초록 ▼

Ⅰ. 서 론
4대강 살리기 사업의 일환으로 축조된 보 구간에서 체류시간의 증가로 인해 조류발생(Algal bloom)의 우려가 제기되고 있다. 조류 발생은 매년 주기적으로 반복되는 경향이 있어 조류발생에 선제적으로 대응하고 친수공간의 활용에 장애가 되지 않도록 적극적인 예방 대책(prevention)과 조절(controls) 및 저감 대책(mitigation)을 강구할 필요가 있다.

조류의 발생에 관여하는 요소는 매우 다양하여 조류 발생 원인을 정확하게 규명할 수 없는 경우가 대부분이어서 간단하고 효과적인 처방이

Ⅰ. 서 론
4대강 살리기 사업의 일환으로 축조된 보 구간에서 체류시간의 증가로 인해 조류발생(Algal bloom)의 우려가 제기되고 있다. 조류 발생은 매년 주기적으로 반복되는 경향이 있어 조류발생에 선제적으로 대응하고 친수공간의 활용에 장애가 되지 않도록 적극적인 예방 대책(prevention)과 조절(controls) 및 저감 대책(mitigation)을 강구할 필요가 있다.

조류의 발생에 관여하는 요소는 매우 다양하여 조류 발생 원인을 정확하게 규명할 수 없는 경우가 대부분이어서 간단하고 효과적인 처방이 제시되지 못하고 있다. 또한 영양염류의 저감이나 수리수문학적 변화를 통한 예방 및 조절, 화학물질을 이용한 조류제거 방법 등이 그동안 알려진 대책이었으나 비용(cost), 효과(effect), 생태계 위해성 문제 등으로 활용에 제한이 있었다.

우리나라 4대강이나 호소와 같은 공유수면에서 조류 발생 시 생태계 위해성이 낮으면서 조류만 선택적으로 제어하는 친환경적이며 효율적인 방법의 선택은 수면관리자나 수계관리자가 조류저감 방법을 선택하는데 있어 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 생물들간의 자연스러운 교감 방식인 타감작용(allelopathic interaction)을 이용한 조류제어 방식 중에 하나인 보리짚과 같은 식물체를 이용한 조류제어 기술을 현장에 적용할 수 있도록 최적화하여 개발하고자 한다.

1970년대 말부터 영국을 중심으로 보릿짚이 담수생태계의 조류발생을 억제할 수 있다는 연구결과가 꾸준히 발표되어 수체에서 분해되는 보릿짚이 실험실 조건 및 현장에서도 조류의 성장을 억제할 수 있다고 보고되었다(Gibson 등, 1990, Welch 등, 1990). 이러한 연구를 기반으로 영국에서는장기간 보릿짚 투여에 의해 호소의 조류가 감소하였다고 보고했다(Barrett 등, 1999). 우리나라에서도 1990년대 말 한강 팔당호에서 여러 가지 식물체를 활용한 조류억제 시도가 있었으며 일부 효과를 입증한 바 있다(임 등, 2000a;2000b).

보리짚을 이용한 조류제어의 원리는 Pillinger 등(1992)에 의하면 보리짚에서 호기적 미생물 분해에 의해 배출되는 유기성분인 페놀화합물과 퀴논(Quinones)이 관여하며 또한 빛에너지에 의한 페놀화합물의 자기 산화(Auto oxidation)과정에서 생성된 과산화수소가 조류성장을 억제한다고 알려져 있다. 효과의 지속기간은 6개월에 이르며 이러한 현상은 자연상태에서 호소와 하천에서 자연스럽게 일어나는 현상이기도 하여 보리짚을 포함한 식물체의 호기적 분해과정은 여타 생태계에 거의 영향을 미치지 않으면서 조류의 성장을 조절할 수 있는 매우 흥미로운 방법으로 평가된다.

본 연구에서는 기존 보리짚의 조류억제 효과를 활용하여 우리나라의 하천과 호소에서 매년 주기적으로 발생하는 조류발생에 선제적으로 대응하기 위해, 보릿짚의 적용이 생태학적으로 안전한지 생태독성 실험을 통해 검증하며 관련된 조류저감 물질을 추적하고자 한다. 궁극적으로 현장에서 적용할 수 있도록 수체 면적이나 수체량에 따른 보릿짚 투여량의 계산, 효과적인 투여시기 등을 제시하고자 한다.

또한 조류발생(Algal bloom)의 저감을 위한 노력 외에 국내외에서 연구되고 있는 조류의 긍정적 이용 현황에 대한 소개를 통해 수생태계의 1차 생산자인 조류의 역할을 균형잡힌 시각으로 바라볼 수 있도록 소개하고자 한다.

( 출처 : 본론 Ⅰ. 서론 8p )

Abstract ▼

There are a number of approaches to control algal blooms using rotting barley straw. It has been evaluated that rotting barley straw can be used to mitigate cyanobacterial and algal blooms in freshwater bodies since the second half 1970s. Barley straw has been extensively used in UK, and has been po

There are a number of approaches to control algal blooms using rotting barley straw. It has been evaluated that rotting barley straw can be used to mitigate cyanobacterial and algal blooms in freshwater bodies since the second half 1970s. Barley straw has been extensively used in UK, and has been positively demonstrated to control algal growth. Also, many in situ and in vivo studies have attempted to verify the inhibitory effect of rotted barley straw on algae but the mechanism responsible for the effect was unknown.
In this study, we investigated inhibition effect of barley straw on algal growth in vivo and situ experiments.

In in vivo experiment, bioassays were conducted to determine the effect of barley straw in controlling algal growth on two cyanobacteira and one green algae. Results showed that barley straw has inhibited the growth of all tested species: Anabaena affinis, Microcystis aeruginosa, Scenedesmus quadricauda. In in situ experiment, we consumed 7,500kg barley straw in late summer after preliminary test of 800kg barley straw treatment for 5 months. The phytoplankton biomass after treatment barley straw differed on control site and time. The chlorophyll-a concentration and cell density,especially cyanobacteria, were diminished in the comparison of control site.

Meanwhile, as a result of acute toxicity test method of the Daphnia magna straus, there are not any ecolgoical toxicity in most plant debris(barley straw, pine tree, big cone pine) except for Retinispora leaf. We scanned 7 phenolic compounds from the extract of barley straw and field samples as effective matters for reducing algal growth. After 40 days, the concentrations of phenolic compounds were maximum in the treatment by barley straw.

( 출처 : Abstracts 7p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 표목차 ... 4
• 그림목차 ... 5
• Abstract ... 7
• Ⅰ. 서 론 ... 8
• Ⅱ. 연구내용 및 방법 ... 10
• 1. 자료 및 문헌 조사 ... 10
• 2. 보릿짚 등 다양한 식물체의 조류억제 효과 분석을 위한 실험실 실험 ... 10
• 가. 조류 균주의 선택 및 배양 ... 10
• 나. 보릿짚 및 식물체의 준비 ... 10
• 다. 보릿짚 추출물의 제조 ... 10
• 라. 조류에 대한 식물체의 성장 억제 효과 확인을 위한 실험실 실험(Bioassay) ... 11
• 3. 보릿짚 및 식물체의 물벼룩 생태독성 분석 ... 11
• 4. 조류 성장 억제 물질의 분석 ... 11
• 가. 페놀화합물의 분석 방법 ... 11
• 나. 페놀화합물의 용출 및 변화(transformation) ... 12
• 5. 보릿짚 및 식물체의 현장 적용 지점 선정 및 타당성 시험 ... 13
• 가. 현장 적용(Field test) 지점 선정 및 예비시험 ... 13
• 나. 현장 적용 타당성 시험 방법 ... 13
• 6. 보릿짚 및 식물체의 현장 적용 후 효과 분석 ... 14
• 가. 수질조사 ... 14
• 나. 식물성플랑크톤 및 클로로필-a 조사 ... 14
• Ⅲ. 연구결과 및 고찰 ... 16
• 1. 국내외 문헌 자료조사 ... 16
• 가. 보릿짚 투여에 대한 작용 기작 ... 16
• 나. 보릿짚 투여에 의한 조류의 성장 억제 ... 18
• 2. 보릿짚 등 다양한 식물체의 조류억제 효과 분석을 위한 실험실 실험 ... 21
• 3. 보릿짚 및 식물체의 물벼룩 생태독성 분석 ... 22
• 4. 조류 성장 억제 물질의 분석 ... 23
• 5. 보릿짚 및 식물체의 현장 적용 장소 결정 및 조건 조사 ... 25
• 가. 보릿짚 투여 시기 ... 25
• 나. 보릿짚의 투여 방식 ... 26
• 다. 현장 예비 시험 ... 28
• 라. 보릿짚의 투여량 산정 ... 29
• 마. 보릿짚의 현장 적용 ... 30
• 6. 보릿짚 투여 후 수질 및 조류의 변화 ... 31
• 가. 보릿짚의 투여 전 후 조류 세포수의 변화 ... 31
• 나. 보릿짚의 투여 전 후 수질의 변화 ... 33
• Ⅳ. 결 론 ... 34
• 참 고 문 헌 ... 36
• 부록. 조류의 경제적 활용 ... 38
• 끝페이지 ... 39