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- 저자 : 정혜경 ( Hyekyeng Jung ) (검색결과 2 건)
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정혜경 ( Hyekyeng Jung ),윤정희 ( Jeonghee Yun ),오경철 ( Kyung Cheol Oh ),전준민 ( Jun-min Jeon ),류희욱 ( Hee-wook Ryu ),조경숙 ( Kyung-suk Cho ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2017 한국미생물·생명공학회지 Vol.45 No.4
본 연구에서는 생활 폐기물 매립지 현장에 파일럿 규모의 바이오커버(pilot-scale biocover, PBC) 2기를 설치하고, 240일동안 메탄 제거 효율을 모니터링하였다. 또한, 바이오커버 충전 소재를 채취하여 혈청병에서 잠재 메탄 산화능을 평가하였다. 바이오커버로 유입되는 메탄 농도는 23.7-47.9%(평균값 = 41.3%, 중간값 = 42.6%) 수준이었다. 토양, 지렁이 분변토 및 퇴비 혼합물(7:2:1, v/v)을 충전 소재로 구축한 PBC1의 메탄 제거 효율은 60.7-85.5%이었다. 토양, 지렁이 분변토, perlite 및 퇴비 혼합물(4:2:3:1, v/v)을 충전 소재로 구축한 PBC2의 표메탄 제거 효율은 29.2-78.5%이었다. 그러나, 바이오커버의 충전 소재 자체의 메탄 잠재 산화 능력이 우수함에도 불구하고(평균메탄산화속도 = 180-199 μg CH<sub>4</sub>· g packing material<sup>-1</sup>· h<sup>-1</sup>), 충전 소재의 다짐현상과 채널링이 발생하면 PBC1과 PBC2의 메탄 제거 효율은 0-30%로 저하되었다. 한편, 바이오커버의 메탄 제거 효율은 계절(외부 기온)에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았다. 본 연구로부터 도출된 결과는 향후 매립지 현장에 실규모의 메탄 저감용 바이오커버를 설계하고 운전 조건을 구축하는데 유용하게 활용 가능하다. Two pilot-scale biocovers (PBCs) were installed in a landfill, and the methane (CH<sub>4</sub>) concentrations at their inlets and outlets were monitored for 240 days to evaluate the methane removability. Consequently, the packing materials were sampled from the PBCs, and their potential CH<sub>4</sub> oxidizing abilities were evaluated in serum vials. The CH<sub>4</sub> concentration at the inlet of the biocovers was observed to be in the range of 23.7- 47.9% (average = 41.3%, median = 42.6%). In PBC1, where a mixture of soil, earthworm cast, and compost (7:2:1, v/v) was employed as the packing material, the CH<sub>4</sub> removal efficiency was evaluated to be between 60.7-85.5%. In PBC2, which was filled with a mixture of soil, earthworm cast, perlite, and compost (4:2:3:1, v/v), the removal efficiency was evaluated to be between 29.2-78.5%. Although the packing materials had an excellent CH<sub>4</sub> oxidizing potential (average oxidation rate for CH<sub>4</sub> = 180-199 μg CH<sub>4</sub>·g packing material<sup>-1</sup>·h<sup>-1</sup>), CH<sub>4</sub> removal efficiency in PBC1 and PBC2 decreased to the range of 0-30% once the packing materials in the PBCs were clogged and channeled. Furthermore, seasonal effects exhibited no significant differences in the CH<sub>4</sub> removal efficiency of the biocovers. The results of this study can be used to design and operate real-scale biocovers in landfills to mitigate CH<sub>4</sub> buildup.
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Methanotrophs을 이용한 메탄 저감 기술 최신 동향
조경숙 ( Kyung-suk Cho ),정혜경 ( Hyekyeng Jung ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2017 한국미생물·생명공학회지 Vol.45 No.3
메탄은 자연적인 발생원과 인위적인 발생원에 의해 배출되며 지구온난화를 야기하는 대표적인 온실가스이다. 메탄을 탄소원과 에너지원으로 이용하는 메탄산화세균은 메탄의 생물학적 산화에 중요한 역할을 한다. 메탄산화세균의 서식지는 매우 다양하며 메탄산화반응의 핵심 효소인 methane monooxygenases (MMOs)는 메탄뿐 아니라 다른 기질을 산화할 수 있는 기질특이성을 가지고 있다. 이러한 메탄산화세균의 특성으로 인해 생물학적 메탄 저감 기술과 생물정화기술 분야에서 메탄산화세균의 활용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 총설 논문에서는 메탄산화세균의 종류, MMOs의 특성과 메탄산화세균의 고농도 배양 기술에 관한 최근 정보를 정리하였다. 또한 메탄산화세균을 이용한 생물학적 메탄 저감 관련 실험실 규모와 매립지 현장에서의 기술 개발 현황 및 적용 결과를 소개하였다. 이러한 생물학적 메탄 저감 시스템에서 메탄산화세균의 군집 거동 특성도 고찰하였다. 마지막으로, 메탄산화세균을 활용한 생물공학기술의 혁신을 위해 필요한 과제로 대사활성이 우수하거나 신규대사능력을 가진 메탄산화세균의 지속적인 탐색 연구, 고농도 세포 대량배양기술 개발 및 미생물 컨소시움(메탄산화세균과 비메탄산화세균의 컨소시움) 디자인 및 관리 기술 등이 필요함을 제안하였다. Methane, which is emitted from natural and anthropogenic sources, is a representative greenhouse gas for global warming. Methanotrophs are widespread in the environment and play an important role in the biological oxidation of methane via methane monooxygenases (MMOs), key enzymes for methane oxidation with broad substrate specificity. Methanotrophs have attracted attention as multifunctional bacteria with promising applications in biological methane mitigation technology and environmental bioremediation. In this review, we have summarized current knowledge regarding the biodiversity of methanotrophs, catalytic properties of MMOs, and high-cell density cultivation technology. In addition, we have reviewed the recent advances in biological methane mitigation technologies using methanotrophs in field-scale systems as well as in lab-scale bioreactors. We have also surveyed information on the dynamics of the methanotrophic community in biological systems and discussed the various challenges pertaining to methanotroph- related biotechnological innovation, such as identification of suitable methanotrophic strains with better and/or novel metabolic activity, development of high-cell density mass cultivation technology, and the microbial consortium (methanotrophs and non-methanotrophs consortium) design and control technology.
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