A variety of microorganisms are contained in the groundwater and surrounding environment at the depth of a deep geological repository, and could adversely affect the integrity and/or safety of the facility under certain thermal, hydraulic and chemical conditions. In particular, microbial activity (in the buffer and backfill) around the canister can cause corrosion of the canister through sulfide production by sulfate-reducing bacteria (SRB), and subsequently promote radionuclide release through the corroded part. Namely, this phenomenon is important in a perspective of performance assessment since it will have an impact on the post-closure exposure dose in the biosphere by accelerating radionuclide leakage into the near-field due to deterioration of the canister integrity In Finland, the performance assessment on microbial activity in buffer, backfill, and plug was performed for the licensing. However, in Korea, researches relevant to microbial activity are only in the early stage as of now. Accordingly, in this study, we draw initial considerations for the performance assessment on the phenomenon in the domestic facility based on review results for the methodology carried out as part of operating license application (i.e. SC-OLA). Studies on the performance assessment of microbial activity in Finland were mainly performed: (a) to investigate complex interactions among microorganisms in the repository by analyzing both indigenous and exogenous microorganisms through drilling, geological and geochemical analysis, (b) to identify microbial interactions at the buffer, backfill, and host rock interface for specific microorganisms that may affect activity of other microorganisms and integrity of the repository, (c) to analyze canister corrosion caused by microbial activity, particularly sulfide production by SRB, and (d) to characterize microbial illitization of montmorillonite that could affect permeability, hydraulic conductivity, and structural integrity of the repository. From reviewing studies above, it is judged that studies labelled as (b) through (d) are applicable to the performance assessment of microbial activity for the domestic facility regardless of specific conditions in Korea. However, for study labelled as (a), the following data on reflecting domestic conditions should be additionally obtained: (1) radionuclide inventory and temperature in spent nuclear fuel, (2) swelling pressure and organic carbon content of bentonite, and (3) size, shape, and gas composition of pores in bentonite. Results of this study could be directly applied to the design and performance assessment for buffer and backfill components, provided that input data specific to the domestic disposal facility is prepared for the assessment required.

본 연구는 비산소 분쇄 및 포장이 해조류 분말의 색도, 항산화활성 및 미생물 수에 미치는 영향을 조사하였다. 대조구로는 산소 조건하에서 분쇄 및 포장을 진행하였다. 색도는 대조구가 저장기간이 지남에 따라 L값과 b값은 감소하고 a값이 증가하여 갈변현상이 일어나는 것을 확인하였다. 또한, 총 페놀함량 (9.8~8.0mg GAE/100g dw), DPPH (12.57~11.00mg BHAE/100g dw), ABTS (13~8.4mg AAE/100g dw) 및 FRAP (11.2~8.0mg Fe(II)/100g dw)활성이 모두 감소하는 것으로 나타났다. 반면에, 진공-질소치환에 의한 비산소 분쇄 및 포장의 경우 유의적으로 차이가 없는 것으로 나타났다. 미생물수는 대장균군, 일반세균수, 효모 및 곰팡이를 분석하였고 대장균군과 곰팡이는 모든 샘플에서 불검출되었다. 대조구는 0~8주차에서 일반세균수와 효모가 각각 1.52~1.96 log CFU/g, 0~1.77 log CFU/g으로 증가하는 것으로 나타났다. 비산소 분쇄 및 포장 조건은 0~8주차에서 일반세균수와 효모가 각각 1.52~1.53 log CFU/g, 0~1.25 log CFU/g으로 각각 나타나 일반세균수는 유의적으로 차이가 없었으나 효모는 약간 증가한 것으로 나타났다. 따라서, 색도유지, 높은 총 페놀함량 및 항산화 활성 유지, 일반세균 및 효모의 성장 억제를 위해서는 진공-질소치환에 의한 비산소 분쇄 및 포장 조건하에서 품질특성과 미생물수를 유지하는데 효과적일 것으로 판단된다.

Safe storage of spent nuclear fuel in deep underground repositories necessitates an understanding of the long-term alteration of metal canisters and buffer materials. A small-scale laboratory alteration test was performed on metal (Cu or Fe) chips embedded in compacted bentonite blocks placed in anaerobic water for 1 year. Lactate, sulfate, and bacteria were separately added to the water to promote biochemical reactions in the system. The bentonite blocks immersed in the water were dismantled after 1 year, showing that their alteration was insignificant. However, the Cu chip exhibited some microscopic etch pits on its surface, wherein a slight sulfur component was detected. Overall, the Fe chip was more corroded than the Cu chip under the same conditions. The secondary phase of the Fe chip was locally found as carbonate materials, such as siderite (FeCO3) and calcite ((Ca, Fe)CO3). These secondary products can imply that the local carbonate occurrence on the Fe chip may be initiated and developed by an evolution (alteration) of bentonite and a diffusive provision of biogenic CO2 gas. These laboratory scale results suggest that the actual long-term alteration of metal canisters/bentonite blocks in the engineered barrier could be possible by microbial activities.

This study examined the quality characteristics and anti-oral microbial activity of bamboo leaf jelly prepared with different 5 levels (0, 10, 20, 30, and 40%) of bamboo (Phyllostachys nigra var. henonis) leaf extract. The sugar contents of bamboo leaf jelly were increased significantly by increasing the level of bamboo leaf extract. The luminance and Hunter’s a values of the jelly samples increased with increasing bamboo leaf extract, but the 40% bamboo leaf jelly had the lowest Hunter’s b values. The hardness, adhesiveness, gumminess, and chewiness increased significantly with increasing bamboo leaf extract. Among the mechanical properties, only the flavor of the jelly with 30 and 40% bamboo leaf extract were increased significantly. The extract of bamboo leaves had strong antimicrobial activity against S. mutans, S. sobriuns, P. gingivalis, and P. intermedia at a concentration of 40%. These results suggest that bamboo leaf extract can be useful in the production of high quality jelly.

피부의 피부 노화, 질환, 훼손은 내부적인 요인으로서 활성산소라는 사실이 밝혀진 이래로 합 성 항산화제를 대체할 수 있는 천연물 항산화제에 대하여 많은 연구가 진행 중이다. 이들 중에 지실은 오래전부터 만성적인 염증, 알리지 완화, 황산화 기능을 하는 것으로 알려져 왔다. 미생물을 이용한 발 효는 조직에 결합 되어 있는 생리활성 물질의 유리로 생체이용율(bioavailability) 훨씬 높아지는 것으로 알려 졌다. 따라서 본 연구는 지실 열수 추출물을 기질로 GRAS 알려진 균주를 이용하여 발효를 수행하 고 발효가 항산화 능력에 미치는 영향에 대하여 알아보고자하였다. 지실 열수 추출물은 항산화 기능을 가지고 있는 hesperidine, naringine, luteoilin, imperatorin등의 플라보노이드 및 furocoumarin등이 동정 이 되었고 함유량은 hesperidine naringine, imperatorin, luteolin 순이었다. 열수 추출물을 기질로 하여 분리된 Leuconostocs sp. strain JYK로 발효를 수행한 결과 지실 열수 추출물을 사용한 경우에는 71.2±4.58 (mg/g)의 총 페놀 함량이 있는 것으로 측정이 되었고 반면에 발효 추출물에는 89.2±13.47 (mg/g)으로 약 25.3% 증가된 것으로 나타났다. 총 플라보노이드 화합물은 지실 열수 추출물에는 25.1±4.12 (mg/g)의 총 플라보노이드 함량이 있는 것으로 측정이 되었고 반면에 발효 추출물에는 31.0±4.06 (mg/g)으로 약 23.5% 증가된 것으로 나타났다. DPPH 소거능은 지실 열수 추출물에는 70.9% 반면에 발효 추출물은 86.2% 측정이 되었다. 총 항산화 능력은 18.7% 발효추출은 26.6%로 발 효를 통하여 약 40% 증가하였다. 따라서 미생물 발효를 통하여 천연물에 포함이 되어있는 기능성 물질 에 대한 생체 이용률을 높인다면 산화적 스트레스에 의한 피부 노화 완화 및 개선 작용으로 기능성 화 장품 및 식품의 소재로 활용 가치를 높여 줄 것으로 기대를 한다.

본 연구는 충남 청양의 폐광산 지역과 인근 대조구에 분포하는 Artenmisia princeps var. orientalis(쑥), Equisetum arvense(쇠뜨기)를 이용하여 식물체 내 중금속 함량이 미생물의 활성에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 낙엽 회수시 측정한 호흡량은 처음 회수시 가장 높은 값을 나타내었으며, 시간이 지날수록 발생량은 감소하는 경향을 나타내었으며, 중금속의 함량이 높은 낙엽에서 미생물의 호흡량이 낮았으며 대조구에서 채집하여 대조구에서 분해시킨 쑥과 쇠뜨기에서 가장 빠른 분해를 보인 것으로 나타났다. 쑥과 쇠뜨기 모두 중금속 함량이 적은 낙엽에서 높은 미생물량을 나타내었다. 낙엽의 분해율과 누적호흡량, 낙엽의 분해율과 미생물량사이에는 각각 뚜렷한 양의 상관관계를 나타내었다. 따라서 본 연구결과 식물체 내의 중금속이 분해과정에 관여하는 미생물의 생장과 활성에 부정적인 영향을 미친 결과라 할 수 있다.

A total of 240 weaned pigs (Landrace ×Yorkshire × Duroc, 22±3 d of age, 5.16±0.90 kg initial body weight) were used to study the effect of feeding level of microbial fermented soya protein on their blood hematology, enzymes and immune cell populations. The microbial (Aspergillus oryzae + Bacillus subtilis) fermented soya protein (FSP) was used. Pigs were allotted to four dietary treatments, each comprising of 4 pens with 15 pigs. Basal diets consisted of 15% soya bean meal (Control diet); while for treatment diets SBM was replaced with 3, 6 and 9% FSP. The experimental diets were fed from 0 to 14 day after weaning and then a common commercial diet was fed from 15 to 35 day. Blood was collected on 14 and 35 day of experiment and analyzed for hematology, plasma aspartate transaminase (AST), plasma alanine transaminase (ALT) and immune cell populations. Increasing the level of FSP in the diet of pigs linearly decreased distribution of red blood cells (P<0.01), MPV (P<0.05), MO (P<0.05), EO (P<0.05) and BA (P<0.05) on d 14. Linear and quadratic decrease in the RBC (P<0.05), Hb (P<0.05), HCT (P<0.01), PLT (P<0.001) and EO (P<0.05) and linear increase in the MCHC (P<0.001), MPV (P<0.05), WBC (P<0.05) and NE (P<0.05) on d 35 was noted. Pigs fed with 6% FSP had lower (P<0.05) levels of AST and ALT on d 14, while the levels of ALT and AST on d 35 did not differ among the dietary treatments. Thus the results suggest that microbial fermented soya protein affected the hematological indices, immune cell populations and plasma enzymes in weaned pigs.

생약제 농축액의 품질 안정성을 확보하기 위한 기초자료를 제공하고자 생약제 농축액에서 수분 활성도 변화에 따른 미생물 성장 변화 및 일부 이화학적 특성 변화를 조사하였다. 수분활성도를 각각 0.86, 0.80, 0.69로 조정한 생약제 농축액을 40℃에서 180일 동안 저장한 후 세균의 생균수를 측정한 결과 수분활성도 0.86(수분활성도 63.85%)시료의 경우 초기생균수가 18/g에서 90일 저장시 80/g으로 180일 저장시 190/g으로 증가하였다. 수분활성도 0.80(수분함량 43.04%) 경우에는 초기생균수가 24/g에서 90일 저장시 83/g으로, 180일 저장시 170/g으로 증가하였다. 그러나 수분활성도 0.69(수분함량 33.05%)경우에는 초기생균수가 16/g에서 90일 및 180일 저장시 각각 20/g, 25/g으로 큰 균수 증가를 나타내지 않았다. 한편 수분활성도에 따른 병원성 미생물의 성장은 수분활성도가 낮을수록 저해되었으며 C. albicans, A. niger의 경우 28℃에서 30일 저장 후 초기생균수가 150/g, 140/g에서 각각 30/g, 20/g으로 크게 감소하였고, E. coli, S. aureus, P. aeruginosa의 경우에도 수분활성도 0.69 시료에서는 37℃에서 30일 저장 후 생균수가 0로 나타나서 균은 완전히 사멸되었다. 수분활성도 0.85, 0.80, 0.69시료에서 pH 의 변화는 180일 저장시의 pH에서 초기 pH를 뺀 pH의 감소폭이 자각 0.84, 0.72, 0.31로 나타나서 수분활성도가 낮을수록 pH의 감소폭이 적은 경향이었다. 생약제 농축액에 포함된 인삼 중의 지표성분인 사포닌은 180일 저장한 시료에서 측정한 사포닌함량에서 저장초기 시료의 함량을 뺀 사포닌함량의 감소폭은 0.12~0.30%로 나타나서 비교적 작은 편이었다. 또한 생약제 농축액에 감미료, 산미료 등의 첨가물을 첨가하여 40℃에서 60일 및 180일 동안 저장한 후 TLC로 사포닌을 조사한 결과 모든 사포닌이 확인되어 이러한 조건에서 사포닌은 안정한 것으로 생각된다.

The purpose of this study was to evaluate the effect of high-salinity wastewater on the microbial activity of Aerobic Granule Sludge (AGS). Laboratory-scale experiments were performed using a sequencing batch reactor, and the Chemical Oxygen Demand (COD), nitrogen removal efficiency, sludge precipitability, and microbial activity were evaluated under various salinity injection. The COD removal efficiency was found to decrease gradually to 3.0% salinity injection, and it tended to recover slightly from 4.0%. The specific nitrification rate was 0.043 0.139 mg NH4 +-N/mg MLVSS·day. The specific denitrification rate was 0.069 0.108 mg NO3 --N/mg MLVSS·day. The sludge volume index (SVI30) ultimately decreased to 46 mL/g. The specific oxygen uptake rate decreased from an initial value 120.3 to a final value 70.7 mg O2/g MLVSS·hr. Therefore, salinity injection affects the activity of AGS, causing degradation of the COD and nitrogen removal efficiency. It can be used as an indicator to objectively determine the effect of salinity on microbial activity.

석탄과 철광석은 산업발달의 시작부터 현재까지 지속적으로 사용되고 있다. 이에 따라 수반된 석탄 및 철광석 정제산업의 발달은 석탄철광폐수의 양적 증가를 초래하여 그 처리가 많은 관심 속에 활발하게 연구되고 있다. 석탄철광폐수는 페놀, 시안과 같은 독성 물질 뿐 만 아니라 혐기성미생물과 경쟁관계에 있는 황산염환원균활성증가를 초래하는 SO42-를 고농도로 함유한다. 이 석탄철광폐수의 처리법으로는 물리적, 화학적, 생물학적 처리가 다양하게 연구되어왔는데, 고농도의 폐수처리에 익히 알려진 혐기성미생물을 이용한 석탄철광폐수의 처리는 경제성과 재생에너지 측면에서 최근 큰 관심을 받고 있다. 하지만 폐수에 함유된 페놀, 시안, 등과 같은 독성물질이 생물학적 처리에 심각한 저해를 초래할 수 있어 문제로 지적되고 있으나 그 독성에 대한 현재까지의 연구는 미진한 형편이다. 이에 본 연구는 입상 혐기성미생물이 석탄철광폐수 소화 시 받게 되는 급성독성에 대하여 실험적 고찰을 진행하고 그 적응 방안을 연구하였다. 석탄철광폐수는 석탄철광정제의 완료시점에 실폐수 샘플을 채취하여 사용하였다. 폐수특성 분석결과 pH 7, 페놀 589±23 mg/L, 시안 49 mg/L, 암모니아성질소 39±9 mg/L, SO4-2는 735 mg/L이며 화학적 산소요구량은 3.9 g/L으로 나타났다. 석탄철광폐수에 대한 물벼룩 급성독성시험 결과 TU가 28로 매우 높게 측정되었다. 이 폐수에 UASB의 입상슬러지를 이용하여 혐기성소화를 수행하였다. 약 20일간 유기물 부하 0.6 g COD/L/day에서 초기 적응을 수행하였고, 혐기성소화조의 정상상태에서 COD 제거율은 98%, 메탄수율은 약 80 mL CH4/g COD로 나타났다. 이 혐기성소화조가 석탄철광폐수 유기물부하 0.76 g COD/L/day에 노출 되었을 경우 미생물의 활성을 모니터링한 결과, 폐수유입 즉시 메탄가스발생이 80% 이상 감소되는 강한 독성이 감지되었으며 COD 제거효율은 점차 감소하여 약 20일 후 10%로 낮아졌다. 유출수 내 페놀은 약 210 mg/L로 제거율 60%을 나타났지만 시안은 106 mg/L로 분해되지 않고 축적되어 유입 대비 2배가량 증가하였다. SO4-2 는 2000 mg/L로 급격하게 농도가 증가한 후 약 20일 후 1000 mg/L 이하로 감소하였다. 이로보아 석탄철광폐수 내 시안과 황화합물로 인하여 혐기성미생물 내의 메탄균의 저해가 이루어짐을 짐작할 수 있다. VFA 분석결과는 산발효균과 메탄발효균의 공생관계가 파괴되었음을 보여주었다. 더불어 높은 SO4-2 농도는 황산염환원균과의 경쟁이 유도될 수 있는 농도로 밝혀졌다. 이러한 석탄철광폐수의 급성독성은 고농도의 독성물질 제거를 위한 전처리 혹은 혐기성미생물의 적응기간이 필요함을 나타내었으며, 후자를 선택하여 약 30일 간 단계적인 미생물의 독성적응절차를 거친 결과 급성독성을 극복하고 유기물 및 페놀 분해가 점진적으로 가능함을 확인 하였다.

The aim of this research is to enhance the bottom environment of Geoje fish farm that has been severely contaminated. Treatment of microbial agent and/or calcium oxide significantly changed that environment: in ignition loss, either treatment (25% or 21%)showed better than mixed treatment (13.2%). In COD, the oxygen releasing agent or mixed treatment reduced the index by more than 20%. In T-P and T-N, the effects of CaO2 on them were overwhelming (50% or more) meanwhile that of the microbial agent on them was less than 20%. Also, CaO2 influenced on the microbial flora: Desulfobvibrio thermophilus, a sulfate reducing bacterium decreased in number, considering the increase of pH and rise of redox potential. In contrast, Pseudomonas sp., Pseudoalteromonas sp., Pseudomonas aeruginosa were remarkably dominant over other species with mixed treatment as a PCA analysis confirmed it.

Rapid industrialization has brought Nam-Hae area serious environmental problems associated with released oil and other hydrocarbons. In this work, in order to enhance the quality of the shoreline sediment we made enviro-chemical analyses of its substances, TPHs and microbial growth after treating with oxygen releasing compound(ORC) such as MgO2. Total organic compound(TOC) was reduced from 33.45% to 25.1∼31.08% meanwhile COD decreased from 27.5∼28.9mg/g·dry to 19.9∼26.1mg/g·dry for input of 2∼10% MgO2 in 20days. For 10% MgO2 input, TP and TN were reduced by 13.3% and 18.8%, respectively. Most of all TPH was decomposed by max. 42.4% in 21days, and the total viable count of microbes was found to be exponentially increased by 75.9%.