This study used a batch DAF (dissolved air flotation) jar tester to evaluate the algae removal efficiency of alum and PAC coagulants during coagulation, flocculation, and flotation. Optimal coagulant dosages were 0.06 ~ 0.15 mL/L (12.0 ~ 26.0 mg Al/L,17%), 0.08 ~ 0.20 mL/L (10.0 ~ 24.0 mg Al/L, 12%), 0.25 ~ 0.30 mL/L (25.0 ~ 30.0 mg Al/L, 10%) for PAC, and 3.0 ~ 5.0 mL/L (81.0 ~ 135.0 mg Al/L, 2.7%) for alum. Turbidity of treated water was 1.0 ~ 2.0 NTU in optimal coagulation, flocculation, and flotation conditions for the four coagulants types. The amount of coagulant injected tended to decrease with increasing Al content in the coagulant, as follows : 17% PAC < 12% PAC < 10% PAC < 2.7% alum. Turbidity removal efficiencies were in the order of 12% PAC (93.6%) > 10% PAC (92.7%) > 17% PAC (91.3%) > 2.7% Alum (88.1%).

All of the animals and the plants in ecosystem are intimately connected to one another and the changes of forests and surroundings affect directly wild animals. This study was conducted at Hangyeong-myeon Cheongsu-ri located in the western part of Jeju Island belonging to Hangyeong·Andeok Gotjawal Zone and Jocheon-eup Seonheul-ri located in the eastern part of Jeju Island belonging to Jocheon·Hamdeok Gotjawal Zone. The survey on advent of birds was carried out twice a month from January 2014 to December 2015. We divided habitat environments into three survey sites such as a forest, a shrub forest and a farmland. A total of 65 species and 4,802 individuals were observed during the survey period. In a forest, 36 species and 1,287 individuals were observed while A shrub forest had 40 species and 1,554 individuals. And in a farmland, 41 species and 1,961 individuals were observed. The only 10 species were observed in forest and the only 7 species in shrub forest and the only 10 species in farmland. The species diversity and the evenness of a farmland were the highest, and the species richness was the highest in a shrub forest, and the dominance of a forest was the highest among the three areas. The similarity index between a shurb forest and a farmland was high while that between a forest and a farmland was low. The similarity index related with breeding appeared that a forest and a farmland was different from each other.

We examined the impact of paddy wetland's avian-diversity on the development of the protected horticulture complex. The results of this study were made to propose ecological protected horticulture complex and development direction suitable for avian habitat. The total number of species surveyed was analyzed as 1168 individuals in 11 orders 26 families and 36 generic 48 species. Type average was analyzed as paddy 17.25±4.83 species and 74.50±38.08 individuals, glass 10.00±0.82 species and 46.75±2.06 individuals, single 13.75±7.27 species and 59.50±35.34 individuals, multi 8.75±0.96 species and 36.75±9.29 individuals. Paddy showed higher species diversity than protected horticulture complex. The average number of species surveyed for one year was glass 14±2.83, multi 12±1.41, single 18±11.31, and paddy 26±11.31. The diversity difference was identified as paddy> single> glass and multi. Statistical analysis showed statistical difference of Ciconiiformes. Development of protected horticulture complex causes loss of avian habitat. The diversity index was glass 1.73±0.07, multi 1.68±0.14, single 1.91±0.47, and paddy 2.29±0.17. Paddy has a higher species diversity than the protected horticulture complex. For the purpose of ecological protected horticulture complex, detention ponds, artificial wetlands and habitats should be reflected in the design. This should be applied to reclamation areas or large-scale protected horticulture complexes.

최근 미세조류를 에너지원으로 활용하는 기술이 많은 관심을 받으면서 미세조류 고액분리 기술에 대한 연구가 진행 중이다. 미세조류 분리 기술에는 미세조류의 밀도차를 이용하여 분리하는 방법인 원심 분리법, 중력･응집 침전법, 부유선별법과 막 여과법이 있다. 그 중 막 여과법은 다른 공정에 비해 거의 모든 미세조류를 여과 할 뿐만 아니라 가장 간단한 구조로 초기비용이 적게 발생한다는 장점이 있다. 그러나 고밀도의 미세조류는 막오염(fouling)을 야기한다는 단점이 있다. 막 오염(fouling)은 처리수의 투과 수량을 감소시킬 뿐만 아니라 2차 적인 수질오염을 야기시킬 수 있다. 이에 따라 온도가 높은 유입수와 상대적으로 온도가 낮은 처리수의 온도차이로부터 발생하는 증기압 차이를 사용하는 막 증발법을 이용하고자 하였다. 막 증발법은 압력을 구동력으로 사용하는 일반적인 분리막 공정에 비해 온도차를 구동력으로 사용하기 때문에 유입수 중 입자성 물질의 막 표면으로의 물리적인 이송(convection)이 없으므로 막 오염(fouling)이 상대적으로 적게 발생한다는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 선행연구에서 도출한 공정인자를 이용하여 미세조류를 고액 분리에 따른 투과 성능 및 막 세정 효과를 분석하고자 하였다. 이를 위하여 세정 주기와 세정 방법이 막 회복 및 제거율에 미치는 영향을 살펴보고자 한다.

국내에서 가장 많이 사용되고 있는 하폐수 고도처리 공법은 A2O 계열의 공법이나, 반송슬러지 내 질산성 질소로 인하여 인 제거 박테리아의 활성 저해가 일어날 수 있어 인 제거효율이 낮은 단점을 지니고 있으며, 나날이 강화되고 있는 방류수 수질기준으로 인해 새로운 고도처리 공법이 요구되는 실정이다. 이에 영양염류 제거능이 높고 유지관리비를 절약할 수 있으며, 부가 가치성이 높은 장점을 지닌 미세조류를 이용한 하폐수 고도처리 기술이 개발되고 있다. 미세조류는 성장에 필요한 질소, 인 등의 영양염류를 섭취하면서 하폐수 내의 영양염류를 제거하게 되는데, 이 때, 조건에 따라 두 가지 형태로 인의 과잉섭취가 일어난다. 인을 비롯한 영양염류가 충분한 상태에서 여분의 poly-P를 합성하기 위해 성장에 필요한 양보다 더 많은 양의 인을 섭취하는 현상을 luxury uptake라고 하며, 인이 결핍된 조건에서 poly-P를 분해하여 성장하고 다시 인이 주어졌을 때, 분해되었던 poly-P를 보충하기 위한 만큼 인을 더 섭취하는 현상을 overcompensation이라고 한다. 이 때, overcompensation에 의해 섭취되는 인의 양이 luxury uptake 보다 더 많은 것으로 연구된 바 있으며, overcompensation에 의한 인 과잉섭취 정도는 인 결핍기간의 길이에 따라 상이할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 인의 결핍기간 길이에 따른 미세조류의 overcompensation 정도에 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다. 인 결핍기간을 0, 5, 8일로 설정하여 실험한 결과, 5, 8, 0일 순으로 인 제거능이 높았으며, 인 결핍기간이 존재할 때 인 제거능이 높아지나, 5일 이상의 결핍기간은 오히려 미세조류의 과도한 대사기능 저하로 인해 인제거능이 저하되는 것으로 나타났다.

화석 연료 사용량 증가로 야기되는 지구 온난화를 비롯한 여러 환경문제와 자원 고갈로 인해 화석 연료를 대체 할 수 있는 연료원이 요구되고 있다. 이에 동식물성 기름으로부터 추출한 바이오디젤은 재생 가능한 연료로 주목을 받았으나 여러 한계를 보였고, 단위면적당 높은 에너지 수율과 빠른 성장속도 및 친환경적 특징을 겸비한 미세조류가 3세대 바이오디젤의 원료로 주목받고 있다. 본 연구는 독립영양과 혼합영양을 가능하게 하는 광 조건이 바이오매스 축적 지질의 지방산 특성 변화와 상관관계를 도출하여 바이오디젤 생산성 향상 방안을 고찰하였다. 본 실험에서 배양한 미세조류는 지질 축적능력이 우수한 Botryococcus braunii 종을 명암주기를 조절하여 광영양 및 혼합영양 조건으로 배양하였고, 회수한 바이오매스를 fatty acid methyl ester (FAME)형태로 지질을 추출하여 FAME 구성 성분과 FAME 수율을 비교 평가하였다. 실험결과는 독립영양과 혼합영양에 상관없이 C16, C18, C20 지방산이 주요 FAME의 구성 성분으로 밝혀져 바이오디젤로써 이용 가능성이 충분함을 확인하였다. 광영양 조건에서 전체 지질의 61.1%가 FAME 형태로 추출되었고 구성성분 중 C16, C18, C20 지방산의 함량이 각각 52.3%를 차지하였으며, FAME 수율(g FAME/g biomass)은 2.4%로 도출되었다. 혼합영양 조건에서 74.3%의 FAME이 추출되었고 C16, C18, C20 지방산의 함량은 73.9%를 차지하였으며, FAME yield는 3.1%로 도출되었다. 이 결과는 폐수로부터 수확한 미세조류 바이오매스가 대체 연료원으로 이용가치가 높음을 보여준다.

인구의 증가와 산업화는 돼지, 소, 닭 등의 육류 식품의 급격한 수요증가를 초래하여 축산폐수발생량 역시 증가하였다. 2012년 해양투기의 법적 금지는 축산폐수 발생량을 173,304m3/day에 이르게 하였고 지속적인 증가추세에 있다(2016, 환경부). 축산폐수는 고농도의 질소, 인, 유기물을 포함하므로 수계 노출 시 부영양화를 유발하여 인간의 생활과 보건에 혼란과 악영향을 초래한다. 이러한 문제해결을 위해 혐기성 생물공학기술, 화학적 산화기술 등이 적용되어 왔으나 고부하에 취약하고 높은 비용을 요구하는 한계를 지닌다. 최근 새로운 대안으로 미세조류를 활용한 처리방법이 주목받고 있는데, 그 이유는 광독립영양 성장을 하는 미세조류의 특성상 빛에서 에너지를 얻어 경제적으로 지속가능하고 CO2를 탄소원으로 이용하여 탄소중립적으로 폐수 내의 고농도의 질소와 인을 동시에 처리할 수 있기 때문이다. 따라서 본 연구는 축산폐수내의 고농도의 유기물 및 영양염류를 동시에 가장 효과적으로 제거 가능한 미세조류를 문헌조사하여 대상 미세조류의 적용 타당성을 평가하였고, 최적 종을 선정하기 위한 성능평가 및 성장저해 분석을 수행하였다. 문헌조사를 통해 선정된 Scenedesums quadricauda, Scenedesums obliquus, Chlorella sorokiniana 을 28℃ 인큐베이터에서 500mL bottle의 용량으로 Phototrophic 조건(연속 빛조사)과 Mixotrophic 조건(16hr light-8hr dark 주기 반복)으로 Batch test를 진행하였고 그 결과를 성장 동역학적으로 해석하여 최적 종을 제시하였다. 실험은 BG-11을 대조구(Control)로 하여 미세조류의 cell counting결과를 바탕으로 비성장률(specific growth rate)을 도출한 결과 0.293 hr-1 (Scenedesums quadricauda), 0.302 hr-1(Scenedesums obliquus), 0.243 hr-1(Chlorella sorokiniana) 로 밝혀져 Scenedesums obliquus 가 가장 빠른 성장속도를 보였고, 축산폐수를 원수, 2배, 5배, 10배 희석을 하여 미세조류를 배양했을 때에도 최적의 유기물 및 영양염류 제거가 가능함을 보였다. 본 연구는 최적미세조류를 활용한 축산폐수 처리가 저에너지를 사용하며 기후변화에 대응하고 지속가능한 고농도 축산폐수처리 방법이 될 수 있음을 입증 하였다.

미세조류로부터 지질을 추출하고 바이오디젤로 전환하는 대체연료 생산 공정은 미세조류의 높은 성장속도, 바이오매스 생산에 사용되는 부지면적 확보의 경제성, 높은 지질함량, 그리고 배양 중 이산화탄소 흡수능력 등 다양한 장점을 갖는다. 하지만 지질 추출 이후 미세조류 찌꺼기는 해당 공정으로부터 불가피하게 발생되는 폐기물로서, 폐기물의 처리와 탄소원의 최대 활용 측면에서 적절한 처리 방법이 고려되어야 한다. 수열탄화는 일반적으로 유기성물질을 높은 온도(180-350℃)와 온도 상승에 따른 압력변화 조건(2-10 MPa)에서 열화학적분해 과정을 통해 차(Char) 형태의 고형물로 변환시키는 공정을 말한다. 수열탄화를 거쳐 생성된 차는 탄화과정을 통해 바이오매스 내부의 결합수가 제거되고 고정탄소의 비율이 증가됨에 따라 고형연료로서 활용 가치를 갖는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 바이오디젤 생산 공정에서 발생되는 지질 추출 미세조류를 250℃ 이하의 온도(180, 200, 220, 240℃)에서 수열탄화 방법으로 탄화하여 차를 생산하였다. 생산된 차는 열중량분석(TGA, Thermogravimetric analysis)을 실시함으로써 연소형태를 통한 연료특성 개선효과를 평가하였다. 이와 함께 적외분광 분석 (FTIR, Fourier Transform Infrared Spectrometry)을 실시하고 수열탄화 처리에 따른 차 생성물 내 작용기의 변화를 관찰하였다. 연구결과 180과 200℃ 처리온도 조건에서 수열탄화를 실시한 경우 탈수능의 향상과 고정탄소의 상대적인 함량 증가에 따른 착화온도 상승효과가 관찰되었다. 반면 이를 초과하는 처리온도(220, 240℃)에서는 고정탄소 함량 감소와 휘발분 함량 증가로 인해 착화온도가 낮아지는 것이 관찰되었는데, 비교적 고온의 처리온도에서 재중합반응을 통한 휘발성 저분자 물질의 생성에 기인하는 결과로 판단된다. FTIR 분석 결과에서도 180과 200℃의 처리온도에서 수산화기(-OH)의 탈락으로 인한 탈수반응과 석탄화도 향상에 따른 고형연료로서의 특성 개선이 관찰되었다. 본 연구결과를 통해 지질 추출 미세조류의 특정 온도범위(180-200℃) 내에서 수열탄화를 통한 처리 시 생산되는 차는 연료특성 측면에서 고형연료로서의 활용 가치가 개선될 수 있음을 확인할 수 있었다.

In this study, the antimicrobial, antioxidant activities and α-glucosidase inhibitory activities of Amphidinium carterae ethanol extract (AE) was evaluated for using as a functional food ingredient. Chlorella ethanol extract (CE) was used to the comparison as a control. Anticancer activities of the AE and CE were analyzed by HepG2 and HT-29 human cancer cell. The AE showed antimicrobial activities for all tested bacterial strains. Whereas, CE showed antimicrobial activities for several tested bacterial strains only. The CE showed higher total phenolics contents, DPPH and ABTS radical-scavenging activities (47.36 mg/g, 22.42% and 28.58%, respectively) than those of AE (8.88 mg/g, 20.16% and 17.69%, respectively). AE showed anti-diabetic effect on α-glucosidase inhibitory activity with dose-dependantly manner. The cell viability of AE (125 μg/mL) on HepG2 and HT-29 human cancer cells were 38.12% and 11.27%, respectively. It was demonstrated that ethanol was efficient solvent for extracting functional components from A. carterae. These results indicated that AE can be described as a good candidate for using as a functional food ingredient.