팔당호 난분해성 유기물에 대한 조류기원 유기물의 기여

Abstract

While a fairly large amount of organic matter is produced daily via phytoplankton photosynthesis in Lake Paldang, South Korea, knowledge of the role of algal-derived organic matter (OM) as a refractory OM source is not adequate. To understand the contribution of algal-derived OM to the refractory pool, biodegradation experiment and KMnO4 oxidation experiment were conducted for 60 days using 13C and 15N labeled natural phytoplankton assemblage. The assemblage was collected from Lake Paldang on May 20, 2010. The photosynthetically produced total organic carbon (TO13C), particulate organic carbon (PO13C), and particulate nitrogen (P15N) remained at 26%, 20%, and 17% of the initial concentrations, respectively, in the form of non-biodegradable organic matter. In addition, 12% and 38% of PO13C remained after KMnO4 treatment on Day 0 and 60, respectively. These results indicate that photosynthetic products could be an important source of refractory organic matter after microbial degradation. Moreover, the microbially transformed algal-derived OM could contribute to the oxidation rate of the chemical oxygen demand.

효과적인 물환경관리계획을 수립하기 위해서는 다양한 기원의 유기물이 난분해성 유기물 농도 증가에 영향을 줄 수 있는지 여부를 파악하는 것이 중요하다. 특히 상당량의 광합성 산물은 식물플랑크톤에 의해 매일 생성되고 있지만, 이들이 수계 내 난분해성 유기물에 기여하는지에 대한 정보는 부족하다. 본 연구에서는 13C 및 15N 추적자 첨가 실험을 통해 조류기원 유기물이 생분해 (60일, 암배양) 및 산화제 (과망간산칼륨) 처리 후 분해되지 않고 잔존하는지 여부를 확인하였다. 생분해 실험 결과 광합성을 통해 생성된 총 유기탄소 (TO13C), 입자성 유기탄소 (PO13C), 입자성 질소 (P15N)는 각각 26%, 20%, 17%가 비 생분해성 유기물로 잔존하였다. 또한 상당량의 PO13C가 과망간산칼륨에 의해 산화되지 않고 잔존하였다 (초기: 12%, 60일 암배양 후: 38%). 이는 미생물에 의해 사용된 후 남아있는 조류 기원 유기물이 난분해성 유기물에 기여할 수 있음을 의미 한다. 또한 미생물에 의해 변형된 조류기원 유기물의 양은 COD 산화율 및 유기물 지표 간 격차에 영향을 줄 것으로 사료된다.