• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제53권3호
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• pp.207-217
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• 2023

Purpose: Non-crosslinked and crosslinked collagen membranes are known to exhibit distinct degradation characteristics, resulting in contrasting orientations of the adjacent tissues and different biological processes. The aim of this study was to conduct a histomorphometric assessment of non-crosslinked and crosslinked collagen membranes regarding neovascularization, tissue integration, tissue encapsulation, and biodegradation. Methods: Guided bone regeneration was performed using either a non-crosslinked (BG) or a crosslinked collagen membrane (CM) in 15 beagle dogs, which were euthanized at 4, 8, and 16 weeks (n=5 each) for histomorphometric analysis. The samples were assessed regarding neovascularization, tissue integration, encapsulation, the remaining membrane area, and pseudoperiosteum formation. The BG and CM groups were compared at different time periods using nonparametric statistical methods. Results: The remaining membrane area of CM was significantly greater than that of BG at 16 weeks; however, there were no significant differences at 4 and 8 weeks. Conversely, the neovascularization score for CM was significantly less than that for BG at 16 weeks. BG exhibited significantly greater tissue integration and encapsulation scores than CM at all time periods, apart from encapsulation at 16 weeks. Pseudoperiosteum formation was observed in the BG group at 16 weeks. Conclusions: Although BG membranes were more rapidly biodegraded than CM membranes, they were gradually replaced by connective tissue with complete integration and maturation of the surrounding tissues to form dense periosteum-like connective tissue. Further studies need to be performed to validate the barrier effect of the pseudoperiosteum.

• 공업화학
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• 제34권6호
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• pp.649-659
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• 2023

This study was initiated to evaluate the phosphorus (P) removal and diesel oil degradation by bacteria isolated from industrial wastewater. The bacteria isolated were identified as Bacillus sp. The P removal efficiencies by Bacillus sp. were 99% at the initial 20 mg/L P concentration. The diesel degradation efficiencies by Bacillus sp. were 86.4% at an initial 1% diesel concentration. Lipophilicity by bacteria was the highest in the log phase, whereas it was the lowest in the death phase. As the diesel was used as a carbon source, P removal efficiencies by Bacillus sp. were 68%. When glucose, acetate, and a mixture of glucose and acetate as second carbon sources were added, the diesel degradation efficiencies were 69.22%, 65.46%, and 51.46%, respectively. The diesel degradation efficiency was higher in the individual additions of glucose or acetate than in the mixture of glucose and acetate. When P concentration increased from 20 mg/L to 30 mg/L, the diesel degradation efficiency was increased by 7% from 65% to 72%, whereas when P concentration was increased from 30 mg/L to 40 mg/L, there was no increase in diesel degradation. One of the five proteins identified by proteome analysis in the 0.5% diesel-treated samples may be involved in alkane degradation and is known as the cytochrome P450 system. Also, two of the sixteen proteins identified in the 1.5% diesel-treated samples may be implicated in the fatty acid transport system and alcohol dehydrogenation.

• 한국물환경학회지
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• 제40권1호
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• pp.11-18
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• 2024

Recently, enhanced in situ bioremediation using slow substrate release techniques has been actively researched for managing TCE-contaminated groundwater. This study conducted a lab-scale batch reactor experiment to evaluate the feasibility of natural attenuation for TCE dechlorination using microsized corn-oil droplet (MOD) as an activator considering the following three factors: 1) TCE dechlorination in the presence or absence of MOD; 2) TCE dechlorination in the presence or absence of inactivator of native microbial activity; and 3) MOD concentration effects on TCE dechlorination. Batch reactors were constructed using site groundwater and soil in which Dehalococcoides bacteria were present. Without MOD, TCE was decomposed into dichloroethylene (DCE). However, other by-products of TCE dechlorination were not detected. With MOD, DCE, vinyl chloride (VC), and ethylene (ETH) were sequentially observed. This result confirmed that MOD effectively supplied electrons to complete dechlorination of TCE to ETH. However, when an excess of MOD was provided, it formed unfavorable conditions for anaerobic digestion because dechlorination reaction did not proceed while propionic acid was accumulated after DCE was generated. Therefore, if an appropriate amount of MOD is supplied, MOD can be effectively used as a natural reduction activator to promote biodegradation in an aquifer contaminated by TCE.

• 유기물자원화
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• 제17권3호
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• pp.82-90
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• 2009

본 연구에서는 기계식 전처리에 의한 하수 슬러지의 가용화 효과를 회분식 실험을 통해 조사하였다. 기계식 전처리를 통한 하수슬러지의 가용화는 세포벽의 파괴로 통해 용존성 화학적 산소요구량, 단백질 및 탄수화물의 농도를 증가시키는 것으로 나타났다. 알칼리와 기계식 전처리를 병행하여 슬러지를 가용화한 결과 기계식 전처리만을 수행한 경우에 비해 용존성 화학적 산소요구량이 높은 것으로 나타났다. 혐기성 생분해도 측면에서 기계식 전처리는 메탄 발생량을 증가시키는 것으로 나타났다. 기계식과 알칼리 및 기계식 전처리를 동시에 수행한 경우 각각 24.1%와 44.5%의 생화학적 메탄 잠재능을 향상시키는 것으로 나타나 하수슬러지의 가용화는 혐기성 생분해도 향상에 효과적이다.

• 공업화학
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• 제35권4호
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• pp.273-283
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• 2024

플라스틱 폐기물 처리에 대한 환경문제가 심각하게 대두되면서 생분해성 고분자를 이용한 지속 가능한 생태계 구축에 대한 관심이 높아지고 있다. 생분해성 고분자는 미생물의 효소작용을 통해 물질이 생화학적으로 분해되는 고분자를 의미하며, 현재 다양한 구조와 특성을 갖는 생분해성 고분자가 연구되고 있다. 특히, 생분해성 고분자의 생분해속도와 기계적 특성을 조절하기 위한 고분자 혼합에 대한 연구도 활발히 보고되고 있다. 아직 규모의 경제에 도달하지 못한 생분해성 고분자 산업은 일반 석유유래 고분자 대비 가격경쟁력을 갖추지 못하고 있으며, 이를 극복하기 위해 다양한 고부가 가치 산업(분리막, 전기 전자 소재, 의료 등)으로 응용분야를 확장하고 있다. 본 총설에서는 대표적인 생분해성 고분자의 종류 및 생분해성 고분자 혼합연구, 그리고 응용 분야에 대한 최근 연구 동향을 정리하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제26권5호
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• pp.493-501
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• 1993

유처리제의 생분해도와 유처리제가 해수중의 용존산소에 미치는 영향을 구명하기 위해서 세 제품의 유처리제(SG, GL, WC)와 비이온 계면활성제(OA-5)에 대한 TOD분석, 원소분석 및 해수중에서의 생분해 실험을 행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 1mg의 유처리제는 $2.37{\sim}2.80mg$의 TOD, 1mg의 비이온 계면활성제는 2.45mg의 TOD를 나타내었다. 2. 유처리제는 탄소가 $67.6{\sim}76.5\%$, 수소가 $10.2{\sim}12.3\%$였고, 비이온 계면활성제는 탄소가 $65.3\%$, 수소가 $10.3\%$였으며 어느 것에서도 질소는 검출되지 않았다. 3. 유처리제는 생분해시 제품에 따라 다소 차이가 있었으나 1mg의 유처리제가 $0.403{\sim}0.595mg$의 $BOD_5$ 및 $0.703{\sim}0.855mg$의 $BOD_{20}$를 유발하였다. 또한 1mg의 비이온 계면활성제는 0.50mg의 $BOD_5$ 및 0.97mg의 $BOD_{20}$를 나타내었다. 4. 해수중에서 탈산소계수($K_1$)는 유처리제(4.0mg/l)의 경우 $0.121{\sim}0.171/day$, 비이온 계면활성제(2.0mg/l)의 경우 0.181/day로 나타났다. 또한 유처리제 1mg의 최종산소요구량($L_o$)은 $0.789{\sim}0.953mg$로서 계면활성제 1mg의 최종산소요구량 0.956mg과 비슷하였으며, Glucose 1mg의 TOD값 1.07mg에 접근하는 값이었다. 5. 해수 중의 생분해도($BOD_5/TOD$)에 있어서, 유처리제는 $17{\sim}21\%$, 비이온 계면활성제는 약 $20\%$로서 모두 중간 분해군에 속하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제17권2호
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• pp.100-108
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• 1989

중요 난분해성 환경오염물질인 방향족 화합물들을 효과적으로 분해 이용할 수 있는 미생물 균주를 토양에서 분리하여 효율적인 산업폐수처리제 제조의 기초 균주로 활용할 수 있도록 균주 육종을 통한 우수 분해균주 개발에 관한 연구를 실시하였다. 총66점의 시료로부터 benzoate 분해균주, 10주, salicylate, 10주, m-toluate, 6주와 camphor, 10주 등 총 36주의 방향족 화합물 분해균주를 분리하였다. Benzoate 분해균주 중 Pseudomonas속 균주로 확인된 Ben 6에서 유래된 고활성 변이주 Ben6-2는 800$\mu\textrm{g}$/$m\ell$의 benzoate 농도에서도 높은 분해활성을 유지, 48시간 진탕배양했을 때 시간당 평균 기질 분해율이 11mg/$\ell$/hr이었고 최종 기질 분해율은 89%이었다. Salicylate와 m-toluate 분해균인 Pseudomenase속 5317과 7012 균주는 2,200$\mu\textrm{g}$/$m\ell$ 이상의 기질농도에서도 높은 활성을 유지, 48시간 배양으로 각각 98.5%와 81.7%의 기질 분해율을 보였다. m-Toluate 자화능이 없는 camphor 분해 분리균인 Cam 10 Pseudomonas속 균주로부터 1,000$\mu\textrm{g}$/$m\ell$의 m-toluate가 첨가된 배지에서 생육할 수 있는 Cam 1040 변이주를 분리하였다. Cam 1040은 탄소원으로 각각 200$\mu\textrm{g}$/$m\ell$의 m-toluate, benzoate, camphor 및 phenol이 혼합 첨가된 배지에서 진탕배양했을 때 균체증식에 비례적으로 COD 감소를 나타내었고 첨가 탄소원은 camphor, phenol, benzoate, m-toluate 순서로 분해 이용하였다. Cam 1040 균주는 약 98kb로 추정된 camphor 자화능과 관련된 plasmid를 보유하고 있음을 확인하였다. 또한 Cam 1040 균주에 NAH 2를 도입, salicylate와naphthalene 자화능을 가하므로서 더욱 다양한 기질 분해능을 가진 Cam 1043균주를 얻었다.

• 유기물자원화
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• 제15권4호
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• pp.115-124
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• 2007

다량의 유기성 폐기물을 신속히 처리하기 위한 대용량의 반응조 개발이 이루어짐에 따라 대형 반응조 내부에서 재료물질 자체의 물리적 특성변화가 퇴비화에 미치는 영향을 파악하기 위한 연구가 시도되고 있다. 특히 좁은 공간에서 단위 면적당 처리량을 높일 수 있는 수직형 반응조에서는 재료가 갖는 자체적인 무게로 인한 침하 현상이 발생하여 퇴비화공정에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 수직형 퇴비화 반응조 내에서의 수직 높이구간별로 재료물질의 온도, 수분함량, 용적밀도, 고형물함량, 침하거리 등의 물리적 성상 변화를 측정하여 수직형 반응조에서의 침하현상에 의한 효과를 파악하고자 하였다. 이를 위하여 수직형 퇴비화 반응조를 제작하여 계분과 톱밥을 혼합한 퇴비화 재료를 투입한 후 일정한 공기 유량을 주입하면서 퇴비화기간 동안의 반응조 높이별 물리적 성상 변화를 측정 하였다. 실험결과, 각 높이구간별로 최대온도 이후의 온도 재상승에 의한 변동폭은 교반횟수가 증가함에 따라 감소하고 있으며, 각 수직 높이 구간별로는 수직높이가 높아질수록 온도상승폭이 증가하고 있다. 수분함량 변화는 하층부에서의 증발수분이 상층구간으로 이동하게 됨으로써 반응조 높이가 높아질수록 수분함량이 높아지는 결과가 나타났다. 용적밀도는 수분함량 변화와 유사한 경향을 나타내었으며, 수분함량과 용적밀도와는 2차식($R^2=0.94$)의 관계를 보이고 있다. 각 높이구간에서의 고형물 함량은 수직높이가 높아질수록 감소하는 것으로 나타났다. 이와 같은 수직형 반응조에서의 높이구간별 물리적 성상변화는 퇴비화 재료물질의 침하현상에 기인한 것으로 나타났으며, 퇴비화 재료물질의 침하거리를 시간에 따른 1차식($R^2=0.91$)으로 나타내면 Ls(침하거리, cm)=$2.184{\times}T$(시간, day)와 같은 관계식을 얻을 수 있었다. 이러한 수직형 반응조내 재료물질의 침하현상은 자유공기공극(FAS)을 폐쇄시키고 공기투과성(air permeability)을 감소시켜 국부적으로 공기흐름을 저해하거나 혐기성 상태를 유발시키는 원인이 된다.

• 미생물학회지
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• 제40권1호
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• pp.29-36
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• 2004

논 토양에서 acrylamide의 분해능이 탁월한 세균 Pseudomonas JK-7를 분리하여 acrylamide의 생분해에 영향을 미치는 물리화학적 요인을 조사하였다. 초기 실험에서 acrylamide를 유일 탄소원과 질소원으로 하여 호기적 조건에서 생장할 수 있는 세균 JK-7을 논의 토양표본에서 분리하였다. BIOLOG system을 이용한 생리학적 분석으로 Pseudomonas속(genus)임을 확인하였고, 이 세균을 Pseudomonas sp. JK-7로 명명하였다. 분리 균주 JK-7은 50 mM acrylamide를 배양 72시간 이내에 완전히 분해하였다. 배양기간 중에 acrylamide 분해 중간대사 물질로서 acrylic acid가 나타나는 것을 HPLC를 통해 확인하였으며, 배양초기에 배양액에 존재하지 않았던 ammonia가 배양기간 중에 관찰되었다. 배양초기 pH는 7.0이었으나 acrylamide가 완전히 분해된 후 배양액의 최종 pH는 8.7이었다. Acrylamide 분해와 JK-7의 생장에 대한 pH의 영향을 조사한 결과, PH 5, pH 7 그리고 pH 9에서 생장과 분해가 이루어졌으나, pH3과 pH11에서는 거의 관찰되지 않았다. 부가 탄소원의 존재하에서 JK-7에 의한 acrylamide분해에서 glucose, fructose, citrate 또는 succinate를 각각 첨가하여 조사한 결과, 부가 탄소원이 없을 때보다 acrylamide분해와 JK-7의 생장은 가속화되었다. 또한 부가질소원 첨가에 따른 영향조사 실험에서, yeast extract는 acrylamide분해와 JK-7의 생장을 촉진시켰다. 그러나 다른 질소원인 $(NH_{4})_{2}SO_{4}$, $NH_4Cl$ 그리고urea는 생장과 분해에 본질적으로 큰 영향을 미치지 않았다. 금속이온에 대한 영향으로 배지내에 $ZnSO_{4}$를 첨가하였을 때 분해와 생장이 진행되었으나, $AgNO_{3}$, $CuSO_{4}$ 또는 $HgCl_{2}$를 첨가하였을 때 acrylamide분해와 JK-7의 생장이 이루어지지 않았다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권12호
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• pp.889-896
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• 2013

수중의 미량 유해물질 제거를 위해 AOP 공정에 대한 관심이 증대되고 있다. 낙동강 하류에 위치한 정수장들은 대부분 $O_3/BAC$ 공정을 채택하여 운전 중에 있으며, AOP 공정의 일종인 peroxone 공정의 적용에 많은 관심을 가지고 있다. 본 연구에서는 $O_3/BAC$ 공정을 운전 중인 정수장에서 과산화수소를 투입할 경우에 후단의 BAC 공정에서의 잔류 과산화수소의 제거 특성을 biofiltration 공정과 함께 평가하였다. 유입수의 수온 및 과산화수소 농도변화 실험에서 biofilteration 공정은 낮은 수온에서 유입수 중의 과산화수소 농도가 증가하면 급격히 생물분해능이 저하된 반면, BAC 공정에서는 비교적 안정적인 효율을 유지하였다. 유입수의 수온을 $20^{\circ}C$, 과산화수소 투입농도를 300 mg/L로 고정하여 78시간 동안 연속으로 투입한 실험에서 biofilteration 공정은 EBCT 5~15분의 경우 운전 24~71시간 후에는 유입된 과산화수소가 거의 제거되지 않았으나, BAC 공정에서는 78시간 후의 과산화수소 제거율이 EBCT 5~15분일 때 38%~91%로 나타났다. 또한, 78시간 동안 연속 투입실험 후의 biofilter와 BAC 부착 박테리아들의 생체량과 활성도는 각각 $6.0{\times}10^4CFU/g$과 $0.54mg{\cdot}C/m^3{\cdot}hr$ 및 $0.4{\times}10^8CFU/g$과 $1.42mg{\cdot}C/m^3{\cdot}hr$로 나타나 운전초기에 비해 biofilter에서는 생체량과 활성도가 각각 99%와 72% 감소하였으며, BAC의 경우는 각각 68%와 53%의 감소율을 나타내었다. BAC 공정에서 생물분해 속도상수($k_{bio}$)와 반감기($t_{1/2}$)를 조사한 결과, 수온 $5^{\circ}C$에서 과산화수소 농도가 10 mg/L에서 300 mg/L로 증가할수록 $k_{bio}$는 $1.173min^{-1}$에서 $0.183min^{-1}$으로 감소하였고, $t_{1/2}$은 0.591 min에서 3.787 min으로 증가하였다. 수온 $25^{\circ}C$의 경우 $k_{bio}$와 $t_{1/2}$은 $1.510min^{-1}$에서 $0.498min^{-1}$ 및 0.459 min에서 1.392 min으로 나타나 수온 $5^{\circ}C$에 비해 수온이 $15^{\circ}C$와 $25^{\circ}C$로 상승할 경우 $k_{bio}$는 각각 1.1배~2.1배 및 1,3배~4.4배 정도 증가하였다. $O_3/BAC$ 공정을 운전 중인 정수장에서 peroxone 공정의 적용을 위해 과산화수소 투입을 고려할 경우, 후단의 BAC 공정에서 잔류 과산화수소를 효과적으로 제거 가능하였고, 고농도의 과산화수소 유출사고시에는 BAC 공정의 EBCT를 최대한 증가시켜 운전할 경우 수중의 과산화수소 농도를 최대한 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다.