• 한국균학회지
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• 제42권4호
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• pp.333-340
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• 2014

미생물을 이용한 생물학적 방제제의 개발을 위해 연작피해가 없는 순창군 토양으로부터 다양한 미생물 201종을 분리하였고, 이들의 생물학적 활성을 조사하였다. 201종의 분리 세균 중에서 다양한 식물병원성 곰팡이에 대하여 항균활성이 우수한 5종을 선별하였다. 5종의 분리주에 대하여 siderophore를 생산하며 cellulase, protease, amylase와 같은 곰팡이 세포벽 분해효소를 생산하는 능력이 가장 우수한 SCS3 균주를 최종 선별하였다. 최종 선별한 균주 SCS3의 형태학적, 생리학적 및 생화학적 특성을 조사하였고, 16S rRNA 염기서열의 분석에 의해 B. subtilis SCS3으로 명명하였으며, 염기서열 분석에 기반하여 계통수를 작성하였다. 이상의 결과로부터 B. subtilis SCS3은 식물병원성 곰팡이의 방제를 위한 생물학적 방제제로 유용하게 이용될 수 있을 것으로 생각한다.

• 광학세계
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• 통권144호
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• pp.16-24
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• 2013

펨토초는 1000조 분의 1초를 말한다. $10^{-15}$를 의미하는 단위명이 펨토(Femto)이기 때문에 붙여진 이름이다. 눈을 한 번 깜박이는 시간이 약 10분의 1초, 총알이 물체를 통과하는 데 걸리는 시간이 약 100만 분의 5초인 점을 감안하면 펨토초는 상상하기도 힘들 정도로 빠른 시간인 셈이다. 이런 펨토초 동안 벌어지는 물리, 화학, 생물학적 현상을 연구하는 학문이 펨토과학이며 주로 펨토초 레이저를 이용해 관찰한다. 현재 전 세계적으로 펨토초의 극히 짧은 시간에 1000조 와트(페타와트)의 고출력 레이저를 발생시킬 수 있는 광양자빔 연구시설 구축 사업이 활발하게 진행되고 있다. 국내에서는 광주과학기술원(GIST) 고등광기술연구소가 '극초단 광양자빔 연구시설 설치 운영사업(사업책임자: 이종민 교수)'을 통해 국가 대형 레이저 연구시설인 '페타와트 극초단 초강력 레이저 연구시설(PULSER)'을 최근 구축 완료했다. 이번호에서는 21세기를 이끌 신성장동력 중 하나로 각광 받고 있는 펨토과학기술의 국내 연구 현황과 페타와트 극초단 초강력 레이저 연구시설(PULSER)에 대해 자세히 소개하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.859-863
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• 2008

축산폐수, 침출수 등의 고농도 폐수를 생물학적으로 처리할 경우 최종 방류수는 강한 색도를 띠며 고분자량의 유기물질을 다량 함유한다. 이는 생물학적으로 분해하기 어려운 유기성 복합체와 생화학적 반응에 의한 중간생성물로 색도를 띠는 천연유기물질(NOM)을 포함한다. 생물학적 처리수의 색도는 심미적인 불안감, 방류수역의 수질오염 및 공중보건상의 잠재적 위해성을 갖는다. 또한, 수자원 이용측면에서 정수처리공정에서의 약품투입량 증가와 특히, 소독부산물 생성이라는 잠재적 문제점이 뒤따른다. 따라서 이러한 문제점을 해소하기 위한 생물학적 2차 처리수의 후속처리가 요구되며, 실제로 난분해성 유기물과 색도를 제거하기 위한 흡착, 막 분리, 고급산화(AOP) 및 화학적 응집 등의 물리-화학적 공정에 대한 연구가 수행되어왔다. 특히, 화학적 응집은 무기응집제 또는 고분자중합체(Polymer)를 이용하여 콜로이드성 입자와 색도를 띠는 난분해성 유기물을 전기적 불안정화를 유도함으로서 흡착 및 응집과정을 통해 제거하는 공정으로 많은 연구자들에 의해 연구되어왔다. 그러나 난분해성 유기물과 색도제거는 대상원수의 성상과 화학적 특성 등에 따라 각각의 제거효율과 최적 운전조건이 상이하게 나타난다. 화학적 응집공정은 비교적 높은 제거효율을 보이지만, 운전 및 유지관리의 기술적 어려움, 경제적 비효율성 등으로 인하여 적용에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 본 논문에서는 생물학적 혐기-호기성 공정에서 방류되는 축산폐수의 2차 처리수를 대상으로 화학적 응집에 의한 색도 및 난분해성 유기물의 제거거동을 고찰하였다. 대상 처리수의 $TCOD_{Cr}$ 농도는 평균 410 mg/L인 반면, $BOD_5$는 7-15 mg/L 범위로 난분해성 유기물을 다량 함유하고 있음을 알 수 있었다. 이에 황산알루미늄(Aluminium sulfate; $Al_2(SO_4){\cdot}14H_2O$)과 염화철(ferric chloride)의 무기응집제를 이용하여 자 테스트(jar test)를 수행한 결과, 동일한 응집제 주입량에서 염화철의 유기물 제거 효율이 높은 것으로 나타났다. 황산알루미늄과 염화철의 경우 각각의 응집제 주입율 5.85mM에서 89%, 7.03mM에서 97.5%의 최대 유기물 제거효율을 보여주었으며, 이 때 최종 pH는 4.0-5.6 범위이었다. 한편, 대상 원수 내의 콜로이드성 입자 또는 용존성 유기물의 작용기(functional group)는 일반적으로 음으로 하전 되어 있어 응집에 의해 잘 제거되지 않는 특성을 가지고 있다. 따라서 과량의 응집제를 주입하여 다가의 양이온성 금속염을 흡착시켜 전기적으로 중화시키고, 생성된 침전성 수화물 내에 포획 또는 여과시켜 제거하게 된다. 이 때, 금속염 수화종의 전하밀도가 응집효율에 영향을 주는 것으로 알려져 있는데, 다가의 양이온은 전기적 이중층(Double layer) 압축에 의한 불안정화를 향상시킬 수 있기 때문에다. 또한, 2가 금속염은 색도유발물질과 흡착하여 humate 또는 fulvate 등의 착화합물(complex)을 형성시켜 응집효율을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 생물학적 2차 처리수의 화학적 응집처리에 있어서 알루미늄염 등의 다가이온 첨가가 응집에 미치는 영향을 관찰하고, 후속되는 플록형성 및 침전공정에 의한 제거효율을 비교, 평가함으로써 2차 처리수로부터 난분해성 유기물과 색도를 보다 효과적이고 경제적으로 제거할 수 있는 최적인자를 도출하고자 하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제2권2호
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• pp.65-72
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• 1983

담수토양(湛水土壤)에서 carbamate 계살충제(系殺蟲劑) BPMC 및 carbofuran의 분해(分解)에 미치는 몇가지 토양(土壤), 농약(農藥) 및 환경인자(環境因子)들의 영향(影響)을 조사(調査)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1) BPMC와 carbofuran은 담수(湛水) 또는 비담수처리(非湛水處理)로 분해(分解)에 큰 영향(影響)이 없었다. 다만 시험토양(試驗土壤)에서 carbofuran에 비(比)해 BPMC는 현저(顯著)하게 분해(分解)가 빨랐다. 2) 시험토양(試驗土壤)에서 BPMC와 carbofuran의 분해(分解)는 pH에 의존(依存)하며 pH가 클수록 분해(分解)가 촉진(促進)되었으며, pH 효과(效果)는 BPMC보다 carbofuran 에서 명백(明白)히 나타났다. 3) BPMC와 carbofuran은 모두 토양(土壤)의 유기물함량(有機物含量)이 높을수록 분해(分解)가 지연되었다. 4) BPMC와 carbofuran은 고온(高溫), 고처리농도(高處理濃度)에서 분해(分解)가 빨랐다. 5) 토양살균(土壤殺菌)은 양(兩) carbamate 살충제의 분해(分解)를 현저하게 감소시켰다. 6) 담수토양(湛水土壤)에서 BPMC 및 carbofuran은 화학적분해(化學的分解)와 토양미생물(土壤微生物)에 의(依)한 생물학적(生物學的) 분해(分解)가 병행(倂行)되는 것으로 해석되었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2002년도 생물공학의 동향 (X)
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• pp.361-364
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• 2002

본 연구에서는 오존과 생물활성탄을 연계시킨 공정을 통하여 용존 유기물질의 제거 경향을 살펴보았다. 오존 처리를 거치면서 원수중의 난분해성 용존 유기물질과 같이 생물학적 분해 속도가 느린 화합물의 상당량이 저분자 형태로 전환되었음을 파악할 수 있었으며, 오존 처리후의 생분해성의 향상에 의해 흡착의 부담이 경감되어 활성탄의 수명이 연장되는 것으로 조사되었다. 생물활성탄 반응조 내에서 여층 깊이에 따른 DOC 제거 경향을 알아본 결과, 전체 제거량의 약 50%가 column 상단에서 제거되었으며, 따라서 짧은 EBCT 에서도 용존 유기탄소의 제거는 용이한 것을 사료된다. 또한 유기 오염에 대한 지표로서 국내외에서 일반적으로 고도정수처리의 처리 대상물질로 선정되어 있는 암모니아성 질소의 제거는 75.9%로 상당히 높은 제거율을 나타내었다.

• 미생물학회지
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• 제47권4호
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• pp.356-363
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• 2011

유류의 유출로 인한 총석유계탄화수소(total petroleum hydrocarbons: TPH)는 종종 토양과 지하수의 오염을 초래하고 있다. TPH는 환경에 노출이 될 경우 물리화학적 과정을 거쳐 분해가 되나 그 반응은 상대적으로 느리다. 본 연구에서는 TPH로 오염된 토양의 환경친화적인 처리기법을 궁극적으로 개발하기 위해서 화학적 및 생물학적 통합기술을 도입하고자 시도하였다. 여기서 펜톤유사반응을 전처리단계로 도입하고 이후 디젤분해 혼합균을 처리하여(생물증강법) 오염유류를 처리하고자 하였다. 계면활성제 OP-10S (0.05%)과 산화제($FeSO_4$ 4%, 및 $H_2O_2$ 5%)를 사용할 경우 토양으로부터 효율적으로 TPH를 처리, 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 디젤분해 혼합균을 토양슬러리에 접종할 경우 100배 이상 분해균의 밀도상승이 관찰되었는데 이는 접종된 분해균이 오염된 토양에서 성공적으로 존재할 수 있음을 의미한다($10^8-10^9$ CFU/g slurry). Fenton으로 처리된 토양에서의 TPH 제거 효율은 분해균으로 생물증강을 실시할 경우 최소한 57% 정도 상승되는 것으로 나타났다. 그러나 화학적, 생물학적 연속처리를 실시할 경우 대조구(무처리; 재거효율 95%)에 비해 상대적으로 낮은 처리효율(79-83%)을 나타내었는데, 이는 화학처리 중에 발생하는 자유기(free radicals) 함유 산화물질이 분해를 억제한 것에 기인하는 것으로 보인다. 본 연구에서의 얻어진 결과는 환경에 있어서 TPH로 오염된 토양과 저질을 효율적으로 정화하고 토양생태계의 신속한 회복에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제10권1호
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• pp.14-21
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• 2000

음요수 중의 유기탄소의 제거수단으로써 biofiltration법의 타당성을 검토하였다.NOM에서의 생분해 가능한 분율을 알아보기위하여 행하여 졌다. UV 조사량을 3가지로 달리하였을 경우에 회분식에서의 생분해능과 비교하였다. 생물여과 반응기 실험의 경우에 생분해 특성을 검토한 결과 EBCT, 순환비 및 유입농도등과 같은 운전피라미터들이 생물여과 반응기의 생분해능에 영향을 미침을 알 수있었다. 생물여과 반응기의 유출수에서의 UV/DOC의 비는 반응기에 공급되는 원료중의 UV/DOC비에 비해 증가하였으며, 이로부터 생분해에 의해 저거된 DOC는 UV에 의해 그다지 흡수되지 않는 물질임을 알 수있었다. 본 여눅를 통해 생분해 가능한 DOC의 부분을 제거하는데 있어서 생물여과공법이 효과적인 방법이라는 것을 알수있었으며 UV처리와 bilfiltration을 연계한 공정은 수처리 시설에서 유출수의 DOC농도는 낮추는데 효과적인 한가지 방안으로 사료되었다.

• 한국토양환경학회지
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• 제3권2호
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• pp.115-125
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• 1998

오염된 토양 중 phenanthrene의 분해에 미치는 비이온계 계면활성제와 생물계면활성제의 영향을 살펴보았다. 비이온계 합성 계면활성제로 polyoxyethylene oreyl esterC$^{17}$ H$^{33}$ COO($C_2$$H_4$O)nH) 와 생물계면활성제인 sophorolipid를 적용하였다. 계면활성제의 농도, 수분함량, 접종균 처리 방법 및 종류, pH, 온도, 부가영양분 등의 변수들이 phenanthrene의 생분해에 미치는 영향을 비교실험 하였다. 계면활성제 농도가 CMC이하의 경우 계면활성제는 phenanthrene의 생분해성을 촉진하였으나, CMC 값 이상의 영역에서는 계면활성제가 미생물의 phenanthrene분해작용을 저해하였다. 30%의 수분함량과 pH 7, $30^{\circ}C$에서, 부가영양분으로 glucose를 10g/L수준으로 첨가하였을 때 좋은 분해도를 나타내었다. 충진제로 짚이 첨가되는 경우 토양 : 짚의 중량비가 5:2이고, 수분함량이 50%인 경우 phenanthrene의 분해가 촉진되었다.

• 한국환경보건학회:학술대회논문집
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• 한국환경보건학회 2005년도 가을학술대회
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• pp.143-146
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• 2005

O_$3/H_2O_2$를 이용하여 1,4-dioxane의 산화처리에 미치는 $H_2O_2$ 농도의 영향에 대하여 고찰하였다. 또한 1,4-dioxane의 생물학적 분해가능성도 파악하였다. 실험은 bubble column reactor를 이용하여 수행되었으며, 여러 pH 및 $H_2O_2$ 조건에서 수행되었다. $H_2O_2$ 농도가 40 - 120 mg/L 범위에서, 초기 $H_2O_2$ 농도가 높을수록 1,4-dioxane의 제거율 및 생물분해성도 증가하였다.

• 과학과기술
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• 제5호통권468호
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• pp.6-9
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• 2008

외부 행성에서 생명체 전구물질인 유기물 성분이 처음으로 발견됐다. 미항공우주국 연구진은 '네이처'에서 지난해 5월 허블우주망원경의 근적외선 카메라 및 다중목표물 분광계(NICMOS)를 이용해 지구에서 63광년 떨어진 여우자리에 있는 목성 크기 행성 HD 189733b 대기권에서 메탄 화합물을 발견했다고 밝혔다. 탄소와 수소로 이루어진 메탄은 태양계 행성 대부분에서 발견되지만 외부 행성에서 발견되기는 이번이 처음이다. 연구진은 이 행성에서 물도 발견됐지만 중심별과 가까워 온도가 $900^{\circ}C$로 생명체가 살기에는 너무 뜨겁다며 조건이 이보다 좋은 행성이라면 생명물질을 추적해 볼 만하다고 밝혔다. 지구 대기권에서 메탄은 화학반응을 통해 빠른 속도로 분해되지만 작은 행성에서라면 지구에서처럼 분해된 메탄에서 나온 수소가 빠른 속도로 우주로 빠져 나올 것으로 예상된다. 과학자들은 지구 크기의 행성에서 많은 양의 메탄이 발견된다는 것은 생물학적 과정의 결과일 가능성이 있는 것으로 보고 있다. 메탄은 비생물학적 과정에서도 형성될 수 있지만 이런 경우 다량의 입자를 만들지는 않는다. 과학자들은 2013년 발사될 제임스 웹 망원경을통해다른외부행성에서물과메탄을찾아나설계획이다.