국내의 정수장에서는 먹는 물 수질기준으로 수질을 모니터링하고 있으며 특히 남세균에 대한 항목은 남세균 세포 수에 따른 조류 경보제에 의거하여 측정 및 관리를 진행하고 있다. 남세균은 최근 몇 년간 이슈가 될 만큼 급증하는 추세를 보여왔다.
본 연구에서는 고분자 무기계 응집제를 이용하여 취수 원수로 사용하는 자연 수계에 고농도 남세균 발생 시 탁질 제거 효과와 유기물 변화, 남세균 세포의 제거효율을 확인하고자 하였다. 현재 정수장에서 많이 쓰이는 고분자 무기계 응집제를 사용하여 현장을 반영한 남세균의 제거 현상을 이해하는 것을 목표로 하였다. 남세균 독소의 제거율을 파악하고 세포 내와 세포 외의 유기물 특성을 분석하였다. 알루미늄계 응집제인 PAC(poly aluminium chloride)와 PACS(poly aluminium chloride silicate) 응집제를 사용하였고 주입량은 0mg/L, 9mg/L, 18mg/L, 27mg/L, 36mg/L. 45mg/L의 총 6개이다. 또한, 남세균 세포 수는 국내에 발생 가능한 최대치 세포 수 이상의 조건으로 실험하기 위해 5.0*105를 목표로 하여 응집제별로 진행했다. 또한, 남세균 세포수별 제거율을 파악하기 위해 5.0*105, 3.5*105, 1.0*105 cells/mL의 고농도 남세균 조건으로 설정하여 실험을 진행하였다. 실험 결과, PAC는 Alum에 비해 고분자 chain을 형성하고 보다 미세한 입자까지 큰 floc으로 형성시켜 제거하여 ss 및 COD를 쉽게 처리할 수 있으며 floc의 생성시간이 빠르며 침강속도가 빠른 특징을 가지고 있기 때문이라고 판단된다. 또한, PACS는 분자량이 크고 PAC 응집제에 비해 floc의 밀도가 높고 침전속도 및 탁도 제거율이 우수했다. PAC는 알칼리도의 문제 즉, pH의 조절의 어려움으로 NaOH 또는 소석회 등의 추가적인 응집보조제 보충이 필요하지만 PACS의 경우에는 자체 알칼리도가 높은 편이라 고탁도 남세균 유입 시 알칼리도 소모량이 작아 추가 응집보조제 투입이 필요없었다. 정수 공정에서 더 낮은 필수 투여량, 빠른 응집 속도, 더 크고 무거운 플록의 장점을 가지고 있으므로 PAC보다 PACS의 제거 효율 수준이 상대적으로 높은 수준으로 판단된다. 일반정수처리공정에서 응집, 침전 공정은 남세균 세포를 제거하기에 중요하다. 조류 개체를 파괴하지 않고 조류 개체의 응집률을 향상시키는 것이 중요하다. Microcystin 독소에 대해 파악하기 위해 LC-MS/MS를 진행하였는데, 6종의 개별 마이크로시스틴 분석한 결과, 측정 농도는 MC-RR, MC-LR, MC-YR, MC-LY, MC-LA 순으로 높게 검출되었으며, MC-LR과 MC-RR의 합이 총 마이크로시스틴 중 84% 이상으로 높은 수준이었다. 이는 기존 다른 연구자들의 연구와 마찬가지로 국내 마이크로시스틴 발생 추이에서 많이 발생하는 MC-LR, RR, YR 3종류가 대부분을 차지하였다. 이후 Microcystin 6종의 합, Microcystin 분석시 가장 많이 검출된 MC-LR, MC-RR과 각 측정 인자의 상관관계를 파악하기 위해 PACS 응집제를 주입한 실험에서의 세포수별 농도와 수질인자들과의 관계 최소제곱회귀분석식을 이용하여 분석하였다. 각 독소와 세포수와의 관계에서는 0.9이상의 높은 수준의 R²값을 확인할 수 있었으며, 탁도와의 관계에서도 0.8~0.9사이의 높은 수준의 R²값을 확인할 수 있었다. 마지막으로 유기물과 Microcystin 농도의 관계에서는 0.7정도의 R²값을 보이므로 상관성이 떨어짐을 확인할 수 있었다. 남세균 세포수 및 탁도는 응집제 성능을 이해하는 데 중요한 정보를 제공하는 중요한 매개 변수로 간주된다.