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USCG Phase II 선박평형수 성능 평가를 위한 해양 식물플랑크톤군집 대량 확보 및 생물사멸시험
Viability Test and Bulk Harvest of Marine Phytoplankton Communities to Verify the Efficacy of a Ship's Ballast Water Management System Based on USCG Phase II 원문보기

海洋環境安全學會誌 = Journal of the Korean society of marine environment & safety, v.22 no.5, 2016년, pp.483 - 489  

현봉길 (한국해양과학기술원 선박평형수연구센터) ,  백승호 (한국해양과학기술원 남해연구소) ,  이우진 (한국해양과학기술원 선박평형수연구센터) ,  신경순 (한국해양과학기술원 선박평형수연구센터)

초록
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본 연구는 USCG phase-II의 형식승인 기준인 자연상태 생물군집의 75 % 이상 유지하여야 하는 평가체계에 대비하여 자연생물군집 농축 및 선박평형수관리시스템(Ballast Water Management System, BWMS) 처리 전 후 생물사멸시험을 실시하였다. 자연 식물플랑크톤군집의 농축 조사는 중영양수계인 장목만과 부영양화수계의 마산만에서 동계에 수행하였다. 장목만과 마산만에서 1톤 기준으로 생물을 농축하였을 경우, $10-50{\mu}m$ 크기 생물 현존량은 $4.7{\times}10^4cells\;mL^{-1}$$0.8{\times}10^4cells\;mL^{-1}$ 이었고, 농축생물의 생존율은 90.4 %와 88.0 %로 각각 나타났다. 특히 장목만에서는 Skeletonema costatum-like species 같은 체인을 형성하는 소형 규조류가 극우점한 반면, 마산만에서는 $<10{\mu}m$보다 작은 편모조류 및 체인을 형성하지 않는 대형 와편모조류(Akashiwo sanguinea, Heterocapsa triquetra)가 우점하였다. 이와 같은 우점종 세포크기의 차이로 장목만 농축효율이 마산만보다 높게 나타났다. BWMS 장비를 통과한 처리 당일 생물 사멸률은 장목만이 90.4 %로, 마산만의 93 %보다 약간 낮았고, 장목만에서 BWMS 처리 5일 경과 후, 대조군의 대상생물의 사멸률은 6.7 %로 나타났다. 처리군에서는 >99 %로 대부분 사멸되어, 시험생물로서의 적용 가능성을 확인할 수 있었다. 결과적으로 동계와 같이 해역내 생물량이 낮을 경우, 주간 8시간 수행한 네트의 생물농축만으로 는 USCG Phase II의 형식승인 기준인 500톤 탱크에 $1.0{\times}10^3cells\;mL^{-1}$ 이상으로 자연생물 개체수 밀도를 충족하기는 쉽지 않다는 것을 파악하였고, 이를 보완하기 위해서는 일정기간 자연생물을 대량 배양 및 채집할 수 있는 시스템 도입이 필요할 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The type approval test for USCG Phase II must be satisfied such that living natural biota occupy more than 75 % of whole biota in a test tank. Thus, we harvested a community of natural organisms using a net at Masan Bay (eutrophic) and Jangmok Bay (mesotrophic) during winter season to meet this guid...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 10-50 µm 크기 생물군집을 대규모로 농축해서 BWMS 형식 승인 시험수로 이용하였을 경우 발생할 수 있는 문제점 파악과 함께 적절한 대책을 강구할 수 있는 자료를 확보하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 첫 번째 자연생물군집 확보 방법 중 네트를 이용한 생물 농축 시 USCG Phase II 형식승인시험 시험수내 생물 농도를 충족시킬 수 있는 방법인지 검토하였다. 또한 10-50 µm 크기 생물 군집 구조는 계절 및 해역에 따라 매우 다양하게 변화하며, 이는 네트를 이용한 자연생물군집 농축 시 다양한 문제점을 발생시킬 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
USCG Phase II 형식승인시험을 시행하기 위해 높은 밀도의 자연생물을 확보하는 방법은? 따라서 USCG Phase II 형식승인시험을 수행하기 위해서는 높은 밀도의 자연생물을 확보하는 것이 매우 중요하다. 자연 상태의 10-50 µm 크기 생물을 확보하기 위해서는 첫 번째로 해수나 담수에서 생물을 채집할 수 있는 네트 등의 도구를 이용하여 고밀도의 자연생물시료를 확보한 후 BWMS시험수의 생물농도를 맞추는 방법과, 두 번째로는 폐쇄생태계(mesocosm)를 조성한 후 일정양의 영양염을 첨가하여 2 ~ 3일 동안 자연 상태의 생물군집을 고밀도로 배양한 후 시험수로 활용하는 방법을 고려해 볼 수 있다.
선박평형수란 무엇인가? 선박평형수는 공선선박의 무게중심을 유지하여 안전한 항해를 돕기 위해서 적재하는 물이며, 전 세계적으로 연간 50 ~ 100억톤 규모로 이송되고 있다(Kang et al., 2010).
선박평형수로 인해 생태계에 생길 수 있는 문제점은? , 2010). 선박평형수에 이송된 대부분의 생물은 배출되는 해역 환경에 적응하지 못해 사멸하지만, 일부 내성이 강한 종은 살아남게 되어 항만고유의 생태계를 교란시킬 수 있다(IMO, 2001). 이에 국제해사기구(IMO: International Maritime Organization)에서는 선박평형수관리시스템(BWMS: Ballast Water Management System)을 개발하여 생물을 원천적으로 제거 및 사멸시킨 후 배출해야 하는 국제선박평형수관리협약(IMO D2 regulation)을 제정하였다(IMO, 2001).
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참고문헌 (8)

  1. Baek, S. H. and K. Shin(2015), A staining method to determine marine microplanktonic organism viability and investigate the efficacy of a ship's ballast water treatment system, Journal of Korea Academia Industrial Cooperation Society, Vol. 16, pp. 4328-4334. 

  2. Garvey, M., B. Moriceau and U. Passow(2007), Applicability of the FDA assay to determine the viability of marine phytoplankton under different environmental conditions, Marine Ecological Progress Series, Vol. 352, pp. 17-26. 

  3. Hyun, B., K. Shin, H. C. Chung, S. -Y. Choi, M. -C. Jang, W. -J. Lee and K. -H. Choi(2014), Application of Neutral Red Staining Method to Distinguishing Live and Dead Marine Plankton for the Investigation of Efficacy of Ship's Ballast Water Treatment System, Journal of the Korean Society of Oceanography, Vol. 19(4), pp. 223-231. 

  4. IMO(2001), Report on the ballast water treatment standards workshop, In 1st International ballast water treatment standards workshop, IMO London, pp. 28-30 March, http://globallast.Imo.org/workshopreport.htm, 2001. 

  5. Kang, J. H., B. -G. Hyun and K. Shin(2010), Phytoplankton viability in ballast water from international commercial ships berthed at ports in Korea, Marine Pollution Bulltin Mar. Pollut. Bulletin, Vol. 60, pp. 230-237. 

  6. Kim, E. -C.(2012), Consideration on the Ballast Water Treatment System Technology and its Development Strategies, Journal of the Korean Society for Marine Environmental Engineering, Vol. 15(4), pp. 349-356. 

  7. Miller, A. W., M. Frazier, G. E. Smith, E. S. Perry, G. M. Ruiz and M. N. Tamburri(2011), Enumerating sparse organisms in ships' ballast water: Why counting to 10 is not so easy, Environmental Science and Technology, Vol. 45, pp. 3539-3546. 

  8. Tang, Y. Z. and F. C. Dobbs(2007), Green autofluorescence in dionflagellates, diatoms, and other microalgae and its implications for vital staining and morphological studies. Applied Environmental Microbiology, Vol. 73, pp. 2306-2313. 

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