혐기성 소화조 슬러지 주입에 의한 디젤오염(10,000 mg/kg soil) 토양 내 석유계 탄화수소의 혐기성 분해에 관하여 조사하였다. 오염된 토양 50 g에 총휘발성 고형물 농도 2,000 mg/L인 소화조 슬러지를 15 mL/kg soil와 30 mL/kg soil 농도로 주입하고 90일간 배양한 결과, 각각 37.2%와 58.0%의 총석유계 탄화수소(TPH)의 분해율을 나타내었다. 슬러지를 주입하지 않은 오염토양 대조군과 멸균된 토양에 멸균된 슬러지를 주입한 대조군에서는 120일간의 배양에서 초기 첨가한 디젤의 17%와 4%가 각각 제거된 것에 비하여, 전자수용체의 종류를 달리한 여러 혐기성 조건, 즉, 질산염 환원 조건, 황산염 환원 조건, 메탄생성 조건, 혼합 전자수용체 조건 모두에서 소화조 슬러지 주입에 의해 토양 내 디젤의 40% 이상이 분해됨을 확인할 수 있었다. 배양 120일 동안의 오염토양 내 TPH의 분해율은 혼합 전자수용체 조건에서 75%로 가장 높았으며, 황산염 환원 조건(67%), 질산염 환원 조건(13%), 메탄생성 조건(43%) 순으로 나타났다. 그러나 난분해성 물질로 알려진 isoprenoid의 분해율은 황산염 환원 조건이 다른 전자수용체 조건에 비해 가장 높은 분해율을 나타내었다. 본 연구 결과를 통하여, 소화조 슬러지를 이용하여 혐기성 상태에서 오염토양 내 디젤을 분해하는 기술은 석유계 탄화수소로 오염된 토양의 실질적인 복원에 유용한 것으로 판단되었다.
본 연구에서는 유류오염 토양현장샘플을 이용한 실험실 규모의 회분식 실험을 통해 다양한 환원조건하에서 BTEX와 MTBE의 자연정화 평가 및 현장 생복원 기술 적용 타당성을 검토하는데 있다. 첫째, 오염토양과 비오염 토양에서 충분한 전자수용체의 존재는 유류오염물질의 생분해능을 증가시킬 수 있었음 알았다. 둘째, 같은 토양이라도 전자수용체의 종류와 유류오염물질의 특성에 따른 생분해능의 다양성을 확인할 수 있었다. 셋째, BTEX에 비해 MTBE의 분해가 매우 느림을 확인하였다. 본 실험은 아직 초기 단계의 실험으로 현장 조건을 충분히 만족 시키지는 못한다. 추가적인 pH 변화에 따른 전자수용체의 이용 특성 및 토양-지하수 microcosm test, 혐기성 생분해 부산물인 $CO_2$, $N_2$ 또는 $N_2$O, TBA의 연구가 실시되어야 하겠다.
본 실험은 An-Ax 조건에서 $NO_3$ loading에 변화를 주면서 DNPAOs의 존재 유무를 확인하고 과연 이 미생물이 무산소조에서 이 PHA를 탄소원으로 인섭취를 할 수 있는지의 여부를 조사하고자 수행하였다. 유입 $NO_3$농도에 따라 전체를 4개의 case로 분류하여 실험을 수행하였다. case I에서는 인섭취가 43.68 mg/day로 거의 일어나지 않았는데 이는 전자수용체로서 $NO_3$가 부족했기 때문 이였다. 다음 caseII에서는 333.36 mg/day로 인섭취량이 많이 증가하였고 case III, IV에서는 각각 447.48, 428.64 mg/day로 거의 일정해졌다. 이를 통해 전자수용체로 $NO_3$를 이용하는 DNPAOs가 존재함을 분명히 알 수 있었고 또한 이 미생물이 최적으로 P 섭취를 할 수 있는 유입 $NO_3$농도는 본 실험 조건에서 는 20mg/L였다.
연안 저서시료에 의한 benzene과 toluene, meta-xylene(BTX)의 혐기성 분해를 촉진시키기 위해 전자수용체 및 접종 시료의 적응에 따른 분해 정도를 조사하였다. 비적응 시료에 의해 BTX 는 10주 정도의 적응기 후에 분해되기 시작하여 16주 경과 후 benzene은 37~61%, toluene은 57~61% 분해되었다. 접종 시료별 혐기성 분해도는 유해물질의 유입이 많은 지역에서 채취한 시료가 우수한 분해력을 보였다. 그러나 6개월 가량 적응시킨 결과, 접종 시료별 BTX의 분해 차이는 나타나지 않았으며 적응기가 발생하지 않은 채 빨리 분해시켰다. BTX 단일 화합물을 첨가하였을 경우, 메탄생성 조건에서도 분해도가 다른 조건에 비해 다소 느리게 일어났으며, BTX 혼합체에서는 탈질화 조건에서 분해력이 다소 떨어졌다. BTX의 성분별 분해 정도는 m-xylene이 가장 빨랐으며, benzene의 분해가 가장 느렸다. 오랜 기간 BTX에 적응된 시료에 의해서도 m-xylene의 분해가 빨랐으나 benzene의 분해도 신속히 일어나 toluene과 비슷한 분해율을 나타냈다. 이러한 BTX의 혐기성 분해에 따라 독성이 감소하였다.
무산소 조건에서의 인섭취를 이용한 질소, 인 화합물의 동시 제거 가능성을 연속회분식반응기(SBR)를 사용하여 고찰하였다. 혐기-호기상의 AO SBR 반응기에 점차적으로 무산소상을 도입함으로써 질산염을 전자수용체로 사용하여 탈질이 가능한 인섭취 미생물들(DPAOs)을 다량으로 축적하였다.(혐기-호기-무산소-호기상의 $(AO)_2$ SBR). 무산소상과 호기상에서의 인섭취율을 비교해 보았을 때, 전체 인제거 미생물 내에서 DPAOs의 비율이 약 10%에서 64%까지 증가하였다. $(AO)_2$ SBR은 안정된 질소, 인제거 성능을 보였으며, 유기물질, 질소, 인 화합물의 제거율은 각각 92%, 88%, 100%였다. $(AO)_2$ SBR의 운전결과와 회분식 실험으로 부터 아질산염은 무산소상에서의 인제거 반응에 어떠한 악영향도 미치지 않으며, 오히려 질산염과 함께 전자 수용체로 사용되어짐을 알 수 있었다.
신발 중창용 EVA 발포체의 수용성 폴리우레탄계 접착제에 대한 접착력을 증가시키기 위하여 발포체 표면을 저온 플라즈마 처리하였다. 플라즈마 처리기체 종류, 플라즈마 처리시간, 전극과 시료와의 거리등의 조건에 따른 발포체의 표면형태, 접촉각 및 수성폴리우레탄에 대한 접착력 등을 주사전자현미경, 접촉각 측정기, 인장강도시험기 등을 사용하여 측정하였다. 플라즈마 처리시간이 증가함에 따라 플라즈마 에칭에 의한 표면 형태의 변화가 더욱 뚜렷하게 나타났으며, 물로 측정한 발포체의 표면 접촉각은 현저히 감소하였다. 플라즈마 처리시간이 증가함에 따라 접착력은 현저히 증가하였다.
황화합물은 혐기성환경에서 혐기성호흡을 위한 매우 중요한 전자수용체이다. 본 연구를 통하여 한국의 다양한 습지에서 배양을 통한 황산염/황-환원세균의 특성연구를 실시하였다. 이를 분리하기 위하여 혐기성 roll tube법을 통해 총 11개의 순수 배양체를 확보하였다. 16S rDNA를 이용한 계통분석 및 상동성 분석을 실시하여 Desulfovibrio 속의 세균 8종, Sulfurospirillum 속의 세균 2종, Desulfitobacterium 속의 세균 1종을 얻을 수 있었다. 이들 황산염/황-환원세균은 모두 lactate와 pyruvate를 전자공여체로 이용하였으며, sulfite and thiosulfate를 전자수용체로 이용할 수 있었다. 앞으로, 다양한 전자공여체와 배양조건을 통하여 유용한 절대혐기성 황산염/황-환원세균의 생물자원 확보에 기여할 것으로 기대된다.
국내 마이크로그리드는 실증단지, 도서지역, 캠퍼스, 산업단지등에 구축되고 있다. 특히 산업단지는 수용가의 전기에너지 이용 효율화와 신재생에너지 전원을 활용한 전력거래를 위해 마이크로그리드를 구축하는 추세이다. 본 논문에서는 ESS(Energy Storage System) 복합운영을 통한 비용절감과 전력거래 수익창출 실증을 위하여 나주혁신도시 동수산업단지 내계통과 연계된 제조업체(태산, 범한, 하이옥스)에 구축되는 마이크로그리드 경제성을 분석한다. 경제성 분석 툴인 HOMER를 이용하여 각 업체별 PV(PhotoVoltaic) 및 ESS용량에 따른 순 현재비용과 1[kWh]당 발전단가를 산출한다. 경제성 분석을 위해 각 제조업체의 최근 1년간 부하량과 산업용 전기요금기준, 기업체 소재지의 기후조건에 따른 태양광발전량, 각 기업체 마이크로그리드 실제구축비용을 입력하고, 공인할인율 5.5[%]와 유류비 1500[원/ℓ]를 기준으로 경제성을 분석한다. 분석을 바탕으로 개별 제조업체 부하 특성에 부합한 마이크로그리드 분산전원 및 설비 용량 선정과 운영방안을 제안한다.
열수구(Hydrothermal vent)는 빛이 없는 환경에서 생명체의 진화가 일어나는 독특한 환경을 유지하고 있다. 남태평양 Tonga의 Tofua arc의 열수구로부터 퇴적물을 채취하여 산화철[iron(III)], 황(elemental sulfur, $S^0$) 그리고 질산염을 전자수용체로 사용하고, 수소($H_2$), yeast extract를 전자공여체로 사용하여 배양에 의한 미생물의 다양성을 연구하였다. 배양 온도는 각각 $65^{\circ}C$와 $80^{\circ}C$였으며, 연속희석배양법과 16S rRNA 유전자의 PCR-Denaturing Gradient Gel Electrophoresis를 분석하고, 검출된 염기서열의 정보분석을 통하여 고세균을 동정하였다. 16S rRNA 유전자의 계통분류학적 분석 결과 배양된 대부분의 고세균은 Thermococcus 속(T. alcaliphilius, T. litoralis, T. celer, T. barossii, T. thoreducens, T. coalescens)에 속하며 그들과 98-99%의 상동성을 가지고 있었다. Thermococcus 속의 미생물들이 일반적으로 이용할 수 없는 질산염과 산화철을 전자수용체로 첨가한 배양에서 관찰되었으나, 이는 환원제로 첨가한 $Na_2S$의 산화물을 이용하여 성장한 것으로 추정된다. Thermococcus 속에 속하는 고세균 외의 다양한 고세균의 배양을 위해서는 $Na_2S$ 대신 다른 환원제를 사용하는 배양조건의 이용이 요구된다.
FED는 잠재적인 평판패널기술에 따라 현재 탐구를 하였다. 특정하게, 최적화는 $Y_2O_3-Nb_2O_5$와 영향으로 효과적인 청색방출 형광체에 따라 형광체의 입자의 크기에 의해 발광이 모이는 정통한 것이었다. 여기는 254nm 이하이며, Bi는 $YNbO_4$ 형광체가 강하게 보였고, 청색 방출대는 비교적 폭이 좁았으며, 약 420-450 nm에 효과가 정점에 달하였다. 특정하게, 0.4 wt% Bi는 이트륨 형광체로서 도핑 이었으며 최대 방출강도를 보였고, $Y_2SiO_5:Ce$ 형광체가 훨씬 많음에 따라 거의 3배였다. 마지막으로 Ce는 $Y_2SiO_5$ 형광체로서 도핑이었으며 광대한 청색방출대와 강하게 나타내었다. 0.02-0.03 mol 농도로서 최대방출강도와 390-420 nm 이며 중심이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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