중공사형 정밀여과(MF)와 한외여과(UF)를 포함한 가압식 막여과 시스템은 높은 수준의 병원균 제거 효율로 인해 음용수 처리에 점점 더 많이 사용되고 있다. 그러나 가압식 막여과 시스템에서 분리막의 손상으로 인한 막완결성의 문제가 발생 시 병원체가 유출될 수 있으므로, 효과적인 온라인 또는 오프라인 방식의 막 완결성 모니터링 방법을 통해 수질의 안정성을 보장하여야 한다. 최근 막 완결성 시험 중 하나 인 압력손실시험(pressure decay test, PDT)이 가압식 분리막 모듈을 이용한 음용수 처리 시설에 적용되고 있다. 이 논문에서는 PDT의 기체 주입방법에 따른 세 가지 조건으로 원수 측, 여과수 측, 원수 여과수 양 뱡향 측 세 가지 조건을 선정 후 이에 따른 감지감도를 이론값과 실험값을 적용하여 비교하였다. 실험결과 가압되는 측의 부피와 감도는 반비례함을 확인하였고, 주입부의 반대방향에 부압을 형성 시에도 감도가 증가함을 확인할 수 있다. 즉 막 손상의 감 지감도는 주입되는 부분의 체적이 작아질수록, 분리막을 경계로 유입과 여과 측의 압력차가 클수록 높아짐을 알 수 있었다.

내염소성 원생동물인 크립토스포리디움, 지아디아 등 병원성 미생물의 제거에 대한 신뢰성을 확보하기 위해 정수 처리 공정에서 막여과 시스템이 각광받고 있으며, 이러한 신뢰성을 보증하기 위해 막 완결성에 대한 연구가 중요시되고 있다. 막 완결성 시험은 크게 직접법과 간접법으로 분류되는데, 직접법 중 압력기반의 시험은 버블포인트 이론을 근간으로 병원성 미생물의 최소 크기인 3 μm 크기 이상을 감지할 수 있는 감도로 USEPA Guidance Manual에서 제시하고 있다. 간접법은 온라 인 상태에서 연속적인 운전이 가능하다는 점에서 널리 사용되지만, 직접법에 비해 현저히 낮은 막 손상 감지 감도를 가지고 있 으며, 손상 부위를 특정 지을 수 없는 한계가 있기에 이러한 감지 감도를 개선해야 할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 압 력 손실 시험에 의한 막 완결성 시험을 통해 막 파단 형태별, 파단 개수, 초기설정압력값에 따른 압력손실률과 LRVDIT 신뢰 성 범위를 상호 비교함으로써 막 손상에 따른 감도의 결과를 정량화하여 UCL 기준을 나타내어 비교 평가하였다.

The objective of this study was to establish the optimal conditions for hypoosmotic swelling (HOS) test to assess the functional integrity of the membranes of boar fresh or frozen/thawed spermatozoa. When pooled semen sample was incubated for 30 min at 37℃ with different test solution of varied osmolarity, the highest percentage of HOS positive spermatozoa was observed in a 150 mOsmol fructose/Na-citrate solution (33.6%). Incubation time did not affect significantly the score of HOS positive spermatozoa observed in a 150 mOsmol fructose/Na-citrate solution at 37℃, but the osmolarity affected the score of HOS positive spermatozoa under the same condition above. Fresh semen was significantly better than frozen/thawed semen in semen parameters evaluated such as motility, viability, membrane integrity and lipid peroxidation (p<0.05). In the relationships of sperm parameters, motility vs viability, motility vs membrane integrity and viability vs membrane integrity were positively correlated (0.82～0.94) but lipid peroxidation vs other estimated factors was negatively correlated (－0.90～－0.98). Among the evaluation methods, motility vs viability, motility vs membrane integrity and lipid peroxidation vs other estimated factors were significantly correlated (p<0.05). These results of this study indicate that the optimal condition of HOST in boar spermatozoa is a 150 mOsmol fructose/Na-citrate solution for 30 min incubation at 37℃ and HOST can substitute the examination of motility, viability and lipid peroxidation.

Hypoosmotic swelling test (HOST) is used for evaluating the plasma membrane function and fertilizing ability in mammal spermatozoa. However, HOS solutions and experimental conditions have not been determined clearly for assessing canine spermatozoa. This study was conducted to examine the HOS solutions and assay conditions, including incubation time (30 to 120 min), storage temperature (4, 17 and 20℃), semen status (fresh and frozen). Maximum spermatozoal plasma membrane swelling was obtained in an 150 mOsm Na-citrate/Fructose solutions with an incubation time for 45 min. The storage temperature and semen status affected the percentage of HOS positive spermatozoa. The HOS test adapted to canine spermatozoa in this study was simple and highly consistent assay with good repeatability. The optimal condition of HOST in canine spermatozoa is an 150 mOsm Na-citrate/Fructose solutions with an incubation time for 45 min regardless of semen storage temperature and semen status.

막 여과는 막을 통해 물을 통과시켜 수중의 오염 물질이나 불순물을 제거하는 기술이며 고도수처리 및 하수 처리와 같은 다양한 분야에서 사용된다. 하지만, 우발적인 수질 오염이나 막 손상의 경우에는 대응하기 어렵다는 단점이 있다. 따라서 여과 과정을 거친 후 식수의 오염을 막기 위해 막의 손상을 모니터링 해야 한다. 본 연구에서는, 압전 센서를 사용하여 고주파 기반 전기역학적 임피던스(EMI)를 측정하여 막 완결성 시험을 수행하였다. 외부 배관에 부착된 압전 센서는 배관 내부 압력 변화로 인한 막의 물리적 특성의 변화를 검출 할 수 있다. 압력 감쇠 시험을 진행하는 동안, 부착된 압전 센서를 통해 EMI 를 측정함으로써 막 손상으로 인한 압력 강하를 측정 할 수 있다. 본 기술을 검증하기 위하여 실제 수원지에서 현장 테스트가 수행되었다. 신뢰성을 높이기 위해 각 측정 단계에서 20 회 실험을 수행 하였고 그 결과, 미세한 압력 강하를 검출함으로써 막의 손상을 모니터링 할 수 있음을 확인하였다.