• 제목/요약/키워드: Oxygen Control

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Aldh2 knockout 마우스에서 8주간 에탄올 노출에 따른 뇌조직의 thiobarbituric acid reactive substances 농도 (Thiobarbituric Acid Reactive Substances Levels in Brain Tissue of Aldh2 Knockout Mice Following Ethanol Exposure for 8 Weeks)

  • 문선인;엄상용;김정현;임동혁;김형규;김용대;김헌
    • 생명과학회지
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    • 제21권8호
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    • pp.1163-1167
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    • 2011
  • 과다한 음주는 알츠하이머 및 파킨슨 질병과 같은 각종 만성 퇴행성 뇌질환의 대표적인 원인 중 하나로 알려져 있다. 체내에 유입된 에탄올은 알코올 탈수소효소(alcohol dehydrogenase, ADH)에 의해 아세트알데히드로 대사된 후 다시 알데히드탈수소효소 2(aldehyde dehydrogenase 2, ALDH2)에 의해 아세트산으로 대사되어 배출된다. 에탄올의 대사과정 중에는 다량의 free radical이 생성되어 체내에서 산화적 스트레스를 유발하는 것으로 알려져 있고, 아세트알데히드는 활성산소를 생산하는 독성물질로 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 8주간 에탄올에 노출된 Aldh2 knockout 마우스를 사용하여 ALDH2 효소 활성이 뇌 조직과 소변의 지질과산화에 미치는 영향에 대하여 살펴보았으며, 지질과산화 정도를 측정하기 위해 HPLC를 통한 TBARS 정도를 측정하였다. 연구결과, 마우스에서 만성 에탄올 섭취는 뇌 조직 TBARS 생성에 영향을 주지 않는 것으로 나타났으나, 소변 TBARS는 Aldh2 (-/-) 마우스에서 에탄올을 투여함에 따라 유의한 증가를 보였다(p<0.05). 본 연구 결과로부터 8주간 에탄올을 경구 투여한 마우스에서 ALDH2의 활성은 체내의 전반적인 활성산소 생성에는 중요하게 관여하는 것으로 보이지만 뇌조직에서의 활성산소 생성에는 영향을 주지 않는 것으로 보이며, 이는 에탄올 노출과 이에 따른 활성산소가 다양한 만성 뇌질환을 유발한다는 기존의 가설에서 ALDH2의 활성이 중요하게 관여하지 않을 가능성을 시사한다.

MnO2 조촉매가 코팅된 GaN 광전극의 광전기화학적 특성 (MnO2 co-catalyst effect on Photoelectrochemical Properties of GaN Photoelectrode)

  • 김하성;배효정;강성주;하준석
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.113-117
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    • 2016
  • 수소를 생산하는 방법 중 하나로, 광전기화학적(photoelectrochemical; PEC) 물 분해 시스템은 높은 이론적 효율을 가진 친환경적이고 경제적인 방법이다. 광전극으로서 질화갈륨(gallium nitride; GaN)은 내화학성이 좋고 밴드갭이 물의 산화환원준위($V_{redox}=1.23$ V vs. SHE)를 포함하여 외부 전압 없이 수소를 생산할 수 있는 시스템을 구축할 수 있다. 그러나 이때 발생하는 높은 산소 발생 과전압은 시스템의 반응 효율을 저하시킨다. 산소 발생 과전압을 줄이기 위한 방법으로 광전극에 조촉매를 이용하는 방법이 많이 알려져 있다. 본 연구에서는 GaN 광전극에 입자 형태의 이산화망간(manganese dioxide; $MnO_2$)을 조촉매로 도입하여 PEC 시스템의 특성을 분석하고자 한다. $MnO_2$가 광전극에 잘 형성되었는지를 확인하기 위하여 표면분석을 수행하였고, potentiostat(PARSTAT4000)을 이용해 PEC 특성을 분석해 평가하였다. $MnO_2$가 코팅됨에 따라 flat-band potential($V_{fb}$)과 onset voltage($V_{onset}$)가 각각 음의 방향으로 0.195 V, 0.116 V 이동하는 것이 확인되었다. 광전류밀도 값에 대해서도 $MnO_2$ 코팅 샘플이 더 높게 나타나며, 시간에 따른 광전류의 저하도 개선되었다. 이로부터 $MnO_2$이 조촉매로서 효과가 있음을 확인하였고, PEC 시스템 전반에 걸쳐 효율 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

옥수수수염 추출물의 항산화효과 및 피부각질세포 보호효과 (Antioxidative and Protective Effects of Corn Silk (Zea mays L.) Extract on Human HaCaT Keratinocyte)

  • 김현영;서우덕;서경혜;이미자;최식원;이광식;김선림;강현중
    • 한국작물학회지
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    • 제61권3호
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    • pp.184-190
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    • 2016
  • 본 연구는 옥수수수염 조추출물과 메이신 함량이 높은 고분획물(NICS-1, NICS-2)의 항산화 활성과 피부 각질형성세포의 세포손상 억제활성을 구명하여 옥수수의 부산물인 수염을 이용하여 기능성식품 및 화장품으로 개발할 수 있는 기초자료를 얻고자 수행하였한 결과는 옥수수수염 유래 주정 추출물과 메이신이 고함유된 추출물(NICS-1, NICS-2)의 DPPH와 ABTS활성산소 제거활성을 비교한 결과 주정 추출물에 비해 NICS-1은 약 6.5, 3.8배 높았고, NICS-2 분획물은 약 6.2, 5.6배 높은 활성을 나타내었으며 NICS-2 분획물이 가장 높은 항산화 활성을 나타내었다. 피부손상을 일으키는 자외선의 흡수도는 NICS-1과 NICS-2 각각 343, 271 nm와 352, 271 nm에서강한 흡수능을 나타내었고 자외선 처리에 의한 각질형성세포(HaCaT)의 세포손상억제도 5, 10, 50 ppm 처리시 각각 NICS-1은 56.8%, 61.2%, 71.8%와 NICS-2는 각각 59.5%, 76.0%, 80.6%의 세포생존율을 농도 의존적으로 보여 UV-A,B,C에 의해 발생하는 피부의 손상을 옥수수수염 추출물이 개선할 수 있을 것으로 생각되었으며, 자외선에 의한 피부손상 억제의 작용기작은 옥수수수염 추출물뿐만 아니라 고분획물(NICS-1, NICS-2)의 항산화 활성뿐만 아니라 각질형성세포의 염증을 일으키는 싸이토카인인 $IL-1{\alpha}$ 생성량을 농도 의존적으로 억제하는 것으로 나타내었고 특히 옥수수수염의 메이신 화합물이 더 큰 피부손상억제 활성을 나타내었다. 옥수수수염 추출물(NICS-1)은 각각 114.2, 96.1, 73.7, 42.6%의 $IL-1{\alpha}$ 생성억제 활성을 보였고, 메이신은 각각 96.5, 86.7, 52.3, 32.3%의 $IL-1{\alpha}$ 생성 억제 활성을 보여 옥수수수염추출물(NICS-1) 및 메이신이 농도 의존적으로 자외선 조사에 의한 염증성 사이토카인의 발현이 감소하는 것을 확인하였다. 또한 옥수수수염 추출물(NICS-1)에 비해 메이신 단일 화합물의 자외선 조사에 의한 염증성 사이토카인의 발현을 감소시키는 효과가 더 큰 것으로 나타났다.

가습기 살균제 성분(PHMG, PGH, CMIT/MIT)의 사람 피부세포 독성 및 제브라피쉬 뇌신경 독성 비교 연구 (Comparison study of dermal cell toxicity and zebrafish brain toxicity by humidifier sterilizer chemicals (PHMG, PGH, CMIT/MIT))

  • 조경현;김재룡
    • 환경생물
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    • 제38권2호
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    • pp.271-277
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    • 2020
  • 가습기 살균제 성분(PHMG, PGH, CMIT/MIT)의 노출에 의한 다양한 장기에 대한 독성들에 대해서 피해사례는 계속 증가하고 있으나, 세포모델과 동물모델에서의 연구와 보고는 아직 부족한 실정이다. 심혈관 독성, 간 독성, 배아 독성에 대해서는 최근 알려져 있으나 뇌신경 독성과 피부 독성에 대해서는 상대적으로 적게 알려져 있다. 본 연구에서는 이들 세 가지 성분들의 피부 독성과 뇌신경 독성을 사람 피부섬유세포와 제브라피쉬 동물모델을 대상으로 각각 평가하였다. 사람피부섬유세포에 세 가지의 성분들을 0, 2, 4, 6, 8, 16 mg L-1 (최종농도)로 처리하였을 때, 세포 생존율은 PHMG가 33%로 가장 낮았고, PGH가 49%, CMIT/MIT가 40%의 생존율을 보였다. 세포배양액 내의 산화물을 정량해본 결과, PHMG 처리된 세포가 28 nmol MDA로 가장 높았고, PGH가 13 nmol MDA, CMIT가 21 nmol MDA를 보였다. 제브라피쉬 사육수조에 PHMG, PGH, CMIT를 40 mg L-1의 최종농도가 되도록 희석한 후, 제브라피쉬를 30분간 노출시킨 후 중뇌의 광시개영역(optic tectum)을 횡면 미세절단하여 산화물의 생성정도를 비교해본 결과, CMIT/MIT를 처리한 그룹에서 대조군 대비 17배 많은 산화물의 생성이 있었고, PGH를 처리한 그룹에서는 15배, PHMG를 처리한 그룹에서는 11배 많은 산화물이 관찰되어 심각한 뇌신경계 독성을 보여주었다. 결론적으로 세 가지 종류의 가습기 살균제 성분들에서 모두 심각한 피부세포 독성과 뇌신경계 독성이 나타났는데, 피부 독성은 특히 PHMG가, 뇌신경계 독성은 특히 CMIT/MIT가 가장 심각하였다. 이들 결과들은 가습기 살균제에 노출된 어린이들이 뇌신경계 독성을 통하여 언어장애, 운동장애, 발달장애 등을 겪게 될 수도 있음을 실험적으로 제시한다.

생물학적 영양소제거공정에서 Microthrix Parvicella에 의한 Bulking 특성 및 제어 (Characteristics and Control of Microthrix Parvicella Bulking in Biological Nutrient Removal Plant)

  • 이호식;안경희
    • 한국물환경학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.1101-1106
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    • 2006
  • 생물학적 영양소 제거공정의 하수처리장에서 운전온도가 낮은 겨울철 기간중 사상성 미생물에 의한 Bulking 문제가 발생하고 있다. 본 연구는 사상성 세균의 한 종류인 M. parvicella의 성장에 의한 Bulking 문제를 C시 하수처리장과 파일럿 시설을 이용하여 검토하였다. Full-scale 시설은 1일 처리용량이 $51,000m^3/d$이고 F/M비는 0.12 kgBOD/kgMLVSS/d이며 SRT는 25일 이상으로 운전되고 있었다. 본 시설은 2003년 생물학적 영양소 제거공정으로 전환된 이후 운전온도가 $15^{\circ}C$ 이하의 저온으로 운전될 때 Bulking과 그로 인해 반응조내 거품현상이 주기적으로 발생되어 왔다. 파일럿 플랜트는 Full-scale과 동일한 시스템 및 폐수를 이용하였으며 1일 처리용량은 3.8 톤이고 운전온도는 $10^{\circ}C$에서 $25^{\circ}C$이었으며 SRT는 10일에서 25일 사이로 운전되었다. Full-scale에서는 온도변화에 따른 M. parvicella 성장과 SVI 변화 양상이 검토되었다. 아울러 파일럿 시설에서는 DO와 SRT를 변화시키면서 그에 따른 Bulking 미생물의 성장과 SVI 변화 형태를 분석하였다. 3년간 Full-scale의 운전결과를 분석한 결과 여름철 기간은 SVI가 160 이하의 양호한 분포를 나타내는 가운데 M. parvicella에 의해 더 이상 침전효율이 저조한 결과를 나타내지 않고 있었다. 반면 낮은 운전온도에서는 SVI가 300 이상의 높은 값을 나타내었다. 본 연구결과 DO 농도를 2-4 mg/L로 운전하거나 SRT를 20일 이내로 유지하였을 경우 M. parvicella에 의한 Bulking 문제가 효과적으로 제어되었다.

주기관지 폐색환자에서 종양내 ETHANOL 주입치료 효과 (Direct Intratumoral Injection of Ethanol in the Patients with Obstruction of Major Bronchus)

  • 이봉춘;염호기;최수전;김동순
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제40권5호
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    • pp.495-500
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    • 1993
  • 연구배경 : 수술이 불가능한 주기도의 종양성 병변에 의한 기도 폐쇄를 치료하는 방법으로서 Yag-laser 치료, 체외부 방사선치료나 기관지내 방사선치료법 등이 있다. 최근 조기 간암 환자들에서 직접 ethanol을 암조직내로 투입해서 좋은 효과가 보고되고 있어 저자들도 주기도 폐쇄를 일으킨 폐암환자 11명을 대상으로 기관지경을 통해 직접 암종괴내로 ethanol을 주입하여 기도폐쇄를 호전시킬 수 있었기에 보고하는 바이다. 방법 : 지속적인 산소 주입하에 굴곡성 기관지 내시경을 통해 경기관지 흡입침을 이용하여 종양내로 직접 ethanol을 0.5~1.0ml씩을 수회 주입한 후 생검 겸자로 종양을 제거하였으며 필요시는 3~4일후 이 조작을 되풀이하였다. 결과 : ethanol 주입 직후 점막이 창백해지고 출혈이 즉시 멎었으며 지연 효과로서 종양의 괴사가 발생하였으며, 대부분의 환자에서 2~3회 치료후 기간지가 개방되었고 증상 및 흉부 X-선 사진의 호전을 보였다. 11명 환자들에서 폐기능 검사상 FVC가 $2.1{\pm}0.84L$에서 $2.44{\pm}0.92L$$FEV_{1.0}$$1.48{\pm}0.69L$에서 $1.80{\pm}0.64L$로 증가하였고, $PaO_2$$68.1{\pm}9.2$ mmHg에서 $83.9{\pm}8.1$ mmHg로 (p<0.005), $SaO_2$$94{\pm}8.5%$에서 $96.6{\pm}1.1%$(p<0.005)로 증가하였으며, $AaDO_2$$26.5{\pm}8.5$mmHg에서 $10.9{\pm}9.1$mmHg(p<0.005)로 감소하였다. 결론 : 종양에 의한 주기관지 폐색환자에서 ethanol을 종양 조직내 직접 주입하는 것은 주기도 폐쇄를 치료하는데 빠른 효과를 볼 수 있으며, 저렴한 비용으로 비교적 안전하게 시행할 수 있는 방법이라 생각한다.

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온도구간별 파라아미노안식향산에틸과 담수에 의한 양식산 참전복 (Haliotis discus hannai) 치패의 박리 및 마취회복에 관한 연구 (Study on Exfoliation and Recovery of Anesthetized Yound Abalones, Haliotis discus hannai Treated with Ethy-p-aminobenzoate and Freshwater in Different Temperatures of Sea water)

  • 최상덕;정성채;김호진;공용근;백재민;최규정
    • 한국양식학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.281-288
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    • 1997
  • 참전복치패의 박리에 의한 패각 파손 및 연체부 손상을 방지하기 위하여 수온에 따른 마취농도 (파라아미노 안식향산 에틸 및 담수)와 회복시간 등을 조사한 결과는 다음과 같다. 수온 14$^{\circ}C$ 시험구에서 공시패 전부를 박리하는데 걸리는 시간은 파라아미노 안식향산 에틸 150 ppm, 100 ppm, 75 ppm, 50 ppm에서 각각 16분, 35분, 35분. 35분(80% 박리)이었고, 회복시간은 각각 100분, 60분, 30분, 30분이었다. 수온 $18^{\circ}C$ 시험구에서 공시패 전부를 박리하는데 걸리는 시간은 파라아미노 안식향산 에틸 300 ppm, 200 ppm, 150 ppm, 100 ppm, 75 ppm, 50 ppm에서 각각 4분, 4분, 6분, 8분, 8분, 12분이었고, 회복시간은 각각 210분(90%회복), 180분(95%), 90분, 60분, 30분, 20분이었다. 수온 $24^{\circ}C$24$^{\circ}C$시험구에서 공시패 전부를 박리하는 데 걸리는 시간은 파라아미노 안식향산 에틸 150ppm, 100ppm, 75ppm, 50ppm에서 각각 8분, 10분, 10분, 12분이었고, 회복시간은 각각 70분, 50분, 30분, 20분이었다. 또한 공시패를 담수에 20분간 침적시켰을 때 담수 100%, 75%, 50%, 25%에서 각각 80%, 50%, 30%, 5% 박리되었고, 회복하는 데 걸리는 시간은 각각 60분(94%회복), 15분, 10분, 2분이었다. 이러한 결과는 저온 ($14^{\circ}C$)보다는 고온 ($18^{\circ}C,\;24^{\circ}C$)에서 적정마취농도는 50ppm으로 사료된다. 해수 1l에 공시패 20마리 수용된 $16^{\circ}C$시험구의 용존산소량은 6.17-6.20 mg/$\ell$이었으며, 시간이 경과함에 따라 용존산소량은 감소하였다. 그러나 파라아미노 안식향산 에틸 75 ppm에 60분 노출된 시험구의 용존산소량은 대조구보다 적게 감소하였다. 대조구 및 시험구 수조내 용존산소량은 각각 5.27 mg/$\ell$, 5.42-5.46 mg/$\ell$이었다. 마취 40분 경과후 용존 산소량은 변동하지 않았다. 또한 마취전과 후에 있어서 전복의 1분간 심장 박동수는 각각 33-45, 0이었다. 그리고 회복 후의 1분간 심장박동수는 29-43회로 정상을 유지하였다.

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지구성 운동전 감식초 섭취시 에너지기질의 이용 (Persimmon Vinegar Ingestion before Endurance Exercise on Energy Substrates Utilization)

  • 서효빈;남주옥;전병덕;김판기;류승필
    • 한국산림과학회지
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    • 제101권4호
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    • pp.626-634
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    • 2012
  • 감식초 섭취 후 지구성 운동시 에너지 기질에 미치는 영향을 분석함으로서 기능성 음료로서의 효용성을 검토하였다. 건강한 성인 남성 8명을 대상으로 감식초(PSV) 또는 정제수(CON)를 운동 1시간 전에 섭취시키고 최대산소섭취량의 60% 강도로 1시간 운동을 부하하였다. 이후 운동강도를 80%로 증가시켜 탈진시까지 운동을 부하하였으며, 생리적 변인, 혈액성분 그리고 에너지 산화량을 분석하였다. 생리적 변인은 운동 중 유의한 차이는 나타나지 않았으며, 탈진시 심박수는 PSV가 높았다. 혈중 글루코스는 큰 변화를 보이지 않았으나, 혈중 젖산은 운동 후 30분과 60분에 PSV가 유의한 감소를 보였다. 유리지방산은 운동 15분부터 60분까지 PSV에서 유의한 증가가 나타났다. 탄수화물 산화는 운동 45분 이후 PSV에서 유의하게 감소하였으며, 이와는 반대로 지방산화에서는 동일한 시기에 유의한 증가를 보였다. 또한 탈진시에도 PSV가 높았다. 호흡교환율은 운동 30분 이후부터 60분까지 PSV가 유의하게 낮았으며, 탈진시에는 CON이 낮았다. 운동강도를 증가시킨 후 탈진시까지의 운동지속시간은 PSV가 41% 연장되는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 감식초 섭취에 의하여 중등도 운동시 탄수화물 산화가 억제됨으로 인하여 지방대사량이 증가하며, 피로가 억제되기 때문에 운동 1시간 전에 섭취함으로서 지구성 운동시 효과적인 운동 기능성 음료로서 이용이 가능하다고 판단된다.

호박즙, 옥수수수염차, 팥차 및 혼합물이 식이유도 비만동물모델에서 체중과 항산화 활성에 미치는 영향 (Effect of Pumpkin, Corn Silk, Adzuki Bean, and Their Mixture on Weight Control and Antioxidant Activities in High Fat Diet-Induced Obesity Rats)

  • 박재희;이은지;박은주
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제45권9호
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    • pp.1239-1248
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    • 2016
  • 4주간 식이로 유도된 비만 동물에서 호박즙(250 mg/kg BW), 옥수수수염차(250 mg/kg BW), 팥차(250 mg/kg BW)와 이들 혼합음료(호박즙 분말 : 옥수수수염차 분말 : 팥차 분말, 1:1:1, 250 mg/kg BW)를 9주간 투여하여 그 효능을 알아본 결과 호박즙, 옥수수수염차, 팥차 개별 섭취 시 체중감소 효과는 보였으나 그 기전은 본 연구에서 규명하지 못하였다. 그러나 혼합음료 섭취군에서는 지방조직 무게의 유의적 감소로 인한 체중 저하 효능을 확인할 수 있었다. 부고환지방조직의 표면적은 고지방식이섭취군(HFD)군에 비해 고지방식이+혼합음료섭취군(HFD+PCA)군에서 유의적으로 감소하였으며, HFD+PCA군의 아디포넥틴은 HFD군에 비해 유의적으로 증가하였다. 음료섭취군들 중 고지방식이+혼합음료섭취군(HFD+PCA)은 고지방식이섭취군(HFD)보다 ORAC value가 증가하였고, GSH-Px의 간 항산화 효소에서도 HFD군보다 HFD+PCA군이 유의적으로 증가하였다. 또한, HFD+PCA군은 고지방식이에 의한 지질과산화물 생성을 유의적으로 감소시켰으며, 비만으로 인한 산화적 스트레스에 따른 DNA 손상을 현저히 낮추었다. 따라서 산화적 스트레스에 의해 유도되는 비만 치료에 호박즙, 옥수수수염차, 팥차를 각각 섭취하기보다는 이들 세 가지를 동일한 비율로 혼합 섭취 시 각각의 항산화 효능의 상승작용에 의한 항비만 효과가 현저하게 나타낼 것으로 생각한다.

다단 수직형 호기성반응기(ER-1)를 이용한 음식물 폐수의 생물학적 처리기술 (Biological treatment process for Food wastewater Using ER-1 bioreactor)

  • 이재기;최홍복;신응배;박주형;최은주;김정래;박영숙
    • 유기물자원화
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    • 제14권4호
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    • pp.113-120
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    • 2006
  • 음식물류 폐기물 자원화과정에서 발생하는 폐수는 BOD 20,000~150,000mg/L이며, 매립금지로 적정수준까지 처리되어야 한다. 그러나 기존의 폐수처리시설에 의해서는 10일 이하로 처리하기가 불가능하다. (주)에코데이는 높은 산소전달효율, 높은 미생물(MLVSS) 유지와 유기물 농도 모두가 상향류의 PFR흐름을 갖는 ER-1 반응기를 이용하여 2~4일 이내로 처리할 수 있는 기술을 개발하였다. 하루 20톤의 음식물을 퇴비화 하는 H군 음식물 자원화시설에 Pilot plant를 설치하고, 자원화 과정에서 발생하는 고농도폐수(평균 BOD 64,431mg/L)와 저농도폐수(평균 BOD 16,500mg/L)에 대해 6개월간 실험하였다. 저농도폐수의 처리를 위해서 ER-1(HRT 2.5d)과 후단에 고도처리공정을 적용하였으며, 이때 전체공정에서 제거되는 유기물의 대부분이 ER-1을 통해 제거되었다. 저농도폐수 Pilot plant의 처리효율은 BOD 99%, COD 98%, SS 99%, T-N 97%, T-P 96%이다. 고농도 폐수 처리공정은 ER-1을 직렬로 배치하여 2단계 ER-1(1차 HRT 2.5d, 2차 HRT 1.5d) 후 고액분리를 통해 하수연계(BOD 2,000mg/L 이하)로 계획하였다. Pilot 실험결과 고농도 폐수에 대해서도 BOD 97%, COD 84%, SS 98%, T-N 66%, T-P 95%의 안정적인 처리효율을 얻을 수 있었다. 고농도 폐수처리시에 생물반응기의 냉각시설 없이 고온($50^{\circ}C$)으로 운전되었으나, 온도 조절 부분을 개선한다면 더 높은 효율을 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

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