• 한국광물학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.265-275
• /
• 2006

미생물을 이용한 원석 또는 폐석으로부터 인류에 유용한 원소 및 중금속의 용출은 초기 연구단계에 있는 새로운 생물학적 기술 중의 하나이다. 본 연구의 목적은 갯벌 퇴적물에서 분리한 미생물(Microcosm)을 이용하여 자철석으로부터 철의 용출 및 용출된 철의 생광화작용에 따른 2차 물질의 형성을 규명하고자 한다. 갯벌퇴적물에서 분리한 철 환원 박테리아(Microcosm)가 글루코스($10{\sim}20mM$)를 이용하여 성장하는 동안 자철석으로부터 철의 용출 및 2차 물질의 형성을 ICP, XRD, SEM-EDX 및 TEM을 이용하여 연구하였다. 미생물배지에 상업용 자철석(미생물배지 : 자철석 = 100 : 1)과 철환원 박테리아를 넣고 혐기성 및 호기성 조건하에서 철 용출 및 2차 물질의 형성실험을 실시한 결과, 철의 용출 실험동안 미생물배지의 Eh는 호기성 조건에서 +250 mV에서 -520 mV 까지 감소하고, pH 7.3에서 5.5까지 감소하였다. 혐기성 환경에서 박테리아의 활동에 따라 15일째 자철석으로부터 94 ppm의 Fe를 용출하였으며, 박테리아가 없는 혐기성 조건 하에서는 0.9 ppm의 Fe의 용출을 보여 주었다. 호기성 환경에서 박테리아의 활동에 따라 자철석으로부터 15일째 107 ppm의 Fe를 용출하였다. 배양을 시작한지 1개월이 지난 시점에서는 미생물배지에 용출되어 있는 Fe가 혐기성 조건에서는 57ppm의 Fe가, 호기성 조건하에서는 6.5 ppm의 Fe 각각 존재하였다. 박테리아가 배양되는 동안 용출된 철의 감소는 2차물질의 형성에 철이 소비된 것으로 사료되며, 호기성 조건하에서는 적갈색의 2차 물질 형성을 보여주었다. 미생물에 의한 자철석으로부터 철과 망간의 용출은 미생물의 활동에 따른 미생물배지의 열역학적인 조건(Eh/pH)의 변화 및 유기물의 산화에 따른 유기산의 형성에 기인한 것으로 사료된다. 미생물을 이용한 결정질의 자철석으로부터 철의 용출 및 비정질의 2차물질의 형성은 미생물의 퇴적물 내에서 철의 순환에 중요한 역할을 담당할 뿐만 아니라 미생물을 이용한 유용물질의 침출(Bioleaching) 및 생광화작용에 따른 광물의 합성 가능성을 시사한다.

• 유기물자원화
• /
• 제8권4호
• /
• pp.78-85
• /
• 2000

음식물쓰레기의 산발효 침출액은 중온의 UASB 반응조에서 매우 효과적으로 처리되었다. COD 제거율은 부하율 $15.8g\;COD/{\ell}{\cdot}d$까지 96%이상의 효율을 유지하였으며, 메탄생성율은 $5.5{\ell}/{\ell}{\cdot}d$까지 증가하였다. 제거된 COD 중에서는 92%가 메탄으로 전환되었고 나머지는 미생물로 전환된 것으로 보인다. 부하율 $18.7g\;COD/{\ell}{\cdot}d$ 이상에서는 COD 제거율이 크게 감소하였는데, 이는 10.6 h 이하의 짧은 HRT에 의한 슬러지의 부상 및 washout에 기인한다. SMA(specific methanogenic activity) 값은 뷰틸산에 대하여 가장 컸고, 프로피온산에 대하여 가장 작았는데, 이는 유출수 중에서 잔류 프로피온산의 농도가 가장 높았던 사실과 일치한다. 대표적인 미생물은 Methanosaeta였으며, 운전기간 동안 슬러지의 입경이 증가하여 식종균에는 전체 양의 64.3%가 1.4 mm보다 작았지만 운전 후에는 75.1%가 1.4 mm 이상을 차지하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제6권2호
• /
• pp.49-56
• /
• 2001

방향족 탄화수소계 화합물중 하나인 benzene은 대수층내에서 물리, 화학, 생물학적 작용에 의하여 분해될 수 있다. 본 연구의 목적은 주상실험을 통하여 세 가지 서로 다른 형태의 분해를 분석하는 것이다. 사질토양에서 benzene의 이동특성을 고찰하기 위하여 KCl및 benzene을 추적자로 사용한 서로 다른 네 가지 경우 (case 1: 과산화수소수와 미생물을 모두 적용하지 않은 경우, case 2: 과산화수소만, case 3: 미생물만, case 4: 과산화수소와 미생물을 모두 적용)의 주상실험이 수행되었다. 모든 경우의 주상실험에서 도출된 KCl 및 benzene의 파과곡선에서 첨두농도의 도달시간은 거의 일치하였고 benzene의 첨두농도가 KCl의 값보다 매우 낮았다. 이 결과로부터 benzene의 운송에서 가장 큰 영향을 미치는 것은 지연현상이 아닌 비가역 흡착 및 분해에 의한 감쇄작용임을 알 수 있었다. 흡착 및 분해에 의한 benzene의 감쇄작용은 과산화수소 및 미생물을 첨가하였을 때 증가하였다. 모든 경우의 주상실험에서 용존산소는 benzene의 농도가 증가할수록 감소하였으며 이것은 bengene의 분해에 의하여 용존산소가 소모되었음을 의미한다. 미생물을 첨가한 주상실험 결과 (case 3과 case 4) 침출수에서의 미생물의 농도는 초기 주입농도보다 매우 낮았고, benzene이 파과한 후에도 시간이 지남에 따라 증가하였으며 이것은 토양 표면으로의 가역 및 비가역 흡착에 의한 미생물의 지연현상에 기인한 것이라고 사료된다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제15권12호
• /
• pp.1185-1191
• /
• 2006

The high surface area polymer, AquaMats$^{circledR}$ was used for the leachate purification process originated from the Samsan Dong Landfill in Ulsan Metropolitan City. And then, three species of dominant microbes were isolated and identified from AquaMats$^{circledR}$. Gram staining revealed these microbes to be Gram-negative rod strains: They were identified as Agrobacterium radiobacter, Pseudomonas cepacia, Flavobacterium indologenes. All they showed no growth on media in which the leachate was added alone, but a rapid proliferation rate on media with yeast extract as nutrient requirements.

• 한국환경보건학회지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.70-76
• /
• 1998

Activation bacteria, identified from commercial microbial products, were applied to leachate treatment. Total seven strains of bacteria Enterobacteriaceae spp. (5), Bacillus sp. (1), Aeromonas sp. (1) were seeded in the leachate and cultured in the shaking incubator at 25$^{\circ}$C and 250 rpm. While cultured, they were sampled in given time intervals and the removal rates of SS, COD, BOD, T-N.and T-P were measured an indicators of leachate treatment. Through the screening test, four of 7 strains of bacteria were considered to be effective and they were named as "effective group". The capability of leachate treatment was observed on three different groups of bacteria single, effctive, and total mixed. The result showed that the removal rates of COD and SS for the total mixed group were 64 and 71% respectively. BOD removal rate was reached nearly 99% by seeding of effective griup and removal rates of T-P and T-N were 83 and 82% respectively. However seeding of single strain was less effective than that of any mixed group in leachate treatment.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
• /
• 한국자원리싸이클링학회 2004년도 춘계임시총회 및 제23회 학술대회
• /
• pp.74-81
• /
• 2004

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2001년도 제3회 부산.경남지부 심포지엄
• /
• pp.29-48
• /
• 2001

일반적인 폐수처리 시 여러 광물들이 사용되는 데 예를 들면, 수산화칼슘 및 탄산나트륨은 중화제, 점토는 응집제, 알룸(alum) 및 염화철은 인 제거제로 사용되고 있다. 산성광산배수인 경우에는 알칼리성의 중화제로 석회 (CaO), 석회석 (CaCO$_3$), 가성소다 (NaOH), 탄산나트륨 (NaCO$_3$) 등이 사용된다. 그러나, 설비비 및 유지비가 많이 들어 몇 십년 동안 계속해서 침출되는 산성광산배수를 처리하기에는 문제가 있다. 산성광산배수 (Acid Mine Drainage, AMD)는 pH가 6.0 미만이고 총산도 (totalacidity)가 총알카리도 (total alkalinity)를 초과하는 물로서 노천광이 가행되었던 지역, 가행중이거나 휴광 또는 폐광된 광산에서 유출된다. 또한 도로사면 절개부나 지하철 터널에서도 황철석(pyrite)이나 백철석 (marcasite)을 함유하는 층이 공기 중에 노출되면 산성수가 침출되어 나오기도 한다. 산성광산배수에 의한 하천수의 오염이 매우 극심하여 때로는 미생물마저도 그 속에 살 수 없게 된다. 산성광산배수에 의해 오염된 하천수의 오염범위는 산성수의 양, 농도, 하천에 유입되는 산성수의 분포, 상류에서 흘러드는 오염되지 않은 물의 양, 지류에서 유입되는 물의 양에 따라 좌우된다. 산성광산배수 오염이 문제시되고 있는 나라는 미국을 포함하여 호주, 일본, 한국, 러시아, 남아연방 등이다. 산성광산배수는 환원환경에서 생성된 석탄층 및 접촉교대 또는 열수에 의해 생성된 금속광이 공기 및 물에 노출되어 생성되는 자연적인 현상이다. 그러나 국지적인 지역에서 인간이 이 광상들을 환경영향을 고려하지 않고 대규모로 개발할 때 인간 생활에 심각한 영향을 미치는 것이다. 광산산성배수를 처리하기 위해 상기와 같이 여러 기술이 도입 적용되었으며 일부 기술들은 현재도 사용되고 있다. 각 기술마다 일장일단이 있으므로 경비의 과다, 유지 및 관리에 대한 지속성 여부, 공간의 확보 여부, 지역적 특수성에 맞춰 가장 적합한 방법을 채택하여야 하며 꾸준히 채택한 기술의 개량 및 새로운 기술의 첨가가 요구되고 있다. 따라서, 산성광산배수 오염지대에 대해 획일적으로 같은 처리방법을 채택하여 사용하는 것보다 각 지역 또는 광산산성폐수가 유출되어 나오는 광산폐기물의 특성 등을 고려하여 거기에 맞는 기술들을 복합적으로 또는 단독으로 사용하되 처리방법 채택 시 신중을 기할 것이 요망된다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.136-141
• /
• 1997

부산광역시의 대표적인 사용종료 쓰레기매립지인 H. 매립지, S. 매립지와 E. 매립지의 시간에 따른 침출수의 특성을 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 최근에 사용종료된 E. 매립지의 경우 H. 와 S. 매립지에 비하여 pH 변화특성이 아주 급격하게 증가하는 추세를 나타내고 있는데, 이는 혐기성 분해작용으로 인하여 생성된 $NH_3$ 용해와 $NO_3$의 탈질과정으로 pH가 상승하는 것으로 추정된다. 2. BOD와 $COD_{Cr}$의 변화는 아주 크며, E.와 S. 매립지의 경우 매립초기에는 비슷한 농도로 높은 반면에 H. 매립지의 초기농도는 낮게 보이고 있는데, 이는 매립당시 쓰레기의 성상이 다른 매립지에 비하여 유기성 물질의 농도가 낮기 때문으로 판단된다. 3. 가연성 물질 중 음식물류가 차지하는 비율이 높은 E. 매립지의 경우 H.와 S. 매립지에 비하여 초기부터 전반적으로 고농도의 SS를 유지하고 있으며, 상당히 심하게 농도가 변화하는 것을 알 수 있다. 4. 매립시간이 경과할수록 T-N의 농도가 증가하는 현상을 보이지만 T-P는 비슷한 양상을 나타내고 있으며 T-N성분은 $NH_3-N$가 대부분을 차지하고 있고 질산성 질소는 거의 미량으로 존재하는 것으로 나타났다. 5. 침출수 중 대표적인 중금속은 대부분이 한계농도 보다 낮은 농도를 보이며 생물학적 처리시 미생물에 그다지 영향을 미치지 않을 것으로 사료된다.

• 유기물자원화
• /
• 제12권3호
• /
• pp.76-85
• /
• 2004

폐기물의 혐기성 분해반응은 메탄 발생 및 건강 위해성 등과 같은 악영향을 줄 수 있다. 폐기물을 호기적인 조건에서 분해하는 것은 메탄발생 억제 및 폐기물의 조기 안정화를 촉진하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 굴착폐기물을 충전한 모의 매립조를 호기 및 혐기 조건으로 운전함으로써 공기주입이 매립지의 조기안정화에 미치는 영향을 살펴보았다. 본 연구에서는 전주 S 비위생 매립지(매립기간: 1991. 11~1994. 11)에서 폐기물을 굴착하여 시료로 이용하였다. 굴착폐기물은 물리적 조성은 토사류, 비닐/플라스틱류의 난분해성 및 비분해성 물질이 대부분이었다. 호기성 매립조의 발생가스 조성에서 비교적 높은 산소와 이산화탄소 농도가 나타나 미생물에 의한 호기성 분해가 활발하게 일어나고 있는 것을 알 수 있었다. 굴착폐기물의 혐기성 분해는 매우 미미하여 혐기성 매립조에서는 저농도의 $CH_4$ 가스가 발생하였다. 모의매립조의 침출수 pH는 혐기성 매립조 7.7~8.9, 호기성 매립조 7.3~8.5로 약알카리성을 나타내었다. BOD, COD, $NH_4-N$, $NO_3-N$의 농도변화를 관찰해 보았을 때, 굴착폐기물에 공기를 주입하여 호기성 조건을 만들어 주는 것은 유기물의 생물학적 분해를 가속화하여 침출수의 수질 개선에 큰 도움을 주는 것으로 나타났다.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제38권3호
• /
• pp.372-376
• /
• 2009

민간에서 경험적으로 외부와 구분되는 용기 속에서 감식 초발효에 관여하는 미생물의 접종이나 당의 첨가, 온도조절 없이 자연적으로 발효하여 만들어지는 감식초 제조기간 중 품질에 영향을 미치는 pH 및 미생물 수, 색상, 유기산, 유리당을 분석하여 발효기간 중 변화를 조사하였다. 알코올 발효기간 중 20일까지는 감 내의 pH와 산도가 미량 변화를 나타내었으나, 그 이후 유의적인 차이를 보여주었다. 발효기간별 유기산 발효액의 색상 변화 중 백색도(L)와 적색도(a)는 숙성기간이 증가함에 따라 높아졌으며, 갈변정도의 지표인 황색도(b)는 숙성기간이 길어지면서 감소하는 경향을 보였다. 유기산 발효 6개월을 기준으로 전체적인 색차(${\Delta}E$) 변화를 보면, 숙성기간이 길어짐에 따라 전체적인 색차의 변화가 높았다. 따라서 유기산 발효가 진행됨에 따라 식초액은 점차적으로 밝은 적색으로 변하였다. 알코올발효가 주로 일어나는 초기 10일까지 감의 유리당은 증가하였나, 이후 알코올발효가 활발히 진행되어 기질인 유리당의 함량은 급격한 감소를 나타내었다. 초기 40일 이후 유기산 발효기간 중 원형을 유지한 감과 침출액의 유리당 함량은 지속적으로 감소하여, 발효 3년 후에는 미량 존재하였다. 알코올 발효기간 중 유기산은 미량 존재하였다. 그러나 알코올발효가 끝나고 감식초를 첨가하는 40일 이후부터 초산과 젖산은 급격히 증가하였으며, 구연산은 미량 증가하였다. 이후 유기산 발효기간 중 원형을 유지한 감과 침출액의 구연산과 젖산 함량은 모두 최고치를 나타낸 뒤 점차 감소하면서 초산은 점차적으로 증가하여 3년 이후는 큰 변화가 없었다.