[논문]다양한 조류종들의 세포외 유기물질에서의 염소 소독부산물 생성 특성

손희종; 박홍기; 황영도; 정종문; 김상구

doi:10.5322/jesi.2015.24.4.541

다양한 조류종들의 세포외 유기물질에서의 염소 소독부산물 생성 특성
Characteristics of Formation of Chlorination Disinfection By-Products in Extracellular Organic Matter of Various Algal Species 원문보기

Journal of environmental science international = 한국환경과학회지, v.24 no.4, 2015년, pp.541 - 547

손희종 (부산광역시 상수도사업본부 수질연구소) , 박홍기 (부산광역시 상수도사업본부 수질연구소) , 황영도 (부산광역시 상수도사업본부 수질연구소) , 정종문 (부산광역시 상수도사업본부 수질연구소) , 김상구 (부산광역시 상수도사업본부 수질연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

Formation of disinfection by-products (DBPs) including trihalomethans (THMs) and haloacetic acids (HAAs) from chlorination of six different species (Chlorella vulgaris, Scenedesmus sp., Anabaena cylindrical, Microcystis aeruginosa, Asterionella formosa and Aulacoseira sp.) of algal extracellular organic matter (EOM). The EOM characteristics evaluation of six algal species reaching at the stationary phase in the growth curve showed most of its SUVA254 showed below 1 and this means hydrophilic organic matter is much higher than hydrophobic organic matter. Chloroform formation potential (CFFP), dichloroacetic acid formation potential (DCAAFP) and trichloroacetic acid formation potential (TCAAFP) were mainly composed of THMFP and HAAFP in the EOM of various algal species. In the case of THMFP/DOC and HAAFP/DOC values, EOM of blue-green algae has appeared highest and EOM of green algae and diatom in order. THMFP/DOC was higher than HAAFP/DOC in EOM of blue-green algae. In comparison of formation potential by unit DOC composed of HAAFP in algal species EOM, DCAAFP/DOC was 1.5 times to 7.5 time higher than TCAAFP/DOC in the EOM of blue-green algae, while DCAAFP/DOC was found to be relatively high compared to TCAAFP/DOC in the EOM of green algae and diatom.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 녹조류, 규조류 및 남조류를 대표하는 조류종을 각각 2종씩 선택하여 배양하면서 이들의 성장이 정체기(stationary growth phase)에 도달하였을 때, 이들 종들이 수중으로 배출하는 EOM에서의 염소 소독부산물 생성능을 trihalomethanes 생성능(THMs formation potential, THMFP) 및 haloacetic acids 생성능(HAAFP) 위주로 평가하여 조류의 수화(water bloom)시에 정수처리 시설 운영의 기초자료로 활용하고자 하였다.

제안 방법

6종의 조류종들에서 유래되는 EOM의 분리는 먼저 조류와 EOM이 혼합된 배양조에서 채수한 시료수를 원심분리기(Avanti J-25, Beckman, USA)를 사용하여 농축한 후 0.45 μm 여지로 여과시킨 여액을 EOM으로 사용하였다. EOM 농도는 용존유기탄소(dissolved organic carbon, DOC) 농도와 UV-254 흡광도를 TOC 측정기(Sievers 5310C, Sievers, USA)와 UV-VIS spectrometer(UV-2401PC, Shimadzu, Japan)를 사용하여 측정하였고, 측정된 DOC 농도와 UV-254 흡광도를 이용하여 SUVA254 (specific UV 254 nm absorbance)값을 구하였다.

대상 데이터

본 연구에 사용된 6종의 조류는 녹조류 Chlorella vulgaris와 Scenedesmus sp., 남조류 Anabaena cylindrical와Microcystis aeruginosa 그리고 규조류 Asterionella formosa와 Aulacoseira sp.이었다. 각각의 조류들은 먼저 100 mL 삼각 플라스크에서 전배양(pre-culture)한 후 10 L 용량의 원통 유리조로 옮겨 혼화기를 이용하여 약한 강도로 진탕시키면서 각각 대량 배양하였으며, 배양조건은 Table 1에 나타내었다(NIES of Japan, 1994).

이론/모형

염소 소독부산물 종류는 THMs와 HAAs를 분석하였다. THMs는 headspace autosampler가 부착된 GC/μECD (6890N, Agilent, USA)를 사용하여 분석하였으며, HAAs의 전처리 및 분석은 US EPA Method 552.3 (2003)에 근거하여 GC/μECD (6890N, Agilent, USA)를 사용하여 분석하였다.

성능/효과

1. 성장곡선이 정체기에 도달한 6종의 조류종들의 EOM 특성평가에서 이들의 SUVA₂₅₄가 대부분 1 이하로 나타나 소수성 유기물질에 비해 친수성 물질의 함량이 월등히 높았다.
2. 다양한 조류종들의 EOM에서 THMFP 및 HAAFP의 구성종은 각각 chloroform 생성능 및 DCAA 생성능과 TCAA 생성능이 대부분을 차지하였다.
3. 조류종별 EOM에서의 THMFP/DOC 및 HAAFP/DOC의 경우는 남조류에서 가장 높게 나타났으며, 다음으로 녹조류와 규조류 순이었고, 남조류에서는 THMFP/DOC가 HAAFP/DOC 보다 높게 나타났다.
4. 조류종별 EOM에서의 HAAFP 구성종별 단위 DOC 당 생성능 비교에서 남조류의 경우는 DCAAFP/DOC 보다 TCAAFP/DOC가 1.5배 7.5배 정도 높게 나타난 반면, 녹조류와 규조류에서는 TCAAFP/DOC에 비해 DCAAFP/DOC가 비교적 높은 것으로 나타났다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	AOM은 무엇으로 나뉘는가?	AOM은 조체(algal cell)를 구성하는 물질들(intracellular organic matter, IOM)과 조류가 생장하면서 수중으로 방출하는 다양한 대사산물들(metabolic substances)로 구성된 extracellular organic matter (EOM)으로 나뉜다(Huang 등, 2009). IOM은 조류의 세포벽과 세포벽 내의 다양한 유기성 세포 구성성분들(algal biomolecules)로 탄수화물(carbohydrate), 지질(lipid) 및 단백질(protein)로 구성되며, 조류 종류에 따라 구성비율에 많은 차이를 나타내는 것으로 보고되고 있다(Becker, 2007; Brown 등, 1997).
	녹조류, 규조류 및 남조류를 대표하는 조류종들의 성장이 정체기에 도달하였을 때, 이들의 EOM의 특성 및 EOM에서의 염소 소독부산물 생성특성을 조사한 결과 결론은 무엇인가?	1. 성장곡선이 정체기에 도달한 6종의 조류종들의 EOM 특성평가에서 이들의 SUVA254가 대부분 1 이하로 나타나 소수성 유기물질에 비해 친수성 물질의 함량이 월등히 높았다. 2. 다양한 조류종들의 EOM에서 THMFP 및 HAAFP의 구성종은 각각 chloroform 생성능 및 DCAA 생성능과 TCAA 생성능이 대부분을 차지하였다. 3. 조류종별 EOM에서의 THMFP/DOC 및 HAAFP/DOC의 경우는 남조류에서 가장 높게 나타났으며, 다음으로 녹조류와 규조류 순이었고, 남조류에서는 THMFP/DOC가 HAAFP/DOC 보다 높게 나타났다. 4. 조류종별 EOM에서의 HAAFP 구성종별 단위 DOC 당 생성능 비교에서 남조류의 경우는 DCAAFP/DOC 보다 TCAAFP/DOC가 1.5배 7.5배 정도 높게 나타난 반면, 녹조류와 규조류에서는 TCAAFP/DOC에 비해 DCAAFP/DOC가 비교적 높은 것으로 나타났다.
	AOM이 기존 정수처리 시스템에서 쉽게 제거되지 않는 이유는?	최근에는 조류유래 유기물질(algogenic organic matter, AOM)들이 정수처리에서 사용되는 소독제인 염소와 반응하여 인체에 유해한 다양한 소독부산물(disinfection by-products, DBPs)들을 생성시킨다고 보고되었다(Bond 등, 2011; Huang 등, 2008; Plummer와 Edzwald, 2001). 특히, AOM은 대부분이 친수성을 띄는 저분자 유기물질들로 구성되어져 있기 때문에 응집-침전-여과와 같은 기존 정수처리 시스템에서는 쉽게 제거되지 않으며(Boyer 등, 2008), 염소와 반응하여 다양한 종류의 DBPs를 생성한다고 알려져 있다(Hua와 Reckhow, 2007).

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저자의 다른 논문 :

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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