입자형상분석기를 활용한 조류분석기법 개발 연구


요    지

매년 하절기가 되면, 발생하는 하천 및 상수원에서 조류의 과도한 증가는 수질관리에 있어 가장 중요한 이슈 중 하나이다. 조류에서 발생하는 이취미 유발물질, 독성물질은 음용수질을 저하시킴으로써 수원 및 처리수에 대한 불신을 야기하며, 정수처리공정 장애, 위락환경 저해 등 사회적, 경제적 측면에서도 직·간접적인 문제를 일으킨다. 조류에 의한 피해를 최소화하기 위해서는 주기적인 조류발생 현황 모니터링을 통한 선제 대응관리가 중요하며 그 일환으로 주요 상수원을 대상으로 조류경보제가 운영되고 있다. 일반적인 조류 모니터링 방법은 분석시료 확보 후 고정, 농축과 같은 전처리 과정을 거쳐 현미경으로 종 분류 및 계수를 진행하는 것이다. 이와 같은 현미경 계수법은 전처리 과정에 많은 시간이 소요된다는 점과 분석자의 역량 및 작업환경여건 등에 따라 분석결과에 차이가 발생하는 단점이 있으므로 조류발생 현황 파악 및 대응마련의 신속성에 한계가 있다. 본 연구의 목적은 입자형상분석기(Flowcam)를 활용하여 목표 조류의 라이브러리 구축 및 종별 분류 기준 수립을 통한 신속하고 객관적인 조류분석 기법을 구축하는 것에 있다. 입자형상분석기는 유체의 입자성 물질을 촬영하여 이미지 데이터를 수집하고 입자의 기하학적인 형태 특성을 분석하는 기기이다. 조류 분석을 용이하게 하는 고정 전처리 작업을 하지 않고 원시료 그대로 분석할 수 있으며, 현미경 계수법 대비 시료 투입 후 이미지 자료 수집에 이르기까지 분석시간이 짧다는 장점이 있다. 다만, 조류 종별 분류 및 정량계수를 위해서는 초기에 사용자가 종별 라이브러리를 구축하고 기하학적 특성을 활용한 분류 필터를 생성·검증하는 등 기반 시스템을 구축해야만 한다. 본 연구에서는 유해남조류 중 마이크로시스티스에 대한 라이브러리를 구축하였으며, 이를 정량 분석하기 위한 알고리즘을 개발하였다.

핵심용어 : 조류, 입자형상분석기, Flowcam