• 생명과학회지
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• 제15권5호
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• pp.679-684
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• 2005

원유 분해능이 강력한 균주를 얻고자 덕유산의 토양으로부터 crude oil을 탄소원으로 이용하는 수십 종을 분리하였다. 분리된 균주 중 원유분해능 및 biosurfactant 생성능이 우수한 균주를 선별하여, 형태학적 특성을 관찰하고 165 rDNA sequence와 』gyrA gene sequence를 통하여 Bacillus atrophaeus DYL-130으로 동정하였다. 동정된 균주 배양액의 표면장력은 최저 28 mN/m까지 감소되었다. 또한 Bacillus atrophaeus DYL-130이 생산하는 biosur-factant가 column chromatography에 의하여 분리 되었으며, 분리된 biosurfactant의 toluene 유화능 및 crude biosurfactant의 유화활성과 안정성이 시험 되었다. Crude biosurfactant의 유화활성은 kerosene에서 최대였으며, soybean oil에서도 높은 편이였으나 유화안정성의 경우 soybean oil을 기질로 하였을 경우가 kerosene을 기질로 하였을 때 보다 우수하였다. 또한 crude biosurfactant의 유화안정성을 합성계면활성제와 비교 한 결과 DYL-130이 생산하는 biosurfactant의 유화안정성이 합성계면활성제와 유사하거나 뛰어남을 확인하였다. Column chroma-tography에 의하여 분리된 biosurfactant는 drop-collapsing method에 의하여 surface-activity가 확인 되었으며 또한 toluene에 대한 유화력이 매우 뛰어난 것을 확인 하였다. 따라서 DYL-130에서 추출한 biosurfactant는 합성계면활성제를 대체할 수 있는 환경친화적인 생물 계면활성제로 사용될 수 있는 가능성을 보여주고 있다. 산업적으로 이 물질을 이용하기 위해서 Bacillus atrephaeus DYL-130이 생산하는 biosurfactant에 대한 구조분석과 물리 화학적 특성, 생분해도 및 환경독성 등의 조사를 수행하여야 할 것으로 생각된다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.468-475
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• 2005

휘발성 유기화합물(VOCs)의 제거를 위한 담체충진형 바이오필터법은 운전이 용이하고 처리비용이 낮다는 장점에도 불구하고 낮은 운전성능과 막힘현상등의 문제를 안고 있다. 이에 대한 대안으로 계면활성제로 형성된 거품을 사용해 VOCs의 물질전달율과 분해효율을 향상시킨 미생물반응기(BFR)가 제안되었다. 본 연구는 VOCs 저감기술로서 BFR의 적용가능성을 확인하기 위하여 수행되었다. 우선, BFR에 사용될 계면활성제를 선정하기 위해, 4종류의 계면활성제를 대상으로 회분실험을 수행하였으며, 실험결과 TritonX-100이 미생물의 생분해도에 미치는 영향이 가장 적어 BFR에 적용하기 적합한 계면활성제로 판명되었다. 선정된 계면활성제를 BFR에 첨가하고, 반응기 내에 유입되는 가스의 체류시간과 톨루엔 유입부하량을 변화시키면서 반응기의 운전성능을 평가하였다. 가스체류시간이 0.5분에서 2분으로 증가하면서 반응기의 톨루엔 분해율도 50%에서 80%로 증가하였다. 그러나 톨루엔 유입부하량이 $38\;g/m^3/hr$에서 $454\;g/m^3/hr$으로 증가하면서 톨루엔 분해율은 70%에서 20%로 감소하였다. 본 실험에서는 BFR의 최대분해능은 $108\;g/m^3/hr$로 나타나 기존 담체 충진형 바이오필터에 비해 높았으며, 따라서 BFR 시스템이 기존의 담체를 이용하는 생물학적 VOCs 저감기술에 대한 대안으로서 가능성이 있음을 알 수 있었다. 하지만, 높거나 낮은 가스유속에서 거품이 안정적으로 발생하지 않는 점 등은 여전히 해결해야할 과제로 남아있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권5호
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• pp.5-12
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• 2012

항생제는 환경에 지속적인 노출과 저항성으로 인해 우려물질로 간주되고 있다. 항생제의 제한적인 생분해능에 따른 하수처리장에서의 불완전한 제거와 광범위한 사용으로 인해 상대적으로 많은 양이 환경에 방류되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 다양한 촉매(Titanium dioxide; $TiO_2$, Hydroxyapatite; HAP)를 통해 항생제의 하나인 sulfamethoxazole의 동역학적 흡착과 광촉매반응에 대해 연구하였으며, 부가적으로 통계적 분석방법인 반응표면법(RSM)을 이용하여 UV/$TiO_2$/HAP 시스템에서의 운전인자의 영향을 살펴보았다. 동역학적 연구결과로 $TiO_2$/HAP의 흡착반응은 유사 2차 반응을 따르는 것으로 나타났으며, 입자내 확산 모델의 적용 결과, 반응속도 상수는 각각 $TiO_2$=$0.064min^{-1}$, HAP=$0.2866min^{-1}$와 $TiO_2$/HAP=$0.3708min^{-1}$으로 나타났다. RSM의 결과로는 ANOVA에서의 회귀항의 유의성이 나타났으며(P-value<0.05) 높은 결정계수 값($R^2$=96.2%, $R^2_{Adj}$=89.3%)이 나타나 이차 회귀모델의 예측이 만족스러운 것으로 관찰되었다. 그리고 Y(SMX 제거율, %)에 대해 예측된 최적 조건들은 코드화된 인자 기준으로 각각 $x_1$(SMX의 초기농도)=-0.7828, $x_2$(촉매의 양)=0.9974 그리고 $x_3$(반응시간)=0.5738로 나타났다. 입자내 확산 모델과 광촉매 산화 반응의 결과에 따르면 $TiO_2$/HAP 공정이 일반적인 고도산화공정에 비해 효율적인 것으로 관찰되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권4호
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• pp.393-400
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• 2008

유기용제 안정제로 사용되는 1,4-다이옥산($C_4H_8O_2$)은 높은 용해도와 독성으로 인해 생태계에 유해하며 미국 EPA 의해 발암가능성이 있는 물질로 분류되어 있다. 국내에서도 환경부에 따르면 2011년부터 수계로의 배출허용기준이 5 mg/L로 추진될 예정에 있다. 따라서 구미의 폴리에스테르 제조 공정에서 발생되는 현재 운전 중인 활성슬러지가 1,4-다이옥산을 기준에 적합하도록 적절하게 처리할 수 있는지를 조사하였다. 이와 같은 목적으로 일부 회사(K, H 및 T)를 대상으로 1,4-다이옥산의 제거율 및 미생물학적 속성이 평가되었다. 처리효율은 H사에서 98%로 가장 높았으며 K사는 77%로 두 개 사 모두 유출농도가 기준에 부합하였다. 그러나 T사 유출수의 1,4-다이옥산 농도는 23 mg/L로 기준보다 높았다. 한편, 각 업체의 활성슬러지를 100 ppm의 1,4-다이옥산이 포함된 BSM(Basal salt medium)에 식종하여 생물학적 분해실험을 수행하였다. 7일간의 운전 후, H사의 슬러지를 이용한 시험에서 1,4-다이옥산이 완전히 제거되었으며 T사는 67%, K사는 52%로 이 처리효율의 차이는 1,4-다이옥산의 양이 아닌 주어진 활성 슬러지의 생분해능이 서로 다른 것에 의한 것임을 확인할 수 있었다. 결과적으로 각 산업체의 미생물 다양성이 16s rDNA cloning 방법을 통해 조사되었으며 Methylibium petroleiphilum PM1이 H사에서 가장 많이 발견되었으며 K사에서 적은 양이, 그리고 T사에서는 발견되지 않았다. Methylibium petroleiphilum PM1은 methyl tertiary-butyl ether(MTBE)와 같은 에테르 물질을 효과적으로 제거하는 것으로 알려져 있다. 이는 산업분야의 관점에서 H사의 활성 슬러지가 1,4-다이옥산의 생분해에 가장 효과적으로 적용될 수 있다는 것을 나타낸다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권2호
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• pp.184-191
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• 2007

활성탄 공정에서 chloropicrin, DCAN, DBAN 및 TCAN과 같은 질소계 염소 소독부산물의 제거기작은 운전초기에는 흡착이 높은 비중을 차지하나 부착미생물의 활성이 중진되면서 부착미생물에 의한 생분해와 흡착에 의해 제거되었으며, 이들 물질들은 생분해능이 큰 물질들로 조사되었다. 입상활성탄 재질별 chloropicrin, DCAN, TCAN 및 DBAN의 제거 특성은 석탄계와 야자계 재질의 활성탄에서 제거율이 높았고, 목탄계는 상대적으로 낮은 제거능을 보였으며, 안트라사이트 biofilter에서 가장 낮은 제거능을 보였다. 활성탄 재질별 부착 미생물의 생체량과 활성도는 석탄계가 가장 높았고, 야자계, 목탄계, 안트라사이트 순으로 나타났으며, 수온 변화에 따른 chloropicrin, DCAN, TCAN 및 DBAN의 제거 특성은 수온이 $10^{\circ}C$ 이하로 저하될 경우 부착 bacteria의 생체량과 활성도 감소로 제거율이 감소하였다. 안트라사이트를 이용한 생물여과 공정은 수온의 변화에 아주 민감하게 변하는 양상을 나타내었으며, 이는 부착 bacteria에 의한 직접적인 생물분해가 주 제거 메카니즘이기 때문인 것으로 나타났다. Chloropicrin, DCAN, TCAN 및 UBAN과 같은 질소계 염소소독부산물들의 유입농도가 높은 경우 이들의 제거시에는 수온의 영향이 매우 중요하며, 흡착능이 소진된 활성탄이나 흡착능이 없는 여재를 사용한 생물여과 공정에서는 수온이 낮은 동절기에는 이들의 유출 가능성이 있었다.