미생물막 억제제 코팅 분리막을 이용한 Anaerobic MBR에서의 biofouling 제어 기초연구

정재현,김영진,남해욱,김윤중,이은수,이윤일,권지향 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2014 한국폐기물자원순환학회 심포지움 Vol.2014 No.2

분리막을 이용한 혐기조 생물반응기(Anaerobic membrane bioreactor)에서의 바이오파울링 형성으로 인한 막오염을 억제하기 위한 연구가 대두되고 있다. 바이오파울링을 저감하기 위해 다양한 물리화학적 처리 방법이 도입되어왔다. 그러나 물리적 세척은 바이오파울링에 의한 생물막 제거는 어려울 뿐만 아니라 세척 시 분리막에 물리적인 손상을 가할 수 있다. 따라서 세척 시 화학약품을 거의 사용하지 않고 바이오파울링을 최소화할 수 있는 저오염성 분리막 소재 연구가 필요한 실정이다. 그중에 하나로 미생물의 특정 유전자 발현으로 진행되는 미생물간 정족수 감지(quorum sensing, QS)를 차단하는 연구가 있다. QS는 미생물간의 독립 신호체계로 미생물 밀도가 높을 때 발현되는 기작이다. 콩에서 추출한 바닐린은 대표적인 QS 교란물질 중에 하나이다. 또한 녹차잎 추출물인 Epigallocatechin gallate(EGCG)는 카테킨의 일종으로 항산화 능력이 탁월한 것으로 알려져 있으며 미생물 내 지방질 대사를 저해하는 능력이 있다. 따라서 본 연구에서는 천연 항균 물질 즉 바닐린과 EGCG를 코팅한 분리막과 스페이서를 이용 미생물막 억제제 효과를 파악하고자 하였다. 미생물 억제제의 코팅로 인한 분리막과 스페이서의 막표면 변화를 고찰하였다. 또한 바닐린과 EGCG의 구조적 변화 가능성을 조사하기 위해 FTIR을 비교해보았다. 코팅하지 않은 미생물막 억제제에서 존재하지 않는 peak가 코팅으로 인해 나타난 것을 알 수 있었다. 미생물 반응조에 두 종류의 미생물억제제를 침지시켜 바이오파울링의 저감 효과를 정량적으로 평가하였다. 7일 후 측정한 결과로서 시간이 지남에 따라 생물막이 생성되는 것을 알 수 있었다. 천연 항균물질을 코팅한 미생물억제제는 담지하지 않은 것에 비해 생물막 형성 정도가 낮게 나타났다. 미생물막 억제제 코팅으로 인한 미생물의 저감 현상이 나타난 것으로 보아 향후 Anaerobic MBR 공정에서의 바이오파울링 저감에 효율적인 연구가 진행 될 것으로 판단된다.

복합미생물제제가 우점화 된 슬러지를 이용한 퇴비 내 세균군집의 Pyrosequencing 분석

하신영,송지경,김인수 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2015 No.11

본 연구에서는 퇴비화실험 재료인 복합유용미생물 슬러지와 일반슬러지의 미생물 군집 비교를 통해 복합유용미생물 슬러지에 대한 미생물학적 특성을 밝히고 일반슬러지 퇴비와 비교하여 복합유용미생물 우점 슬러지를 퇴비화 하였을 때 발현되는 미생물의 성상을 비교하여 복합유용미생물 우점 슬러지 퇴비가 토양에 시용 되었을 때 토양에 미치는 영향을 간접적으로 확인하고자 한다. 또한 현재 시판되고 있는 광합성균을 이용한 돈분퇴비와 같은 공정으로 본 실험에서 사용한 복합유용미생물을 우점 시킨 돈분퇴비를 제조하여 시판퇴비와의 비교는 물론 퇴비 제조 방법에 따른 복합유용미생물 군집의 차이점을 알아보고자 하였다. Pyrosequencing을 통해 연구에서 사용된 복합유용미생물 우점 슬러지의 bacteria 군집 문(Phylum)의 수준에서 분석한 결과 Proteobacteria(41.30%), Gemmatimonadetes(14.12%)로 우점 되어 있었다. Proteobacteria는 하폐수 처리공정에서 유기물 농도가 높은 환경에서 주로 발견되며, 광합성세균은 이산화탄소 및 황화수소를 흡수 이용하며, 오염 및 악취의 방지 효과를 나타낸다고 알려져 있다. Gemmatimonadetes는 활성화된 우수처리장에서 발견되는 호기성균으로 일반슬러지에서는 0.3%정도 발견되었으나 복합유용미생물 우점 슬러지에서는 14.12%로 복합유용미생물 우점 활성슬러지 공정이 활성도가 높다고 판단할 수 있다. 복합유용미생물 우점 슬러지 퇴비와 일반 슬러지 퇴비의 다양성분석을 한 결과 퇴비화 숙성이 진행되면서 미생물이 단순화 되고 퇴비화에 주로 발현되는 미생물인 Bacteroidetes, Proteobacteria, Firmicutes등의 우점도가 높아지는 타 연구결과와 일치하였다. 특히 복합유용미생물에서 4.17% 우점 되어 있는 Actinobacteria는 고정된 질소를 공급하는 역할을 하고 퇴비가 숙성이 진행되면서 온도가 뜨거워질 때 활성도가 높아지는데 복합유용미생물 슬러지 퇴비가 일반슬러지 퇴비보다 부숙 온도가 높고, 높은 온도 유지기간도 길었기 때문으로 보인다.본 연구에서 개발한 BCL의 bacteria 군집을 종(species) 수준 분석하기 위해 시판퇴비인 PMP와 BMP와 비교한 결과 PMP와 BMP에서는 기타 (<1%)가 각각 49%, 48% 였지만 BCL퇴비는 기타 (<1%) 15%로 BCL퇴비가 다른 시판 퇴비보다 종 다양성은 떨어졌지만 시판퇴비보다 퇴비 내 미생물이 우점 되어 공생역할을 하는 것으로 나타났다.

복합미생물제제가 우점화 된 슬러지를 이용한 퇴비 내 세균군집의 Pyrosequencing 분석

하신영,송지경,김인수 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2015 No.-

본 연구에서는 퇴비화실험 재료인 복합유용미생물 슬러지와 일반슬러지의 미생물 군집 비교를 통해 복합유용미생물 슬러지에 대한 미생물학적 특성을 밝히고 일반슬러지 퇴비와 비교하여 복합유용미생물 우점 슬러지를 퇴비화 하였을 때 발현되는 미생물의 성상을 비교하여 복합유용미생물 우점 슬러지 퇴비가 토양에 시용 되었을 때 토양에 미치는 영향을 간접적으로 확인하고자 한다. 또한 현재 시판되고 있는 광합성균을 이용한 돈분 퇴비와 같은 공정으로 본 실험에서 사용한 복합유용미생물을 우점 시킨 돈분퇴비를 제조하여 시판퇴비와의 비교는 물론 퇴비 제조 방법에 따른 복합유용미생물 군집의 차이점을 알아보고자 하였다. Pyrosequencing을 통해 연구에서 사용된 복합유용미생물 우점 슬러지의 bacteria 군집 문(Phylum)의 수준에서 분석한 결과 Proteobacteria(41.30%), Gemmatimonadetes(14.12%)로 우점 되어 있었다. Proteobacteria는 하폐수 처리공정에서 유기물 농도가 높은 환경에서 주로 발견되며, 광합성세균은 이산화탄소 및 황화수소를 흡수 이용하며, 오염 및 악취의 방지 효과를 나타낸다고 알려져 있다. Gemmatimonadetes는 활성화된 우수처리장에서 발견되는 호기성균으로 일반슬러지에서는 0.3%정도 발견되었으나 복합유용미생물 우점 슬러지에서는 14.12%로 복합유용미생물 우점 활성슬러지 공정이 활성도가 높다고 판단할 수 있다. 복합유용미생물 우점 슬러지 퇴비와 일반 슬러지 퇴비의 다양성분석을 한 결과 퇴비화 숙성이 진행되면서 미생물이 단순화 되고 퇴비화에 주로 발현되는 미생물인 Bacteroidetes, Proteobacteria, Firmicutes등의 우점도가 높아지는 타 연구결과와 일치하였다. 특히 복합유용미생물에서 4.17% 우점 되어 있는 Actinobacteria는 고정된 질소를 공급하는 역할을 하고 퇴비가 숙성이 진행되면서 온도가 뜨거워질 때 활성도가 높아지는데 복합유용미생물 슬러지 퇴비가 일반슬러지 퇴비보다 부숙 온도가 높고, 높은 온도 유지기간도 길었기 때문으로 보인다. 본 연구에서 개발한 BCL의 bacteria 군집을 종(species) 수준 분석하기 위해 시판퇴비인 PMP와 BMP와 비교한 결과 PMP와 BMP에서는 기타 (<1%)가 각각 49%, 48% 였지만 BCL퇴비는 기타 (<1%) 15%로 BCL퇴비가 다른 시판 퇴비보다 종 다양성은 떨어졌지만 시판 퇴비보다 퇴비 내 미생물이 우점 되어 공생역할을 하는 것으로 나타났다.

원균분석을 통한 미생물제제의 돈분 악취저감 메커니즘 연구

천아인 ( A-in Cheon ),차지환 ( Ji-hwan Cha ),전항배 ( Hang-bae Jun ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2021 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2021 No.-

돈사에서 발생되는 악취 내에는 암모니아가스, 황화수소, 인돌 등이 포함되어 있다. 이 중 암모니아(NH₃)는 2차 미세먼지 전구물질로 알려져 최근 돈사 내에서 발생되는 악취의 저감에 대한 중요성이 대두되고 있다. 분뇨에 의해 발생되는 악취를 저감하는 방법은 크게 사전저감과 사후저감이 있으며 각각 효소와 미생물제제 등을 이용하는 방법으로 알려져 있다. 이 중 미생물제제는 돈사의 피트에 살포하는 방식으로 사용되고 있지만 악취 저감 메커니즘과 정확한 효과 및 효과의 지속성에 대한 연구결과는 부족하다. 따라서 본 연구에서는 총 19종의 미생물제제에 대한 원균분석을 통하여 실제 살포되고 있는 미생물과 미생물의 역할에 대해 확인하고자 하였다. 총 3곳의 농업센터와 무작위로 선택된 외부업체의 미생물제제를 선택하여 원균분석을 진행하였다. 원균분석은 Metagenome Amplicon Sequencing을 통해 진행되었으며 Bakt 341F-805R 프라이머를 사용하여 V3부터 V4의 16S rRNA를 분석하였다. 분석 후 정의되지 않은 미생물에 있어서는 E value와 Q-coverage의 하향조정을 통해 NCBI BLAST를 이용하여 미생물을 정의하였다. 미생물 군집구조 분석 결과 농업센터를 통해 보고된 우점종 미생물과 분석결과 우점종 미생물의 일치도는 46%이며 외부업체의 시판 미생물제제의 경우 일치도는 0%로 나타났다. 농업센터의 경우 보고된 미생물 우점종이 90% 이상의 우점을 갖는 경우는 38%로 나타났으며 대부분 Lactobacillus와 Bacillus속이다. 문헌조사 결과 두 종은 악취저감에 주로 이용되는 미생물이며, 여러 기작을 통해 악취를 저감하는 것으로 나타났다. 또한 악취저감에 효과가 있는 Rhodobacter, Pseudomonas, Acinetobacter와 같은 미생물도 다량 포함되어 있다. 이러한 미생물은 암모니아를 세포합성에 이용하거나 질산화 또는 HN-AD(Heterotrophic Nitrification and Aerobic Denitrification)를 통해 분뇨내의 암모니아 농도를 감소시키는 것으로 알려져있다. 따라서 본 연구를 통하여 악취저감에 실제 활용되고 있는 미생물제제의 우점종 확인 및 악취저감 메커니즘에 대한 재정립이 가능하며, 이를 실제 농가에 적용할 경우 악취저감에 있어 효율적이고 경제적인 방안을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

미생물 오염 개선을 위한 화장품 용기 사례 분석

송지성(Song, Ji Sung),배은혜(Bae, Eun Hae) 한국디자인문화학회 2015 한국디자인문화학회지 Vol.21 No.4

본 논문은 화장품의 미생물 오염 개선을 위한 방안을 기술과 디자인 융합 사례를 통해 가능성을 밝히고자 한다. 화장품의 미생물 오염 원인인 2차 오염 중 ‘손’접촉을 최소화할 수 있는 화장품 용기와 기술을 결합한 화장품 용기 사례 바탕으로 디자인 제안 한다. 연구 범위는 화장품의 미생물 오염에 대한 이론적 고찰로 화장품 용기에 대한 이해와 미생물 오염원인, 화장품의 미생물 오염 기초 실험 분석 통하여 심각성을 밝히고자 한다. 이를 통해 화장품 사용 후 ‘손’접촉을 최소화한 화장품 용기 사례를 분석하여 디자인 제안 시 반영하도록 한다. 연구 방법은 향후 연구 과제를 제안하기 위해 화장품 용기에 적용한 기술 사례를 비교 분석한다. 인터넷을 이용한 국내외 정보 D/B 및 네트워크 검색, 논문과 단행본을 포함한 도서ㆍ출판물 등 문헌조사를 통한 고찰 및 분석하였다. 연구의 내용과 결과는 다음과 같다. 첫째, 여성용 일상 필수품인 ‘화장품’의 미생물 오염개선을 위한 방안을 기술과 디자인을 융합한 연구기반으로 모색하는데 의의를 두고자 한다. 둘째, 화장품 사용 후 미생물 오염 발생에 대한 기초 실험 자료를 통해 심각성을 밝히고자 한다. 실험 대상인 화장품 중 미생물 오염도 측정 시 저장온도, 사용빈도, 보존제 유무 등으로 ‘립스틱’이 미생물 오염도가 가장 높은 것으로 조사되었다. ‘립스틱’ 대상으로 디자인 제안 시 향후 연구에 반영할 것이다. 셋째, 화장품의 미생물 오염 개선을 위해 화장품 패키지의 역할과 트렌드에 대해 알아본다. 사례는 화장품 용기에 적용한 ‘진동’, ‘전동’ 조사하였다. 마지막으로 분석을 통해 향후 연구로 디자인 제안시 세 가지를 구분하였다. 첫째 2차 오염, 둘째 용기 형태, 셋째 화장 도구 이다. 세 가지를 통하여 미생물오염을 최소화할 수 있는 용기를 개발할 필요가 있다. 본 연구는 생활에서 환경오염으로 인하여 소비자들이 ‘살균’의 중요성을 인식하고 있다. 화장품도 생활에 필요한 필수품으로써 공기, 접촉, 분비물에 의해 세균감염이 쉽게 접할 수 있다. 따라서 이러한 문제점을 이론과 사례를 통해 향후 연구에 디자인 제안 시 개선 방안을 모색할 필요가 있다. This paper has purpose to explain to reveal the possibility of plans to improve microbial contamination of cosmetics through the convergence of technology and design. It suggests design from the case studies about convergence technology and design of cosmetics because cosmetic container has some problem with the microbial contamination from ‘Hand touching’.Therefore, This problem need to figure out the idea of minimize the touching when consumer wears make up. The content and range of this study find out the problem from basic analysis and factor of microbial contamination of cosmetics and container in use. For this reason, It suggest the minimize of cosmetic container design after make up and use with hand. The method of study is comparative analysis techniques applied in the case study of cosmetic containers in oder to suggest after make up. Also it need to analysis data from professional journals, information from internet, D/B, network discovery papers and books such as publications. According the result of the studies are : First, analysis a basis of study about convergence design and technology of cosmetic containers when it has some problem with microbial contamination. Second, after cosmetic use, experiments with a basic material for microbial contamination. For the test of microbial contamination from cosmetic after make up, microbial contaminations have higher problem from temperature, frequency of use, antiseptic treatment. Third, It find out the role and trend of cosmetic package for improving from microbial contamination. The case studies are ‘vibration’, ‘transmission’. These has technology with cosmetic container when consumer uses easy to remove and make up. This study suggest and analysis from three proposals for future research. First is the second contamination, second is design of shape from container, third is tool of make up. These are necessary to develop containers capable of minimizing microbial contamination through them. Therefore, this study recognizes the importance of consumers due to the contamination in their lives ‘sterilization’. Cosmetics essentials necessary for life as air and contact discharge by the bacterial infection is easily accessible. It needs to research ways to improve upon the design suggestions for future research through the problems.

기주특이성 잡초 활성 미생물을 이용한 잡초방제 기술

홍연규(Yeon-Kyu Hong),김인섭(In-Seob Kim),전민구(Min-Goo Geon),김정남(Jeong-Nam Kim),박성태(Sung-Tae Park),송석보(Seok-Bo Song),이봉춘(Bong-Choon Lee) 한국잡초학회·한국잔디학회 2006 Weed & Turfgrass Science Vol.20 No.2

미생물제재(mycoherbicide)라는 용어는 1970년대부터 사용되기 시작하였다. 하지만 미생물 제재에 대한 관심은 화학제재의 비용증가로 인해 최근 주목을 받게 되었다. 고전적인 생물학적방제재(Biological Control Agent, BCA)는 생태적으로 안전하다는 이유로 생태학적인 관점에서 관심을 끌고 있다. 반면, 현대적인 의미의 생물학적방제재는 인공적으로 배양이 가능하고, 또한 그 잡초방제 효과도 화학제초제와 같은 수준이 요구된다. 현재 미생물제재는 7개국에서 곰팡이로부터 만들어지는 26종이 있다. 이들은 재배작물에는 안전한 기주특이성을 갖는다. 그러나 대부분의 약제전달체계는 살아있는 미생물을 활력을 유지한 상태로 장기간 보존할 수 있는 능력을 가지고 있어야 함에도 불구하고 대부분이 조건을 충족시키질 못하였다. 또한, 실험실 수준에서는 방제효과가 잘 나타나지만, 실무적으로 사용할 경우 사용년도 및 포장에 따라 방제효과의 발현성과 지속성이 다르게 나타났다. 이 밖에 미생물제재 사용 시 습도, 이슬, 온도 및 이들 요인이 잡초방제에 미치는 효과에 대한 연구결과도 미비한 상태이다. 따라서 잡초방제효과가 뛰어난 미생물제재를 선별해야한다. 선행된 연구에서 제안된 효과적인 미생물제재의 조건은 첫째, 인공 배양법으로 내구성이 있는 접종원(inoculum)의 대량 생산이 가능하고, 둘째, 유전적으로 안정하면서 기주 특이성이 있고, 셋째, 다양한 범위의 잡초방제효과 있어야 한다. 미생물 제재의 생산과 보급은 잡초의 생물학적인 방제에 지대한 역할을 할 수 있다. 액상보다는 입상 형태의 미생물제재가 가벼워서 사용이 간편하며, 젤(gel) 타입의 미생물제재도 사용되는 것으로 알려져 있다. The term mycoherbicide started in 1970, but its interest heightened due to increase costs of chemical herbicides. A classical biocontrol agent is expected to become a permanent part of its new environment and do no harm to it. Contemporary biological control agent(BCA) must be produced by artificial culture and could be applied like chemical herbicides over weeds. BCA is different from the classical approach in that it released through natural spread. To date 26 species of fungi are used as classical BCA against 26 species of weeds in seven countries. There are a number of examples of pathogens attacking non-target plants. But through risk assessments which include understanding the taxonomy, biology and ecology, the target and non-target species, it will be safe to introduce of exotic pathogens to control weeds. Butp athogens have not been successfully used in practice. Many mycoherbicides show potential in laboratories, but are ineffective in the field and not consistent from year to year or field to field. There is also a lack of understanding humidity, dew formation and temperature and their effects on suppression of weeds by plant pathogens. Potential pathogen must be selected as a BCA. Previous studies suggest that these pathogens must (1) produce abundant and durable inoculum in artifical culture, (2) be genetically stable and weed specific and (3) kill weeds in wide areas. The delivery and distribution of BCA is of great importance in affecting biological control. A granular preparation of mycoherbicide into sodium alginate is lighter than liquids and less bulky than organic matter. Gel forms have also been used.

강원도 내 농업미생물 배양액 품질관리 실태조사

홍수영(S. Y. Hong),장미영(M. Y. Jang),김동민(D. M. Kim),허수정(S. J. Heo),임수정(S. J. Lim),고재영(J. Y. Go) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11

유용미생물의 수요와 시장이 증가함에 따라 현재 전국 158개 기관이 미생물을 배양하여 농가에 보급하고 있으며, 도 내 시, 군 농업기술센터는 현재 14개소에서 농가에 보급사업을 시행중이다. 부숙도 검사 의무화 실시에 따라 부숙도를 촉진시키고 악취를 저감하고자 하는 축산 농가의 사용량이 급격하게 증가하였고, 배양하는 균주도 다양해 질 뿐만 아니라, 질소제거균, 나비목 살충 균 등 특정 효과를 지닌 기능성 균에 대한 생산량도 증가하였다. 그러나 대부분 미생물 생산량 및 공급량, 등 양적 측면에만 치중되어 있어 질적 유지, 관리가 되지 않는 문제점이 있으며, 4~5월 미생물 배양액 공급이 집중되기 시작하면 수요량을 따라가지 못하여 배양기 내의 살균, 소독 단계를 생략한 연이은 배양일정을 소화하기 바쁜 실정이다. 그 밖에 담당자의 잦은 변경으로 인하여 지속적인 품질관리가 어렵고, 연간 실시하는 공인기관의 성적서 만으로 품질관리를 대체하고 있다. 따라서 도 내 배양중인 시, 군 센터의 미생물 배양액을 수거하여 품질관리를 실시하였으며, 고초균, 광합성균, 유산균, 효모 및 기타 단일균에 대하여 보증밀도 및 오염도를 조사하였다. 상반기 13시, 군 48종의 미생물 품질검사 결과 광합성균의 오염이 50%로 가장 높았으며, 효모균 36.4%, 고초균 16.7%, 유산균 8.2% 오염된 것으로 나타났다. 각 균주별 보증밀도 검사에서는 고초균 7.7%, 유산균22.2%가 보증밀도 이하로 검출되었으며 하반기도 같은 방식으로 진행하였고, 14 시,군 50종의 미생물 배양액을 수거하여 실시한 결과 오염도는 고초균이 21.4%로 가장 높았으며, 광합성균 14.3%, 효모균 10.0%, 이었다. 보증밀도 이하 균주는 고초균이 14.3% 였으며 이 외에 다른 균주들은 기준치 이상 충족하는 수치였다. 상반기 검사 실시 및 결과 통보 이 후 진행한 하반기 검사에서는 미생물 배양액의 회전률이 상반기에 비하여 현저히 낮아지고 오염에 더 취약한 조건임에도 불구하고 오염도가 27.7%에서 12.0%로 줄어든 것으로 나타났는데, 이는 상반기 품질검사 실시 후 담당자들의 오염도에 대한 인식이 개선된 결과로 풀이된다. 그러나 배양센터에서 고품질의 배양액을 공급하였더라도 최종 사용자인 농가에서의 인식도가 개선되지 않으면, 균주의 효과를 오히려 저하시키는 원인이 될 수 있는데, 실제로 2020년 시, 군 농업기술센터를 대상으로 실시한 설문조사에서도 농가의 오염도 인식조사에서 62%가 “오염에 둔감한 편” 이라고 답하였다. 따라서 각 배양기관에서는 농가를 대상으로, 미생물 공급 시 보관방법 및 주의사항에 대한 홍보 및 교육이 필요하다고 판단되며, 배양기관 자체적인 품질관리도 주기적으로 진행하여 체계적인 미생물 품질유지 시스템을 갖추어야 할 것이다. 이를 토대로 우수한 종균, 품질검사를 충족하는 배양, 오염도를 최소화 한 보관까지의 각 단계가 충족되었을 때 유용미생물 처리효과는 현장에서 더 극대화 될 수 있을 것이다.

영양성분이 강화된 유용미생물 분말 제조 및 분리된 토양 균주의 특성

허지혜 국제차세대융합기술학회 2024 차세대융합기술학회논문지 Vol.8 No.3

환경을 보호하며 건강한 작물을 생산하기 위해 비료와 농약의 대체재로서 유용미생물이 농업에 활용되고 있으나 기존의 유용미생물은 보관, 유통, 사용이 용이하지 않아 농가에서 지속적으로 활용되지 않고 있는 실정이 다. 이에 따라 농수산 부산물을 이용하여 천연영양성분을 추가하는 동시에 보관과 유통이 용이한 형태의 혼합분말 형태로 제조하고자 하였다. 1% glycerol을 처리하여 동결건조를 하였을 때 각 유용미생물의 재활성률이 가장 우 수하였으며 토양에 관주 시 인산 농도를 2배, 칼륨 농도를 1.5배 증가시켰다. 해당 토양에서 9가지 균종의 유전자 염기서열을 분석하였으며 식물생장촉진 활성능이 뛰어난 BG4 (Brevibacillus agri strain DSM 6348), BG5 (Prescottella equi strain ATCC 6939), TG1 (Rothia aeria strain A1-17B)의 계통도를 조사하였다. 영양성분 이 강화된 유용미생물 분말이 토양을 비옥하게 하고 분리된 토양 미생물은 식물 생장을 촉진시키는 생물학적 가 능성을 가지는 것으로 확인하였다. Effective microorganisms are increasingly used in agriculture as a substitute for fertilizers and pesticides to protect the environment and produce healthy crops. However, effective microorganisms are not easy to store, distribute and use in present. Accordingly, we attempted to manufacture it in a mixed powder form that is easy to store and distribute while adding natural nutrients using agricultural and fishery by-products. When we treated freeze-drying with 1% glycerol, the reactivation rate of bacterial was the highest. When irrigated to soil, concentration of the phosphoric acid was doubled and potassium was increased by 1.5 times. The 9 strains were isolated from the soil and the genes were analyzed. BG4 (Brevibacillus agri strain DSM 6348), BG5 (Prescottella equi strain ATCC 6939) and TG1 (Rothia aeria strain A1-17B) with excellent plant growth promoting activity were confirmed. Therefore, the effective microorganisms powder with enhanced nutrients showed new biological potential to fertilize the soil and promote plant growth.

미생물암에 대하여

이정현(Jeong-Hyun Lee) 한국암석학회 2015 암석학회지 Vol.24 No.4

미생물에 의해 만들어진 퇴적암인 미생물암은 약 35억 년 전 지구 상에 최초로 등장한 이후 오늘날에도 다양한 환경에서 형성되고 있다. 미생물암은 미생물이 쇄설성 퇴적물을 고정하거나 탄산염을 침전시켜 생성되며, 그 결과 미생물암의 미세구조와 중간구조가 형성된다. 미생물암은 그 중간구조를 바탕으로 크게 스트로마톨라이트, 쓰롬볼라이트, 덴드롤라이트, 레이올라이트 등 네 가지로 분류한다. 지질 기록에서 미생물암의 분포 양상은 주로 해수 중 탄산칼슘 농도와 후생동물의 영향을 받았다. 선캄브리아 시대에 오랫동안 널리 분포하였던 스트로마톨라이트는 대기 중 이산화탄소 농도가 감소하면서 점차 줄어들었고, 이를 대신하여 신원생대부터 석회화된 미생물로 이루어진 쓰롬볼라이트가 번성하기 시작하였다. 이후 현생누대에 접어들며 다양한 후생동물이 등장함에 따라 미생물암이 퇴적기록에서 차지하는 비중은 매우 감소하였으며, 대멸종 직후 등 특정 시기에만 짧게 번성하였다. 한반도에서는 지금까지 신원생대 상원계, 전기 고생대 조선누층군, 백악기 경상누층군 등에서 미생물암이 보고된 바 있으며, 이들은 시대와 퇴적 환경에 따라 서로 다른 형태로 발달한다. 앞으로 한반도의 미생물암에 대한 추가 연구를 통해 미생물이 지질기록 및 퇴적환경에 미친 영향뿐만 아니라 미생물과 다른 생물들 사이의 상호작용을 이해할 수 있을 것이다. Microbialites are defined as rocks formed by microbial organisms. After their first appearance around 3.5 billion years ago, microbialites occur in various depositional environments throughout geological periods. Microbial organisms form microbialites by trapping and binding detrital sediments and/or precipitating carbonate cements, resulting in formation of various microstructures and mesostructures. Four major types of microbialites are distinguished based on their mesostructures: stromatolite, thrombolite, dendrolite, and leiolite. In the geological records, occurrences of microbialites are influenced by calcium carbonate saturation of seawater and interaction of microbialites with metazoans. Stromatolites mainly flourished during the Precambrian, and diminished as level of atmospheric carbon dioxide declined. On the other hand, thrombolites, mainly formed by calcified microbes, began to flourish from the Neoproterozoic. As metazoans diversified in the Phanerozoic, proportion of the microbialites within sedimentary record declined. Since then, microbialites only occasionally flourished during the Phanerozoic, such as shortly after mass-extinction events. In the Korean Peninsula, microbialites occur in the Neoproterozoic Sangwon System, the Early Paleozoic Joseon Supergroup, and the Cretaceous Gyeongsang Supergroup, which form different shapes according to their age and depositional environments. By performing detailed studies on these Korean microbialites, it is possible to understand how microbes affected geological records and sedimentary environments, as well as their interaction with other organisms.

유기성 폐수처리에 대한 미생물 연료전지(MFC)의 적용성 평가

최유현,엄한기,주현종 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2016 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2016 No.-

최근 에너지 비용 증가로 인해 대체에너지와 에너지 효율이 높은 공정 개발에 관한 연구들이 활발히 진행되고 있으며 특히 유기성 폐자원을 이용하여 에너지생산이 가능한 미생물 연료전지(Microbial Fuel Cell, MFC)에 대한 연구가 진행되어지고 있다. 미생물연료전지는 전기화학적으로 활성이 있는 미생물을 이용, 유기물을 분해하여 전기에너지를 생산하는 장치이며 미생물 연료전지를 이용하여 하·폐수 내 존재하는 유기오염물을 처리함과 동시에 에너지를 생산할 수 있다. 미생물 연료전지는 축산폐수, 음식물류폐기물 침출폐수, 하수슬러지, 식품가공 공정 폐수 등 유기물 함량이 높은 유기성 폐수를 기질로 사용할 수 있으며, 기질의 종류에 따라 전기발생량 및 산화전극부의 미생물 군집에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 미생물 연료전지는 산화전극부, 이온교환막, 환원전극부, 물질전달매개체 등으로 이루어져 있으며, 산화전극부에서는 미생물에 의해 유기물이 분해되면서 전자와 수소이온이 발생하고 이때 생성된 수소이온은 이온교환막을 통해 환원전극으로 이동한다. 또한 이때 발생한 전자는 물질전달 매개체를 통해 환원전극부로 이동하게 되고 환원전극부로 이동한 수소 및 전자는 전자수용체인 산소와 반응하여 물을 생성하는 메커니즘으로 전기를 생산한다. 따라서 미생물 연료전지의 전기생산효율을 높이기 위해서는 산화·환원전극의 소재 및 물질전달매개체의 전자전달 효율 개선이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 미생물연료전지의 전기생산효율을 증대시키기 위한 전극소재개발 및 폐수처리공정과의 결합을 도모함으로써 폐수처리공정 내 유기물 및 영양염류 제거효율 검토를 통해 미생물 연료전지와 폐수처리공정의 적용가능성을 평가하였다. 연구 방법으로써 실험실규모(Lab. scale)의 미생물연료전지 장치를 설치하였으며, 미생물 연료전지 내 전극 소재 개발을 위해 전기방사장치(Electro spining)를 이용하였다. 그 결과 전기방사장치에 의해 Nano fiber가 교차되어 섬유상을 이루는 것을 확인하였으며, 또한 전기전달력이 우수한 Carbon 소재를 혼합하여 미생물 연료전지 내 적용가능한 전극소재를 제조하였다. 개발된 전극소재를 이용 미생물연료전지에 적용할 경우 4일(96hr) 이후 최대 7.6mA까지 전류가 생성되는 것을 알 수 있었으며 이는 24시간 이후 전기방출 미생물이 증식하기 시작하면서 전류가 생성되는 것으로 판단된다. 또한 실험실규모 미생물 연료전지 내 유기물 및 영양염류제거효율을 평가하기 위하여 합성폐수를 제조하여 주입하였으며, 약 10일간 미생물 연료전지를 운전한 결과 유기물의 경우 총 58.6% 제거되었으며, NH₃-N, NO₃ ^--N 및 PO₄ ^3--P의 경우 각각 73.5, 80.4 및 83.2%의 제거효율을 나타내고 있으며 이는 회분식 실험에 따른 높은 체류시간 및 미생물 세포합성에 의한 영양염류제거로 판단된다. 따라서 향후 연속식 운전조건을 통한 유기물 및 영양염류제거효율 평가를 통해 생물학적 폐수처리와의 연계처리 가능성 평가가 필요할 것으로 사료된다.