• 미생물학회지
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• 제42권4호
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• pp.306-312
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• 2006

음식물쓰레기의 효과적인 처리를 위해 발효소멸기를 제작하고 유기물 분해능이 우수한 균주들을 접종하여 음식물쓰레기의 감량과 악취제거능을 조사하였다. 먼저 Bacillus subtilis (cellulase 생성), Bacillus cereus (amylase 생성), Sphingobacterium faecium (protease 생성)를 분리하여 효소의 활성을 조사한 결과 각각 최대 153, 219, 412 unit/ml의 우수한 활성을 나타냈다. 미생물에 의한 음식물쓰레기의 처리효과를 확인하기 위해 먼저 간헐적 통기시의 감량효율을 검토한 결과 15일 후 접종시료가 약 11%, 비접종시료가 3.4%의 분해율을 나타내었다. 간헐전 통기시 pH가 급격히 낮아지면서 처리효율이 낮아지는 문제를 해결하기 위해 지속적으로 통기시키면서 음식물 쓰레기 처리 효율을 측정한 결과 간헐적 통기에서의 처리 효율에 비해 약 10% 정도 분해율이 증가했고, 교반기 내부의 pH가 5$\sim$7 수준에서 유지되었다. 음식물 쓰레기 처리에 가장 적합한 조건을 찾기 위해 pH와 온도를 조절하면서 분해효율을 조사한 결과 pH 7, $30^{\circ}C$에서 15일 후 가장 우수한 35%의 분해효율을 나타냈다. 한편 음식물 쓰레기가 분해되면서 발생하는 악취를 저감시키기 위해 biofilter를 제작, 장착함으로써 제어하고자 하였다. 황 화합물을 산화시키는 홍색비유황세균을 함유한 biofilter를 장착함으로써 5$\sim$6배 정도로 복합악취를 저감시킬 수 있었으며, 악취 원인물질 중 중요한 황 화합물인 methylmercaptan은 213 ${\mu}g/L$에서 158.6 ${\mu}g/L$으로, hydrogen sulfide 또한 2473.8 ${\mu}g/L$에서 1262 ${\mu}g/L$로 크게 감소하였다. 이 연구 결과는 음식물쓰레기의 효율적인 처리 및 악취제거에 기여할 수 있을 것으로 판단되며, 음식물쓰레기 처리에 이용할 수 있는 미생물자원의 확보 측면에서도 큰 의의가 있다고 할 수 있다.

• 유기물자원화
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• 제19권2호
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• pp.41-48
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• 2011

본 연구에서는 미생물활성화제를 토양경작법에 적용하였을 경우 토양을 복원함에 있어 타 공법에 비해 장시간 걸리는 단점을 최소화하고, 빠른 시일 내에 친환경적으로 복원이 가능한지에 대한 타당성 조사와 더불어 석유계총탄화수소(TPH)의 저감 능력을 확인하였다. Pre-test의 개념으로 미생물활성화제의 성능과 분해 효율을 lab-test를 통해 확인하였으며, 유류오염 토양의 지표인 석유계총탄화수소(TPH)의 효과를 확인하였다. 석유계총탄화수소(TPH)의 처리 효과를 확인한 결과, 20일 정도까지는 자연분해와 미생물활성화제의 차이가 미미하게 발생하였으나, 20일 경과 후에는 처리 효과가 대조군에 비해 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 각층에 따른 제거율을 살펴본 결과, 상층 85.8 %, 중층 84.4 %의 제거율을 나타냈으나, 하층에서는 66.10 % 제거율을 나타냈다. 대조군에서 자연적으로 줄어드는 석유계총탄화수소(TPH)의 저감율이 평균 71.1 %임을 근거로 봤을 때 미생물활성화제가 하층까지 충분하게 전달되지 않은 상태로 볼 수 있었으며, 이는 토양 더미의 문제로 판단된다. 현장 실험에서는 토양 더미가 1 m 로 진행되었기 때문에 더미 높이를 0.6 m 이하로 낮추게 되면 석유계총탄화수소(TPH)의 처리효율은 더 높아질 수 있을 것으로 사료된다.

• 유기물자원화
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• 제1권1호
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• pp.59-68
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• 1993

퇴비화반응(堆肥化反應)의 주체가 되는 미생물(微生物)이 퇴비화반응(堆肥化反應)에 어떻게 관여하는 가에 대해 충분히 안다는 것은 퇴비화처리(堆肥化處理) 기술상(技術上) 중요한 점이라 할 수 있다. 본(本) 연구(硏究)에서는 우선, 퇴비화실험(堆肥化實驗)을 하면서 실험과정(實驗過程)에서 나타나는 각종 미생물상(微生物相)의 수적(數的) 변화(變化)를 추적했다. 그 결과 세균(細菌)과 방선균(放線菌)이 반응(反應)의 중심이 되어 있는 것을 알았다. 그러나, 그 수(數)는 반응효과(反應效果)와 무관(無關)하다라는 것이 나타나, 미생물(微生物)의 활성지표(活性指標)가 필요하다는 것이 지적되었다. 따라서, 새로운 증식활성도(增殖活性度)라는 지표(指標)를 도입하여, 이 지표(指標)와 퇴비화반응(堆肥化反應)의 중요한 환경인자중(環境因子中)의 하나인 pH와의 관계(關係) 및 반응물(反應物)의 안정도(安定度)와의 관계(關係)에 대해 검토하였다. 그 결과(結果), 증식활성도(增殖活性度)는 퇴비화반응(堆肥化反應)의 효율(效率) 및 안정도(安定度)의 지표(指標)가 될 수 있다는 것이 나타났다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제46권4호
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• pp.282-291
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• 2022

Background: The Arctic permafrost stores enormous amount of carbon (C), about one third of global C stocks. However, drastically increasing temperature in the Arctic makes the stable frozen C stock vulnerable to microbial decomposition. The released carbon dioxide from permafrost can cause accelerating C feedback to the atmosphere. Soil organic matter (SOM) composition would be the basic information to project the trajectory of C under rapidly changing climate. However, not many studies on SOM characterization have been done compared to quantification of SOM stocks. Thus, the purpose of our study is to determine soil properties and molecular compositions of SOM in four different Arctic regions. We collected soils in different soil layers from 1) Cambridge Bay, Canada, 2) Council, Alaska, USA, 3) Svalbard, Norway, and 4) Zackenberg, Greenland. The basic soil properties were measured, and the molecular composition of SOM was analyzed through pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry (py-GC/MS). Results: The Oi layer of soil in Council, Alaska showed the lowest soil pH and the highest electrical conductivity (EC) and SOM content. All soils in each site showed increasing pH and decreasing SOC and EC values with soil depth. Since the Council site was moist acidic tundra compared to other three dry tundra sites, soil properties were distinct from the others: high SOM and EC, and low pH. Through the py-GC/MS analysis, a total of 117 pyrolysis products were detected from 32 soil samples of four different Arctic soils. The first two-axis of the PCA explained 38% of sample variation. While short- and mid-hydrocarbons were associated with mineral layers, lignins and polysaccharides were linked to organic layers of Alaska and Cambridge Bay soil. Conclusions: We conclude that the py-GC/MS results separated soil samples mainly based on the origin of SOM (plants- or microbially-derived). This molecular characteristics of SOM can play a role of controlling SOM degradation to warming. Thus, it should be further investigated how the SOM molecular characteristics have impacts on SOM dynamics through additional laboratory incubation studies and microbial decomposition measurements in the field.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제54권3호
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• pp.225-229
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• 2011

본 연구는 호수바닥에 있는 인의 용출 메카니즘을 규명하고자 유기물이 없는 시료(흙)에 호기성과 혐기성 실험하여 인 용출을 연구하였다. T-P의 증가 대부분은 $PO_4-P$ 증가에서 기인됐고, 약 pH 4-7 정도에서 $PO_4-P$는 호기, 혐기 그리고 pH 변화에도 점진적인 증가를 나타낸 원인은 한번 용출된 $PO_4-P$는 탁도에 흡착되지 않고 용존 하면서 계속해 탁도물질에서 $PO_4-P$를 용출하기 때문이다. T-P, 탁도, pH 그리고 DO의 유사한 변화 양상은 시료의 포도당 분해 시 DO 감소로 혐기화되면 유기산이 생성되어 pH가 감소하고, 탁도물질은 pH 감소로 침전이 촉진되며, 침전된 탁도물질은 미생물의 분해작용이 없어도 인이 용출된다. 이 메카니즘은 호수 바닥으로부터 물로 공급되는 인을 이해할 때 대단히 중요하다.

• 한국환경농학회지
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• 제30권2호
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• pp.99-104
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• 2011

BACKGROUND: Application of urea may increase $CO_2$ emission from soils due both to $CO_2$ generation from urea hydrolysis and fertilizer-induced decomposition of soil organic carbon (SOC). The objective of this study was to investigate the effects of increasing urea application on $CO_2$ emission from soil and mineralization kinetics of indigenous SOC. METHODS AND RESULTS: Emission of $CO_2$ from a soil amended with four different rates (0, 175, 350, and 700 mg N/kg soil) of urea was investigated in a laboratory incubation experiment for 110 days. Cumulative $CO_2$ emission ($C_{cum}$) was linearly increased with urea application rate due primarily to the contribution of urea-C through hydrolysis to total $CO_2$ emission. First-order kinetics parameters ($C_0$, mineralizable SOC pool size; k, mineralization rate) became greater with increasing urea application rate; $C_0$ increased from 665.1 to 780.3 mg C/kg and k from 0.024 to 0.069 $day^{-1}$, determinately showing fertilizer-induced SOC mineralization. The relationship of $C_0$ (non-linear) and k (linear) with urea-N application rate revealed different responses of $C_0$ and k to increasing rate of fertilizer N. CONCLUSION(s): The relationship of mineralizable SOC pool size and mineralization rate with urea-N application rate suggested that increasing N fertilization may accelerate decomposition of readily decomposable SOC; however, it may not always stimulate decomposition of non-readily decomposable SOC that is protected from microbial decomposition.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권6호
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• pp.1065-1072
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• 2012

Crop productivity decreases globally as a result of salinization. However, salinity impact on greenhouse-grown crops is much higher than on field-grown crops due to the overall concentrations of nutrients in greenhouse soils. Therefore, this study was performed to determine the short-term changes in growth, photosynthesis, and metabolites of tomato plants grown in greenhouse under heavily input of fertilizers evaluated by microbial activity and chemical properties of soils. The soils (< 3, 3.01~6, 6.01~10 and > 10.01 dS $m^{-1}$) from farmer's greenhouse fields having different fertilization practices were used. Results showed that the salt-accumulated soil affected adversely the growth of tomato plants. Tomato plants were seldom to complete their growth against > 10.0 dS $m^{-1}$ level of EC. The assimilation rate of $CO_2$ from the upper fully expanded leaves of tomato plants is reduced under increasing soil EC levels at 14 days, however; it was the highest in moderate or high EC-subjected (3.0 ~ 10.0 dS $m^{-1}$) at 28 days. In our experiment, soluble sugars and starch were sensitive markers for salt stress and thus might assume the status of crops against various salt conditions. Taken together, tomato plants found to have tolerance against moderate soil EC stress. Various EC levels (< 3.0 ~ 10.0 dS $m^{-1}$) led to a slight decrease in organic matter (OM) contents in soils at 28 days. Salinity stress led to higher microbial activity in soils, followed by a decomposition of OM in soils as indicated by the changes in soil chemical properties.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권5호
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• pp.585-591
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• 2014

To evaluate the potential utility of pretreatment of raw biomass with a complex microbial system, we investigated the degradation of rice straw by BMC-9, a lignocellulose decomposition strain obtained from a biogas slurry compost environment. The degradation characteristics and corresponding changes in the bacterial community were assessed. The results showed that rapid degradation occurred from day 0 to day 9, with a peak total biomass bacterium concentration of $3.3{\times}10^8$ copies/ml on day 1. The pH of the fermentation broth declined initially and then increased, and the mass of rice straw decreased steadily. The highest concentrations of volatile fatty acid contents (0.291 mg/l lactic acid, 0.31 mg/l formic acid, 1.93 mg/l acetic acid, and 0.73 mg/l propionic acid) as well as the highest xylanse activity (1.79 U/ml) and carboxymethyl cellulase activity (0.37 U/ml) occurred on day 9. The greatest diversity among the microbial community also occurred on day 9, with the presence of bacteria belonging to Clostridium sp., Bacillus sp., and Geobacillus sp. Together, our results indicate that BMC-9 has a strong ability to rapidly degrade the lignocelluloses of rice straw under relatively inexpensive conditions, and the optimum fermentation time is 9 days.

• 유기물자원화
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• 제7권2호
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• pp.73-82
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• 1999

사과박의 퇴비화에서 효소활성도가 퇴비의 안정성 혹은 부숙도를 나타내는 지표로서의 사용가능성이 있는지를 검증하기 위해 배양계수법에 의한 미생물군집의 천이와, 무형광상태로 기질에 결합되어있던 형광물질(MUF)이 분해되면서 띠게 되는 형광정도가 해당효소의 활성도에 비례하여 높아지는 것을 이용하여 ${\beta}$-glucosidase와 cellobiohydrolase 활성도를 측정하였다. 탄수화물의 분해에 관여하는 두 효소의 활성도는 시간변화에 따라 점점 낮아졌다. 미생물개체군과 효소활성도간의 상관성은 균류군을 제외하고는 없는 것으로 나타났고 또 균류가 높은 개체수를 나타내는 것으로 보아 균류가 사과박의 퇴비화에 지대한 역할을 담당할 것으로 사료된다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제29권6호
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• pp.565-572
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• 2006

팔당호에서 분포 면적과 빈도가 가장 큰 대형 수생 식물인 줄(Zizania latifolia), 갈대(Phragmites communis), 애기부들(Typha angustata) 3종의 잎과 줄기의 분해 실험을 낙엽 주머니 법(litter bag method)을 이용하여 2005년 7월에서 12월까지 실험하였다. 97일간의 실험 기간 동안 줄의 잎과 줄기는 각각 초기 건중량의 78.8%와 77.4%, 갈대의 잎과 줄기는 각각 67.5%와 43.6%, 애기부들의 잎과 줄기는 각각 55.3%와 61.9% 분해되었다. 식물체의 분해로 인한 중량 감소는 높은 질소(N) 함량과, 낮은 C/N을 보인 종과 식물체 부위에서 빠른 분해율을 나타내는 뚜렷한 상관이 있었다. 반면에 리그닌(lignin)의 함량이 높거나, lignin/N, cellulose/N이 높은 식물 종과 부위에서는 그 분해율이 늦은 것으로 나타났다. 수온과 수중 인(P)의 함량 변화와 낙엽 분해율 사이에는 양의 상관을 보였으나, $NO_3^-$-N 함량과는 음의 상관을 보였다. 더욱이 낙엽주머니의 망목의 크기를 달리한 각 낙엽주머니에서의 분해율은 차이를 나타내지 않아 이들 식물체의 분해는 대부분 갉아먹는 수생미소절지동물에 의하여 진행되는 것이 아니라 세균이나 곰팡이 등과 같은 미생물의 작용에 의하여 분해되고 있는 것으로 보이며, 특히 수중의 질소와 인(P)의 함량은 수온의 변화와 함께 이들 미생물의 소장에 영향을 주는 주요 환경요소로서 수중 식물체의 분해에 영향을 미치는 것으로 여겨진다.