• 한국해양바이오학회지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.133-142
• /
• 2022

The increased production and consumption of polyethylene terephthalate (PET)-based products over the past several decades has resulted in the discharge of countless tons of PET waste into the marine environment. PET microparticles resulting from the physical erosion of general PET wastes end up in the ocean and pose a threat to the marine biosphere and human health, necessitating the development of new technologies for recycling and upcycling. Notably, enzyme-mediated PET degradation is an appealing option due to its eco-friendly and energy-saving characteristics. PETase, a PET-hydrolyzing enzyme originating from Ideonella sakaiensis, is one of the most thoroughly researched biological catalysts. However, the industrial application of PETase-mediated PET recycling is limited due to the low stability and poor reusability of the enzyme. Here we developed the whole-cell catalyst (WCC) in which functional PETase is attached to the outer membrane of Escherichia coli. Immunoassays are used to identify the surface-expressed PETase, and we demonstrated that the WCC degraded PET microparticles most efficiently at 30℃ and pH 9 without agitation. Furthermore, the WCC increased the PET-degrading activity in a concentration-dependent manner, surpassing the limited activity of soluble PETase above 100 nM. Finally, we demonstrated that the WCC could be recycled up to three times.

• 한국수산과학회지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.508-513
• /
• 2000

알카리 안정화방법에 의거하여 양식장 퇴적물을 농업용 유기질 비료로 사용하기 위한 기초연구로서 제조과정에 따른 비료의 유효성분 및 중금속농도를 분석하고, 비료의 유해성 여부를 평가하였다. 퇴적물과 축산분뇨 혼합율 및 첨가제의 양을 달리하여 비료를 제조한 결과 생석회 $30{\%}$ 첨가시 건중량비 1 : 4 이었을 때가 최적의 반응조건 이었다. 또한, 알카리 안정화제로서 수산화 마그네슘도 영양분의 보강제 측면에서 사용될 수 있음을 보여 주었다. 제조된 퇴적물 조비료는 질소 및 칼륨 함량을 기준으로 할 때 중급 내지 고급 비료로 평가되었으며, 칼슘과 마그네슘의 함량은 고급 비료에 속하였다. 이상의 결과들은 알카리 안정화 방법으로 양식장 퇴적물을 유기질 비료로 전환 생산할 수 있음을 제시한다. 또한 알카리 안정화에 의해 제조된 비료내의 중금속 및 병원성균에 의한 유해성은 없는 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.71-78
• /
• 2009

해양환경관리공단은 MARPOL 73/78에 따른 해양환경 보전을 위하여 1998년 정부로부터 전국 13개 주요 항만에 위치한 선박폐수 처리시설을 위탁받아 운영해왔다. 이 시설은 선박폐수를 처리함에 있어 단순히 해양환경관리법에서 정한 유분농도(n-H 광유류) 15ppm을 충족할 수 있도록 설계되어 운영되어 왔다. 그러나 선박폐수에는 n-H 광유류 뿐만 아니라 유기물에 의한 악취와 각종 불순물이 함유되어 있기 때문에 이들이 처리되지 않고 그대로 해양에 배출됨으로써 해양오염은 물론 주변 인가 등으로부터 민원의 대상이 되었다. 이에 따라 공단은 지난 2007년 선박폐수 처리공정 개선 작업을 시행하여 새로운 수처리 약품을 개발하여 적용하고, 오존을 이용하여 기존의 공정을 3${\sim}$4 단계 줄이면서도 배출수의 유분농도 뿐만 아니라 콜로이드물질, ABS, 인, 질소 등 난분해성 유기물질과 미생물 분해에 의한 악취를 효과적이고 혁신적으로 저감 시킬 수 있는 새로운 공정을 개발하여 현장에 적용시켰다. 새로운 공정은 각종 오염물질과 악취를 획기적으로 제거할 뿐만 아니라 공정의 단순화를 통해 시설 유지비 10% 이상 절감 등 13개 선박폐수 처리시설 운영비를 매년 1억6천만원 이상 줄일 수 있는 획기적인 공정으로 방법특허를 출원하였다.

• 한국수산과학회지
• /
• 제30권1호
• /
• pp.55-61
• /
• 1997

수산가공 부산물인 껍질을 효율적으로 이용하기 위하여 식용 젤라틴의 원료로 빨강오징어 껍질, 각시가자미 껍질, 홍대구 껍질, 대구 껍질 및 명태 껍질 등과 같은 껍질을 검색하였다. 콜라겐함량은 홍대구껍질이 $28.4\%$로 가장 높았고, 빨강오징어 껍질이 $11.1\%$로 가장 낮았으며, 기타 어류껍질의 경우 $23.5\~24.5\%$로 거의 차이가 없었다. 가용성 콜라겐조성은 어류껍질의 경우 $68.9\~84.8\%$, 빨강오징어 껍질의 경우 $44.3\%$이었다. 수산물껍질로부터 추출한 콜라겐의 아미노산조성은 가용성 및 불용성 획분간의 차이는 없었다. 수산물껍질 콜라겐은 모두 단량체인 $\alpha\;chain$과 이량체인 $\beta\;chain$으로 구성되어 있었고, 화살 오징어 껍질 콜라겐 및 홍대구 껍질 콜라겐을 제외한 나머지 3종의 껍질 콜라겐의 단량체는 hetero분자로 구성되어 있었다. 열변성 온도는 각시가자미 껌질 콜라겐이 기타 수산물 껍질 콜라겐보다 높았고, 또한 이들 수산물 껍질로부터 추출한 젤라틴의 물리적 특성도 콜라겐의 열 변성온도의 경향과 유사하였다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제13권2호
• /
• pp.129-139
• /
• 2008

해양생태독성평가를 위한 표준시험방법 개발을 위하여 해양생태계의 1차 소비자인 윤충류 및 저서 요각류를 이용한 시험방법을 정립하였다. 표준시험생물로 윤충류 Brachionus plicatilis와 저서 요각류 Tigriopus japonicus를 선정하였으며, endpoint는 윤충류 신생개체의 사망률(24 hr $LC_{50}$) 및 개체군성장률(48 hr $EC_{50}$)과 저서 요각류 유생($100{\sim}200\;{\mu}m$)의 사망률(48 hr $LC_{50}$)로 설정하였다. 표준시험방법은 미국재료시험협회 (ASTM)의 독성시험법을 참고하였으며, 표준시험생물은 국내 해양생태계의 특성 및 종의 유용성 등을 고려하여 재설정하였다. 윤충류 B. plicatilis와 저서 요각류 T. japonicus는 광염성으로 $5{\sim}35\;psu$ 구간에서 실험이 가능하고, 또한 배양이 용이한 점이 고려되었다. 상기 두 종을 이용한 독성시험은 시험생물 확보 및 배양이 쉽고 시험기간이 짧고 간단한 장점이 있는 반면 독성시험의 민감도가 무척추동물의 유생을 이용한 시험법보다 떨어지는 단점이 있다. 두 종 모두 해양유입 유해물질을 이용한 독성실험결과, 농도-반응의 선형관계가 뚜렷하였다. 카드뮴을 이용한 윤충류 개체군성장에 대한 실험실간 교차분석결과 $EC_{50}$이 각각 39.3 mg/L와 33.7 mg/L로 유사한 값을 보였다. 따라서 윤충류 및 저서 요각류는 독성시험생물로서 유용한 것으로 판단되며, 위의 두 종중 최소 1종은 해양생태 독성실험의 "battery test"에 포함할 것을 권장한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제25권6호
• /
• pp.837-844
• /
• 2015

Carob waste is a useful raw material for the second-generation ethanol because 50% of its dry weight is sucrose, glucose, and fructose. To optimize the process, we have studied the influence of the initial concentration of sugars on the fermentation performance of Saccharomyces cerevisiae. With initial sugar concentrations (S₀ ) of 20 g/l, the yeasts were derepressed and the ethanol produced during the exponential phase was consumed in a diauxic phase. The rate of ethanol consumption decreased with increasing S₀ and disappeared at 250 g/l when the Crabtree effect was complete and almost all the sugar consumed was transformed into ethanol with a yield factor of 0.42 g/g. Sucrose hydrolysis was delayed at high S₀ because of glucose repression of invertase synthesis, which was triggered at concentrations above 40 g/l. At S₀ higher than 250 g/l, even when glucose had been exhausted, sucrose was hydrolyzed very slowly, probably due to an inhibition at this low water activity. Although with lower metabolic rates and longer times of fermentation, 250 g/l is considered the optimal initial concentration because it avoids the diauxic consumption of ethanol and maintains enough invertase activity to consume all the sucrose, and also avoids the inhibitions due to lower water activities at higher S₀ .

• 수산해양교육연구
• /
• 제27권2호
• /
• pp.566-575
• /
• 2015

The study aims to identify the generation and treatment of fishery by-products in Korea and suggests future directions and strategies for their eco-friendly utilization and industrialization. First, the study focuses on the identification of the generation and their treatment in Korea since merely few study were conducted and they did not provide enough information regarding the overall generation and treatment at the national level. According to the estimation, Korea generates 800 thousand to 1,200 thousand tones of fishery by-product every year. The fishery by-products generated at large seafood markets and processing facilities are used or processed as fish meal and feed, but those generated from households and small seafood restaurants are currently treated as food waste. In addition, inadequately treated fishery by-products cause various problems such as spoiling urban landscape, creating odor and incubating pest. After identifying the generation and treatment of fishery by-products, the study suggests directions for the formulation of infrastructure for transition into resource circulation society, minimization of dumped waste and their eco-friendly recycling as resources, diversification of recycled goods and development into a high-value added industry. Finally, the study suggests detailed strategies for the directions such as establishment of legal and institutional foundation, separation of fishery by-products from wastes, development of technology tailored for commercialization, introduction of pilot projects for industrialization and cultivation of social enterprises.

• 한국환경과학회지
• /
• 제17권11호
• /
• pp.1221-1226
• /
• 2008

A variety of fungal species are known to degrade cyanide through the action of cyanide hydratase, a specialized nitrilases which hydrolyze cyanide to formamide. This work is a report on two unknown and un-characterized members from Neurospora crassa and Aspergillus nidulans. Recombinant forms of three cyanide hydratases (CHT) originated from N. crassa, Gibberella zeae, and A. nidulans were prepared after their genes were cloned with N-terminal hexahistidine purification tags, expressed in E. coli and purified using immobilized metal affinity chromatography. These enzymes were compared according to their pH activity profiles, and kinetic parameters. Although all three were similar, the N. crassa CHT has the widest pH range of activity above 50% and highest turnover rate ($6.6{\times}10^8min^{-1}$) among them. The CHT of A. nidulans has the highest Km value of the three nitrilases evaluated in here. Expression of CHT in both N. crassa and A. nidulans were induced by the presence of KCN, regardless of any presence of nitrogen sources. These data can be used to determine optimal procedures for the enzyme uses in the remediation of cyanide-containing wastes.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제3권1호
• /
• pp.99-109
• /
• 1997

The in situ observations and the seawater analyses were conducted in July and August, 1996 for the purpose of describing the characteristics of organic pollution, dissolved oxygen distributions, and the evaluation of water quality in Mokpo harbour. The vertical density distribution of water column was found to be in stable structure with higher water temperature and lower salinity on surface layer at ebb tide in summer. In July, dissolved oxygen was shown to be oversaturated on surface and bottom layers, while in August, which was shown to be oversaturated on surface layer, and to be unsaturated on bottom layer as 68∼93% of saturation percentage. Dissolved oxygen of bottom layer in August was evaluated to be under the regular grades, based on Korean standards of seawater quality. In view of COD, the seawater quality of Mokpo harbour in summer was evaluated to be deteriorated due to organic wastes and graded to be the third class, and TSS of Mokpo harbour in summer was graded to be the second class, based on Korean standards of seawater quality. In particular, COD of surface layer in August was found to be under the regular grades. It is, therefore, necessary to take measures for the control of pollution loads and the proper management of seawater quality in Mokpo harbour. The distribution patterns of DO, COD, VSS and Chlorophyll-a on surface layer along the downstream center line from inner harbour to harbour entrance were similar to one another at ebb tide in August.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제13권3호
• /
• pp.135-150
• /
• 2010

폐기물 및 기타물질의 투기로 인한 해양오염을 방지하기 위해 1972년 정부간 회의에서 런던협약이 체결되었고 1996년 국제해사기구 본부에서 개최된 특별회의에서는 폐기물 처리 처분 기술과 해양환경에 대한 인식의 변화를 반영하여 동 협약을 전면 개정해 런던의정서를 채택하였다. 런던의정서는 런던협약보다 구체적으로 해양투기 관리 체제를 마련하고 조약의 법적 실효성을 확보하기 위해 준수절차와 메커니즘을 채택하도록 하고 있다. 동 의정서는 2006년 3월에 발효되었으며 2007년에는 준수절차와 메커니즘을 채택하고 준수그룹이 설치되었다. 런던의정서 준수그룹은 유엔 지역그룹 별로 선출된 각 3명의 위원들로 구성되며 우리나라는 2009년 10월에 아시아 지역 국가들의 동의를 얻어 준수위원을 배출하였다. 지리적 정치적으로 동일한 정체성을 지니는 지역그룹체제의 도입으로 런던의정서 당사국들은 의정서 관련 회의들에서 지역그룹별 투표 블록을 형성하거나 정보 교환 등을 할 수 있을 것으로 전망된다. 서유럽 및 기타 국가 그룹의 국가들로 구성된 북동대서양해양환경보호조약 (OSPAR)에서 1992년에 채택한 심의 허용 품목 이외의 포괄적 투기 금지 방식을 런던의정서에서 도입한 사례는 이러한 측면에서 주목할 만하다. 특히 런던의정서는 최근에 모든 오염원으로부터 해양환경을 보호하는 방향으로 물적, 인적 관할범위를 확대하고 있으며, 이에 따라 지역그룹의 역할은 더욱 중요하게 될 것이다. 따라서 본 소고에서는 유엔 지역그룹체제의 성격을 파악하고 런던의정서 회의들에서 지역그룹체제의 영향에 대한 검토를 통해 향후 우리나라의 대응방안을 제시하고자 한다.