[논문]지하 동굴 유출지하수의 지구화학특성에 따른 미생물군의 분포 특성

권장순; 류지훈; 고용권

문제 정의

하지만 근래 국가 지중 시설의 건설에 있어 지중 환경 변화의 관측과 향후 예측은 공공의 관심을 받고 있으며, 이에 따른 과학적인 접근과 해석이 요구되고 있다. 본 연구에서는 지중 시설 건설활동에 따른 유출지하수의 지구화학특성 및 그에 따른 생지구화학적 환경특성을 규명하기 위하여 부유/침전물 내 미생물 동정 및 분석을 실시하였다.
해당 연구지역 미생물 분석결과를 통하여 해당 지중 환경에서 매우 다양한 미생물 군집이 나타나고 있음을 확인하였고, 건설활동에 따른 주위 지구화학적 환경의 변화(특히 pH 및 염도)에 따라 미생물군집의 조성이 매우 극적으로 변화되고 있음을 확인하였다. 이에 인간의 인위적 건설활동에 따른 지중 환경의 변화 및 향후 변동예측을 위하여 지속적인 생지구화학적 모니터링이 필요함을 제안하는 바이다.

제안 방법

미생물분석에 있어 활용되는 부유/침전물 시료는 우선 완전 건조되지 않게 현장 상태로 원심분리용 튜브에 채취하여 분석전까지 냉동상태로 보관하였다. 이후 실험실 내 전처리에 있어서도 사용된 모든 기구들은 무균 제품 또는 멸균을 통하여 사용하였으며, 피펫 등 실험도구들은 클린 벤치에서 15 분 간 자외선 조사후 사용을 실시하였다.
추출 및 원심분리를 통하여 DNA 추출을 실시하였으며, DNA 농도 및 염기서열 분석을 각각 Qubit fluorometer 및 3730xl DNA analyzer (Macrogen), ABI3730XL(Applied Biosystems)를 활용하여 실시하였다.

성능/효과

7%의 존재와 관계가 있는 것으로 평가된다. pH 10 정도의 산도를 갖는 CAVE14-4 및 CAVE14-5구역에서는 Silanimonas(각 4.2% 및 5.8%), Erysipelothrix(각 3% 및 2.2%)와 같은 호알칼리성 박테리아가 관찰되었다. 하지만 연구지역 내 유출지하수 중 가장 높은 pH를 보이는 강알리성의 CAVE14-6에서는 호알칼리성 박테이라가 관찰되지 않았으며, 이는 해당 박테리아가 생존할 수 없는 정도의 극심한 환경의 조성 때문인 것으로 사료된다.
7%) 황산염환원 박테리아 (Desulfobacteraceae, Desulfuromonas 등)의 풍부도를 보였다. 그라우팅 등의 영향으로 강알칼리성 환경을 보여주는 CAVE14-5 및 CAVE14-6 구역에서는 기존 문헌 내 알칼리성 동굴에서 관찰되는 Variovorax가 각각 50.8% 및 81%로 분석되었다. 비교적 낮은 pH(6.
염수 유입 특성과 더불어 특히 유출지하수중 최고 38 mg/L의 용존 Fe의 농도가 분석되었으며(CAVE14-3), 이는 연구부지 내 널리 산재되어 있는 황철석(pyrite)의 용해반응 결과로 사료된다. 또한 동굴 내 관로 및 집수정을 따라 발생한 적갈색의 부유/침전물의 경우 전함량분석 및 지구화학 모델링 결과 Fe-(oxy)hydroxide임을 유추할 수 있었다. 구간별로 염기성 유출지하수가 산출되는 지역에서는 탄산염광물의 부유/침전물의 형태도 관찰되었다.
특히 Sanger sequencing과 비교하면 시료별 획득 데이터량 측면에서 매우 유리하다. 본 실험에서 이용된 MiSeq은 v4 hyper variable의 모든 부분을 분석할 수 있고, 수 일의 짧은 시간 내에 분석이 가능하며, 기존의 pyrosequencing에 비하여 더 많은 서열을 동시에 분석할 수 있었다.
8% 및 81%로 분석되었다. 비교적 낮은 pH(6.8)와 높은 용존 Fe의 함량으로 특징되었던 CAVE14-3 구역은 철산화 박테리아 (Gallionellaceae 13.8%, Nitrosomonadaceae 6.4%) 및 호산성 박테리아(Holophagaceae 5.1%, Coxiella 1.6%), 그리고 특별히 Magnetospirillum 1.7%의 존재와 관계가 있는 것으로 평가된다. pH 10 정도의 산도를 갖는 CAVE14-4 및 CAVE14-5구역에서는 Silanimonas(각 4.
염수의 유입 영향으로 가장 높은 전기전도도(EC) 및 Na, Cl, SO4 농도를 보이는 CAVE14-1 구역에서는 비교적 우세한(>14.7%) 황산염환원 박테리아 (Desulfobacteraceae, Desulfuromonas 등)의 풍부도를 보였다.
유출지하수 내 침전물의 지구화학분석 결과는 미생물 분석 결과와도 현장 환경에 따라 분류되는 유사성을 보였으며, 강한 염기 환경 하에서는 미생물의 존재 역시 감소함을 확인하였다. 특히 염수의 영향을 받고 있는 구간에서는 15% 정도의 황산염 환원 미생물이 우세하고, 호염성 박테리아가 관측되었다.
유출지하수 내 침전물의 지구화학분석 결과는 미생물 분석 결과와도 현장 환경에 따라 분류되는 유사성을 보였으며, 강한 염기 환경 하에서는 미생물의 존재 역시 감소함을 확인하였다. 특히 염수의 영향을 받고 있는 구간에서는 15% 정도의 황산염 환원 미생물이 우세하고, 호염성 박테리아가 관측되었다. 상대적으로 낮은 pH 환경 내 고농도의 용존 Fe 함량이 나타나는 구간에서는 철산화, 황산화 미생물이 동정되었다.
해당 연구지역 미생물 분석결과를 통하여 해당 지중 환경에서 매우 다양한 미생물 군집이 나타나고 있음을 확인하였고, 건설활동에 따른 주위 지구화학적 환경의 변화(특히 pH 및 염도)에 따라 미생물군집의 조성이 매우 극적으로 변화되고 있음을 확인하였다. 이에 인간의 인위적 건설활동에 따른 지중 환경의 변화 및 향후 변동예측을 위하여 지속적인 생지구화학적 모니터링이 필요함을 제안하는 바이다.

후속연구

토양 또는 지하수에서 DNA 상태로 존재하는 미생물이 반드시 대사적으로 활발한 상태임을 의미하는 것은 아니며, DNA를 기반으로 분석된 미생물 다양성이 반드시 실제로 활동 중인 미생물의 다양성과 일치하지 않을 수도 있다. 또한 시료 내 특정 미생물 종, 즉 특정 종과 유사한 DNA 시퀀스가 발견되었다는 것은 해당 미생물의 존재와 활동 가능성을 의미하는 것으로서 주변 지하수화학에 미치는 미생물의 직접적인 영향을 평가하기에 한계가 따르므로 반드시 지하수화학 결과와 함께 해석이 이루어져야 한다. 따라서 지하수 내 미생물 군집의 변화를 비교분석하기 위해서는 해당 지하수에 대한 지속적인 지구화학적 조사와 함께 미생물 군집 모니터링이 필수적으로 수행되어야 한다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

지하 동굴 유출지하수의 지구화학특성에 따른 미생물군의 분포 특성 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

지하 동굴 유출지하수의 지구화학특성에 따른 미생물군의 분포 특성 원문보기

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

AI 본문요약
AI-Helper