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문제 정의
- 본 연구는 음식물쓰레기침출수에 의해 발생되는 악취를 여러 종의 미생물을 이용, 저감시키는 우수한 균주를 선별하기 위해 실시되었다.
제안 방법
-
2.4 관능방법
관능검사는 관능검사의 경험이 있는 숙달된 pannel을 선발하여 시행하였고 악취도의 측정은 환경오염 공정시험법상의 관능법을 사용하였다
.20) - 발효가 진행되는 시료를 pH-meter를 이용하여 3회씩 pH를 측정하였다.
- 음식물 쓰레기 침출수의 악취관능에 미치는 영향을 알아보기 위해 pH값을 분석하였다. 각종 미생물균주와 액상시판 악취제거제인 Bio-Plus를 주입한 음식물쓰레기 침출수의 저장기간 중 pH변화는 [Fig.
- 음식물 쓰레기 침출수의 염도는 ATAGOS/Mill-E(Salinity 0~100‰, MADE IN JAPAN)의 염도계를 사용하여 염도를 측정하였다.
- 음식물 쓰레기 침출수의 염도변화에 따라 악취관능에 미치는 영향을 알아보기 위해 염도측정을 하였다. 염도의 변화는 발효 3일 경과 후, 전체적으로 모든 균주들의 염도가 낮아졌고 Bacillus cereus 외에 모든 균주와 대조군이 0.
- 최적 성장배지는 기본영양분을 제조하기 위해 증류수 0.5L중에 NaNO3 75g, K2HPO4 1.95g, Na2CO3 1.06g, MgSO47H2O 3.75g, CaCl2 1.35g, Na2SIO3ᆞ9H2O 2.90g, Ferric citrate 0.30g, EDTA 0.05g을 각각 주입하였으며, 미량원소의 혼합을 위해 증류수 1L 중에 H3BO3 2.86g, MnCl2ᆞ4H2O 1.81g, ZnSO4 7H2O 0.22g, Na2MoO4 2H2O 0.39g, CuSO4 5H2O 0.08g, CO(NO3)2ᆞ6H2O 0.05g을 주입하여 기본 solution을 조제 한 후, 1L의 희석용액을 조제하기 위해 기본 영양분을 각각 10ml씩 주입하였고, 미량원소는 1ml를 주입하여 배양액을 조제하였다.
- 침출수 300ml 에 각각의 전배양한 균주를 10% 주입 후 다음과 같이 균주에 적당한 배양온도에 총 10일간 발효하였고, 72시간 주기로 pH와 염도, 관능평가를 실시하였다. 균주별 배양온도는 [Table 3]과 같다.
대상 데이터
- 2),9),10) 대조군으로는 아무런 균주를 혼합하지 않은 침출수와 시판되고 있는 액상 악취제거제(Bio-Plus)를 이용했으며 활성 생균제 유형으로 세상생명과학(주)의 제품을 사용하였다. 전배양시 사용한 배지는 Sabourarddextrose agar(Difco), Tryptic Soy Broth(Difco)를 사용하였고 Spirulina plantensis의 배지 SOT의 조성은 [Table 1]과 [Table 2]에 나타내었고, Chlorella vulgaris의 배지 Allen media의 조성은 다음과 같다.
- 본 실험에 사용한 음식물 쓰레기는 호서대학교 교직원 식당과 학생식당에서 발생하는 음식물쓰레기를 수거하여 침출수를 받은 후 -4℃에서 냉장 저장하면서 시료로써 사용하였다.
- 실험에 사용한 균주로는 Saccharomyces cerevisiae, Bacillus cereus를 유전자은행에서 분양 받아 사용하였으며, 남조식물과의 Spirulina plantensis (CY-007) 와 Chlorella vulgaris (FC-012)는 한국해양미세조류은행에서 분양 받아 사용하였고 각각 전 배양 시킨 뒤 시료무게의 10%를 첨가하여 사용하였다.2),9),10) 대조군으로는 아무런 균주를 혼합하지 않은 침출수와 시판되고 있는 액상 악취제거제(Bio-Plus)를 이용했으며 활성 생균제 유형으로 세상생명과학(주)의 제품을 사용하였다.
- 2),9),10) 대조군으로는 아무런 균주를 혼합하지 않은 침출수와 시판되고 있는 액상 악취제거제(Bio-Plus)를 이용했으며 활성 생균제 유형으로 세상생명과학(주)의 제품을 사용하였다. 전배양시 사용한 배지는 Sabourarddextrose agar(Difco), Tryptic Soy Broth(Difco)를 사용하였고 Spirulina plantensis의 배지 SOT의 조성은 [Table 1]과 [Table 2]에 나타내었고, Chlorella vulgaris의 배지 Allen media의 조성은 다음과 같다.
데이터처리
- 각 미생물에 의한 음식물쓰레기 침출수 발효물에 대한 관능검사의 통계는 시간 경과에 따른 관능을 pannel들의 반복실험을 통해 통계처리를 하였고, 각기 다른 균주별, 시간의 경과별 차이에 따른 통계처리와 균주와 pannel 요원에 따른 차이를 평균과 표준편차 그리고 유의수준을 판정하였다.
- 악취에 관한 관능평가 결과는 SPSS program을 이용하여 각 균주마다 평균과 표준편차로 계산하였고, 유의적인 차이는 p<0.05에서 Duncan's multiple range test에 의해 검정하였다.
성능/효과
- 1) 생활수준의 향상과 산업화로 인해 과거에는 문제시 되지 않았던 생활 민원형 악취에 민감하게 반응하는 등 삶의 질에 대한 욕구가 높아지면서 악취에 대한 인식이 새롭게 부각되고 있다.2) 악취란 “황화수소, 메르캅탄류, 아민류, 기타 자극성이 있는 기체성 물질이 사람의 후각을 자극하여 불쾌감과 혐오감을 주는 냄새”로 정의되고 일반적으로 여러 화합물에 의해 야기 되며, 인간에게 정신적ᆞ생리학적 스트레스를 유발시켜 메스꺼움, 두통, 식욕감퇴, 호흡곤란 및 알레르기 현상 등으로 인체의 자각반응을 나타낸다.
- 또한 악취 유발 물질은 다 성분의 혼합성분이며, 극히 저농도의 경우에도 감지 할 수 있다는 특성을 가지고 있어 객관적인 평가가 어려워 타 공해 방지대책에 비해서 매우 까다로운 부분이라 할 수 있다.4),5) 악취현상을 평가하는 방법에는 냄새 유발물질의 농도를 정량적으로 분석하는 화학성분 분석법과 복합취기물질에 의한 감각수준을 다수의 악취 판정인이 평가하는 관능측정법으로 대별 할 수 있으며, 관능 측정법의 경우 자극의 세기를 표현하는 직접관능법과 최소냄새감지한계희석배수를 구하는 간접 관능법으로 세분된다.6)
- 4%로 상승하였다. 7일 경과 후에는 시판되고 있는 악취제거제와 Bacillus cereus는 염도변화가 없었고, Chlorella vulgaris와 Spirulina platensis는 다시 급격히 낮아졌다. [Fig.
- pH의 변화는 발효 3일 경과 후, S. plantensis를 제외한 모든 균주와 대조군은 pH가 3.5~4.0의 수준을 나타내다가 균을 주입하지 시료와 시판 악취제거제를 주입한 시료는 pH가 3.5수준으로 낮아졌고 Saccharomyces cerevisiae와 두 종류의 조류 그리고 Bacillus cereus 균주를 주입한 시료는 계속 높아져 4.9~7.4 수준까지 증가하였다.
- 관능검사를 실시한 결과 발효시간이 5일째 되는날 가장 심한 악취를 발생시키며, 악취도는 발효시간의 경과하면서 균주에 따라 차이가 있는 것으로 나타났다. pannel 들의 관능 통계를 분석한 결과 광합성 미세조류인 Chlorella vulgaris가 발효 종료일인 10일째 거의 취기를 느낄 수 없는 악취도 1을 나타내어 악취제어에 효과가 있는 것으로 나타났으며 이는 강한 악취를 나타내는 악취도 3을 받은 다른 균주보다 현저히 낮은 악취도를 보여주는 것이다.
- 관능검사를 실시한 결과 발효시간이 5일째 되는날 가장 심한 악취를 발생시키며, 악취도는 발효시간의 경과하면서 균주에 따라 차이가 있는 것으로 나타났다. pannel 들의 관능 통계를 분석한 결과 광합성 미세조류인 Chlorella vulgaris가 발효 종료일인 10일째 거의 취기를 느낄 수 없는 악취도 1을 나타내어 악취제어에 효과가 있는 것으로 나타났으며 이는 강한 악취를 나타내는 악취도 3을 받은 다른 균주보다 현저히 낮은 악취도를 보여주는 것이다.
- 두개의 집단으로 나뉜 결과로 Chlorella vulgaris가 다른 균주에 비해 악취에 가장 효능이 있는 균주로 선별되었다.
- 미생물들을 이용한 발효로 환경오염의 문제가 되고 있는 음식물쓰레기 침출수의 악취저감 효과 실험을 진행한 결과, pH는 모든 균주에서 3.5~4.0정도가 측정되다가 시간이 경과함에 따라 4.9~7.4수준까지 증가하였다. 염도는 발효시간이 종료됨에 따라 시판되고 있는 악취제거제와 Bacillus cereus는 변화가 없었고, Chlorella vulgaris와 Spirulina platensis는 급격히 낮아짐을 나타냈다.
- 발효시간의 경과에 따른 악취도의 변화를 보여준 [Table 5]에서 control이나 시판되는 악취제거제보다 남조식물과의 Chlorella vulgaris의 악취도 1을 나타내어 다른 균주보다 현저히 낮음을 나타내었다. 악취도 1은 약한 취기가 감지될 정도로 강한 취기를 나타내는 악취도 3을 받은 다른 균주보다 악취 저감 효능이 있음을 나타낸다.
- 실험에 사용된 균주 중 가장 효능이 좋은 균주를 식별하기 편하게 표시하고자, 각각의 균주에 대한 관능 평균을 일변량 다중비교에서 Duncan's multiple range test를 사용하여 통계처리를 한 결과, [Table 6]에서 나타내듯이 다른 균주들에 비하여 Chlorella vulgaris가 가장 낮은 악취도를 나타냈다.
- 4수준까지 증가하였다. 염도는 발효시간이 종료됨에 따라 시판되고 있는 악취제거제와 Bacillus cereus는 변화가 없었고, Chlorella vulgaris와 Spirulina platensis는 급격히 낮아짐을 나타냈다.
- 음식물 쓰레기 침출수의 염도변화에 따라 악취관능에 미치는 영향을 알아보기 위해 염도측정을 하였다. 염도의 변화는 발효 3일 경과 후, 전체적으로 모든 균주들의 염도가 낮아졌고 Bacillus cereus 외에 모든 균주와 대조군이 0.8%~1.0%의 수준을 나타내다가 5일 경과 후, Bacillus cereus 외에 모든 균주가 1.0%~1.4%로 상승하였다. 7일 경과 후에는 시판되고 있는 악취제거제와 Bacillus cereus는 염도변화가 없었고, Chlorella vulgaris와 Spirulina platensis는 다시 급격히 낮아졌다.
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