[논문]반순환여과양식시스템에서 오존 유래 잔류산화물이 넙치(Paralichthys olivaceus) 사육수의 수질과 미생물에 미치는 영향

정상명; 박우근; 박성덕; 박정환; 김재원; 김병기

doi:10.5657/kfas.2021.0751

반순환여과양식시스템에서 오존 유래 잔류산화물이 넙치(Paralichthys olivaceus) 사육수의 수질과 미생물에 미치는 영향
Ozone-produced Oxidants Improve Water Quality Parameters and Microbial Colony Counts in the Semi-Recirculating Aquaculture System for Olive Flounder Paralichthys olivaceus 원문보기

한국수산과학회지 = Korean journal of fisheries and aquatic sciences, v.54 no.5, 2021년, pp.751 - 760

정상명 (강원도립대학교 스마트양식과) , 박우근 (강원도립대학교 스마트양식과) , 박성덕 (강원도 환동해본부 수산정책과) , 박정환 (부경대학교 해양바이오신소재학과) , 김재원 (강원도립대학교 스마트양식과) , 김병기 (강원도립대학교 스마트양식과)

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigated the changes in water quality parameters and microbial colonies when ozone was applied to a semi-recirculating aquaculture system (semi-RAS) for the olive flounder Paralichthys olivaceus (500 g in average weight). Concentrations of ozone-produced oxidants (OPO) in rearing tanks were maintained at 0, 0.014, 0.025 mg/L as Cl2 for 26 days. Except total ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, nitrate nitrogen, phosphate phosphorus, chemical oxygen demand, and total suspended solids decreased significantly with increasing OPO concentration in daily and weekly monitoring (P<0.05). Colony forming unit (CFU) counts of heterotrophic marine bacteria decreased in an OPO concentration-dependent manner. Overall reduction rates of microbial colonies in the treatments were 80% higher than those of the control (P<0.05). During the experiment, the OPO concentration-driven ozonation was reliably practiced without any adverse effects on the animals cultured in semi-RAS. Considering the biohazard, operating cost, and stability of ozonation, an OPO concentration of 0.014 mg/L would be sufficient to control water quality parameters and microbial colonies in a semi-RAS.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1 Experimental semi-RAS system. RAS, recirculation aqua-culture system; OPO, ozone produced oxidants.
그림 Fig. 2 Results of ensemble averaging patterns were calculated to OPO concentration during the experimental period. Allows indicate the feeding point (F, 9 and 18 h). OPO, ozone produced oxidants.
그림 Fig. 3 Daily monitoring results of water qualities obtained from ozone-treated olive flounder Paralichthys olivaceus culture tanks for 24 h. Asterisks (*) indicate significant differences between concentration of material (P<0.05). Allows indicate the feeding point (9 and 18 h). OPO, ozone produced oxidants.
표 Table 1. The OPO concentration-dependent correlation of daily water qualities on the ozone-treated olive flounder Paralichthys olivaceus culture tanks
그림 Fig. 4 Daily monitoring results of microbial colonies obtained from ozone-treated olive flounder Paralichthys olivaceus culture tanks for 24 h. Asterisks (*) indicate significant differences between concentration of material (P<0.05). Allows indicate the feeding point (9 and 18 h). OPO, ozone produced oxidants.
표 Table 2. Weekly monitoring results of water qualities on the ozonetreated olive flounder Paralichthys olivaceus culture tanks
그림 Fig. 5 Weekly monitoring results of microbial colonies on the ozone-treated olive flounder Paralichthys olivaceus culture tanks (P<0.05). Different superscripts are significantly different (P<0.05). OPO, ozone produced oxidants.

AI 본문요약
AI-Helper

제안 방법

OPO 농도에 따른 수질 변동을 조사하기 위하여 분석 시료는 각각의 사육수조에서 1회용 무균 채수병에 3반복으로 수집하였다. 일간 모니터링은 총 6회(4시간 간격), 주간 모니터링은 총 4회(주 1회)로 사료 공급 전인 오전 9시에 채수하였다.
OPO 농도에 따른 수질 변동을 조사하기 위하여 분석 시료는 각각의 사육수조에서 1회용 무균 채수병에 3반복으로 수집하였다. 일간 모니터링은 총 6회(4시간 간격), 주간 모니터링은 총 4회(주 1회)로 사료 공급 전인 오전 9시에 채수하였다.

데이터처리

16.0 프로그램을 사용해 ANOVA로 검증한 후, P<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test로 유의성 비교를 하였다
05 수준에서 Duncan’s multiple range test로 유의성 비교를 하였다. Correlation method는 동 프로그램을 사용하여 simple correlation analysis로 검증하였으며, OPO와 각 요소들간의 관계성은 pearson correlation coefficient으로 단순 비교하였다.
본 실험에 대한 결과는 mean±S.D.로 나타내었고, SPSS Ver

성능/효과

OPO 농도와 총 암모니아성 질소의 상관관계를 외부 질소화합물의 간접 영향 구간(BM, 03-09시, 3시점, n=54)과 직접 영향구간(AM, 13-22 시, 3시점, n=54)으로 구분한 결과 전자는 0.438로 OPO 농도와 비례한 반면(P<0.05), 후자는 -0.853으로 OPO 농도와 반비례하는 상반된 결과가 나타났다(P<0.01)
본 연구는 반순환여과양식시스템에 적용하여 비교적 소량의 오존주입만으로도 그 영향이 크게 나타나 산업성이 있었으며, 낮은 OPO 농도를 사육수조내에 적절히 공급하고 제어하면 생물농축 등의 부작용이 있는 항생제와 같은 약제를 사용하지 않는 유기양식(organic aquaculture)이 가능하였다. 사육 수의 수질 개선 및 미생물감소와 더불어 배출수의 수질 또한 개선되는 것을 확인하였고, 기존의 유수식 양식시스템보다 배출량 또한 대폭 감소하였다.
본 연구는 반순환여과양식시스템에 적용하여 비교적 소량의 오존주입만으로도 그 영향이 크게 나타나 산업성이 있었으며, 낮은 OPO 농도를 사육수조내에 적절히 공급하고 제어하면 생물농축 등의 부작용이 있는 항생제와 같은 약제를 사용하지 않는 유기양식(organic aquaculture)이 가능하였다. 사육 수의 수질 개선 및 미생물감소와 더불어 배출수의 수질 또한 개선되는 것을 확인하였고, 기존의 유수식 양식시스템보다 배출량 또한 대폭 감소하였다. 현재 국내엔 양식장 배출수의 배출기준은 있지만 총량 규제는 없는 상태여서 오존산화법을 반 순환 여과 양식 시스템에 적절히 이용한다면 기존의 유수식 양식법보다 배출수의 오염물질총량을 줄이는 친환경 넙치양식이 가능하다.

후속연구

또한 넙치의 생물학적인 특성이 고려되지 않고 적용될 경우 활용한계보다 크게 구축될 수 있고, 이에 따른 과도한 안전장치들(활성탄 필터, 아황산나트륨 투입)이 도입되면서 추가비용이 계속 발생한다. 따라서 국내 넙치 양식산업의 활성화를 위하여 수질개선이나 질병을 일으키는 미생물의 통제를 위하여 오존과 순환여과시스템을 병합한 양식법을 도입할 필요성이 있었다.
사육 수의 수질 개선 및 미생물감소와 더불어 배출수의 수질 또한 개선되는 것을 확인하였고, 기존의 유수식 양식시스템보다 배출량 또한 대폭 감소하였다. 현재 국내엔 양식장 배출수의 배출기준은 있지만 총량 규제는 없는 상태여서 오존산화법을 반 순환 여과 양식 시스템에 적절히 이용한다면 기존의 유수식 양식법보다 배출수의 오염물질총량을 줄이는 친환경 넙치양식이 가능하다. 그러나 우리나라 넙치양식장의 대부분은 유수식 양식 시스템이어서 본 연구와 동일한 효과를 거두기에는 어려움이 있다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

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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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