극한환경에서 서식하는 초호열균을 이용한 유기성 폐기물처리에 대한 연구 = A Study on the Organic Waste Treatment using Hyperthermophiles that live in Extreme Environments

국문 초록 (Abstract)

지구가 태양계의 일원으로서 탄생한 것은 45억년전이며, 지구가 형성된 후 초기의 생명체가 출현했을 때의 환경은 화산활동으로 인한 높은 온도 그리고 산소가 없는 대신 이산화탄소 및 암모니아 등으로 구성된 대기 등 현재 우리가 보는 생물체들이 도저히 생존할 수 없는 환경이었을 것이다. 현재에 이르러 원시 지구의 환경과 유사한 곳은 화산활동이 활발한 지역의 표면 혹은 심해저의 열수 분출공을 들 수 있다. 이러한 극한환경에서 생육 가능한 생물을 극한생물이라고 한다. 이러한 극한생물은 고온, 고압, 고염의 환경에서 생육하거나 혹은 반대로 낮은 온도나 pH, 영양분 등의 비 일반적인 환경에서 생육하는 경우도 있다. 인간이 살아가는 환경과 비교하여 상대적으로 극한환경에 생육할 수 있는 생물체를 통칭하여 극한생물이라 한다. 이러한 극한생물에 대해 프랑스, 미국, 일본 등 심해잠수정을 보유하는 나라에서 심해열수공(심해분화구)에 서식하는 극한생물을 채취하거나, 또는 화산활동이 활발히 진행되는 일본, 아이슬란드, 이탈리아 등의 경우 극한생물 채취여건이 부합되기에 연구가 진행되어왔다. 그러나 우리나라는 지형적인 제한성 때문에 심해열수공이나 화산지대 등에서 채취되는 극한생물에 대한 기초연구 및 응용연구가 거의 전무한 실정이다. 극환환경 초호열균이 생산하는 protease, collagenase, lipase 등의 내열성 효소가 난분해성 단백질과 지질 등을 신속히 분해하고, 분해유기물은 미생물의 에너지에 이용된다. 그 과정에서 열이 급격히 발생하며 분해온도는 거의 100℃ 내외가 되며. 이 초고온 환경은 분해효소의 활동을 더욱 높이기 때문에 유기물의 분해속도가 가속된다. 본 연구에서는 극한환경 초호열균에 대한 개념을 제시하고, 극한환경 초호열균을 이용하여 AI 및 구제역 감염가축 사체처리, 음식물쓰레기의 단일시설 단일공정에서의 융합처리, 하수슬러지처리, 축산분뇨처리 등 유기성폐기물의 혁신적 처리시스템을 제시하고자 한다.