• 환경영향평가
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• 제27권6호
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• pp.582-594
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• 2018

본 연구에서는 생물반응 인공습지 내 용존유기물질의 변동 및 저감특성을 모니터링할 목적으로 수직 수평 흐름 습지를 직렬로 복합 적용하여 호기, 혐기상태의 흐름조건을 만들어 주었고 기능성 여재를 충진한 인공습지를 고안하여 아크릴 반응조로 제작 후 성능평가를 진행하였다. 수직 수평의 인공습지의 경우 호기 및 혐기조건을 평가하기 위해 반응조 내 용존산소(DO) 농도를 측정해본 결과 호기상태의 수직흐름인공습지에서는 2.7 mg/L, 혐기상태의 수평 흐름인공습지에서는 N.D.로 측정되어 운전조건에 부합하였다. 운전시간은 140 min, 80 min, 60 min으로 변경하며 실험을 진행을 하였으며, 운전시간에 따른 자연폭기시간 20 min을 동일하게 설정해 주고 실험을 진행하였다. 운전시간 모두 미생물의 활동으로 인한 결과를 보였으며, 3D-EEM에서는 운전시간을 길게 가져갈수록 난분해성 휴믹계물질구역인 III, V구역의 유기물에서 높은 저감효과를 보이는 것으로 확인되었다. 향후 저감효과에 대한 메커니즘 분석에 대한 연구는 추가로 진행될 필요가 있을 것으로 사료되지만, 본 연구결과는 향후 인공습지를 활용한 난분해성 물질의 저감을 위한 기술발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.23-34
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• 2019

농촌지역 하천이나 호소수 수질 개선을 위한 비점오염원의 관리 및 저감은 시급한 현안이다. 본 연구에서는 농촌지역의 비점오염 저감을 위하여, 개비온 매트리스호안공에 혐기/호기의 구역을 적용한 자연형 비점오염처리 하천호안을 제안하고, 이의 축소모형 실험(1/6 축적) 및 현장 적용(가로2.0 m 세로 3.0 m 높이 0.4 m의 3단 격벽의 호안)을 통하여 활용성을 평가하였다. 개비온 매트리스 내부에 골재를 채운후 차수 격벽을 설치하고, 호안 법면의 자연 경사를 활용하여 혐기/호기 조건의 여과대를 조성하여 오염물질을 다단으로 처리하였다. 또한 호안공의 표면에 식생을 활착시켜, 토사의 표면 유입을 차단하고, 추가적으로 식생에 의한 정화 기능을 도모하였다. 본 호안공의 축소모형 및 현장 적용에서의 화학적산소요구량(COD) 및 질소성분(T-N, $NH_4{^+}-N$, $NO_3{^-}-N$)의 모니터링 결과, Lab Scale에서는 TCOD 17%, SCOD 35%, TN 14%, $NH_4{^+}-N$ 62%, $NO_3{^-}-N$ 33%의 제거효율을 나타내었고, pilot plant 시운전에서는 TCOD 24%, SCOD 29%, TN 47%, $NH_4{^+}-N$ 50%, $NO_3{^-}-N$ 33%의 제거효율을 나타내었으며, pilot plant 시운전에서는 29%의 TP 제거효율도 달성하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.768-774
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• 2009

본 연구는 통성 혐기성 미생물인 K. pneumoniae DSM4799을 이용하여 순수 글리세롤과 국내 바이오디젤 생산공정에서 발생된 폐글리세롤로부터 1,3-PD을 생산하기 위한 연구로서, 혐기 및 호기 조건, 배양온도, 글리세롤 농도, pH에 따른 1,3-PD 생산성 비교를 통해 최적 배양조건을 찾고자 하였다. K. pneumoniae DSM4799를 혐기조건과 호기/혐기 2단계 배양을 한 결과, 혐기조건에서 더 효율적인 1,3-PD 생산이 이루어졌다. 배양 온도를 $26{\sim}37^{\circ}C$로 변화시키면서 배양한 결과, $30{\sim}33^{\circ}C$에서 높은 1,3-PD 생산성을 나타내었고, 글리세롤 농도는 글리세롤의 종류에 상관없이 60 g/L 이상에서 균주의 성장 및 1,3-PD 생산이 저해되는 현상을 관찰할 수 있었다. 폐글리세롤 사용시 순수 글리세롤에 비해 초기 1,3-PD 생산은 감소하였으나, 48시간 후에는 오히려 더 높은 농도의 1,3-PD를 생산하였다. 유가식 배양으로 글리세롤 농도를 40 g/L 이하로 조절하면서 pH 조절유무에 따른 1,3-PD 및 부산물의 변화를 살펴본 결과, pH를 7.0으로 유지시켰을 때 pH 조절을 하지 않은 경우보다 25% 향상된 1,3-PD 수율을 나타내었다(0.56 g/g vs. 0.45 g/g). 본 연구를 통해 K. pneumoniae DSM4799를 이용하여 1,3-PD 생산시 혐기조건, 온도 $30^{\circ}C$, 순수 또는 폐글리세롤 40 g/L 이하, pH 조절 등의 배양조건이 적합함을 알 수 있었으며, 최적화된 배양조건을 통해 보다 가격경쟁력이 있는 생물학적 1,3-PD 생산이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권2호
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• pp.260-265
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• 2012

담수 토양에서의 토양호흡량은 호기 상태에 비해 매우 낮은 수준이나, 혐기 상태에서의 유기물의 분해는 담수 생태계의 탄소순환에 매우 중요한 역할을 한다. 한편, 비산회(fly ash), 석탄바닥재 (bottom ash)와 같은 석탄 연료 부산물들은 이산화탄소 발생을 저감하고 토양 탄소를 격리하는 효과가 있음이 보고된 바 있다. 이에 본 연구는 혐기조건 토양에서 석탄바닥재 단일 처리 및 석탄바닥재와 유기물 혼합 처리가 토양 미생물 호흡량 및 미생물 생체량 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 이산화탄소 발생속도는 석탄바닥재 처리에 의해 유의하게 감소하였고, 처리수준에 따라서도 감소하는 것을 보였다. 유기물과 석탄바닥재를 혼합 처리하였을 때에도 발생속도가 감소되는 것을 확인하였다. 석탄바닥재 처리에 따라 토양미생물 생체량은 유의하게 증가하였고, 토양 중 암모니아태 질소, 질산태 질소, 유효인의 함량은 감소하는 경향이 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권2호
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• pp.197-204
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• 2007

이 연구는 EBPR(enhance biological phosphorus removal)의 혐기조건, 호기/무산소 조건 사이의 상호작용을 알아보고 인의 제거 속도와 인 제거에 미치는 영향인자들을 Batch-test로 조사하였다. 실험결과 무산소단계에서 인의 흡수율은 호기 단계보다 50% 정도 낮았고, 인 방출과 인 흡수의 상관관계는 다른 논문들에 비하여 낮았으며, 계수 b는 높았다. Batch-test의 측정 결과 다른 논문들에 비하여 인 방출과 인 흡수의 상관관계$(R^2=0.557)$는 낮았고 계수b (b=8.4049)는 높았다. 또한, 하수에서 인의 중요한 결합 파트너는 Ca, $Mg^{2+}$, Al, Fe 그리고 $K^+$인데 이 실험 결과 칼륨, 마그네슘 그리고 암모니움은 인과 함께 증감함으로써 인의 방출과 흡수에 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다. 즉, 혐기 단계에서 0.2 mol $K^+Ion$ / mol $PO_4-P$ Ion과 0.21 mol $Mg^{2+}Ion$ / mol $PO_4-P$ ion이 측정되어 인에 대한 칼륨 및 마그네슘의 비율은 1 : 5 정도임을 알 수 있었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제4권3호
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• pp.142-148
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• 2017

본 연구에서는 부영양화의 원인이 되는 질소와 인의 제거 효율을 향상시킬 목적으로 광물질을 활용한 여재를 이용하여 호기, 혐기의 흐름조건을 만들어주기 위한 수직 수평 흐름 인공습지를 고안하여 아크릴 반응조로 제작한 후 성능평가를 진행하였다. 수직 수평 흐름형 인공습지의 경우 호기 및 혐기조건을 평가하기 위해서 반응조 내 용존산소(DO) 농도를 측정해본 결과 호기상태에서는 2.7 mg/L, 혐기상태에서는 N.D로 확인되어 목적에 부합된 결과가 확인되었다. 실험결과에서는 SS 저감효과가 140 min, 80 min, 60 min의 운전시간에서 각각 94%, 91%, 61%의 효율을 보였고, T-P의 경우 각각의 운전시간에 따라 84%, 71%, 63%의 저감효율을 보였다. 또한 T-N의 경우 각각의 운전시간에 따라 63%, 49%, 42%의 저감효율을 보여 기존의 습지가 12~24 hr 체류시간을 가지는 것에 비하여 짧은 운전시간에도 높은 처리효율을 보이는 것으로 확인되었다. 본 연구에서는 수직 수평 흐름 방식을 복합 적용하여 기존 인공습지의 단점을 보완하기 위해 기술개발을 진행한 것으로 어떠한 기능적 효과를 갖는지 확인하였고, 향후 이에 대한 현장적용을 위한 운영 및 관리적 차원의 메커니즘 연구가 추가로 진행 될 필요가 있다.

• 미생물학회지
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• 제47권1호
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• pp.66-73
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• 2011

각 지역에서 수집한 무당벌레(JK, CK, CJ)의 소화기관을 채취하여 장내세균의 밀도를 조사한 결과, 호기배양의 경우 $6.0{\times}10^4$ CFU/gut, 혐기배양 결과 $8.0{\times}10^6$ CFU/gut로 계수되었다. 호기적 조건에서 배양된 세균 집락은 총 7가지 형태로 분류되었으며, 혐기적 조건에서 배양된 집락은 총 3가지 형태로 유사한 특징을 나타내었다. 무당벌레 각 소화기관으로부터 호기성세균 34균주와 혐기성세균 82균주, 총 116균주의 장내세균을 순수분리하였다. 호기성 세균 34균주를 대상으로 16S rRNA 유전자 염기서열을 해석한 결과, ${\alpha}$-Proteobacteria (3균주), ${\gamma}$-Proteobacteria (2 균주), Firmicutes (24 균주), Actinobacteria (4 균주) 그리고 Deinococcus-Thermus (1균주) 계통군으로 분류되었다. Firmicutes 계통군의 Bacillus thuringiensis와 Staphylococcus 속의 다양한 종은 JK, CK 및 CI 무당벌레 소화기관에서 모두 공통적으로 분리되었다. 형태적으로 유사한 혐기세균의 16S rRNA-ARDRA 패턴양상을 분석하여 유사도 70%에서 비교한 결과, 17개 ARDRA group으로 분류되었다. 각 ARDRA group에 속하는 대표 혐기성세균의 16S rRNA 유전자 염기서열을 해석한 결과, 무당벌레 소화기관에서 분리된 모든 혐기성 장내세균은 ${\gamma}$-Proteobacteria 계통군에 속하는 것으로 나타났으며 Hafnia alvei, Enterobacter ludwigii, Enterobacter kobei, Pseudomonas oryzihabitans 그리고 Pseudomonas koreensis와 높은 유연관계를 갖는 것으로 확인되었다. 무당벌레 소화기관으로부터 분리된 전체 장내세균의 약 70%가 ${\gamma}$-Proteobacteria 계통군에 속하였으며, 23%가 Firmicutes 계통군으로 무당벌레 소화기관 내 주요 계통군임이 확인되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제43권3호
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• pp.286-290
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• 2015

전국에서 수집한 전통발효 식품으로부터 젖산균을 분리 및 동정하였으며, 그 중에서 8점의 Lactobacillus 속 젖산균을 이용하여 젖산생산능을 평가하였다. 자일로스가 50 g/l 첨가된 MRS 배지를 이용하여 호기 또는 혐기배양을 실시한 결과 L. buchneri MBE909로 명명된 균주가 혐기적인 배양조건에서 가장 우수한 젖산생산량을 나타내었다. 혐기적인 조건에서 젖산생산을 위한 L. buchneri MBE909 균주의 최적 배양온도는 37℃이었으며, 초기 자일로스 농도가 50 g/l일때 젖산생산량(22.3 ± 0.3 g/l)이 가장 우수하였다. 본 연구를 통해 L. buchneri MBE909 균주는 자일로스를 효율적으로 대사하여 젖산을 생성할 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국유기농업학회지
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• 제25권4호
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• pp.843-859
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• 2017

본 연구에서는 제주도 한라산 중산간 습지대 28개소에서 IAA 및 carotenoid 생성능이 우수한 광합성 세균 1종을 최종 선발하였으며, 16S rRNA 염기서열 분석과 생리학적 특성을 조사한 결과 Rhodopseudomonas palustris JK-1 균주로 동정하였다. JK-1 균주의 최적배양조건을 선발하기 위하여 pH, 온도, 빛 및 통기 등을 포함한 여러 가지 요인들이 균주의 생장과 IAA 및 carotenoid 등 광합성색소 생성에 미치는 영향을 조사하였다. 시험결과 JK-1 균주는 명/혐기조건에서 균생장, IAA 및 광합성색소 생성이 양호하였으며 암/혐기조건에서 균생장, IAA 및 광합성색소 형성이 모두 크게 억제되었다. 명/혐기조건에서 균생장, IAA 및 carotenoid 등 광합성색소의 생산을 위한 최적 pH, 온도 및 배양회전속도는 각각 7, $30^{\circ}C$, 150 rpm, 9, $30^{\circ}C$ 및 150 rpm, 그리고 6, $25^{\circ}C$ 및 50 rpm이었다. 그리고 명/호기조건(0.5~1 vvm)에서는 명/혐기조건(0 vvm)보다 균생장 및 IAA 합성이 양호하였으나 광합성색소 형성은 크게 억제되었다. 따라서 최적배양조건은 명/혐기조건에서 pH 7, 온도 $30^{\circ}C$ 및 회전속도 100 rpm을 선발하였으며, IAA 합성을 유도한 배양액을 생육촉진 효과검증에 이용하였다. 시험결과 R. palustris JK-1 균주를 열무에 3% (v/v) 처리 시 지상부 및 지하부 건물중이 무처리 및 배지처리구 대비 각각 20~58% 및 40-28% 증가하였다.

• 한국임상수의학회지
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• 제28권5호
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• pp.516-518
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• 2011

한국 황새복원센터에서 사육중인 황새의 정상 장내 세균총을 검사하기 위한 조사를 실시하였다. 44마리의 건강한 황새의 총배설강으로부터 44개의 분변시료를 채취하여 호기 및 혐기조건에서 배양하였다. 배양된 미생물의 16Sribosomal RNA 및 heat shock protein 60 유전자의 염기서열을 조사하였다. 호기조건 하에서는 Enterococcus faecalis, Escherichia coli, Bacillus spp., Enterococcus avium, Enterococcus gallinarum, Pseudomonas spp., Alcaligenes spp., Enterobacter spp., Corynebacterium spp., Proteus mirabilis가 동정되었다. 혐기조건 하에서는 E. coli, Clostridium tertium, En. faecalis, P. mirabilis가 동정되었다. 모든 시료에서 E. coli, En. faecalis 혹은 두 가지 모두가 분리되었다. 이러한 정상 황새의 장내 미생물 정보는 향후 분변 배양 결과의 해석에 도움이 될 것으로 판단된다.