로스해의 Iselin Bank 인근에서 채취한 RS15-GC41코어로부터 규조를 분석한 결과 총 24속 35종의 규조를 감정하였으며, 규조 개체수 농도는 0.2-28.6×10 6 /g 범위에 해당하였다. 규조 군집 조성에 의해 4개의 규조 군집대를 설정 하였으며 규조 군집의 변화는 거의 10만년을 주기로 변화 하였다. Marine Isotope Stages 1-11 시기에 RS15-GC41이 퇴적되는 동안 간빙기(Interglacial)에는 open ocean을 지시하는 Rhizosolenia styliformis, Fragilariopsis kerguelensis와 Thalassionema nitzschioides등이 풍부하게 산출되며, 빙기(Glacial)에는 sea-ice종인 Actinocyclus actinocyclus의 산출이 풍부하게 나타난다. MIS 7, 9와 11의 간빙기 동안 MIS 1, 3과 5 시기보다 sea-ice의 분포가 더 넓고 지속 기간이 더 오래 계속되었음을 알 수 있다. Paralia sulcata는 이 시기(MIS 7, 9와 11) 동안 해류에 의한 ice-rafted debris의 유입과 함께 연안지역으로부터 재이동 되었음을 뒷받침 해준다.

규소(Si)는 지각의 구성 원소 중 두 번째로 흔히 존재하는 원소로, 3개의 안정동위원소, 28 Si (92.23%), 29 Si (4.67%), 30Si (3.10%)를 가진다. 규소 동위원소는 규소의 생지화학적 순환에 대한 지시자로 고환경 및 고기후 복원을 위해 전 세계에서 널리 연구되고 있다. 그러나 국내에서는 아직까지 생물 기원 규소에 대한 규소 동위원소 연구가 전 무한 실정이다. 본 연구에서는 대형 규조류 시료에 대한 규소 동위원소 분석을 위해 기존 보고된 알칼리 용융법을 정리하고 생물 기원 규소 분석에 가장 적합한 규소 분리법을 구축하고자 하였다. 해당 시료를 고온 알칼리 용융을 통해 완전 용해시킨 후 시료 내 규소를 AG® 50W-X8 양이온 교환수지를 이용하여 효과적으로 분리하였다. 분리된 시료에 대한 신뢰성 검증을 위하여 Si 동위원소 표준물질(NBS-28) 및 USGS 암석 표준시료(AGV-2, GSP-2, BHVO-2)에 대한 분석을 함께 실시하였으며, 분석된 시료 모두 기존 연구결과와 오차범위 내에서 일치하는 값을 나타내었다. 본 연구에서 개발한 규소 동위원소 분석법은 향후 국내의 지구과학 및 관련 연구 발전에 많은 도움을 줄 것으로 기대된다.

In this study, the effects of kaolin addition on the properties of reticulated porous diatomite-kaolin composites are investigated. A reticulated porous diatomite-kaolin composite is prepared using the replica template method. The microstructure and pore characteristics of the reticulated porous diatomite-kaolin composites are analyzed by controlling the PPI value (45, 60, and 80 PPI) of the polyurethane foam (which are used as the polymer template), the ball-milling time (8 and 24 h), and the amount of kaolin (0–50 wt. %). The average pore size decreases as the amount of kaolin increases in the reticulated porous diatomite-kaolin composite. As the amount of kaolin increases, it can be determined that the amount of inter-connected pore channels is reduced because the plate-shaped kaolin particles connect the gaps between irregular diatomite particles. Consequently, a higher kaolin percentage affects the overall mechanical properties by improving the pore channel connectivity. The effect of kaolin addition on the basic properties of the reticulated porous diatomite-kaolin composite is further discussed with characterization data such as pore size distribution, scanning electron microscopy images, and compressive strength.

Irgarol과 diuron에 각각 노출된 해산규조류(Skeletonema costatum)의 개체군 성장률(r )을 분석 하여 독성평가를 실시하였다. S. costatum을 irgarol (0, 0.31, 0.63, 1.25, 2.5, 5 μg l-1)과 diuron (0, 7.81, 15.63, 31.25, 62.5, 125 μg l-1)에 각각 96시간 노출하여 r 을 계산하였고, 대조구의 r 은 0.04 이상으로 시험기준에 적합하였다. S. costatum의 r은 irgarol에서 0.63 μg l-1, diuron은 15.63 μg l-1 이상에서 대조구 대비 유의하게 감소하기 시작하여 irgarol과 diuron의 농도가 증가할수록 r이 감소하는 농도의존적인 반응을 나타냈고, 시험 최고농도 5와 125 μg l-1에서 r이 대조구 대비 80% 이상 감소하였다. Irgarol과 diuron에 노출시킨 S. costatum r의 반수영향농도(EC50)는 1.09, 45.45 μg l-1, 무영향농도(NOEC)는 0.31, 7.81 μg l-1, 최소영향농도(LOEC)는 0.63, 15.63 μg l-1으로 나타났으며, EC50 기준으로 irgarol이 diuron보다 독성이 큰 것으로 나타났다. 본 연구결과로 해양 생태계에서 Irgarol과 diuron의 농도가 0.63과 15.63 μg l-1 이상이 되면, 해산 규조류 S. costatum 의 r은 독성영향을 받을 것으로 판단된다. 또한, 독성 값으로 제시된 결과들은 irgarol과 diuron 의 기준농도 설정을 위한 기초자료로 유용하게 활용될 것이다.

Skeletonema pseudocostatum의 세포는 규산질 성분의 돌기에 의한 사슬 형태로, 길이는 6~17.3 μm였고, 엽록체는 세포 당 1~2개를 포함하고 있었다. 주사전자현미경 관찰결과 Skeletonema 종을 구분할 수 있는 가장자리 받침돌기끝 (terminal fultoportula process)은 끝이 갈라지거나, 갈고리 모양이었고, 길이가 1.67±0.5 μm이고, 개각의 가장자리에 위치해 있으며, 개수는 8.10±1.1개로 개각의 크기에 따라 다양하게 나타났다. 말단세포 입술돌기 (terminal rimoportula process)는 두꺼운 원통형의 나팔관 모양으로, 개각의 중앙 근처에 위치하였고, 길이는 1.1±0.6 μm 였으며, 개수는 1개였다. 연결세포 받침돌기 (intercalary fultoportula process)는 대부분 1 : 1 결합으로 서로 맞물려있는 형태였고, 1 : 2 결합도 종종 발견되었다. 계통분석 결과는 형태적 특징이 유사한 종 간의 유전학적 거리가 가깝다는 것을 나타냈고, 지리적 기원이 다른 동일 종의 경우, 유전적 차이를 보이지 않았다. 이는 S. pseudocostatum은 지리적 위치와 상관없이 유전적 차이가 나타나지 않는 단일계통 (monophyly)이라는 것을 의미한다.

해산규조류 (Skeletonema cosatatum)의 개체군성장률 (r)을 사용하여 연안 유기오염물질인 phenanthrene (PHE) 과 zinc undecylenate (ZU)의 독성평가를 실시하였다. S. costatum을 PHE (0, 25, 50, 100, 200, 300 mg L-1)와 ZU (0, 5, 10, 15, 20, 25 mg L-1)에 각각 96시간 노출한 이후에 r 을 산 출하였고, 대조구의 r 은 0.04보다 높아 시험기준에 적합하였다. S. costatum의 r 은 PHE 50, ZU 10 mg L-1 이상의 농도 에서 대조구 대비 유의하게 감소하기 시작해 PHE와 ZU 의 농도가 증가할수록 감소되는 농도의존성을 나타냈으며, 최고농도인 300과 25 mg L-1 농도에서는 r 이 나타나지 않았다. PHE와 ZU에 노출된 S. costatum r 의 반수영향농도 (EC50)은 136.13, 16.95 mg L-1, 무영향농도 (NOEC)는 25, 5 mg L-1, 최소영향농도 (LOEC)는 50, 10 mg L-1로 나타났다. 본 연구결과, 해양생태계 내에서 S. costatum의 r 은 PHE 50 mg -1, ZU 10 mg L-1 이상의 농도에서 독성영향으로 감소할 것으로 판단되며, PHE와 ZU의 기준농도 설정을 위한 기초자료로 유용하게 사용될 것이다.

해산규조류 (Skeletonema. Costatum)의 개체군 성장률을 이용하여 PBDEs (BDE-47, BDE-209)의 독성평가를 실시하였다. BDE-47은 0.31 mg L-1 이상의 농도부터 유의미하게 감소하여 농도의존성을 나타냈으나, BDE-209의 경우 시험 최고농도 125 mg L-1에서도 변화를 나타내지 않았다. 본 시험결과 EC50값은 BDE-47과 BDE-209에서 각각 0.55 mg L-1와 >125 mg L-1이었고, NOEC값은 0.16 mg L-1와 >125 mg L-1이었으며, LOEC값은 0.31 mg L-1와 >125 mg L-1으로 나타나 BDE-47이 BDE-209에 유해성이 더 큰 것으로 나타났다. 또한, 연안환경에서의 BDE-47의 농도가 LOEC 값인 0.31 mg L-1를 초과할 경우 S. costatum과 같은 식물성플랑크톤에 악영향을 미칠 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 PBDEs의 해양환경 기준 설정 및 타 독성물질과의 상대적 독성치를 비교하기 위한 귀중한 자료로 활용될 것으로 판단된다.

This study illustrates changes in the epilithic diatom assemblages in response to urban climatic conditions. We further assess the impact of abnormal urban climate to the urban stream environment. Epilithic diatoms, water chemical and physical variables were sampled every quarter, and assessed at 3 Oncheon stream sites, for a period of two years (from 2013~2014). The variation of physiochemical properties such as BOD, COD, T-N and T-P, show that the water quality was strongly influenced with long periods of drought and flood disturbance. Epilithic diatom assemblages were separated along the stream sites; however, the physical disturbance from urban drought and stormwater changed the composition of diatom assemblages instead of decreasing the taxonomic richness. Thus, our results suggest that epilithic diatom assemblages are altered in response to urban climatic changes, resulting in variations of stream conditions. Hence, strategies of climate change adaptation are required when considering urban stream environments.

본 연구에서는 해산 규조류(Skeletonema cosatatum)의 개체군성장률(r)을 사용하여 중금속 3종 (As, Cr, Pb)의 독성영향 평가를 실시하였다. S. costatum을 As (0, 0.32, 0.63, 1.25, 2.50 및 5.00 mg L-1), Cr (0, 0.16, 0.32, 0.63, 1.25 및 2.50 mg L-1) 및 Pb (0, 1.25, 2.50, 5.00, 10.00 및 20.00 mg L-1)에 96시간 노출한 이후에 r 값을 측정하였다. 대조구에서 r 은 0.04보다 높았으며 As 농 도 0.63, Cr 농도 0.63 및 Pb 농도 10.00 mg L-1 이상에서 r 이 대조구 대비 유의하게 감소하였고 중금속 농도가 증가할수록 농도 의존적으로 감소되는 경향을 나타냈다. EC50(반수영향농도)을 이용한 중금속의 독성세기는 Cr>As>Pb 순서를 나타냈으며, EC50 각각 0.80, 2.57 및 13.88 mg L-1으로 나타났으며, 최소영향농도(LOEC)는 각각 0.63, 0.63 및 10.00 mg L-1으로 나타났다. LOEC 를 기준으로 해양환경에서 Cr, As, Pb 농도가 0.63, 0.63 및 10.00 mg L-1 이상이 되었을 때, S. costatum에게 독성 영향이 나타날 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 본 연구를 통해 S. costatum 의 r 은 해양생태계 내에서 생산자 역할을 하는 생물에 대한 중금속의 독성평가를 위하여 유용 하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

흑산 니질대에서 채취한 코어 퇴적물 HMB-103으로부터 규조를 분석하여 3개의 규조 군집대를 설정하였고, 산 출된 한랭수종과 온난수종, 염분도에 의해서 고환경을 해석하였다. 규조는 총 41속 76종이 감정되었으며 규조 개체수 농도는 0.1-15.4×104 g−1 의 범위에 해당된다. 연구 결과, 약 45,000 yr B.P.경까지의 규조 군집대 I에서는 한랭수종의 산 출이 많은 것으로 보아 한국연안류의 영향을 주로 받았으며, 14,000부터 11,646 yr B.P경까지의 규조 군집대 II는 규조 의 산출이 거의 없는 추운 시기(Younger Dryas)로 생각된다. 그러나, 11,646 yr B.P부터 홀로세까지의 규조 군집대 III 시기에는 해수면이 상승하면서 황해 난류의 영향을 더 많이 받았다.

동해 남서해역과 같이 용존 무기 질소(dissolved inorganic nitrogen; DIN)가 제한된 환경에서 우점 규조류 Chaetoceros debilis와 Leptocylindrus danicus의 용존 유기 질소(dissolved organic nitrogen; DON)의 이용성을 정량적으로 평가하였다. 질소원으로 DIN은 질산염과 암모늄, DON은 동해에서 중요한 비율을 차지하는 글리신(glycine)과 요소(urea)에 관하여 각각 평가하였다. Monod 식으로부터 유도한 C. debilis의 최대생장속도(μmax)와 반포화상수(Ks)는 질산염에서 1.50 day-1와 1.62 μM, 암모늄에서 1.13 day-1와 6.97 μM, 글리신 1.46 day-1와 3.36 μM, 요소 0.93 day-1와 0.55 μM으로 나타났다. 또한 L. danicus는 질산염에서 1.55 day-1와 5.21 μM, 암모늄에서 1.57 day-1와 4.57 μM, 글리신 1.47 day-1와 3.80 μM, 요소 1.42 day-1와 1.94 μM이었다. 두 종 모두 요소에서 용존 무기 질소보다 상대적으로 높은 친화성이 확인되었으며, 이러한 높은 친화성은 DIN 제한된 상태에서 C. debilis와 L. danicus이 생장을 유지하기 위해 요소를 이용할 것으로 판단되어진다. 따라서 동해 남서해역과 같이 DIN이 제한된 해역의 경우, DON의 효율적인 이용이 식물플랑크톤의 우점화 전략에서 중요한 요인 중 하나로 생각된다.

울산 반구대 암각화 부근에 분포하는 퇴적층을 대상으로 사연댐 건설 전과 후의 퇴적환경을 알아보기 위해서 규조를 연구하였다. 사연댐 건설 이전의 하부 퇴적층으로 부터는 규조가 산출되지 않았으며, 사연댐 건설 이후의 퇴적 층(두께 228 cm)으로부터 규조가 감정되었다. 규조는 총 27속 75종이 산출 되었으며 개체수 농도의 범위가 0.2×105- 5.8×10 5 g−1로 나타났다. 연구지역에서 산출된 규조 종의 산출분포에 의해서 사연댐 건설 후 퇴적된 퇴적물로부터 4개 의 군집대를 설정하였다; 규조 군집대 I: 228-150 cm, 규조 군집대 II: 150-122 cm, 규조 군집대 III: 122-62 cm, 규조 군집대 IV: 62-0 cm. 또한, 환경지시종에 따라 부영양화, 산성도, Cl− 값 등에 대한 해석을 수행하였다. 부영양화와 Cl− 값에 대한 결과는 74 cm 층준을 기준으로 하부 층준에서는 부영양화의 정도가 중간-높음으로 Cl− 값은 낮게 나타났으며, 상부 층준에서는 부영양화가 낮음, Cl− 값이 높음으로 나타났다. 산성화의 정도는 122 cm 층준의 하부에서는 중성- 알칼리성을 띠며 상부에서는 산성을 나타내었다. 특히, 영양염류의 경우, 175 cm 층준에서는 TP값이 높고, 62 cm 층준 에서는 TN값이 높게 나타났다.

부착규조 군집의 유기오탁지수 (DAIpo)에 의해 금호강의 수질을 평가하고 이전 수질과 비교하기 위하여 금호강에 5개의 정점을 선정하고, 2010년 4월부터 2012년 9월까지 매년 4월과 9월 총 6회에 걸쳐 채집조사를 실시하였다. 116종이 출현하였으며 2목, 3아목, 7과, 26속, 103종, 13변종으로 분류되었다. Achnanthes minutissima 등 10종이 우점하였고 하류로 갈수록 호오탁성종이 늘어났다. 부착규조 군집과 이화학적 요인과의 상관관계 (r)는 -0.62 ~0.71의 범위로 상관성의 범위가 넓었다. 두 규조지수 (DAIpo, TDI)가 총질소와 높은 상관성 (r=0.57, r=0.67)을 나타내어 총질소가 부착규조 군집에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 상관분석 결과, DAIpo와 TDI는 상관계수 0.62로 나타났다. 평균DAIpo는 37.24~ 74.98이었고 상류에서 하류로 갈수록 수치가 낮아졌다. 금호강의 정점별 평균수질은 정점 1은 β-빈부수성수역, 정점 2는 α-빈부수성수역, 정점 3는 β-중부수성수역으로 이전의 수질과 변화가 거의 없었다. 그러나 정점 4와 5는 α-중부수성수역과 강부수성수역으로 수질오염이 심하였으나, 이번 조사에서 β-중부수성수역으로 나타나 하류의 수질이 상당히 개선된 것으로 나타났다. DAIpo를 이용한 종합적 수질평가인 RPId는 52.27로 금호강은 중간 정도의 수질로 평가되었다.

남극 브랜스필드 해협의 동부분지로부터 획득한 GC08-EB01 코어퇴적물의 고해상 엽층리로부터 규조를 이용하여 고기후변화를 연구하였다. 규조 정량 분석의 결과 규조 개체수 농도는 0.4-4.2×108g-1로 매우 풍부하게 산출되었으며, 엽층리는 생물기원의 규조가 풍부한 층과 육성기원 퇴적물이 풍부한 층으로 구분된다. 규조 엽층리는 Corethron crilophilum, Eucampia antarctica, Fragilariopsis curta, F. kerguelensis, Odontella weissflogii, Proboscia inermis, R. styliformis, Thalassiosira antarctica와 Chaetoceros resting spores 등의 번성이 특징적이며, 육원성 엽층리에서는 규조 군집이 혼합되어 나타나는 것이 특징이다. 홀로세 후기 동안 Fragilariopsis curta+F. cylindrus)/Thalassiosira antarctica의 산출 수직 분포비가 급격히 증가하는 구간은 해빙의 확장을 지시하며, 연구 코어 GC08-EB01 코어퇴적물이 퇴적되는 동안 적어도 5번의 한랭기가 있었음을 알려준다.

영산강에서 동계 대증식을 유발하는 Stephanodiscus속의 출현기간과 종 분류를 위해 2012년 12월부터 2013 년 4월까지 주 단위로 21회의 모니터링을 실시하였다. 동계 영산강에서는 규조류가 절대적으로 우세한 군집을 보였으며, 규조강 중 원형규조 Aulacoseira, Cyclotella, Stephanodiscus속이 주요 출현종으로 동정되었다. 이 중 Stephanodiscus spp.는 극우점 규조류로서 12월 초에 출현하기 시작하여 1월에 최대 개체수를 나타냈고, 3월까지 높은 분포를 보였다. 기온이 증가하기 시작하는 4월부터 개체수가 급격히 감소한 반면 녹조강, 남조강, 은편모조강 등이 증가하는 경향을 나타냈다. 우점종은 거의 모든 조사시기에 원형 중심목 규조류 (S. hantzschii)가 우점 및 차우점종으로 동정되었으며, 3월 말과 4월 중에는 남조강인 Anabaena sp.와 은편모조강인 Cryptomonas sp.가 우점 및 차우점종으로 출현함으로써 계절 변화에 따른 종 천이가 관찰되었다. 조사시기에 출현한 원형 중심목 규조류의 명확한 종 분류를 위해 전자현미경을 통해 동정한 결과, Stephanodiscus속 내의 S. hantzschii가 극우점한 가운데 부분적으로 S. minutulus와 S. parvus 동정되었으며, 그밖에 원형 중심목 규조류에는 Cyclostephanos속의 C. invisitatus와 Cyclotella속의 C. meneghiniana, Discostella속의 D. pseudostelligera, D. woltereckii가 동정되었다.

해산규조류 Skeletonema cosatatum의 개체군성장률 (r) 을 사용하여 중금속 3종(Cd, Cu, Zn)의 독성영향 평가를 수행하였다. S. costatum을 Cd (0, 0.63, 1.25, 2.50, 5.00, 10.00 ppm), Cu (0, 0.25, 0.50, 0.75, 1.00, 1.25, 1.50 ppm) 그리고 Zn (0, 0.31, 0.63, 1.25, 2.00, 2.50, 5.00 ppm)에 노 출하고 96 h 이후에 r 값을 도출하였다. 대조구(Cd, Cu 그 리고 Zn을 포함하지 않은)에서 r은 0.05보다 높았으며 중금속 농도가 증가할수록 r은 감소하였다. 중금속에 의 해 농도의존적으로 r이 감소되었고 Cd 농도 1.25, Cu 농 도 1.25 그리고 Zn 농도 2.50 ppm 이상의 농도에서 명확 한 감소를 나타냈다. 중금속의 독성영향은 Cu¤Zn¤Cd 순서이며, 이때 EC50 값은 각각 1.11, 2.13 그리고 6.84 ppm으로 나타났다. 중금속 3종(Cd, Cu 그리고 Zn)에 노 출된 r의 최소영향농도는 각각 1.25, 1.00, 2.00 ppm으로 나타났다. 이 결과를 바탕으로, 해양환경에서 S. costatum 의 r은 Cd 농도가 1.25 ppm 이상, Cu 농도가 1.00 ppm 이 상, Zn 농도가 2.00 ppm 이상인 경우에 독성영향을 받았 다. 그러므로 S. costatum의 r은 해양환경에서 중금속 독 성영향 평가를 위한 매우 유용한 방법으로 판단된다.

화랑곡나방(Plodia interpunctella)은 전 세계적으로 분포하고 있는 저장, 가공 농산물의 해충으로서 심각한 피해를 끼치고 있으며, 기존의 열처리 방법은 50-60℃의 조건에서 48시간 이상 고온처리가 요구된다. 그러나 이 조건은 비용 및 시간이 많이 들므로 개선할 필요가 있다. 본 연구에서는 열처리의 효율을 높이기 위하여 규조토를 복합처리 함으로 기존의 열처리 조건보다 훨씬 더 효과적이고 경제적인 방법을 개발하고자 하였다. 화랑곡나방의 발육단계 중 열 저항성이 가장 큰 방황기 유충을 대상으로 상온(25℃)과 40℃의 조건으로 규조토를 혼용처리 하였다. 실험 결과 방황기 유충은 25℃에서 24시간 후 살충률이 0%, 40℃에서는 28.3%였다. 방황기 유충에 4 ㎎/L의 규조토를 처리하였을 경우, 25℃에서 0%와 40℃에서 100%의 살충률을 관찰하였다. 즉, 규조토와 함께 열처리를 할 경우 살충 효능이 증가했다. 이 효과는 스트레스 유전자 shsp, hsp70, hsp90 발현 패턴에서도 살충률 실험결과와 같은 패턴으로 관찰 된다. 본 연구를 통하여 열처리 시 규조토를 혼용함으로써 기존의 열처리 조건보다 낮은 온도에서 저장 곡물 해충의 방제효과를 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 제주도내 위치하는 상시 유수가 흐르는 6개의 하천을 선정하여 이화학적 요인과 부착 규조류 군집의 분포를, 2008년에서 2012년까지 연 2회 조사하였다. BOD는 0.0~1.6 mg L-1의 범위로 높은 수질 상태를 나타냈으며, TN, NH3-N, NO3-N, TP와 PO4-P는 각각 평균 4.432 mg L-1, 0.069 mg L-1, 3.822 mg L-1, 0.092 mg L-1, 0.071 mg L-1으로 비교적 높은 영양염의 농도를 나타냈다. 조사기간 동안 출현한 부착 규조류는 총 171종으로 2목 4아목 10과 28속 150종 17변종 2품종 2아종으로 구성되어 있었으며, 주요 우점종은 광적응성종인 Achnanthes lanceolata, Melosira varians, 호청수성종인 Gomphonema pumilum, 호오탁성종인 Navicula minima, Nitzschia palea 등으로 나타났다. DAIpo와 TDI를 이용한 생물학적 수질 평가에서는 각각 평균 56.0 (보통, C등급), 70.4 (불량, D등급)으로 제주도내 하천의 수생태건강성은 낮은것으로 나타났다.