본시험은 비육돈사료에 미생물제제를 사료에 미생물제제 A 및 B 0.1 미생물제제 C를 0.2% 혼합 급여할 경우 사료섭취량 및 돈분의 오염물질 배설농도에 미치는 영향을 분석하기 위하여 4처리$\times$반복당 5두로서 총 20두를 공시하여 실시하였는데 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 비육돈의 일일 평균사료섭취량은 대조구 3.15 kg/일.두였고 미생물A, B, C구는 각각 3.14kg/일/두, 3.31, 3.42로 미생물제제 C구에서 일일 사료섭취량이 가장 높게 조사되었으며(p<0.05), 2. 일일평균 음수량은 사료섭취량이 높았던 미생물 C구에서 3.95kg/일/두로 가장 높게 조사되었다(p<0.05). 3. 미생물제제 처리구별로 분뇨배설량은 사료섭취량이 높았던 미생물제제 C구에서 가장 많이 배설되는 것으로 조사되었으며(p<0.05), 돈뇨의 배설량도 미생물제제 C구에서 2.23kg/일/두에서 높았다(p<0.05). 4. 돈분뇨의 수분 함량은 및 비료성분인 T-N, $P_{2}O_{5}$, $K_{2}O$ 성분도 처리 간에 큰 차이를 보이지 않았다(p<0.05). 5. 돈분뇨의 평균 BOD 농도는 돈분의 경우 미생물제제 B, C제제 급여구가 유의적으로 높게 조사되었다(p<0.05). 그리고 돈뇨의 BOD의 경우에는 대조구에서 $8,657.5mg/{\ell}$로 가장 높은 것으로 조사되었다(p<0.05). 6. COD 농도는 대조구에서 가장 높게 조사되었으며(p<0.05). 돈뇨의 경우에는 미생물제제 A급여구에서 평균 $9,545mg/{\ell}$로 가장 높았다(p<0.05). 7. SS 농도는 미생물제제 B급여구에서 가장 높게 조사되었으며(p<0.05), 돈분뇨중의 T-N 농도는 처리구간에 유의적인 차이가 나타나지 않았다(p<0.05). 그리고 T-P 농도의 경우에는 미생물제제 C급여구에서 유의적인 차이가 나는 것으로 조사되었다(p<0.05). 이상의 결과를 요약해보면 비육돈에 미생물제제 혼합급여시 사료섭취량과 음수량을 증가시키는데 효과가 있는 것으로 조사되었으나, 비료성분 배설량에는 큰 차이를 보이지 않는 것으로 조사되었으나, BOD 등 오염물질농도의 경우에는 미생물제제 A급여구에서 가장 낮게 조사되어 비육돈사료에 미생물제제 급여시 오염물질 저감효과가 있는 것으로 조사되었다.
미생물은 고등생물과 그들이 생육하는 환경을 조절할 수 있는 능력이 제한되어 있다. 환경 변화에 따라 자신을 적응시킬 수 있는 능력이 있어야 끊임없이 변하는 환경에서 살아 남을 수 있고 다른 미생물과의 경재에서 이길 수 있다. 온도, 삼투압, 영양물질의 온도, 수소 ion농도는 자연계에서 짧은 시간에 넓은 폭으로 변하며 미생물에서 energy 대사의 중심이 되는 proton motive force를 이루는 proton gradient (.DELTA.pH)의 크기를 결정한는 중요한 환경인자이다.
염농도를 $3{\sim}30%$로 달리하여 새우를 $20^{\circ}C$에서 발효하면서 발효시간에 따른 미생물 변화를 조사하였다. 염농도 3, 8, 30%에서 세균과 효모는 발효기간에 따라 감소하는 경향을 보였으나 염농도 18%에서는 초기수준을 유지하거나 증가하는 경향을 보였다. 호염성 세균의 발현은 염을 18% 수준으로 첨가하여 제조한 새우젓의 후반부 발효에서 두드러졌으며, 호염성 효모도 염농도 18%에서 가장 많은 수가 검출되어 염농도 18%가 새우젓 숙성에 관련된 미생물 생육에 가장 적합한 환경을 제공하는 것으로 나타났다.
본 시험은 L. casei, S. lactis, C. utilis, M. heimalis, S. albus, R. palustris, R. sphaeroides 통의 유용미생물이 혼합된 복합미생물 발효제를 비육돈 사료에 0.5% 및 1% 수준으로 첨가하여 급여할 경우 증체량, 사료섭취량, 사료요구율, 비육돈사내 암모니아, 황화수소 및 이산화탄소 농도에 미치는 영향을 분석하기 위하여 3처리$\times$3반복$\times$15두로서 총 135두를 공시하여 실시하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 복합미생물 발효제 급여는 일당증체량에는 영향을 미치지 않았으나, 사료섭취량은 0.5% 급여구가 가장 낮았으며(p<0.05), 사료 요구율은 복합미생물 발효제 급여로 개선되는 경향을 나타내었고 0.5% 급여구가 가장 우수하게(p<0.05) 나타났다. 2. 복합미생물 발효제 급여가 비육돈사내 환경개선에 미치는 영향은 긍정적인 것으로 평가된다. 복합미생물 발효제 급여는 돈사내 암모니아 농도를 30% 이상 저감시키는 효과가 인정되었으며, 황화수소 농도는 복합미생물 발효제 1% 급여구에서 대조구에 비하여 뚜렷한 저감 효과를 나타내었다. 그러나 이산화탄소 농도에는 영향을 미치지 않았다. 이상의 결과를 요약해보면 비육돈에 대한 복합미생물 발효제 40일 간의 급여는 사료요구율을 개선시키고, 돈사내 암모니아 및 황화수소 농도에 영향을 미치며, 암모니아의 경우 30% 이상의 저감효과가 인정되어 복합미생물 발효제는 돈사 환경개선에 효과적인 것으로 판단된다.
미생물연료전지는 유기성 폐기물을 처리하면서 동시에 전기에너지를 얻을 수 있다는 측면에서 커다란 장점을 가지고 있다. 대부분의 유기성폐기물들이 발효과정을 거치면서 고농도의 VFAs가 생성되므로 미생물연료전지가 이들 VFAs로부터 전기를 얻을 수 있는지 알아보는 것은 아주 중요하다. 따라서 본 연구에서는 acetate, propionate, butyrate 및 실제 폐수인 식품가공폐수로부터 미생물 연료전지를 이용하여 전기발생 여부를 알아보았으며 다음과 같은 결론을 얻었다. 미생물연료전지를 이용하여 VFAs(acetate, propionate, butyrate)와 식품가공폐수로부터 전기를 얻을 수 있었고 투여한 acetate 농도에 비례하여 cathode로 전달되는 전자(Coulomb)는 비례하였다. 낮은 농도의 acetate에서 발생파워와 acetate 농도 사이에는 비례관계를 보였다. 이는 미생물연료전지가 낮은 농도의 유기물을 측정하는 센서로서의 가능성을 보여준다. acetate에 순화된 산화전극에 butyrate를 넣었을 때 순화의 시간이 필요하였으며 일정 순화시간 후 voltage가 증가하였다. 그러나 propionate를 넣었을 때는 순화시간 없이 급격하게 voltage가 상승하였다. 따라서 미생물연료전지의 생성파워가 향상된다면 유기성 폐기물을 처리하면서 실생활에 이용할 수 있는 전기로 변환하는 장치로서 이용될 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구는 함안지역 고농도 비소 오염 지하수의 미생물 군집 특성 분석을 통해 지하수 내 비소 산출 특성을 평가하고자 수행되었다. 함안지역 지하수는 0~757.2 ㎍/L 농도 범위의 비소로 오염되어 있으며, 이는 국내에서 보고된 가장 높은 자연기원 지하수 비소 오염 농도를 나타낸다. 전체 200개 시료 중 29개(14.5%)에서 먹는물 수질 기준인 10 ㎍/L 이상의 비소 농도가 관측되었으며, 암반 지하수 관정(80~100 m 심도)에서는 50 ㎍/L 이상인 시료가 8개(4%) 존재하는 것으로 나타났다. 또한, 함안군 북측 지역에는 비소 함량이 100 ㎍/L 이상인 관정이 7개 존재하는 특징을 보였다. 고농도 비소 오염지역 지하수의 미생물 군집 분석 결과, 8개 시료에서 서로 상이한 군집 특성을 보였으며 Proteobacteria가 평균 61.5%로 가장 우점하였다. 속(genus) 수준에서는 혐기성 균인 Gallionella속과 Methermicoccus 속, 호기성 비소 환원균인 Acinetobacter속이 각각 12.8%, 7.3%, 7.8%의 높은 비율로 존재하고 있었다. 결과적으로 연구 지역의 지화학적 특성과 지하수 내 미생물의 생지화학적 기작의 복합적 반응에 의해 고농도 비소 오염 특성을 나타내는 것으로 판단된다. 따라서 본 연구를 통해 구축된 지화학적 특성과 미생물 군집에 대한 정보는 지하수 내 고농도 비소의 생성 기원과 이들의 제어 기술 개발에 활용이 가능할 것으로 여겨진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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