이 연구 주제는 담수 수계에서 반복적으로 발생하는 유해 남조류 증식과 녹조 현상의 원인, 진행 과정, 생태학적 영향을 정밀하게 규명하는 데 초점을 둔다. 연구실은 특히 Microcystis를 중심으로 한 독성 남조류의 성장 특성과 계절적 변동, 수온·광조건·영양염 농도 변화에 따른 반응을 분석하며, 국내 호소와 저수지에서 실제로 관찰되는 녹조 현상을 환경미생물학적 관점에서 해석한다. 이를 통해 단순한 현상 관찰을 넘어, 녹조가 형성되고 유지되는 생물학적·화학적 기작을 통합적으로 이해하고자 한다. 연구 방법 측면에서는 현장 조사, 메조코즘 실험, 배양 실험, 형광 기반 바이오매스 측정, 분자생물학적 정량 분석 등이 함께 활용된다. 최근 연구에서는 퇴적물, 부착조류 매트, 남조류 스컴, 농경지 토양과 같은 자연 유래 영양원들이 남조류 성장과 독성 균주의 선택에 어떠한 영향을 미치는지를 비교하였다. 특히 총인 농도가 동일하더라도 영양원의 기원과 인의 형태에 따라 남조류 바이오매스 축적 양상과 독성 유전자 보유 균주의 상대적 비율이 달라질 수 있음을 보여주며, 녹조 발생을 단순한 총량 규제만으로 설명하기 어렵다는 점을 제시한다. 이 연구는 수질관리 정책과 녹조 대응 전략 수립에 직접적인 근거를 제공한다. 연구실의 결과는 녹조 저감을 위해 외부 유입 영양염 관리뿐 아니라 내부부하, 유기성 인, 부착조류 매트와 같은 자연적 영양 저장소의 관리가 중요하다는 점을 강조한다. 앞으로도 기후변화에 따른 수환경 변화, 장기적인 부영양화 추세, 독성 남조류의 우점화 가능성 등을 반영한 예측형 관리 전략으로 확장될 수 있으며, 수자원 안전성과 생태계 회복을 위한 핵심 연구 기반이 될 수 있다.

이 연구 주제는 남조류가 생성하는 microcystins를 비롯한 독성 물질의 발생 특성, 분석 방법, 환경 중 거동, 인체 및 생태계 위해성을 체계적으로 평가하는 데 중점을 둔다. 연구실은 국내 수계에서 독성 남조류가 생성하는 독소의 농도 분포와 계절별 변화, 수체·퇴적물·생물체 내 축적 양상을 추적하면서, 실제 물환경에서 독소 노출이 어떤 위험으로 이어질 수 있는지를 규명한다. 이는 먹는물 안전성, 수생태계 건강성, 레저 활동과 같은 사회적 문제와도 밀접하게 연결된다. 구체적으로는 남조류 독소의 추출·정량 분석법 최적화, 동족체별 분포 특성 분석, 어류 조직과 식물체, 퇴적물, 에어로졸 등 다양한 환경 매체에서의 독소 측정 기술 개발이 수행된다. 연구실은 독소 생합성 유전자 검출, qPCR 기반 독성 균주 정량, 단백질 인산가수분해효소 저해 분석 등 분자생물학 및 환경분석 기술을 융합하여 독성 평가의 신뢰도를 높이고 있다. 또한 독소 생성량과 영양원, 성장 단계, 독성 균주 비율 간의 관계를 구분하여, 단순 농도 측정 이상으로 독성 발생 메커니즘을 해석하려는 접근이 특징적이다. 이 연구는 위해관리 기준 설정과 조류독소 대응 제도 개선에 실질적으로 활용될 수 있다. 특히 수체 내 독소뿐 아니라 에어로졸화된 독소의 발생, 먹이사슬을 통한 생물증대 가능성, 조류제거물질 사용에 따른 2차 환경위해성까지 고려함으로써 보다 현실적인 관리 체계를 제안한다. 앞으로는 만성독성, 저농도 장기노출, 복합오염 상황에서의 위해성 평가로 연구가 확장될 수 있으며, 수질 기준, 모니터링 체계, 현장 대응 지침의 고도화에 중요한 학술적 토대를 제공할 것이다.

이 연구 주제는 수환경 내 미생물 군집과 특정 기능성 미생물 또는 유전자 지표를 활용하여 수질 상태를 진단하고, 오염 및 녹조 발생을 조기에 탐지하는 기술 개발에 초점을 둔다. 연구실은 환경미생물학과 환경독성학의 접점에서, 미생물 군집 구조 변화가 수환경 교란과 어떤 관련을 가지는지 분석하고, 이를 통해 보다 정밀한 생물학적 모니터링 체계를 구축하고자 한다. 남조류뿐 아니라 자유생활성 아메바, 냄새물질 생성 미생물, 오염물질 분해 미생물 등 다양한 대상이 연구 범위에 포함된다. 방법론적으로는 16S rRNA 기반 군집 분석, 차세대염기서열분석, multiplex PCR, nested PCR, qPCR, 기능 유전자 마커 개발 등이 폭넓게 활용된다. 예를 들어 녹조 시기의 미생물 군집 구조 변화를 분석하여 특정 환경 조건에서 우점하는 미생물군을 파악하거나, 독소 생합성 유전자 및 geosmin 생성 유전자를 조기에 검출함으로써 녹조와 이취미 발생을 예측하는 연구가 수행된다. 또한 형광 및 흡광 분석, 자동측정기기 검증, 연속 측정 자료 해석을 통해 화학적 모니터링과 생물학적 모니터링을 통합하는 연구가 이루어진다. 이 연구는 전통적인 수질 측정의 한계를 보완하는 차세대 환경감시 기술로서 의미가 크다. 미생물 기반 지표는 수질 악화의 초기 신호를 빠르게 포착할 수 있어, 사후 대응 중심의 관리에서 사전 예측 중심의 관리로 전환하는 데 유리하다. 앞으로는 AI 기반 모니터링과 결합하여 대규모 시계열 데이터 해석, 독성 남조류 조기경보, 현장 맞춤형 위해 저감 시스템 구축으로 이어질 수 있으며, 수자원 관리의 디지털 전환에도 기여할 수 있다.