초록 ▼

□ 연구개요
국내 대부분의 저수지는 질소와 인을 포함한 non-point source 유입으로 인해 현재 수질이 매우 악화되어 있다. 특히, 주변 유역에서 비점오염원의 유입이 증가함에 따라 N, P 와 같은 영양염류 부하가 나날이 증가하고 있어, 부영양화 등 수질관리에 많은 애로를 겪고 있어, 미세조류를 이용한 해결책을 제시하고자 한 연구임.

이에 본 연구에서는 BOD 및 nutrient 제거능이 우수한 양쪽 대사성 미세조류 (Mixotrophic microalgae ) 를 활용한 Reservoir Photo-bi

□ 연구개요
국내 대부분의 저수지는 질소와 인을 포함한 non-point source 유입으로 인해 현재 수질이 매우 악화되어 있다. 특히, 주변 유역에서 비점오염원의 유입이 증가함에 따라 N, P 와 같은 영양염류 부하가 나날이 증가하고 있어, 부영양화 등 수질관리에 많은 애로를 겪고 있어, 미세조류를 이용한 해결책을 제시하고자 한 연구임.

이에 본 연구에서는 BOD 및 nutrient 제거능이 우수한 양쪽 대사성 미세조류 (Mixotrophic microalgae ) 를 활용한 Reservoir Photo-bioreactor (RV-PBR) 핵심 요소 기술 개발을 위한 연구를 진행하였으며, 이를 통해 부영양화된 수질오염을 개선하는 데 미세조류를 이용한 시스템이 효과적으로 기여할 수 있음을 확인하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
부영양화된 수질오염을 개선하기 위해 먼저 적합한 미세조류의 선정이 필요하다고 판단하여 성장성 및 영양염류 처리능이 우수하다고 알려진 미세조류 종인 녹조류 C. vulgaris 의 대사 특성을 파악하였음. C. vulgaris 의 배양에 적합한 optimum medium 및 nutrient 농도 결정하기 위해 성장량과 활성 평가를 통한 최적배지 및 영양염류 농도 도출하였으며, 광 조건 및 pH 등의 배양인자에 대한 효율을 파악하여 적용 범위를 결정하는 데 참고하고자 하였음. 영양염류 제거능에 직접적인 영향을 미치는 미세조류의 활성을 파악하기 위해, 본 연구에서는 단기간에 Live/dead cell 정량분석이 가능한 미세조류 활성 평가법인 FACS method를 적용하여 미세조류의 activity analysis 및 artificial co-culture 효과를 심도있게 파악하였음.

또한, 저수지 전이대와 같이 비점오염원이 유입이 유동적이라 유입 영양염류의 농도가 불균형 및 비안정적인 조건을 가정했을 때, 미세조류의 영양염류 제거효율 및 활성에 미치는 영향을 파악하였음.

이와 관련된 연구로, 미세조류 대사 활성의 척도로서 광합성량과 호흡량을 P&R analyzer로 측정하고, 성장량과 영양염류 제거능을 평가하여 미세조류의 활성이 달라짐에 따라 성장량과 영양염류 제거능이 어떤 경향을 보이는지 조사하였음. 최종적으로 유동적이고 가변적인 유입수 성상에 검토대상 미세조류가 적응할 수 있는지, 이에 현장 적용성을 검토하였음.

□ 연구개발결과의 중요성
학술적 측면에서는 mixotrophic microalgae의 고도수처리 분야 적용에 대한 학술적 기반구축에 일조하였다고 보며, Transitional Zone을 포함한 저수지의 nutrients에 대한 미세조류의 거동과 metabolic mechanism을 규명할 수 있었음.

기술적 측면에서 기존의 PBR을 부영양화된 수질오염을 활용한 RV-PBR로 확대하여 적용함으로서, 보다 수처리 관점에서 실증단계기술에 접근할 수 있었으며, 본 연구에서 채용된 FACS analysis을 통해 미세조류 activity 평가에 있어 획기적인 기술화가 가능하였고, harvesting 관련해서도 bioflocculation 기술은 중요한 진전이었음.

경제/산업적 측면에서 저수지 수질 향상에 따라, 대체 수자원 확보를 위해 지불한 social cost를 대폭 절감할 수 있었다. 부영양화된 저수지 등의 수원을 염두에 둔 미세조류 광생물 배양기의 적용을 통한 자원화라는 관점에서, 미세조류 배양기술의 국산화를 위한 실증을 위한 핵심 요소기술에 대한 연구를 진행했다는 점이, 기존에 지불하던 해외기술에 대한 고가의 Royalty 절감면에서 의미가 있음. 국내 관련 산업의 동반성장 및 해외 진출의 교두보를 마련할 수 있다는 것이 경제, 산업적으로 의미가 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• (1) 연구대상 미세조류 선정 및 종 특이성 파악 ... 4
• (2) 적용 미세조류에 적합한 culture medium 개발 ... 5
• (3) 미세조류를 적용한 하폐수처리를 위한 배양조건 도출 ... 6
• (4) FACS 기법을 이용한 RV-PBR 적용 미세조류의 활성 평가 결과 ... 7
• (5) 미세조류 고도수처리 시스템의 최적화 및 수확을 위한 bio-flocculation 기술 개발 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 10
• 4. 참고문헌 ... 11
• 5. 연구성과 ... 13
• 대표적 연구실적 ... 18
• 끝페이지 ... 27