• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권3호
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• pp.681-688
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• 2024

The accurate and rapid detection of methicillin-resistance of Staphylococcus aureus (SA) holds significant clinical importance. However, the methicillin-resistance detection strategies commonly require complicated cell lysis and gene extraction. Herein, we devised a novel colorimetric approach for the sensitive and accurate identification of methicillin-resistance of SA by combining allosteric probe-based target recognition with self-primer elongation-based target recycling. The PBP2a aptamer in the allosteric probe successfully identified the target MRSA, leading to the initiation of self-primer elongation based-cascade signal amplification. The peroxidase-like hemin/G-quadruplex undergo an isothermal autonomous process that effectively catalyzes the oxidation of ABTS2- and produces a distinct blue color, enabling the visual identification of MRSA at low concentrations. The method offers a shorter duration for bacteria cultivation compared to traditional susceptibility testing methods, as well as simplified manual procedures for gene analysis. The overall amplification time for this test is 60 min, and it has a detection limit of 3 CFU/ml. In addition, the approach has exceptional selectivity and reproducibility, demonstrating commendable performance when tested with real samples. Due to its advantages, this colorimetric assay exhibits considerable potential for integration into a sensor kit, thereby offering a viable and convenient alternative for the prompt and on-site detection of MRSA in patients with skin and soft tissue infections.

• 청정기술
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• 제25권3호
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• pp.179-188
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• 2019

석탄화력 발전시 석탄은 석탄회로 발생하게 되는데 비회(fly ash)가 80%, 저회(bottom ash)가 20% 비율로 발생된다. 그러나 이들 대부분은 재활용되지 못하고 매립장에 전량 폐기되고 있고, 비회 및 저희를 매립하는 매립장이 포화될 경우 새로운 대체 매립장을 건설하지 못하는 한 석탄화력발전소의 운영을 중지해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 비회를 재활용하여 자원화하기 위해 습식 부유선별기술(부선과정)을 이용하여 비회 내 유용성분{미연탄소(unburned carbon, UC), 뮬라이트(ceramic microsphere, CM), 실리카(cleaned ash, CA)}을 회수하였으며, 회수된 유용성분들의 특성분석으로 산업 소재로 재활용 가능성을 조사하였다. 비회로부터 회수된 유용성분의 회수율은 UC 92.10%, CM 75.75%, CA 69.71%로 부선과정을 통하여 UC가 다른 성분보다 회수율이 16 ~ 22% 더 우수한 것으로 나타났다. UC의 연소가능성분(combustible component, CC)은 52.54wt%, 발열량도 $4,232kcal\;kg^{-1}$로 높아서 석탄 기준 C의 함량 100%일 경우 $8,100kcal\;kg^{-1}$로 감안할 때 산업용 연료로 사용이 가능할 것으로 사료된다. CM과 CA의 분리는 pH의 영향으로 UC 보다는 화학적 분리가 효과적이었으며, 회수된 CA의 $SiO_2$ 함량은 78.66wt%, CM의 $SiO_2$ 함량은 53.55wt%로 나타나 산업용 소재로 재활용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제1권1호
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• pp.85-102
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• 1993

본보는 분뇨처리장에서 잉여 슬러지로 발생하는 유기성 슬러지를 지렁이 먹이로 활용하여 처리하는 폐기물 자원화 기술의 하나인 Vermicomposting 방법을 효율적으로 운영관리하기 위한 온도, pH, 사육밀도의 적정사육조건과 Vermicomposting 의 부산물인 분변토의 비료성분과 안전성을 조사하였는데 지렁이 생존율은 온도 $10-15^{\circ}C$ 에서 98.3%, pH 5.8-7.5에서 75% 및 밀도 $1/79.8cm^3$에서 100%였다. 지렁이 생체량 변화는 온도 $10-15^{\circ}C$에서 266%, pH 5.8-7.5에서 227% 및 밀도 $1/79.8cm^3$에서 325% 로 많이 증가하였으며, 지렁이 분변토 발생량은 온도 $20-25^{\circ}C$에서 0.06 g/cap./day, pH 5.8-7.5에서 0.065 g/cap./day 및 밀도 $1/79.8cm^3$에서 0.1 g/cap./day로 많이 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 지렁이 난포 생산은 온도 $10-15^{\circ}C$에서 3.8 ea./cap./6weeks, pH 5.8-7.5에서 2.95 ea./cap./6weeks 및 밀도 $1/79.8cm^3$에서 3.16 ea./cap./6weeks로 많이 생산되었으며, 지렁이의 먹이로 공급된 슬러지와 먹고 배설한 분변토의 pH는 6.2에서 5.7로 낮아지며 휘발성 고형물질은 2.9% 감소되는 것으로 나타났다. 또한 $NH_3-N$는 $6.984{\mu}g/g$에서 $0.991{\mu}g/g$으로 감소한 반면, $NO_3-N$는 $3.213{\mu}g/g$에서 $7.706{\mu}g/g$으로 증가되는 것으로 나타났다. 그리고 지렁이 분변토 중의 분원성 대장균은 슬러지에서 보다 88.6-99.1% (평균 95.7%) 정도 감소되는 것으로 조사되었으며 병원성 장내세균인 Salmonella, Shigella, Vibrio 등은 검출되지 않았다. 이와 같은 결과로 미루어 볼 때 Vermicomposting 기술은 유기성 슬러지를 재이용함과 동시에 폐기물을 처리하는 효과가 있으며 앞으로 이를 보급함으로써 폐기물 처리에 중요 분야가 될 수 있을 것으로 판단되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권5호
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• pp.67-76
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• 2022

가구 산업은 부가가치 창출의 가능성이 높고 중소기업이 주축이 되어 있는 산업 특성상 일자리 창출 여력이 크다. 그러나, 최근 사용 후 가구의 처리 동향을 살펴보면 재사용 가치가 충분한 사용 후 가구마저도 파쇄되어 고형연료(SRF)로 활용되고 있는 사례가 많으며, 폐기물 처리업체는 지속적으로 감소하면서 폐목재 적체 현상으로 이어지고 있다. 이 같은 문제를 해결하기 위한 방안으로, 순환이용효율성이 높은 사용 후 가구 재제조 비즈니스 모델을 제안하고자 한다. 재제조는 자원 및 에너지 절감 효과가 크고, 고용창출 효과가 높다는 점에서 사용 후 가구에 적용 시 산업경제적 파급효과가 클 것으로 사료된다. 이에 본 연구에서는 해외의 사용 후 가구 재제조 과정을 분석하여 그 특성을 파악하고 이를 바탕으로 경제성 및 환경성 분석을 수행하였다. 경제성 분석 결과, 1인 사업장 기준으로 사용 후 가구 재제조를 통한 연간 예상수익은 약 104백만원, B/C 분석결과는 30으로 높은 사업성을 확보하는 것으로 나타났다. 이는 우리나라 1인 근로자 가구 연평균 소득의 3.11배(연평균 소득은 33백만원)에 달하는 수준이며, 같은 중량의 SRF로 재자원화할 경우의 수익 325천원보다 320배 높은 수준이다. 또한, 환경성 분석결과, 기존의 목재펠릿으로 가공하는 재자원화보다 재제조함으로써 얻을 수 있는 연간 온실가스 저감효과는 연간 2.2 tCO₂-eq.이며, 이는 소나무 937그루 또는 신갈나무 622그루가 연간 흡수하는 온실가스의 양과 유사한 수치이다. 이러한 연구결과는 폐기단계에서 경제적 환경적 효과를 고려한 재자원화 방법을 우선 적용하는 것이 중요함을 시사해준다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권4호
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• pp.287-293
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• 2019

국내 화력발전소의 석탄회 발생량은 매년 증가하고 있는 상황이다. 특히 Fly Ash보다 상대적으로 생산량이 15 % 정도로 적은 저회의 경우 적은 생산량에도 불구하고 재활용률이 낮아 발전소에 단순 매립되어 있는 실정이다. 하지만, 발전소 마다 매립장이 포화상태에 있고, 새로운 매립장 건설이 어려운 상황이다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 매립석탄회를 토목 공사에의 대규모 적용을 촉진하는 방안이 가장 합리적인 방안이라고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 산업폐기물인 석탄재와 항만 준설을 하면서 대량으로 매립되고 있는 준설토를 혼합한 혼합토의 표층고화처리공법에 대한 적용성을 검토하기 위해서 유동성 및 일축압축시험을 통한 역학적 거동 특성을 연구하였다. 시험결과, 유동성은 준설토와 석탄회 혼합토의 경우 함수비 91-92%에서 유동성 200 mm를 확보하여 우수했고, 준설토 100 %와 모래와 석탄회의 혼합토는 상대적으로 낮은 유동성을 나타냈다. 일축압축강도 역시 준설토와 석탄회의 혼합토는 28일 강도에서 요구 강도 159 kN/㎡을 만족하면서 우수한 결과를 나타냈으나, 그 외 시료들은 요구 강도를 만족하지 못하는 결과를 나타냈다. 본 연구에서는 시멘트와 양생 기간에 따른 압축강도 거동 예측식을 제시하였다.

• 유기물자원화
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• 제14권2호
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• pp.121-128
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• 2006

본 연구에서는 '05년도 기준 전국 23개소의 하수오니처리시설의 현황 및 문제점을 다각적으로 분석하고, 이를 바탕으로 향후 효율적인 하수오니처리 체계 개선 방안을 위해 요구되는 사항에 관하여 검토 하였다. 전국 23개 하수오니처리시설 현황 분석 결과에 따르면, 6개 시설은 시설운영에 있어서 경제성확보가 어려워 정상가동에 큰 어려움이 있는 것으로 조사되었으며, 2개 시설은 시설운영과 관련한 기술성의 부족으로 인해 적정 운영에 장애가 있는 것으로 분석되었다. 또한, 상당수 시설은 환경적 문제(악취, 폐수발생)로 인한 지역주민의 민원제기가 시설 운영에 있어서 큰 어려움으로 작용하는 것으로 나타났다. 우리나라는 아직까지 폐기물처리에 있어서 효율적인 시설설치 및 운영을 위한 별도의 지침서(Guide Line)제공이 외국에 비해 활성화되어 있지 못하며, 초기 시설설치 시, 하수오니처리에 따른 환경적 경제적 기술적인 측면을 모두 만족할 수 있는 사전 검토가 불충분하게 이루어져왔다. 따라서 보다 효율적이며, 안정적인 하수오니 처리체계 기반을 마련하기 위해서는 오니처리와 관련한 종합적인 대책이 미흡한 현 시점에서 선진외국과 같이 유기성오니의 처리 및 관리의 전반적인 내용을 다루는 지침서(가이드라인) 마련이 요구되며, 정부 관계부처에서는 일시적이며, 단편적인 행정 대책 보다는 해당 부서 간의 원활한 조정 및 합의에 의한 종합적인 대책 마련이 요구된다.

• 유기물자원화
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• 제7권1호
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• pp.53-66
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• 1999

폐기물 발생량 증가뿐만 아니라 매립장 고갈과 재정부족으로 인해 폐기물처리비용 절감을 위한 계획적인 접근이 요구되고 있다. 본 연구에서는 지리적으로 연접한 경상남도 창원, 마산, 진해 3개 도시의 주거 및 상업 지역으로부터 발생하는 음식물쓰레기를 적정하게 관리하기 위한 대안들을 설정한 후 비용평가를 위해 WRAP모델을 적용하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1, 집단급식소, 음식점, 시장 등 상업시설에서의 음식물쓰레기 발생량은 비교적 적은 반면에 가정에서 발생하는 음식물쓰레기가 약 80%로 대부분을 차지하였다. 2. 음식물쓰레기 관리를 위한 톤당비용은 발생원분포 및 처리시설 위치 등의 각 도시별 상황에 따라 차이가 있었으며, 특히 해안매립지 조성에 많은 비용이 소요된 진해시에서 톤당비용이 가장 높게 나타났다. 3. 음식물쓰레기 관리대안별 비교검토에서 사료판매수입을 포함하는 경우 음식물쓰레기 사료화대안이 가장경제적인 것으로 나타났으며, 톤당비용이 매립대안의 60~70%로 나타났다. 또한 음식물쓰레기 퇴비화대안이 매립보다 경제적이었으며, 소각대안이 가장 비용이 많이 소요되는 것으로 나타났다. 4. 3개 도시지역이 공동으로 음식물쓰레기 처리시설들을 운영하는 광역적 관리시스템인 경우 사료화를 제외하고는 개별적 독립관리시스템으로 운영하는 대안들보다 경제적인 것으로 나타났다. 이에 따라 광역적인 관리시스템에 대한 검토가 요구된다.

• 유기물자원화
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• 제24권4호
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• pp.39-48
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• 2016

본 연구에서는 폐기물매립지 운영자, 관계 공무원 및 지역주민들에게 폐기물매립에 관한 정보 제공은 물론 실시간으로 폐기물매립지의 운영 및 관리를 최적화할 수 있는 매립 정보관리 시스템을 개발하였다. 매립 정보관리 시스템은 두 개의 시스템 (폐기물 매립이력 관리 시스템 및 매립 진척상황 관리 시스템)로 구성되어 있다. 자동화된 RFID / LPR 방식에 의한 고형 폐기물 매립이력 관리 시스템은 폐기물 수거 차량과 반입폐기물의 정보를 관리하며, 또한 폐기물매립지 외각에 설치된 추적 카메라를 이용하여 폐기물의 매립위치 및 매립시간 등의 정보를 3차원으로 DB화하여 향후 매립폐기물의 자원화 및 사후토지 이용 시 필요한 매립이력을 제공할 수 있도록 하였다. 매립진척상황 정보관리 시스템은 레이저 스캐너를 이용하여 실시간으로 매립지 부피 및 용량을 3차원으로 관리하여 매립진척상황을 실시간으로 산정할 수 있도록 하여 향후 매립지 잔여용량 분석을 통한 수요예측이 가능하도록 하였다.

• 유기물자원화
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• 제22권4호
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• pp.11-20
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• 2014

최근 국내 돼지사육두수 증가에 따른 분뇨배출량이 증가되고 있으나 유엔협약에 의해 2012년부터 해양투기가 금지 되었다. 이에 가축분뇨(액비)의 대량살포장소 발굴목적으로 국내에서 잔디 생산량이 가장 많은 전라남도 장성군 삼서면 잔디재배 농가를 선정하였다. 한국잔디 재배지에서 화학비료뿐만 아니라 가축분뇨액비를 추가 시비하여 잔디생육, 토양화학성 및 논도랑 유출수에 미치는 영향을 조사하였다. 시험결과, 화학비료와 가축분뇨액비를 혼합 시비하면 잔디의 생육과 체내 양분 축적 면에서 화학비료의 일부를 대체할 수 있었다. 그리고 토양화학성에 미치는 영향이 적었고 토양의 유효미생물증식에 효과적임을 알 수 있었다. 따라서 잔디 재배 시 가축분뇨액비의 살포는 화학비료 사용량을 대부분 줄일 수 있으며 잔디재배농가의 생산비 절감에도 효과적이고 가축분뇨의 처리에도 도움이 될 것으로 기대된다. 다만, 가축분뇨액비 시비에 따른 주변 수계 오염이 높아졌다. 향후, 가축분뇨액비의 활용을 높이기 위해서는 이에 대한 지속적인 모니터링으로 시비방법의 개선방안 강구가 필요하다.

• 유기물자원화
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• 제12권3호
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• pp.76-85
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• 2004

폐기물의 혐기성 분해반응은 메탄 발생 및 건강 위해성 등과 같은 악영향을 줄 수 있다. 폐기물을 호기적인 조건에서 분해하는 것은 메탄발생 억제 및 폐기물의 조기 안정화를 촉진하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 굴착폐기물을 충전한 모의 매립조를 호기 및 혐기 조건으로 운전함으로써 공기주입이 매립지의 조기안정화에 미치는 영향을 살펴보았다. 본 연구에서는 전주 S 비위생 매립지(매립기간: 1991. 11~1994. 11)에서 폐기물을 굴착하여 시료로 이용하였다. 굴착폐기물은 물리적 조성은 토사류, 비닐/플라스틱류의 난분해성 및 비분해성 물질이 대부분이었다. 호기성 매립조의 발생가스 조성에서 비교적 높은 산소와 이산화탄소 농도가 나타나 미생물에 의한 호기성 분해가 활발하게 일어나고 있는 것을 알 수 있었다. 굴착폐기물의 혐기성 분해는 매우 미미하여 혐기성 매립조에서는 저농도의 $CH_4$ 가스가 발생하였다. 모의매립조의 침출수 pH는 혐기성 매립조 7.7~8.9, 호기성 매립조 7.3~8.5로 약알카리성을 나타내었다. BOD, COD, $NH_4-N$, $NO_3-N$의 농도변화를 관찰해 보았을 때, 굴착폐기물에 공기를 주입하여 호기성 조건을 만들어 주는 것은 유기물의 생물학적 분해를 가속화하여 침출수의 수질 개선에 큰 도움을 주는 것으로 나타났다.