선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 부착 및 부유성장 질화균의 접촉 상태에 대한 연구 보고는 전무한 상태다. 따라서 독성물질과 질화균의 접촉된 상태에 따라서 물질전달이 달라지는 경향을 알아보기 위한 예비실험으로 본 실험이 수행되었다. 부착성장 질화균의 경우에는 여재 층의 깊이에 따라 물질전달이 달라지기 때문에 여재의 깊숙한 곳까지 물질전달이 이루어 지는 데는 어느 정도 한계가 있다(Fig.
- 따라서 본 연구에서는 부유성장 질화균 및 부착성장 질화균을 이용하여 이들의 비표면적에 따른 독성물질(Cu)의 영향을 상호 비교하였다. 이를 위해 부착 및 부유성장 질화균에 대한 독성물질의 영향에 대하여 각각 조사하였다.
- 량이 부족하게 되면 질화과정이 진행되는데 제약을 받게 된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 제약에 대한 영향을 비교해 보기 위하여 아질산염의 주입 여부에 따른 영향을 조사하였다.
- 본 실험은 Linpor 메디아를 충진한 연속 배양조로부터 부착성장 미생물을 취하여 미생물이 메디아에 부착된 상태와 탈착된 상태에서 각각의 독성물질의 농도에 따른 영향에 대하여 검토하였다. 부착상태의 질화균과 탈착상태의 질화균은 사전에 충분한 예비실험을 통하여 재현성을 확인하고 난 후에 본격적으로 실험에 임하였으며 모든 경우에 있어서 기질의 제거 속도는 독성물질의 농도가 증가함에 따라 비반응 속도가 감소되는 것을 알 수 있었다.
- 본 연구는 부착성장 농축 질화균을 이용하여 부착 및 탈착 상태에 따른 독성물질의 영향을 알아보기 위하여 수행하였다. 반응조로부터 부착성 질화균을 취하여 메디아로부터 질화균을 털어낸 후 별도의 용기에 모은 후 붙어있는 상태의 질화균과 비교하였다.
- 본 연구에서는 질화 반응이 활발히 진행되고 있는 C시 하수처리장의 폭기조 슬러지를 이용하여 질화균에 대한 독성물질의 영향을 알아보았다. 일반적으로 질화반응이 진행되는 활성슬러지 내 질화균은 전체 미생물의 2~5% 존재한다.
- 이를 위해 부착 및 부유성장 질화균에 대한 독성물질의 영향에 대하여 각각 조사하였다. 즉 동일한 조건에서 성장한 부착성장 질화균이 부착 여재로부터 탈리된 경우와 부착된 상태에서 독성물질에 대한 영향이 어떻게 달라지는지 각각 조사하였다. 또한 부유성장 질화균의 경우, 잘 배양된 농축질화균을 일정시간 분쇄한 후 분쇄 전후의 독성물질에 대한 영향을 조사함으로써 접촉 상태에 따른 독성 영향을 상호 비교하였다.
제안 방법
- 본 연구에서 질화균 배양을 위해 주입된 기질의 조성은 Table 1과 같다. 3개월 후 연속식으로 운전모드를 변경시킨 후에는 침전 슬러지를 유입 유량의 100%를 반송시켜 주었고, 반응조의 내부는 온도 조절기를 이용하여 온도를 25~30℃로 유지하였다. 용존산소는 air pump를 이용하여 반응조 내의 용존산소가 3~4 mg/L를 유지되도록 연속포기 하였다(Fig.
- 일반적으로 질화반응이 진행되는 활성슬러지 내 질화균은 전체 미생물의 2~5% 존재한다.8) 외부 환경인자의 영향을 검토하기 위해서는 질화균 이외의 유기물 분해균인 종속영양(heterotrophics) 미생물의 간섭을 배제하기 위하여 슬러지를 특정조건에서 농축시켜 독립영양(autotrophics) 미생물만을 성장시킨 후 영향을 관찰하였다. 우선 20 L 반응기에 수돗물을 18 L 넣은 후 채취된 활성슬러지(MLSS 3,000 mg/L) 2.
- 또한 kx는 독성물질이 존재하여 피해 받았을 때의 기질소비속도를 나타낸다. IC50을 구하기 위해 각 농도에서 구한 inhibition(%)을 식 (2)로 변환하여 직선 형태로 변환시킨 후 최소자승법으로 최적의 직선 식을 도출하였다.13) 이때 log Г가 0 일 때의 독성물질의 농도가 IC50 값이 된다.
- 2). 따라서 이러한 영향을 확인하기 위하여 부착상태의 질화균을 스펀지 여재로부터 탈리시킨 후 독성이 없는 상태에서 질화율을 측정하였고, 이 값을 부착상태에서의 질화율과 상호 비교하였다. 부유성장 질화균에 대한 접촉상태의 영향을 알아보기 위하여 동일한 농도의 질화균을 준비하였다.
- 반응시 암모니아성 질소원으로 sodium chloride (NH4Cl)을 주입하였고, 완충액으로는 sodium bicarbonate (NaHCO3)를 사용하였다. 또한 Nitrobacter의 활동을 고려하여 아질산성 질소원으로 sodium nitrite (NaNO2)를 주입하여 두 부류의 질화균들이 초기부터 원활히 활동할 수 있도록 하였다. 본 연구를 위하여 2.
- 즉 동일한 조건에서 성장한 부착성장 질화균이 부착 여재로부터 탈리된 경우와 부착된 상태에서 독성물질에 대한 영향이 어떻게 달라지는지 각각 조사하였다. 또한 부유성장 질화균의 경우, 잘 배양된 농축질화균을 일정시간 분쇄한 후 분쇄 전후의 독성물질에 대한 영향을 조사함으로써 접촉 상태에 따른 독성 영향을 상호 비교하였다.
- 이때 주입된 기질은 동일하게 온도가 유지되는 조건에서 각각의 시료에 기질(70 mg NH4+-N/L와 20 mg NO2--N/L 및 70 mg NO3--N/L)을 주입하였다. 또한 상등액 폐기 후에도 남아있을 가능성이 있는 기질의 농도를 고려하여 기질 주입즉시 시료를 채취하여 초기 값으로 하였다. 본 연구에서는 독성물질로 구리(Cu)를 사용하였으며, 각각의 농도를 다르게 한 상태에서 미생물과 접촉시킨 후 일정시간 간격으로 분취하였다.
- 반응속도는 반응조 내의 미생물 농도로 나누어 단위 미생물 당 질산화율로 표준화하여 비교하였다. 메디아에 부착된 미생물 농도는 실험 전 후에 메디아로부터 질화균을 탈리시킨 후 MLSS를 측정하여 평균값으로 계산하였다.
- 에 준하여 분석하였으며, 이 측정값을 이용하여 반응속도(k)를 구하였다. 반응속도는 반응조 내의 미생물 농도로 나누어 단위 미생물 당 질산화율로 표준화하여 비교하였다. 메디아에 부착된 미생물 농도는 실험 전 후에 메디아로부터 질화균을 탈리시킨 후 MLSS를 측정하여 평균값으로 계산하였다.
- 본 연구는 부착성장 농축 질화균을 이용하여 부착 및 탈착 상태에 따른 독성물질의 영향을 알아보기 위하여 수행하였다. 반응조로부터 부착성 질화균을 취하여 메디아로부터 질화균을 털어낸 후 별도의 용기에 모은 후 붙어있는 상태의 질화균과 비교하였다. 반응시 암모니아성 질소원으로 sodium chloride (NH4Cl)을 주입하였고, 완충액으로는 sodium bicarbonate (NaHCO3)를 사용하였다.
- 1). 반응조를 2 조로 나누어 1 조는 폭기만을 시켜주는 부유 성장상태를 유지하였으며, 다른 1 조에는 메디아(Linpor)를 30% (v/v) 주입하여 부착 성장상태로 다시 3개월 이상 운전하였다. 부착성 질화균의 배양시 이용된 Linpor 메디아는 cubic type이며, size는 12×12×16 mm인 것을 이용하였다.
- 0 L를 혼합하여 포기하였다. 배양 초기 3 개월 동안은 회분식으로 운영하였으며 3개월 후에는 부유성장 질화균과 부착성장 질화균으로 각각 나누어 배양하였다(Fig. 1). 반응조를 2 조로 나누어 1 조는 폭기만을 시켜주는 부유 성장상태를 유지하였으며, 다른 1 조에는 메디아(Linpor)를 30% (v/v) 주입하여 부착 성장상태로 다시 3개월 이상 운전하였다.
- 각각의 경우에 대한 저해율(%)의 계산은 식 (1)에 의거하여 구하였다. 본 실험에서 얻은 독성물질의 각 농도에 대한 반응조의 활성슬러지와의 활성도 관계는 대조군과 비교하여 독성물질의 증가에 따른 저해율(%)을 구하였다.
- 준비된 모든 질화균은 수세한 후 실험 시작 1시간 전에 수세한 슬러지를 25℃의 온도가 유지되고 있는 항온조로 옮긴 후 미리 시험 기질의 10% 농도에 순응시켜 두었다. 본 실험에서는 초기에 주입된 기질에 의한 영향을 배제하기 위하여 충분히 침전시킨 후 상등액을 폐기한 후 침전된 질화균만을 취하여 각각의 경우에 대한 독성물질의 영향을 상호 비교하였다. 이때 주입된 기질은 동일하게 온도가 유지되는 조건에서 각각의 시료에 기질(70 mg NH4+-N/L와 20 mg NO2--N/L 및 70 mg NO3--N/L)을 주입하였다.
- 본 연구는 농축질화균 연속 배양조로부터 슬러지를 취하여 독성물질의 농도에 따른 영향에 대하여 검토하였는데, 이 경우 분쇄기를 이용하여 질화균을 분쇄한 후, 분쇄 전후의 독성물질의 영향을 상호 비교하였다. 분쇄 시간은 본 실험을 위하여 사전에 분쇄시간 결정 실험에서 결정된 30초로 정하였다.
- 또한 독성물질이 여재 표면에 있는 미생물의 세포외 폴리머에 흡착되어 내부로 침투되는 양이 저감되었기 때문으로 사료된다. 본 연구에서도 질화균은 pH에 많은 영향을 받으며 일반적으로 pH가 낮아짐에 따라 기질 산화율이 떨어지는 것으로 알려져 있는데 본 연구에서는 질산화 반응을 위한 충분한 pH를 유지하기 위하여 최적의 pH인 7.3 이상을 유지하여 실험을 진행하였다.
- 따라서 이러한 영향을 확인하기 위하여 부착상태의 질화균을 스펀지 여재로부터 탈리시킨 후 독성이 없는 상태에서 질화율을 측정하였고, 이 값을 부착상태에서의 질화율과 상호 비교하였다. 부유성장 질화균에 대한 접촉상태의 영향을 알아보기 위하여 동일한 농도의 질화균을 준비하였다. 플럭의 크기에 따라서 동일한 양의 미생물 양이라도 플럭이 작으면 작을수록 물질전달이 좋아진다는 것을 확인하기 위하여 부유 상태로 성장한 질화균을 분쇄하여 Fig.
- 2). 부유성장 질화균의 경우는 잘 배양된 질화균의 플럭을 임의로 해체시키기 위하여 분쇄기(HANIL ELECTRIC MIXER, HMF-340)를 이용하여 플럭의 크기를 작게 하였다(Fig.3). 한편 본 실험은 동일한 실험과정에 대하여 두 가지 종류의 기질을 가지고 상호 비교하였는데, Nitrosomonas와 Nitrobacter의 활동이 동시에 이루어지는 경우를 보기위하여 2가지의 기질(sodium chloride, sodium nitrite)을 사용한 경우와 Nitrosomonas와 Nitrobacter의 활동에 대한 영향을 중점적으로 보기위하여 한 가지 기질(sodium chloride)만을 사용한 경우로 나누어 진행함으로써 nitrite의 유무에 따른 영향을 조사하였다(Fig.
- 본 연구는 농축질화균 연속 배양조로부터 슬러지를 취하여 독성물질의 농도에 따른 영향에 대하여 검토하였는데, 이 경우 분쇄기를 이용하여 질화균을 분쇄한 후, 분쇄 전후의 독성물질의 영향을 상호 비교하였다. 분쇄 시간은 본 실험을 위하여 사전에 분쇄시간 결정 실험에서 결정된 30초로 정하였다. 이 경우에도 부착성장 질화균을 이용한 실험에서와 동일한 방법으로 진행하였으며 기질을 주입할 때 질화균 중의 Nitrobacter의 영향을 배제하기 위하여 아질산염을 주입하지 않은 상태에서 암모니아만을 주입한 경우와 아질산염과 암모니아를 동시에 주입한 경우에 대하여 비교 평가 하였다.
- 3a과 같은 상태로 만든 후 기질 소비율을 비교하였다. 분쇄시간을 0.5, 1.0 및 1.5 분으로 달리하여 분쇄하지 않은 질화균과 상대 비교하였다. 모든 실험은 2.
- 3개월 후 연속식으로 운전모드를 변경시킨 후에는 침전 슬러지를 유입 유량의 100%를 반송시켜 주었고, 반응조의 내부는 온도 조절기를 이용하여 온도를 25~30℃로 유지하였다. 용존산소는 air pump를 이용하여 반응조 내의 용존산소가 3~4 mg/L를 유지되도록 연속포기 하였다(Fig. 1). 또한 자가영양 미생물만을 유지하기 위하여 빛을 차단시킨 상태에서 배양 하였다.
- 분쇄 시간은 본 실험을 위하여 사전에 분쇄시간 결정 실험에서 결정된 30초로 정하였다. 이 경우에도 부착성장 질화균을 이용한 실험에서와 동일한 방법으로 진행하였으며 기질을 주입할 때 질화균 중의 Nitrobacter의 영향을 배제하기 위하여 아질산염을 주입하지 않은 상태에서 암모니아만을 주입한 경우와 아질산염과 암모니아를 동시에 주입한 경우에 대하여 비교 평가 하였다.
- 본 실험에서는 초기에 주입된 기질에 의한 영향을 배제하기 위하여 충분히 침전시킨 후 상등액을 폐기한 후 침전된 질화균만을 취하여 각각의 경우에 대한 독성물질의 영향을 상호 비교하였다. 이때 주입된 기질은 동일하게 온도가 유지되는 조건에서 각각의 시료에 기질(70 mg NH4+-N/L와 20 mg NO2--N/L 및 70 mg NO3--N/L)을 주입하였다. 또한 상등액 폐기 후에도 남아있을 가능성이 있는 기질의 농도를 고려하여 기질 주입즉시 시료를 채취하여 초기 값으로 하였다.
- 따라서 본 연구에서는 부유성장 질화균 및 부착성장 질화균을 이용하여 이들의 비표면적에 따른 독성물질(Cu)의 영향을 상호 비교하였다. 이를 위해 부착 및 부유성장 질화균에 대한 독성물질의 영향에 대하여 각각 조사하였다. 즉 동일한 조건에서 성장한 부착성장 질화균이 부착 여재로부터 탈리된 경우와 부착된 상태에서 독성물질에 대한 영향이 어떻게 달라지는지 각각 조사하였다.
- 주입된 독성물질 농도의 변화에 따른 미생물의 활성도는 독성물질의 접촉이 없는 경우를 대조군(control) 반응조로 하여 독성물질을 접촉한 경우와 비교 실험하였다. 각각의 경우에 대한 저해율(%)의 계산은 식 (1)에 의거하여 구하였다.
- 준비된 모든 질화균은 수세한 후 실험 시작 1시간 전에 수세한 슬러지를 25℃의 온도가 유지되고 있는 항온조로 옮긴 후 미리 시험 기질의 10% 농도에 순응시켜 두었다. 본 실험에서는 초기에 주입된 기질에 의한 영향을 배제하기 위하여 충분히 침전시킨 후 상등액을 폐기한 후 침전된 질화균만을 취하여 각각의 경우에 대한 독성물질의 영향을 상호 비교하였다.
- 부유성장 질화균에 대한 접촉상태의 영향을 알아보기 위하여 동일한 농도의 질화균을 준비하였다. 플럭의 크기에 따라서 동일한 양의 미생물 양이라도 플럭이 작으면 작을수록 물질전달이 좋아진다는 것을 확인하기 위하여 부유 상태로 성장한 질화균을 분쇄하여 Fig. 3a과 같은 상태로 만든 후 기질 소비율을 비교하였다. 분쇄시간을 0.
- 3). 한편 본 실험은 동일한 실험과정에 대하여 두 가지 종류의 기질을 가지고 상호 비교하였는데, Nitrosomonas와 Nitrobacter의 활동이 동시에 이루어지는 경우를 보기위하여 2가지의 기질(sodium chloride, sodium nitrite)을 사용한 경우와 Nitrosomonas와 Nitrobacter의 활동에 대한 영향을 중점적으로 보기위하여 한 가지 기질(sodium chloride)만을 사용한 경우로 나누어 진행함으로써 nitrite의 유무에 따른 영향을 조사하였다(Fig. 4). 일반적으로 생물학적 폐수처리시 질화 반응은 암모니아성 질소가 아질산성 질소로 산화되며 이후 질산성 질소로 산화되는 반응을 의미하는데, NH4+-N에서 NO2--N로 산화시에 대표적으로 관여하는 것은 Nitrosomonas속(N.
대상 데이터
- 또한 부유성장 질화균의 기질 소비율을 구하기 위한 실험에서는 잘 배양된 질화균을 이용하였다. 분쇄시간이 각각 0.
- 반응조로부터 부착성 질화균을 취하여 메디아로부터 질화균을 털어낸 후 별도의 용기에 모은 후 붙어있는 상태의 질화균과 비교하였다. 반응시 암모니아성 질소원으로 sodium chloride (NH4Cl)을 주입하였고, 완충액으로는 sodium bicarbonate (NaHCO3)를 사용하였다. 또한 Nitrobacter의 활동을 고려하여 아질산성 질소원으로 sodium nitrite (NaNO2)를 주입하여 두 부류의 질화균들이 초기부터 원활히 활동할 수 있도록 하였다.
- 또한 Nitrobacter의 활동을 고려하여 아질산성 질소원으로 sodium nitrite (NaNO2)를 주입하여 두 부류의 질화균들이 초기부터 원활히 활동할 수 있도록 하였다. 본 연구를 위하여 2.1절에서 설명된 방법에 의하여 잘 배양된 부착 및 부유성장 질화균을 수세하여 준비하였다. 부착성장 질화균의 경우 부착된 상태와 탈리된 상태에서의 독성영향을 각각 비교하기 위하여 부착상태의 질화균을 여재로부터 탈리시켰다(Fig.
- 또한 상등액 폐기 후에도 남아있을 가능성이 있는 기질의 농도를 고려하여 기질 주입즉시 시료를 채취하여 초기 값으로 하였다. 본 연구에서는 독성물질로 구리(Cu)를 사용하였으며, 각각의 농도를 다르게 한 상태에서 미생물과 접촉시킨 후 일정시간 간격으로 분취하였다.
- 부착성 질화균의 배양시 이용된 Linpor 메디아는 cubic type이며, size는 12×12×16 mm인 것을 이용하였다.
이론/모형
- 기질 및 독성물질을 주입한 시점부터 일정시간 간격으로 시료를 채취하여 반응조의 NH4+-N, NO2--N 및 NO3--N를 측정하였으며 모든 분석은 Standard method12)에 준하여 분석하였으며, 이 측정값을 이용하여 반응속도(k)를 구하였다. 반응속도는 반응조 내의 미생물 농도로 나누어 단위 미생물 당 질산화율로 표준화하여 비교하였다.
성능/효과
- 1,2) 생물학적 폐수처리 공법은 미생물의 성장상태에 따라 일반적으로 부착성장 및 부유성장으로 나눠진다. 공법 운영 시 미생물의 부착 및 부유성장 특성 외에 미생물의 비표면적을 얼 만큼 확보하느냐가 관건이 될 수 있다.
- 1. 부착성장 질화균을 이용하여 부착 상태와 탈착 상태를 비교 실험한 경우에 독성물질에 대한 영향은 기질 중에 아질산염 존재 여부에 관계없이 부착상태가 탈착상태보다 독성물질(Cu)에 대한 피해를 적게 받았다. IC50값을 이용하여 비교한 결과, 두 가지 기질을 사용한 경우에 Nitrosomonas와 Nitrobacter의 저해 정도는 각각 1.
- 2. 부유성 질화균을 이용하여 분쇄 전 후의 상태에 따른 영향을 관찰한 결과는 분쇄하기 전의 상태보다 분쇄한 후의 상태에서 독성물질에 대한 피해를 더 크게 받았다. IC50값을 이용하여 비교한 결과, 두 가지 기질을 모두 사용한 경우에 Nitrosomonas와 Nitrobacter의 저해는 각각 1.
- 부유성 질화균을 이용하여 분쇄 전 후의 상태에 따른 영향을 관찰한 결과는 분쇄하기 전의 상태보다 분쇄한 후의 상태에서 독성물질에 대한 피해를 더 크게 받았다. IC50값을 이용하여 비교한 결과, 두 가지 기질을 모두 사용한 경우에 Nitrosomonas와 Nitrobacter의 저해는 각각 1.46배와 1.35 배 크게 받았으며, 기질 중에 아질산염을 주입하지 않은 경우는 각각 1.27 배와 1.32 배 크게 받는 것으로 관찰되었다. 이는 슬러지를 분쇄함으로써 플럭의 크기가 작아지고, 독성물질과 접촉할 수 있는 비표면적이 증가했기 때문에 독성물질에 대하여 상대적으로 피해를 더 크게 받았던 것이다.
- 부착성장 질화균을 이용하여 부착 상태와 탈착 상태를 비교 실험한 경우에 독성물질에 대한 영향은 기질 중에 아질산염 존재 여부에 관계없이 부착상태가 탈착상태보다 독성물질(Cu)에 대한 피해를 적게 받았다. IC50값을 이용하여 비교한 결과, 두 가지 기질을 사용한 경우에 Nitrosomonas와 Nitrobacter의 저해 정도는 각각 1.33배와 1.09 배 적게 받는 것으로 관찰되었으며 저해 정도는 각각 1.33경우는 각각 1.83 배와 1.78 배 적게 받는 것으로 관찰되었다. 이는 메디아에 부착된 상태보다 탈착된 상태가 독성물질과 접촉할 수 있는 기회의 증가에 기인한 것으로 사료되며, 이 같은 원리를 이용하여 산업폐수와 같은 독성물질이 함유된 폐수처리의 경우에 부착성장 미생물을 이용하는 것이 바람직하다.
- 21배 더 크게 저해를 받는 것으로 나타났다. Nitrobacter의 경우는 아질산염의 존재여부와 관계없이 매우 유사한 양상을 띠고 있는 것으로 나타났으며, 부착성장에 비하여 그 차이는 크지 않은 것으로 나타났다.
- 6은 아질산염의 존재 유무에 따라 Nitrosomonas의 저해 정도를 나타낸 것이다. 기질에 아질산염이 포함된 경우, 독성물질(Cu)의 농도가 0.5, 1.5, 2.5 mg/L로 증가함에 따라 부착상태 보다 탈착상태의 질화균이 각각 1.46, 1.18, 1.05배 독성을 더 크게 받는 것으로 나타났으며 독성 농도가 증가할수록 두 부류의 미생물간의 저해 정도는 줄어드는 것이 확인되었다. 기질에 아질산염이 포함되어 있지 않은 경우는 각각 2.
- 9는 아질산염의 존재 유무에 따라 Nitrobacter의 저해 정도를 질산염의 생성율로 나타낸 것이다. 기질에 아질산염이 포함된 경우, 독성물질(Cu)의 농도가 0.5, 1.5, 2.5 mg/L로 증가함에 따라 분쇄 후의 질화균이 분쇄전의 질화균에 비하여 각각 1.62, 1.16, 1.27배 크게 독성의 피해를 받았으며 기질에 아질산염이 포함되어 있지 않은 경우는 독성물질의 증가에 따라 각각 1.14, 1.42, 1.21배 더 크게 저해를 받는 것으로 나타났다. Nitrobacter의 경우는 아질산염의 존재여부와 관계없이 매우 유사한 양상을 띠고 있는 것으로 나타났으며, 부착성장에 비하여 그 차이는 크지 않은 것으로 나타났다.
- 7은 기질에 아질산염이 포함된 경우에 질산염의 생성율에 대한 영향에 대하여 나타낸 것이다. 독성물질(Cu)의 농도가 0.5, 1.5, 2.5 mg/L로 증가함에 따라 부착상태에 비하여 탈착상태의 질화균이 독성의 영향을 각각 1.29, 1.11, 1.05배 더 크게 받는 것으로 나타났으며 기질에 아질산염이 포함되어 있지 않은 경우는 독성에 대한 영향을 각각 3.01, 1.68, 1.56배 더 크게 받는 것으로 나타났다. 두 경우 모두 비표면적을 늘려서 실험한 경우에 독성의 영향을 더 크게 받는 것으로 나타났으며 Nitrosomonas의 경우처럼 Nitrobacter의 경우에도 아질산염이 존재할 때 상대적으로 독성의 영향을 적게 받는 것으로 나타났다.
- 독성물질과 질화균의 접촉상태에 따른 물질 전달을 알아보기 위한 실험을 통하여 확인한 결과 표면적과 물질전달의 관계에 일정한 법칙이 작용하고 있는 것이 확인되었다. 즉 비표면적을 넓게 한 경우 기질 소비율이 증가한 것이 관찰되었으며 이는 물질 전달율이 증가한 것을 의미한다.
- 56배 더 크게 받는 것으로 나타났다. 두 경우 모두 비표면적을 늘려서 실험한 경우에 독성의 영향을 더 크게 받는 것으로 나타났으며 Nitrosomonas의 경우처럼 Nitrobacter의 경우에도 아질산염이 존재할 때 상대적으로 독성의 영향을 적게 받는 것으로 나타났다. 이 역시 두 부류의 질화균이 동시에 작용함에 따라 독성에 대한 영향이 분산되었기 때문이라 판단된다.
- 또한 자가영양 미생물만을 유지하기 위하여 빛을 차단시킨 상태에서 배양 하였다. 배양이 진행됨에 따라 농축질화균의 냄새는 흙냄새로 전환됨이 관찰되었으며, MLSS의 색깔은 갈색을 띤 검은 색(brownish/black)에서 붉은 색을 띤 갈색(reddish/brown)으로 변하였다. 이렇게 배양된 질화균을 이용하여 일반적인 활성슬러지와 질산화 속도를 비교해 보니, 약 3~5배 정도 더 큰 것으로 나타났다.
- 본 실험은 Linpor 메디아를 충진한 연속 배양조로부터 부착성장 미생물을 취하여 미생물이 메디아에 부착된 상태와 탈착된 상태에서 각각의 독성물질의 농도에 따른 영향에 대하여 검토하였다. 부착상태의 질화균과 탈착상태의 질화균은 사전에 충분한 예비실험을 통하여 재현성을 확인하고 난 후에 본격적으로 실험에 임하였으며 모든 경우에 있어서 기질의 제거 속도는 독성물질의 농도가 증가함에 따라 비반응 속도가 감소되는 것을 알 수 있었다.
- 부착성장 질화균의 기질 소비율을 통한 물질전달 실험에서는 부착상태보다 탈착상태의 기질 소비율이 1.1배 높은 것으로 나타났다(Fig. 5). 이는 부착상태에서는 여재 깊숙한 곳까지는 물질전달이 제대로 이루어지지 않기 때문에 기질 소비율이 탈착상태에 비하여 작은 것으로 보이며, 반면 탈착상태는 부유성장 상태와 동일한 조건이므로 물질전달이 균등하게 이루어졌기 때문에 상대적으로 기질 소비율이 높게 관찰된 것으로 판단된다.
- 또한 부유성장 질화균의 기질 소비율을 구하기 위한 실험에서는 잘 배양된 질화균을 이용하였다. 분쇄시간이 각각 0.5, 1.0 및 1.5분으로 늘어남에 따라 분쇄전과 비교해서는 기질 소비율이 증가하는 경향을 보였으나 10분 이상 분쇄하게 되면 오히려 기질 소비율이 감소하는 결과를 보였다. 이는 분쇄시간을 10분 이상 두게 될 때 분쇄시에 상승한 온도에 의하여 미생물에 저해를 주게 되므로 대조군에 비하여 기질소 비율이 감소한 것으로 판단된다.
- 8은 기질에 아질산염이 포함된 경우와 포함되지 않은 경우, 부유성장 질화균의 분쇄 전 후에 따른 암모니아 소비율을 나타낸 것이다. 아질산염이 포함된 경우는 독성물질이 0.5, 1.5, 2.5 mg/L로 증가함에 따라 분쇄 후의 질화균이 분쇄전의 질화균에 비하여 각각 1.44, 1.22, 1.30배 더 크게 독성의 피해를 받는 것으로 나타났으며, 기질에 아질산염이 포함되어 있지 않은 경우는 독성물질의 증가에 따라 각각 1.47, 1.27, 1.15배 더 크게 저해를 받은 것으로 나타났다. 그러나 두 경우 모두 큰 차이는 보이지 않았다.
- 배양이 진행됨에 따라 농축질화균의 냄새는 흙냄새로 전환됨이 관찰되었으며, MLSS의 색깔은 갈색을 띤 검은 색(brownish/black)에서 붉은 색을 띤 갈색(reddish/brown)으로 변하였다. 이렇게 배양된 질화균을 이용하여 일반적인 활성슬러지와 질산화 속도를 비교해 보니, 약 3~5배 정도 더 큰 것으로 나타났다.
- 이상의 결과에서 보여 지듯이 표면적이 작은 경우가 독성에 대한 피해를 적게 받고 있음을 알 수 있는데, 이것은 Fig. 2와 Fig. 3에서 보는 바와 같이 질화균이 독성물질과 접촉된 상태가 다르기 때문이며, 비표면적이 클수록 독성에 노출된 질화균이 많아 비표면적이 작은 경우보다 독성피해가 컸던 것으로 사료된다. 따라서 독성물질이 존재하는 폐수처리의 경우에는 비표면적이 작은 경우가 효과적일 것이라 판단된다.
- 37배 더 크게 저해를 받은 것으로 나타났다. 즉 비표면적을 달리한 경우 비표면적을 넓게 한 경우에서 독성에 대한 영향을 더 많이 받는 것으로 나타나 아질산염의 존재 유무에 따른 암모니아 소비율은 아질산염이 존재시에 Nitrosomonas에 대한 독성의 영향이 상대적으로 적게 받는 것으로 나타났다. 이것은 아질산염이 존재하지 않는 경우는 질산화 반응 초기에 Nitrobacter의 활동이 활발하지 않고 주로 Nitrosomonas에 의해서 반응이 진행되나, 아질산염이 존재하는 경우에는 초기부터 Nitrosomonas와 Nitrobacter의 두 미생물이 동시에 활발하게 작용을 하였기 때문에 독성에 대한 영향이 분산되었기 때문인 것으로 사료된다.
- 탈착상태의 질화균과 부착 상태의 질화균을 독성물질(Cu)에 접촉시킨 경우 IC50 값은 각각 2.68 및 3.55 mg/L로 나타나 부착상태의 질화균보다는 탈착상태의 질화균이 독성에 더 민감하게 반응을 하는 것이 관찰되었다. 이것은 똑같이 부착상태로 성장하던 미생물이라도 여재에 부착된 상태로 독성에 노출되는 경우에는 탈착된 상태로 독성에 노출되는 경우와 달리 여재 내부까지 독성이 미치지 못했기 때문에 독성의 영향을 적게 받은 것으로 판단된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.