낙동강 원수의 생물활성탄 및 오존처리공정에 따른 수질 변화 및 폴리오바이러스의 제거특성

정은영,박홍기,이유정,정종문,정미은,홍용기,장경립,Jung Eun-Young,Park Hong-Ki,Lee You-Jung,Jung Jong-moon,Jung Mi-Eun,Hong Yong-Ki,Jang Kyoung-Lib 한국생명과학회 2005 생명과학회지 Vol.15 No.5

오존처리는 음용수중의 유해한 미생물을 소독하는 처리기술로 주로 이용되고 있으며, 생물활성탄 처리기술 역시 오염물질 제거를 포함한 음용수 제조과정에 여러 가지 이점을 제공한다. 이글의 병행처리는 원수중의 여러 물질을 제거하는데 효과적인 공정으로 간주되고 있다. 본 연구에서는 낙동강 하류의 매리취수장 원수를 사용하여 생물활성탄 정수처리공정 및 오존에 의한 수질 변화와 함께 폴리오바이러스 제거 효율을 조사하였다. 수질인자들은 BAC 여과를 거치면서 $NH^{+}_{4}-N$등을 포함한 모든 항목들은 거의 제거되는 것으로 나타났다. Pilot-plant를 이용한 정수처리공정별 폴리오바이러스 제거실험에서는 전오존 접촉에 의해 $96.8\%$, 침전단계에서$99.3\%$, 여과단계에서 $99.6\%$의 바이러스가 제거되었으며, 후오존을 거친 BAC 여과수 시료에서는 세포배양법과 ICC-PCR 방법에서 바이러스가 $100\%$ 제거되어짐을 확인할 수 있었다. 오존농도에 의한 폴리오바이러스 제거실험 결과 0.4mg/1에서 5분간 접촉되었을 때는 약 $61.1\%$ 이상이, 0.8mg/1에서 10분 이상 접촉시킨 후에는 바이러스의 $100\% $가 불활성화 되어졌음을 알 수 있었다. Ozonation is a disinfection technique of harmful mi-crobes commonly used in the treatment of drinking water. And Biological Activated Carbon (BAC) treatment also provides numerous benefits for drinking water utilities, including removal of micro- pollutants, improved treatment processes. The multiful-stage ozonation and BAC play roles as effective methods for removing several materials in raw water. Water quality variation in Nak dong river and the removal efficiency of viruses by ozonation-BAC process were investigated on pilot scale. During the period of survey, most of water quality parameters including $NH_{4}^{+}-N$ were highly improved after passing through the BAC. The removal efficiency of poliovirus type III in water treatment process using pilot-plant,$ 99.6\% $ of viruses were removed by pre-ozonation, sedimentation and sand filteration process, $ 100\% $ were removed after in BAC filteration step. In the removal survey of viruses by ozonation, ap-proximately $ 61.1\% $ or polioviruses were inactivated by ozone of 0.4 mg/l within 5 min. and $ 100\% $ were inactivated by ozone of 0.8 mg/l over 10 min.

수계 바이러스의 정수처리공정별 제거율 및 세포주별 감염특성 조사

정은영(Eun-Young Jung),박홍기(Hong-Gi Park),차동진(Dong-Jin Cha),정미은(Mi-Eun Jung),유평종(Pyung-Jong You) 한국생명과학회 2009 생명과학회지 Vol.19 No.3

환경시료에서 많이 분리되는 장내바이러스 중 폴리오바이러스, 콕사키바이러스, 에코바이러스를 이용하여 정수처리 공정별 제거율을 조사하였다. 양성 시료로 사용된 바이러스들의 회수율은 72-108%의 범위로 나타났다. 이들 3종 바이러스들을 대상으로 정수처리공정별 제거효율을 조사한 결과 약 99%의 바이러스가 침전단계에서 제거되어졌고, 후오존과 BAC 여과 과정을 거치면서 100% 제거되어짐을 확인할 수 있었다. 6개의 세포주를 사용하여 바이러스별 감수성을 조사한 결과 폴리오 바이러스는 BGMK 세포주, 콕사키바이러스는 Vero 및 BGMK 세포주가 다른 세포주에 비해 높은 감수성을 나타내었고, 반면 에코바이러스는 RD 세포주에서 가장 분리가 용이하였다. Poliovirus, coxsackievirus, and ecovirus isolates from environmental sources were compared with laboratory strains to determine their removal rate in the water treatment process. The recovery efficiencies of poliovirus, coxsackievirus and echovirus using positive strains ranged from 72~108%. Regarding virus removal efficiency in water treatment of pilot-plants, about 99% of all of the viruses were removed in the sedimentation step and 100% of viruses were clearly removed through post-ozonation and BAC filteration. Using six cell lines tested viral sensitivity in cell line and showed different sensitivity as viruses. Polioviruses showed higher sensitivity in the BGMK cell line than other cells, and coxsackieviruses were detected in higher level in the BGMK and Vero cell lines. On the other hand, the RD cell line was useful in the isolation of ecoviruses.

상수원수 및 정수처리공정별 가시아메바 분포특성에 관한 연구

정은영 ( Eun Young Jung ),정미은 ( Mi Eun Jung ),박홍기 ( Hong Gi Park ),정종문 ( Jong Moon Jung ),노재순 ( Jae Sun Rho ),유평종 ( Pyung Jong Ryu ) 한국환경과학회 2008 한국환경과학회지 Vol.17 No.10

배양적 및 비배양적 방법에 의한 생물활성탄 부착세균 군집 특성

박홍기,정은영,정미은,정종문,지기원,유평종,Park, Hong-Ki,Jung, Eun-Young,Jung, Mi-Eun,Jung, Jong-Moon,Ji, Ki-Won,Yu, Pyung-Jong 한국생명과학회 2007 생명과학회지 Vol.17 No.9

정수처리 공정에서 생물활성탄 (BAC) 공정은 미생물의 유기물 제거능을 극대화시킨 일종의 생물여과 공정이다 BAC 공정은 유기물과 미생물 재성장능을 효과적으로 제거한다. BAC 공정은 그 수계에 존재하는 미생물들이 활성탄에 부착 ${\cdot}$ 서식하며 수중의 천연유기물질을 기질로 이용하기 때문에 그 수계에 서식하는 미생물 종들에 매우 의존적이다. 본 연구는 낙동강 하류의 배리취수장 원수를 사용하여 생물활성탄에 의한 pilot-plant 공정을 운전하면서 SAC 공정에서의 활성탄 재질별로 배양작 (평판배양법) 및 비배양적 방법 (FISH)을 이용하여 SAC 부착세균의 군집구조 특성을 조사하였다. 실험결과 석탄계 재질의 부착세균 HPC 및 생산력이 각각 $1.20{\times}l0^7{\sim}56.2{\times}l0^7$ CFU/g, $1.2{\sim}3.7\;mg-C/m^3{\cdot}h$ 의 범위를 보여 세균 생체량과 DOC 제거율은 석탄계 재질이 가장 높은 것으로 나타났다. 배양적 방법으로 활성탄 재질별 부착세균을 동정한 결과 Pseudomonas 속이 우접하였고, 그 다음으로 Flavobacterium 속, Alcaligenes 속, Acinetobacter 속, Sphingomonas 속 등의 순으로 동정되었다. 또한, Pseudomonas 속 중 석탄계와 야자계 BAC에서는 Pseudomonas vesicularis, 목탄계 BAC에서는 Pseudomonas cepacia가 우점종으로 분포하였다. 비배양적 방법인 FISH 법을 이용한 세균 군집구조 조사결과 활성탄 재질별로 ${\alpha}$군집 27.0 ${\sim}$ 43.0%, ${\gamma}$ 군집 11.3 ${\sim}$ 28.6%, ${\beta}$ 군집 7.1 ${\sim}$ 22.0% 비율로 나타나 유기물 제거효율은 주로 ${\alpha}$ 군집에 의해 조절되어짐을 알 수 있었다. The Biological Activated Carbon (BAC) process in the water treatments represents a kind of biofiltration process which capabilities of bacteria to remove organic matters are maximized. It enables to eliminate organic matters and effectively reduce microbial regrowth potentials. As attached bacteria employ natural organic matter as a substrate, they are significantly dependent on indigenous microorganisms. In this study, characteristics of bacterial community by culturable and unculturable Methods have been conducted in a pilot plant using SAC in water treatment process at the downstream of the Nakdong River. Based on the results, HPC and bacterial- production for coal-based activated carbon material were $1.20{\sim}56.2{\times}l0^7$ cfu/g and $1.2{\sim}3.7\;mgC/m^{3}h$, respectively, in the SAC process. The highest level of attached bacteria biomass and organic carbon removal efficiency was found in the coal-based activated carbon. The genera Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes, Acilzetobacter, and Spingomonas were identified for each activated carbon material. Pseudomonas vesicularis was the dominant species in the coconut- and coal-based materials, where as Pseudomonas cepacia was the dominant species in the wood-based material. The Scanning Electron Microscope (SEM) observation of the activated carbon surface also found the widespread distribution of rod form and coccus. The community of attached bacteria was investigated by performing Fluorescent in situ hybridization (FISH) analysis. a group was dominant in coal, wood and coccunt-based materials, ${\alpha},\;{\beta}\;and\;{\gamma}$ group ranged from 27.0 ${\sim}$ 43.0%, 7.1 ${\sim}$ 22.0%, 11.3 ${\sim}$ 28.6%, respectively. These results suggest that a group bacterial community appears to be regulated removal efficiency of organic material in water treatment process.

Real-Time PCR법과 LC/MS법을 이용한 수계중의 마이크로시스틴 검출방법 비교연구

박홍기(Hong-Gi Park),정미은(Mi-Eun Jung),차동진(Dong-Jin Cha),정은영(Eun-Young Jung),빈재훈(Jae-Hoon Bean) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.8

현장의 환경 시료를 대상으로 Real-Time PCR법과 LC/MS법을 이용하여 마이크로시스틴 검출방법을 비교 연구하였다. 3종류의 primer쌍을 이용하여 3종의 Microcystis aeruginosa 표준균주를 대상으로 Real-Time PCR법을 실시한 결과 TOX2P/TOX2M primer를 이용한 균주에서만 마이크로시스틴이 검출되었다. 2009년 6~9월 사이에 남조류가 발생한 상수원수 시료를 정립된 Real-Time PCR법과 기존의 LC/MS법으로 실험한 결과 11개 시료 모두에서 마이크로시스틴이 검출되었고, 농도는 5.98~219.0 ㎍/l 범위로 조사되었다. 정수처리 공정별 실험에서는 BAC 여과 단계에서 마이크로시스틴이 완전히 제거되는 것으로 나타났다. 실험결과 Real-Time PCR법은 기존의 표준시험방법인 LC/MS법 보다 분석시간을 많이 단축시키는 것으로 나타나 효과적인 마이크로시스틴 검출방법임을 알 수 있었다. We performed a comparative analysis using a Real-time PCR (Polymerase Chain Reaction) and LC/MS (Liquid-Chromatograph/Mass Spectrometer) method in order to detect microcystin in environmental sources. Among the three different primer sets tested for microcystin using three positive strains of Microcystis aeruginosa by Real-time PCR assay, only TOX2P/TOX2M primer pairs were able to detect Microcystis aeruginosa. According to the results of a survey carried out from June 2009 to September 2009, 11 out of 11 (100%) raw water samples were were found to have microcystin when the Real-Time PCR and LC/MS method was used, with total microcystin concentration ranging from 5.98~219.0 ㎍/l. A microcystin removal treatment process was used to ensure entire removal, by passing it through a BAC filtration step. It was concluded that real-time PCR assay can be used to estimate micrucystin detection more rapidly and easily than the LC/MS method.