초록 ▼

I. 서 론
조류는 빛에너지를 고정하여 수중생태계에 다양한 유기물 형태로 공급함으로써 수중생태계를 지탱시키는 기반공급자 역할을 한다. 다른 생물군과 마찬가지로 종류와 생체량이 균형이 유지되었을 때는 문제가 발생되지 않으나 단일종 특히 남조류라 불리는 일부 분류군의 대발생시에는 여러 가지 불편함과 문제를 야기시킬 수 있다. 특히 부유성 남조류가 크게 증식하면 수면이 녹색으로 덮이면서 소위 말하는 녹조현상을 일으킬 수 있고 그 결과는 흙내, 곰팡내 등 냄새물질의 발생, 마이크로시스틴 등 독소물질의 분비 가능성 증가, 여과지 막힘

I. 서 론
조류는 빛에너지를 고정하여 수중생태계에 다양한 유기물 형태로 공급함으로써 수중생태계를 지탱시키는 기반공급자 역할을 한다. 다른 생물군과 마찬가지로 종류와 생체량이 균형이 유지되었을 때는 문제가 발생되지 않으나 단일종 특히 남조류라 불리는 일부 분류군의 대발생시에는 여러 가지 불편함과 문제를 야기시킬 수 있다. 특히 부유성 남조류가 크게 증식하면 수면이 녹색으로 덮이면서 소위 말하는 녹조현상을 일으킬 수 있고 그 결과는 흙내, 곰팡내 등 냄새물질의 발생, 마이크로시스틴 등 독소물질의 분비 가능성 증가, 여과지 막힘 현상 등 정수처리와 수돗물 이용에 직접적인 피해를 줄 수 있고 국민들의 친수 활동에 방해를 줄 수 있다. 남조류 등의 대증식에 의하여 발생하는 냄새물질 의 주요 성분은 geosmin과 2-MIB로 알려져 있는데 이 물질은 Anabaena(=Dolichospermum), Aphanizomenon, Lyngbya, Oscillatoria, Phormidium, Planktonthrix, Pseudanabaena 속의 남조류가 엽록소를 합성하는 과정에서 생체대사과정의 부산물로 발생하는 것으로 알려져있다. 이취미 물질은 현재까지 독성은 알려지지 않았으나 수돗물 민원의 주요 요소로 환경부에서는 지오스민과 2-MIB를 먹는물수질감시항목으로 지정하여 집중 관리하고 있다.

팔당호는 한강수계의 남한강과 북한강이 만나는 곳에 1973년에 팔당댐을 축조하여 만든 인공호로 서울, 경기 및 인천지역의 광역상수원수로 이용되고 있다. 그간 녹조현상의 발생이나 이취미 등에 의한 문제가 크게 발생되지 않았으나 2011년 이후 조류경보제 기준을 초과한 경우가 자주 발생하기 시작하였고, 특히 이취미물질인 지오스민과 2-MIB의 농도가 기준을 초과하기도 하였다. 지오스민과 2-MIB는 일반정수처리과정에서는 제거가 되지 않거나 처리효율이 매우 낮다. 따라서 활성탄의 추가 투입이나 오존산화 등 고도처리가 동반되어야 한다.

그러나 팔당호 등 한강수계의 이취미 발생에 대한 연구사례가 부족하고 특히 원인생물의 종류, 분포 등 생태특성은 물론 냄새물질 유전자의 포함과 발현여부 등 분자생물학적 연구가 미비한 상태이다.

이에 따라 본 연구에서는 북한강 수계의 이취미발생 특성을 조사하고 주요 발생지점과 원인생물을 밝히며 주요 원인생물의 분자생물학적 특성도 밝히고자 하였다.

(출처 : 본문 : I. 서론 10p)

Abstract ▼

To specify the off-flavor producing microorganism and quantify the odorous compounds, concentration of geosmin and 2-MIB, water qualities were monitored monthly at Lake Paldang. Also, microbial communities which known as odor producer such as cyanobacteria and actinobacteria were analyse from water

To specify the off-flavor producing microorganism and quantify the odorous compounds, concentration of geosmin and 2-MIB, water qualities were monitored monthly at Lake Paldang. Also, microbial communities which known as odor producer such as cyanobacteria and actinobacteria were analyse from water and aquatic plants, respectively.

And to verify the geosmin synthase gene from such microorganism, we detected geosmin gene using PCR and constructed phylogenetic tree.

As a results, odorous compounds were mainly detected at Bukhan river system and Gyeongan stream, but not traced at Namhan river system. Geosmin was highly detected at Spring and Summer, but in case of 2-MIB, high concentration was shown at warm season such as Summer and Fall.

Gesomin was mainly produced from Actinobacteria and Anabaena, a major cyanobacterial species, and Actinobacteria and Pseudanabaena were appointed as main producer of 2-MIB.

Correlation coefficient between number of aquatic microbial organism such as cyanobacteria, actinobacteria and concentration of odorous compounds was calculated. Reasonable positive coefficient was obtained between cell number of target microbes and geosmin concentration. In case of 2-MIB, Actinobacteria and Pseudanabaena have shown the high correlation.

Large amount of 2-MIB was produced from colonial habitats of aquatic plants, but not in geosmin. Gyeongan stream shown high concentration of 2-MIB compared to other sampling site such as Bukhan and Namhan river system. Epiphytons were heavily grew on the surface of Hydrilla verticillata, Potamogeton malaianus, Myriophylum verticillatum, Trapa japonica et al, a submerged and floating leaved.

To find out the possession of geosmin gene in aquatic microbes, 5 sets of geosmin primer were designed by sequence library of cyanobacteria from NCBI. Results obtained from application of developed primers to aquatic microbial samples, genus of Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria, Phormidium revealed that they have a geosmin gene. Among the actinobacteria, genus Streptomyces, Agromyces have also that gene.

Geosmin production was changed individually with cyanobacterial group. Anabaena produced the geosmin from lag to stationary phase, but log phase was starting point in Aphanizomenon. Oscillatoria excreted high amount of odorous compounds during the stationary phase, a large number of cell dying at this stage.

Conclusively, large amount of geosmin was released from epiphyton which attached on the surface of aquatic plants at warm season, and most of cyanobacteria which isolated from Lake Paldang possess a geosmin gene. Actinobacteria such as Streptomyces, Agromyces also can produce the off-flavors.

(출처 : Abstract 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 표목차 ... 5
• 그림목차 ... 6
• Abstract ... 8
• I. 서 론 ... 10
• II. 연구내용 및 방법 ... 12
• 1. 이취미 물질 문헌조사 ... 12
• 2. 팔당호 미소생물 및 이취미 모니터링 ... 12
• 가. 팔당호 이취미 물질 및 미소생물 분석 ... 12
• 나. 이취미 발생수역 정밀조사 ... 14
• 3. 팔당호 수초군락지역 이취미 조사 ... 14
• 가. 수초군락지역에서 수생식물 채집 ... 14
• 나. 수초군락지역 식물부착조류(Epiphyton)와 이취미 조사 ... 15
• 4. 분자생물학적 방법을 이용한 이취미 유전자 확인 ... 17
• 가. 이취미 발생원인 미소생물 분리 및 배양 ... 17
• 나. Geosmin primer 제작 ... 18
• 다. DNA 추출 및 PCR 수행 ... 19
• 라. 계통도 및 유연관계 분석 ... 19
• III. 연구결과 및 고찰 ... 21
• 1. 이취미 문헌조사 ... 21
• 2. 팔당호 이취미 모니터링 ... 22
• 가. 이취미 발생과 원인생물 분석 ... 22
• 나. 이취미 발생에 따른 정밀조사 ... 28
• 3. 팔당호 수초군락지역 이취미 조사 ... 31
• 가. 수초군락지역 수생식물 조사 ... 31
• 나. 수생식물의 부착유기물 분석 ... 32
• 다. 생활형별 수생식물의 부착유기물 분석 ... 34
• 4. 분자생물학적 방법을 이용한 이취미(geosmin) 유전자 확인 ... 36
• 가. 이취미(geosmin) 발생원인 미소생물 분리 및 배양 ... 36
• 나. 이취미(geosmin) primer 개발 및 검증 ... 38
• 다. 이취미 발생원인 미소생물 계통분류 ... 42
• IV. 결 론 ... 44
• V. 참 고 문 헌 ... 46
• 끝페이지 ... 49