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보고서 초록
요약문
SUMMARY
CONTENTS
목차
제1장 연구개발과제의 개요 19
1절 연구개발의 필요성 19
1. 기술적 측면 19
2. 경제·산업적 측면 20
3. 사회·문화적 측면 21
2절 연구개발의 목적 22
제2장 국내외 기술개발 현황 23
1절 국내외 기술개발 현황 23
2절 본 연구가 국내외 기술개발 현황에서 차지하는 위치 24
제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 25
1절 이론적 접근방법 25
2절 실험적 접근 방법 27
3절 연구내용 33
1. 적조발생현황 파악 및 실험대상 적조의 선정 33
2. 전자빔 조사에 의한 적조류의 물리·화학적 특성변화 45
3. 전자빔 조사에 따른 적조사멸효율 평가 46
4. 전자빔 조사가 적조류의 Bioflocculation에 미치는 영향 분석 48
5. 전자빔 조사에 의해서 분비된 Biotoxin 분석 49
4절 연구결과 55
1. 전자빔 조사에 의한 적조류의 물리·화학적 특성변화 55
2. 전자빔 조사에 따른 적조사멸효율 평가 66
3. 전자빔 조사가 적조류의 Bioflocculation에 미치는 영향 분석 86
4. 전자빔 조사에 의해서 분비된 Biotoxin 분석 100
5. 전자빔 조사에 의한 적조사멸 Mechanism 규명 101
6. 전자빔 조사를 이용한 적조제어기술의 현장적용을 위한 경제성 분석 102
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 105
1절 연구개발 목표 달성도 105
2절 관련분야에의 기여도 107
제5장 연구개발결과의 활용계획 108
1절 추가연구의 필요성 108
2절 타 연구에의 응용 109
제6장 참고문헌 110
표 1. 국내·외 적조방제 기술 19
표 2. 연도별 적조발생 건수 및 피해액 현황 21
표 3. 국내의 적조제어기술 수준 24
표 4. 전자빔 조사에 의한 물의 방사분해 부산물 25
표 5. 가속 전자가 도달할 수 있는 최대 깊이 27
표 6. 전자가속기 종류 및 사양 27
표 7. 연속식 전자빔 조사 운전 조건 29
표 8. 적조예보 종류 및 발령 기준 34
표 9. 2006년도 일반 적조발생 상황 36
표 10. 2006년도 Cochlodinium polykrikoides와 Chattanella spp. 적조발생 상황 37
표 11. 2007년도 일반 적조발생 상황 38
표 12. 2007년도 Cochlodinium polykrikoides와 Chattanella spp. 적조발생 상황 39
표 13. Cochldinium polykrikoides 적조 발생 시기와 특징 39
표 14. 우리나라 연안의 적조를 유발하는 실험대상 적조 42
표 15. f/2-si 배지 조성 43
표 16. SWII배지 조성 44
표 17. 적조 배양 조건 44
표 18. Carbohydrate와 Protein의 분석 방법 46
표 19. 독성을 나타내는 적조 50
표 20. HPLC 사양 54
표 21. PSP 독성 분석을 위한 HPLC 운전 조건 54
표 22. 2007년 8월 15일 적조발생현황 74
표 23. 전자빔을 조사한 적조의 1일 경과 후 pH변화 81
표 24. 전자빔을 조사한 적조의 1일 경과 후 알칼리도의 변화 81
표 25. 전자빔을 조사한 적조의 1일 경과 후 적조사멸율 82
표 26. 전자빔을 조사한 적조의 Chlorophyll-a의 농도변화 및 감소율 83
표 27. 전자빔을 조사한 적조의 1일 경과 후 S-protein의 변화 84
표 28. 전자빔을 조사한 적조의 1일 경과 후 S-carbohydrate의 변화 85
표 29. H.akashiwo, C.polykrikoides, A.catenella의 전자빔조사 전·후의 교반강도 및 시간경과에 따른 pH 변화 92
표 30. H.akashiwo, C.polykrikoides, A.catenella의 전자빔조사 전·후의 교반강도 및 시간경과에 따른 알칼리도 변화 92
표 31. H.akashiwo, C.polykrikoides, A.catenella의 전자빔조사 전(Control)의 교반강도 및 시 간경과에 따른 적조증식율 95
표 32. H.akashiwo, C.polykrikoides, A.catenella의 전자빔조사 후의 교반강도 및 시 간경과에 따른 적조사멸율 95
표 33. H.akashiwo, C.polykrikoides, A.catenella의 전자빔조사 전(Control)의 교반강도 및 시간경과에 따른 Chlorophyll-a 농도 증가율 96
표 34. H.akashiwo, C.polykrikoides, A.catenella의 전자빔조사 후의 교반강도 및 시간경과에 따른 Chlorophyll-a 농도 감소율 96
표 35. H.akashiwo, C.polykrikoides, A.catenella의 전자빔조사 전·후의 교반강도 및 시간경과에 따른 S-protein 농도 증가율 99
표 36. H.akashiwo, C.polykrikoides, A.catenella의 전자빔조사 전·후의 교반강도 및 시간경과에 따른 S-carbohydrate 농도 증가율 99
표 37. 전자빔 조사에 따른 Alexandrium catenella의 독성 분석 100
표 38. 전자선가속기를 이용한 적조제어공정의 예상 초기투자비 102
표 39. 처리용량별 예상시설투자비 102
표 40. 전자선가속기를 이용한 적조제어공정의 예상 유지관리비 103
표 41. 연도별 황토살포 실적 104
표 42. 황토살포에 사용된 선박 및 장비의 임대료 104
그림 1. 전자빔 조사에 의한 물의 방사분해과정 25
그림 2. 전자빔 에너지 별 전자빔 흡수선량 분포 26
그림 3. 2MeV 상전도 가속기 (한국원자력 연구소) 28
그림 4. 2.5MeV ELV-8 Model (EB Tech(주)) 28
그림 5. 연속식 전자빔 조사 모식도 30
그림 6. 연속식 전자빔 조사 반응기 30
그림 7. 연속식 전자빔 조사 반응기의 노즐 시스템 31
그림 8. 연도별 적조 발생 해역도 35
그림 9. 2007년 적조발생 시 최고밀도(cell/mL) 및 평균수온 40
그림 10. 우리 나라의 계절별 출현 적조생물 41
그림 11. 적조의 실내 배양 사진 44
그림 12. Axiostar Plus 광학현미경 및 적조 계수 사진 47
그림 13. Fluorometer(TURNER Model 450 Fluorometer) 사진 48
그림 14. PSP 독소의 화학적 구조 및 독성(Oshima, 1995) 52
그림 15. 분석에 사용된 HPLC 사진 53
그림 16. Batch식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조의 pH 변화 56
그림 17. Batch식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조의 알칼리도 변화 56
그림 18. 연속식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조의 pH 변화 57
그림 19. 연속식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조의 알칼리도 변화 57
그림 20. Batch식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조의 S-protein농도 변화 59
그림 21. Batch식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조의 S-protein 증가율 59
그림 22. Batch식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조의 SCOD농도 변화 60
그림 23. Batch식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조의 SCOD 증가율 60
그림 24. 연속식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조의 S-protein농도 변화 61
그림 25. 연속식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조의 S-protein 증가율 61
그림 26. 연속식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조의 SCOD농도 변화 62
그림 27. 연속식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조의 SCOD 증가율 62
그림 28. Batch식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조의 S-carbohydrate 농도 변화 64
그림 29. Batch식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조의 S-carbohydrate 증가율 64
그림 30. 연속식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조의 S-carbohydrate 농도 변화 65
그림 31. 연속식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조의 S-carbohydrate 증가율 65
그림 32. Batch식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조개체수 변화 67
그림 33. Batch식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조사멸율 67
그림 34. 연속식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조개체수 변화 68
그림 35. 연속식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조사멸율 68
그림 36. Batch식 전자빔조사 시스템의 선량별 Chlorophyll a 변화 70
그림 37. Batch식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조의 Chlorophyll a 감소율 70
그림 38. 연속식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조의 Chlorophyll a 변화 71
그림 39. 연속식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조 Chlorophyll a 감소율 71
그림 40. Batch식 전자빔조사 시스템의 선량별 적조의 Fluorescent 감소율 73
그림 41. 연속식 전자빔조사 시스템의 선량별 Fluorescent 감소율 73
그림 42. 2007년 8월 15일 적조발생해역 74
그림 43. 현장시료(C.ploykrikoides)의 전자빔 조사 후 pH 변화 76
그림 44. 현장시료(C.ploykrikaides)의 전자빔 조사 후 알칼리도 변화 76
그림 45. 현장시료(C.ploykrikaides)의 전자빔 조사 후 적조개체수 변화 77
그림 46. 현장시료(C.ploykrikaides)의 전자빔 조사 후 적조사멸율 변화 77
그림 47. 현장시료(C.ploykrikaides)의 전자빔 조사 후 Chlorophyll a 감소율 78
그림 48. 현장시료(C.ploykrikaides)의 전자빔 조사 후 S-protein 변화 78
그림 49. 현장시료(C.ploykrikaides)의 전자빔 조사 후 S-protein 증가율 79
그림 50. 현장시료(C.ploykrikaides)의 전자빔 조사 후 S-carbohydrate 변화 79
그림 51. 현장시료(C.ploykrikaides)의 전자빔 조사 후 S-carbohydrate 증가율 80
그림 52. 전자빔을 조사한 적조의 시간에 따른 Chlorophyll a 감소율 86
그림 53. 전자빔 조사 전·후 P.minimum의 세포형태 변화 87
그림 54. 전자빔 조사 전·후C.ploykrikoides의 세포형태 변화 88
그림 55. 전자빔 조사 후 시간경과에 따른 적조의 S-protein 증가율 89
그림 56. 전자빔 조사 후 시간경과에 따른 S-carbohydrate 증가율 90
그림 57. 전자빔 조사한 적조에 대한 교반강도의 영향 실험 90
그림 58. 8kGy의 전자빔을 조사한 H.akwhiwo의 1일 경과 후 엽록소 감소 94
그림 59. 8kGy의 전자빔을 조사한 H.akashiwo의 60sec-¹에서의 Floc 형성 98
그림 60. 4kGy의 전자빔을 조사한 C.polykrikoides의 60sec-¹에서의 Flco 형성 98
그림 61. 전자빔 조사에 따른 Alexandrium catenella의 독성 변화 101