화수소의 성분구성이 필요하다.
	갯벌 퇴적물 내에는 어떤 미생물들이 존재하는가?	갯벌(tidal flat)은 육지와 바다 환경이 만나는 점이지역으로 연안해양과 기수역의 유기물의 분해와 영양염 순환에 큰 영향을 끼친다. 갯벌 퇴적물 내에서는 박테리아, 미세조류 및 원생동물 등 다양한 미생물들의 호흡기작 중 유기물 분해를 통해 유기탄소가 무기탄소로 전환되는 생지화학적 물질순환이 이루어질 뿐만 아니라, 재생산된 영얌염들은 다시 연안의 수층으로 공급되어 일차생산에 결정적인 영향을 끼친다(Alongi 1995; Jahnke 1995; Giblin et al. 1997).
	갯벌이란?	갯벌(tidal flat)은 육지와 바다 환경이 만나는 점이지역으로 연안해양과 기수역의 유기물의 분해와 영양염 순환에 큰 영향을 끼친다. 갯벌 퇴적물 내에서는 박테리아, 미세조류 및 원생동물 등 다양한 미생물들의 호흡기작 중 유기물 분해를 통해 유기탄소가 무기탄소로 전환되는 생지화학적 물질순환이 이루어질 뿐만 아니라, 재생산된 영얌염들은 다시 연안의 수층으로 공급되어 일차생산에 결정적인 영향을 끼친다(Alongi 1995; Jahnke 1995; Giblin et al.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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