Bioremediation has been recognized as a suitable alternative to conventional methods of removing contaminants, and it uses fungi, bacteria and microalgae. In contrast to other organisms, microalgae are unique in that they have the ability to perform photosynthesis like plants and to utilize organic/...
Bioremediation has been recognized as a suitable alternative to conventional methods of removing contaminants, and it uses fungi, bacteria and microalgae. In contrast to other organisms, microalgae are unique in that they have the ability to perform photosynthesis like plants and to utilize organic/inorganic carbon substrates, in a process called phytoremediation. Microalgae can populate a reaction site rapidly and enhance the bioremediation efficiency. In this study, Chlorella vulgaris was used to evaluate the removal potentials of the nutrients (N and P) and heavy metals (Cu and Zn) from swine wastewater. The optimum growth conditions for Chlorella vulgaris and the removal potentials of N, P, Cu, and Zn from synthetic wastewater using Chlorella vulgaris were investigated. Based on the results, the applicability of this microalga to on-site wastewater treatment was examined. Optimal growth conditions for Chlorella vulgaris were established to be $28^{\circ}C$, a pH of 7, and light and dark cycles of 14:10 h. As the concentrations of the nutrients were increased, the efficiencies of N and P removal efficiencies by Chlorella vulgaris were decreased in the single and binary mixed treatments of the nutrients, respectively. Further, the efficiencies of Cu and Zn removal also decreased as the heavy metals concentrations added were increased, both in the single and binary mixed treatments. In addition, the efficiency of Cu removal was higher than that of Zn removal. Our results indicate that Chlorella vulgaris could be used in treatment plants for the removal of nutrients and heavy metals from swine wastewater.
Bioremediation has been recognized as a suitable alternative to conventional methods of removing contaminants, and it uses fungi, bacteria and microalgae. In contrast to other organisms, microalgae are unique in that they have the ability to perform photosynthesis like plants and to utilize organic/inorganic carbon substrates, in a process called phytoremediation. Microalgae can populate a reaction site rapidly and enhance the bioremediation efficiency. In this study, Chlorella vulgaris was used to evaluate the removal potentials of the nutrients (N and P) and heavy metals (Cu and Zn) from swine wastewater. The optimum growth conditions for Chlorella vulgaris and the removal potentials of N, P, Cu, and Zn from synthetic wastewater using Chlorella vulgaris were investigated. Based on the results, the applicability of this microalga to on-site wastewater treatment was examined. Optimal growth conditions for Chlorella vulgaris were established to be $28^{\circ}C$, a pH of 7, and light and dark cycles of 14:10 h. As the concentrations of the nutrients were increased, the efficiencies of N and P removal efficiencies by Chlorella vulgaris were decreased in the single and binary mixed treatments of the nutrients, respectively. Further, the efficiencies of Cu and Zn removal also decreased as the heavy metals concentrations added were increased, both in the single and binary mixed treatments. In addition, the efficiency of Cu removal was higher than that of Zn removal. Our results indicate that Chlorella vulgaris could be used in treatment plants for the removal of nutrients and heavy metals from swine wastewater.
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문제 정의
, 2013)에 관한 연구는 많이 진행되어 왔으나, 최근 축산폐수 내 빈번한 중금속 검출로 인한 환경오염발생의 가능성이 증가함에도 불구하고, 축산폐수 내 중금속 정화처리에 관한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 미세조류의 일종으로 Chlorella과에 속하는 녹조류 Chlorella vulgaris의 최적 배양조건을 확립하고, 인공폐수 내 질소, 인 및 중금속(Cu와 Zn)이 C. vulgaris에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 최종적으로 도출된 실험 결과를 바탕으로 축산농가 자체정화시설에서 발생되는 실제 양돈폐수에 C.
제안 방법
Chlorella vulgaris에 대한 단일 및 2종 복합 중금속 제거효과를 확인하기 위해 Cu와 Zn을 각각 농도 별(10, 30 및 50 mg L-1)로 처리한 인공폐수 내 미세조류의 성장 및 중금속 제거율을 측정하였다. 단일 중금속 처리 시중금속이 C.
Chlorella vulgaris에 대한 단일 및 복합 영양염류 제거효율을 확인하기 위해 질소와 인을 각각 농도 별로 처리한 인공폐수 내 미세조류의 성장 및 영양염류 제거율을 측정하였다. 영양염류 단일 처리 시 C.
Chlorella vulgaris의 최적 배양조건을 확립하기 위해서 배양에 필수적인 온도, pH, 광주기의 변화에 의한 미세조류의 성장을 측정하였다(Fig. 1). 미세조류는 빛, 이산화탄소 외에도 배지성분, 교반속도 및 염 농도 등 다양한 성장인자를 요구한다(Park et al.
단일 및 복합 영양염류 처리 시 C. vulgaris의 영양염류 제거효율을 확인하기 위해 초기 영양염류 농도와 최종 영양염류 농도를 측정하였으며, 처리구 별 영양염류 제거율은 Table 4와 같다. 단일 영양염류 처리 시 농도(500, 1,000, 5,000 및 10,000 mg L-1)에 따른 C.
초기 pH는 3~10까지 2 단위로 1N NaOH와 1N HCl을 이용하여 조절하였으며, pH meter를 이용하여 측정 하였다. 또한 광주기에 따른 미세조류의 성장을 비교하기 위하여 광주기를 10:14 h, 12:12 h, 14:10 h으로 조절하여 실험하였다. 또한, 인공폐수와 축산폐수 내 영양염류와 중금속이 C.
또한 광주기에 따른 미세조류의 성장을 비교하기 위하여 광주기를 10:14 h, 12:12 h, 14:10 h으로 조절하여 실험하였다. 또한, 인공폐수와 축산폐수 내 영양염류와 중금속이 C. vulgaris 성장에 미치는 영향을 조사하기 위하여 250 mL cell culture flask에 200 mL working volume으로 하여 접종되는 조류의 양은 배지 내 10% (v/v)를 차지하도록 하였고, 본 연구를 통해 확립된 최적 배양조건 하에서 배양을 실시하였다.
실험결과의 유의한 차이를 조사하기 위해 ANOVA (Analysis of Variance) 분석과 Tukey’s HSD (Honest Significant Difference) test를 실시하였으며, 신뢰구간은 95% 수준으로 설정하였다. 모든 실험은 3반복 실시하였다.
배지 내 총 질소(Total Nitrogen, T-N)는 환경부의 수질오염공정시험방법에 준하여 자외선 흡광광도법을 이용하여 분석을 실시하였으며, 총 인(Total Phosphorus, T-P) 분석은 ascorbic acid에 의한 몰리브덴 청법을 변형하여 880 nm의 파장에서 흡광도를 측정하였다(Kim et al., 2016). 초기 및 최종 질소와 인 농도의 비교를 통해 단일 및 혼합 영양염류 처리구 간 영양염류의 제거 효율을 비교 분석하였으며, 배지 내 중금속 분석을 위해 시료를 2일 간격으로 sampling하였다.
이전 실험결과를 바탕으로 하여 실제 축산폐수에 대한 Chlorella vulgaris의 적용 가능성 및 오염원 제거 특성을 평가하였다. 축산폐수 A, B, C 내 C.
5% (w/v)로 조절하였고, 광량은 150 μ mol m-2 sec-1으로 고정하여 세포 성장에 미치는 온도, pH 및 광주기의 영향을 조사하였다. 조류의 최적 배양온도를 확립하기 위하여 온도는 15, 25, 28, 35℃등으로 변화하여 배양하였다. 초기 pH는 3~10까지 2 단위로 1N NaOH와 1N HCl을 이용하여 조절하였으며, pH meter를 이용하여 측정 하였다.
폐수 내 영양염류와 중금속 농도에 따른 미세조류의 성장과 오염원의 제거율을 확인하기 위하여 인공폐수를 제조하여 사용하였다. 처리구 설정은 실험배지에 미세조류를 처리하지 않은 blank, 배지에 미세조류만 처리한 대조구, 단일 및 2종 영양염류(T-N과 T-P)를 각각 4개의 농도로 처리한 영양염류 처리구, 단일 및 2종 중금속(Cu와 Zn)을 각각 3개의 농도로 처리한 중금속 처리구로 하였다. 실험에 사용된 질소와 인은 각각 NaNO3, NH4Cl 및 K2HPO4 형태를 이용하였으며, 중금속 표준용액은 Cu standard solution, Zn standard solution(1,000 mgkg-1, Kanto chemical Co.
, 2016). 초기 및 최종 질소와 인 농도의 비교를 통해 단일 및 혼합 영양염류 처리구 간 영양염류의 제거 효율을 비교 분석하였으며, 배지 내 중금속 분석을 위해 시료를 2일 간격으로 sampling하였다. 채취한 시료는 Whatman 0.
vulgaris에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 최종적으로 도출된 실험 결과를 바탕으로 축산농가 자체정화시설에서 발생되는 실제 양돈폐수에 C. vulgaris를 적용시킴으로써 축산폐수 정화처리효율에 대한 C. vulgaris의 현장 적용 가능성을 평가하였다.
45 ㎛PP syringe filter를 이용하여 여과하였다. 축산폐수 내 중금속 제거율 분석은 수질오염공정시험방법을 기준으로 질산-황산을 이용하여 산 분해 후 ICP-OES (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer, Perkin Elmer)로 분석하였다. 사용된 중금속의 파장범위는 Cu2+(327.
환경조건에 따른 C. vulgaris 의 성장 특성을 확인하기 위해 250 mL cell culture flask에서 200 mL working volume으로 조류의 접종농도는 배지의 0.5% (w/v)로 조절하였고, 광량은 150 μ mol m-2 sec-1으로 고정하여 세포 성장에 미치는 온도, pH 및 광주기의 영향을 조사하였다.
대상 데이터
광원은 식물재배용 주광색 형광램프(FL20SGP)를 이용하였고, 광주기 Light:Dark = 14:10, 광량은 150 μmol m-2 sec-1로 설정하여 2주간 배양 후 실험에 사용하였다.
본 연구에서 사용된 미세조류 Chlorella vulgaris는 한국생명공학연구원 생물자원 센터(Korean Collection for Type Cultures, KCTC)에서 분양 받았으며, 미세조류의 보존 및 배양을 위하여 BG 11 (Blue Green) medium을 사용하였다(Feng et al., 2011).
처리구 설정은 실험배지에 미세조류를 처리하지 않은 blank, 배지에 미세조류만 처리한 대조구, 단일 및 2종 영양염류(T-N과 T-P)를 각각 4개의 농도로 처리한 영양염류 처리구, 단일 및 2종 중금속(Cu와 Zn)을 각각 3개의 농도로 처리한 중금속 처리구로 하였다. 실험에 사용된 질소와 인은 각각 NaNO3, NH4Cl 및 K2HPO4 형태를 이용하였으며, 중금속 표준용액은 Cu standard solution, Zn standard solution(1,000 mgkg-1, Kanto chemical Co., Japan)을 사용하였다. 처리구의 농도설정기준은 충북지역 축산 농가들의 양돈폐수에서 검출되는 질소와 인의 평균농도로 설정하였으며, 설정한 농도는 Table 2와 같다.
Chlorophyll-a는 시료 10 mL를 유리섬유여과지(GF/F, 47 mm)로 여과한 후, 여과지를 조직 마쇄기에 넣고 90% acetone 10 mL를 첨가하여 마쇄한 시료는 원심분리관에 넣고 밀봉하여 4℃, 암조건 하에서 하룻동안 방치 후 원심분리 하였다. 원심분리하여 회수한 상층액은 UV-VIS spectrophotometer (Model UV Mini 1240 Shimadzu, Kyoto, Japan)를 이용하여 663 nm, 645 nm, 630 nm, 750 nm 파장으로 측정하였다.
축산폐수 A는 충북에 위치한 대규모 양돈단지로부터 공급받았으며, 축산폐수 B와 C는 소규모 양돈 농가시설에서 배출되는 방류수를 채수하였다. 3곳의 축산폐수는 모두 축사시설에서 배출되는 수로로부터 10 m 떨어진 위치에서 채수하였으며, 4℃저온실에 보관하였다.
폐수 내 영양염류와 중금속 농도에 따른 미세조류의 성장과 오염원의 제거율을 확인하기 위하여 인공폐수를 제조하여 사용하였다. 처리구 설정은 실험배지에 미세조류를 처리하지 않은 blank, 배지에 미세조류만 처리한 대조구, 단일 및 2종 영양염류(T-N과 T-P)를 각각 4개의 농도로 처리한 영양염류 처리구, 단일 및 2종 중금속(Cu와 Zn)을 각각 3개의 농도로 처리한 중금속 처리구로 하였다.
데이터처리
실험 결과의 통계분석은 SAS package (Statistical Analysis System, version 9.1, SAS Institute Inc.)를 이용하여 실시하였다. 실험결과의 유의한 차이를 조사하기 위해 ANOVA (Analysis of Variance) 분석과 Tukey’s HSD (Honest Significant Difference) test를 실시하였으며, 신뢰구간은 95% 수준으로 설정하였다.
실험결과의 유의한 차이를 조사하기 위해 ANOVA (Analysis of Variance) 분석과 Tukey’s HSD (Honest Significant Difference) test를 실시하였으며, 신뢰구간은 95% 수준으로 설정하였다.
이론/모형
미세조류의 생육도 측정은 환경부의 수질오염공정시험방법에 준하여 Chlorophyll-a로 측정하였다. Chlorophyll-a는 시료 10 mL를 유리섬유여과지(GF/F, 47 mm)로 여과한 후, 여과지를 조직 마쇄기에 넣고 90% acetone 10 mL를 첨가하여 마쇄한 시료는 원심분리관에 넣고 밀봉하여 4℃, 암조건 하에서 하룻동안 방치 후 원심분리 하였다.
성능/효과
1) 환경조건 별 Chlorella vulgaris의 생장실험을 통해 온도 28℃, pH 7, 광주기(Light:dark cycle) 14:10 h의 최적 배양조건을 확립하였다.
2) 단일 및 복합 영양염류(T-N과 T-P) 처리 시 영양염류의 농도(500, 1,000, 5,000 및 10,000 mg L-1)에 따른 Chlorella vulgaris의 제거효율은 처리한 영양염류의 농도가 낮을수록 제거율이 높았다.
3) 중금속(Cu와 Zn)의 농도(10, 30 및 50 mg L-1)에따른 Chlorella vulgaris의 처리효율도 영양염류와 같이 단일 및 2종 혼합 처리구 모두 처리한 중금속의 농도가 낮을수록 제거율이 높았다. 또한, Chlorella vulgaris의 중금속 처리효율은 Zn에 비하여 Cu가 높은 것으로 나타났다.
4) Chlorella vulgaris를 실제 축산폐수에 적용시켰을 때 농가 별 초기 오염원 농도에 따른 미세조류의 성장, 영양염류(T-N과 T-P)와 중금속(Cu와 Zn)의 처리효율은 인공폐수와 큰 차이를 나타내지 않았다. 따라서 본 연구의 결과 축산폐수 내 존재하는 영양염류 및 중금속 제거를 위한 정화처리에 Chlorella vulgaris의 적용이 가능하다는 것을 확인하였다.
vulgaris는 8일까지 Lag phase가 지속되다가 8일 이후 성장률이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. A농가 축산폐수 내 오염원의 초기농도는 질소(T-N) 6,952 mg L-1, 인(T-P) 868 mg L-1, Cu 15 mg L-1 및 Zn 59 mg L-1였으며, 오염원에 대한 C. vulgaris의 제거율은 각각 20%, 8%, 60% 및 15%로 나타났다. B농가의 축산폐수 내 C.
6). A농가의 축산폐수에서 C. vulgaris는 8일까지 Lag phase가 지속되다가 8일 이후 성장률이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. A농가 축산폐수 내 오염원의 초기농도는 질소(T-N) 6,952 mg L-1, 인(T-P) 868 mg L-1, Cu 15 mg L-1 및 Zn 59 mg L-1였으며, 오염원에 대한 C.
vulgaris의 제거율은 각각 20%, 8%, 60% 및 15%로 나타났다. B농가의 축산폐수 내 C. vulgaris의 성장특성은 A농가의 축산폐수 내 성장특성과 차이가 유의하지 않았으며, 오염원의 초기농도는 질소(T-N) 5 418 mg/L, 인(T-P) 991 mg L-1, Cu 35 mg L-1 및 Zn 75 mg L-1으로 측정되었다. 오염원에 대한 C.
4와 같다. C. vulgaris는 Cu와 Zn을 처리한 즉시 성장이 저해되었으며, 처리한 중금속의 종류와 상관없이 중금속의 농도가 증가할수록 미세조류의 성장이 급격히 저해되는 것을 확인할 수 있었다. 중금속 2종 혼합 처리시 단일 처리구와 마찬가지로 중금속의 농도가 증가할수록 C.
vulgaris의 성장 및 제거율은 인공폐수와 같이 폐수 내 영양염류 및 중금속의 초기농도가 낮을수록 오염원의 제거율이 증가하는 것으로 나타났다(Table 6). Fig. 6에서 나타낸 바와 같이 C. vulgaris가 3곳의 양돈폐수에서 성장이 이루어진 것을 보아 실제 축산폐수에 적용 가능한 종으로 확인할 수 있었다. 성장에 있어서 인공폐수보다 축산폐수에서 Lag phase가 길고 느린 성장속도를 나타냈는데, 이는 실제 축산폐수가 인공폐수와 달리 탁도가 매우 높고 고농도의 축산폐수를 직접 적용하는 경우 부유물에 의해 빛의 전달이 방해 받으며, 유기물이나 암모니아성 질소의 농도가 높으면 미세조류의 성장이 저해되기 때문으로 사료된다(Lim et al.
vulgaris가 증식하는데 걸리는 doubling time이 25~35℃에서 가장 높다고 하였으며, 대부분 미세조류의 최적 성장은 25±3℃에서 이루어진다는 이전의 연구결과와 일치하였다(Choi and Shim, 2012). pH가 C. vulgaris의 성장에 미치는 영향을 평가한 결과, C. vulgaris는 pH 7에서 가장 높은 성장률을 보였으며, pH 3 조건에서는 성장이 이루어지지 않았다. 이러한 결과는 이전의 연구 결과(Kim et al.
또한 pH는 미세조류의 대사속도에 직접적인 영향을 주기 때문에 미세조류 배양 시 이산화탄소를 공급할 경우 pH를 중성으로 유지하여야 한다고 하였다. 광주기(light:dark cycle)에 따른 C. vulgaris 성장특성은 광기간이 길어질수록 미세조류의 성장이 증가하였으며, 14:10 h 조건에서 가장 높은 성장률을 보였다. 이는 광기간이 길어질수록 미세조류의 성장이 증가한다는 기존의 연구결과에 부합하였다(Choi and Lee, 2011; Choi and Shim, 2012; Kim and Choi, 2014).
vulgaris의 중금속 제거율은 Cu는 80%, 23%, 18%였으며, Zn 처리구는 70%, 20%, 16%으로 나타났다. 단일 및 2종 혼합 중금속 처리 시 C. vulgaris의 선택성은 Zn에 비해 Cu가 높은 것으로 나타났다. 반면, 모든 단일 및 복합 중금속 처리구에서 시간이 경과함에 따라서 미세조류의 성장과 중금속 제거율이 감소하는 경향을 보였다.
처리구별 중금속의 농도변화는 미세조류의 성장이 저해되는 기간 내에도 감소하는 경향을 확인할 수 있었으나 성장이 완전히 멈춘 후에는 어떠한 농도변화도 없었다. 단일 중금속처리 시 처리한 중금속의 종류와 상관없이 10 mg L-1에서 가장 높은 제거율을 보였으며, 중금속의 농도가 증가할수록 제거율이 감소하는 경향을 보였다. 또한, 중금속 2종 혼합 시 처리농도에 따른(10, 30 및 50 mg L-1) C.
4) Chlorella vulgaris를 실제 축산폐수에 적용시켰을 때 농가 별 초기 오염원 농도에 따른 미세조류의 성장, 영양염류(T-N과 T-P)와 중금속(Cu와 Zn)의 처리효율은 인공폐수와 큰 차이를 나타내지 않았다. 따라서 본 연구의 결과 축산폐수 내 존재하는 영양염류 및 중금속 제거를 위한 정화처리에 Chlorella vulgaris의 적용이 가능하다는 것을 확인하였다.
)에따른 Chlorella vulgaris의 처리효율도 영양염류와 같이 단일 및 2종 혼합 처리구 모두 처리한 중금속의 농도가 낮을수록 제거율이 높았다. 또한, Chlorella vulgaris의 중금속 처리효율은 Zn에 비하여 Cu가 높은 것으로 나타났다.
3). 또한, 단일 영양염류 처리구와 비교 시 복합 처리구에서 C. vulgaris의 영양염류 제거율은 감소하는 것으로 나타났다. Park et al.
2). 또한, 영양염류 혼합 처리 시 C. vulgaris 는 500 mg L-1 처리구에서 가장 높은 성장을 보였다(Fig. 3). 단일 영양염류 처리구와 비교 시 복합 처리구의 미세조류 성장이 미세하게 높았으나 큰 차이는 나타나지 않았다.
단일 중금속처리 시 처리한 중금속의 종류와 상관없이 10 mg L-1에서 가장 높은 제거율을 보였으며, 중금속의 농도가 증가할수록 제거율이 감소하는 경향을 보였다. 또한, 중금속 2종 혼합 시 처리농도에 따른(10, 30 및 50 mg L-1) C.vulgaris의 중금속 제거율은 Cu는 80%, 23%, 18%였으며, Zn 처리구는 70%, 20%, 16%으로 나타났다. 단일 및 2종 혼합 중금속 처리 시 C.
vulgaris의 선택성은 Zn에 비해 Cu가 높은 것으로 나타났다. 반면, 모든 단일 및 복합 중금속 처리구에서 시간이 경과함에 따라서 미세조류의 성장과 중금속 제거율이 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 중금속의 농도가 증가할수록 미세조류의 성장과 중금속 제거율이 감소하였다는 이전의 연구결과와 일치하였다(Kim, 2003; Lim, 2009).
Chlorella vulgaris에 대한 단일 및 복합 영양염류 제거효율을 확인하기 위해 질소와 인을 각각 농도 별로 처리한 인공폐수 내 미세조류의 성장 및 영양염류 제거율을 측정하였다. 영양염류 단일 처리 시 C. vulgaris는 모든 조건에서 성장이 일어났으나, 질소와 인 처리구 모두 500 mg L-1에서 성장이 가장 우수하였고 처리한 영양염류의 농도가 증가할수록 성장이 더딘 것을 확인할 수 있었다(Fig. 2). 또한, 영양염류 혼합 처리 시 C.
인 처리구는 질소 처리구와 같이 500 mg L-1에서 50%로 인 제거효율이 가장 높았으며, 5 000 mg L-1와 10 000 mg L-1 처리구에서 약 18%로 가장 적은인 제거율을 보였다. 영양염류 혼합 처리 시 각 농도 별 C. vulgaris의 영양염류 제거율은 질소와 인 모두 500mg L-1 처리구에서 가장 높은 제거율을 보였으며, 처리농도가 증가할수록 영양염류 제거효율이 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 C.
vulgaris의 성장특성은 A농가의 축산폐수 내 성장특성과 차이가 유의하지 않았으며, 오염원의 초기농도는 질소(T-N) 5 418 mg/L, 인(T-P) 991 mg L-1, Cu 35 mg L-1 및 Zn 75 mg L-1으로 측정되었다. 오염원에 대한 C. vulgaris의 제거율은 각각 20%, 8%, 23% 및 13%으로 나타났다. C농가의 축산폐수 내 C.
, 2010). 온도 변화에 따른 C. vulgaris의 성장특성을 확인하기 위해 배양온도를 15℃, 25℃, 28℃, 35℃로 설정하였으며, 일정한 시간 간격으로 시료를 채취하여 미세조류의 성장을 측정한 결과, 28℃에서 가장 좋은 성장이 이루어지는 것을 볼 수 있었다. Choi and Lee(2011)는 C.
vulgaris의 질소 제거율은 각각 80%, 71%, 23%, 20%로 나타났다. 인 처리구는 질소 처리구와 같이 500 mg L-1에서 50%로 인 제거효율이 가장 높았으며, 5 000 mg L-1와 10 000 mg L-1 처리구에서 약 18%로 가장 적은인 제거율을 보였다. 영양염류 혼합 처리 시 각 농도 별 C.
vulgaris는 Cu와 Zn을 처리한 즉시 성장이 저해되었으며, 처리한 중금속의 종류와 상관없이 중금속의 농도가 증가할수록 미세조류의 성장이 급격히 저해되는 것을 확인할 수 있었다. 중금속 2종 혼합 처리시 단일 처리구와 마찬가지로 중금속의 농도가 증가할수록 C. vulgaris의 성장이 저해되는 경향을 보였다(Fig. 5). 중금속 처리에 따른 C.
이전 실험결과를 바탕으로 하여 실제 축산폐수에 대한 Chlorella vulgaris의 적용 가능성 및 오염원 제거 특성을 평가하였다. 축산폐수 A, B, C 내 C. vulgaris의 성장 특성은 인공폐수와 달리 긴 Lag phase가 지속되었으며, C. vulgaris가 지속적으로 성장하는 것을 확인할 수 있었다(Fig. 6). A농가의 축산폐수에서 C.
오염원의 초기농도는 질소(T-N) 6,617 mg L-1, 인(T-P) 492 mg L-1, Cu 25mg L-1 및 Zn 41 mg L-1이며, 오염원에 대한 제거율은 각각 20%, 8%, 28% 및 15%였다. 축산폐수 내 영양염류 및 중금속에 대한 C. vulgaris의 성장 및 제거율은 인공폐수와 같이 폐수 내 영양염류 및 중금속의 초기농도가 낮을수록 오염원의 제거율이 증가하는 것으로 나타났다(Table 6). Fig.
후속연구
, 2006). 따라서 소규모 축산농가의 자체정화시설에 적용할 수 있으며, 고농도 영양염류 및 중금속에 대한 처리효율이 높은 친환경적인 생물학적 처리공정에 대한 연구가 필요하다. 최근 비점오염원 제어를 위해 생물을 이용하여 수질을 정화하는 생물학적 복원(bioremediation)에 관한 연구가 주목 받고 있다.
, 2010). 또한, Chlorella vulgaris의 축산폐수 내 영양염류 및 중금속 제거율은 인공폐수와 유사한 경향을 보이는 것으로 나타나 C. vulgaris를 이용한 축산폐수 정화처리에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 미세조류는 다른 유지 작물과 달리 빠르게 성장하고 높은 지질 함량을 지니고 있어 바이오디젤 원료로 사용될 수 있으며, 다양한 종류의 단백질, 탄수화물 및 저분자 물질 등을 생성하므로(Guschina and Harwood, 2006) 지질을 추출하고 남아 있는 바이오매스 중 유용한 물질을 추가적으로 얻어낼 수 있어 경제적 가치를 창출할 수 있을 것으로 예상된다.
vulgaris를 이용한 축산폐수 정화처리에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 미세조류는 다른 유지 작물과 달리 빠르게 성장하고 높은 지질 함량을 지니고 있어 바이오디젤 원료로 사용될 수 있으며, 다양한 종류의 단백질, 탄수화물 및 저분자 물질 등을 생성하므로(Guschina and Harwood, 2006) 지질을 추출하고 남아 있는 바이오매스 중 유용한 물질을 추가적으로 얻어낼 수 있어 경제적 가치를 창출할 수 있을 것으로 예상된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
가축의 사육두수 증가에 따른 문제점은?
또한, 1970년대 정부가 추진한 축산장려정책에 힘입어 1980년대부터 가축의 사육두수가 증가해왔다(Kim, 2009). 그러나 축산업의 전업화와 기업화에 따라 발생하는 축산폐수는 나날이 증가하고 있으며, 이는 다량의 고농도, 난분해성 수질오염물질을 함유하고 있어 심각한 환경오염 문제가 되고 있다(Park, 2011; Park et al., 2011).
Chlorella vulgaris의 장점은?
, 2012). 특히 Chlorella vulgaris는 질소와 인 함량이 식물에 비하여 높아 영양염류 처리에 유리하며 양돈폐수처리에도 효과적이라고 알려져 있다(Sevrin-Reyssac, 1998; Kumar et al., 2010; Lim et al.
축산폐수의 특징은?
또한, 1970년대 정부가 추진한 축산장려정책에 힘입어 1980년대부터 가축의 사육두수가 증가해왔다(Kim, 2009). 그러나 축산업의 전업화와 기업화에 따라 발생하는 축산폐수는 나날이 증가하고 있으며, 이는 다량의 고농도, 난분해성 수질오염물질을 함유하고 있어 심각한 환경오염 문제가 되고 있다(Park, 2011; Park et al., 2011).
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