본 연구에서는 열전소자와 플라즈마 장치를 삽입하여 제작된 컨테이너와 기존의 사용되고 있는 스티로폼(EPS)박스에 소고기를 저장하면서 저장 중 품질특성을 조사하였다. 온도변화 측정 결과 저장기간 동안 TCS-1 컨테이너가 2℃ 이하로 온도유지가 잘 되는 것으로 측정되었다. EPS박스는 저장 3일 이후 소고기가 부패되어 더 이상 실험이 불가능 하였다. 소고기의 신선도를 나타내는 휘발성염기질소(VBN)과 지방산패도(TBA)값의 측정 결과, 저장 7일째 TCS-1의 VBN은 7.72 mg%, TBA는 0.52 mgMA/kg, TCS-2의 VBN 값은 9.20 mg%, TBA는 0.91 mgMA/kg로 측정되어 TCS-1이 TCS-2 보다 유의적으로 적은 증가율을 나타내어 소고기의 신선도를 더 잘 유지하는 것으로 판단되었다. 미생물 변화는 저장 7일 TCS-1은 4.62 log CFU/g, TCS-2는 7.09 log CFU/g으로 측정되어 TCS-1이 유의적으로 미생물 증식 억제에 효과적인 것으로 나타났다. 기호도 조사 또한 저장 7일째 TEU-1은 모든 항목에서 6.5점 이상의 평가를 받았으나 TCS-2는 4.1 이하의 평가를 받아 소고기의 상품성이 상실된 것으로 판단되었다. 모든 분석항목에서 TCS-1이 TCS-2보다 소고기 신선도 유지에 효과적인 것으로 판단되었다.

본 연구는 절임배추의 유통 중 단기 유통시스템에 따른 이화학적 및 미생물학적 품질 변화에 대하여 알아보고, 그에 따른 품질지표를 평가하고자 실시하였다. 여름철에 제조한 절임배추는 탈수 후 바로 저밀도 폴리에틸렌 필름에 포장하거나 2% 염수와 함께 포장하여 실온유통시스템(conventional system)과 저온유통시스템(cold-chain system)을 갖춘 1톤 트럭에 각각 구분하여 적재하였으며 약 6시간동안 유통하였다. 이화학적 및 미생물학적 변화로 품온, 염도, 산도, pH, 수분감, 일반세균, 젖산균, 대장균, 대장균군, 효모 및 곰팡이에 대해 조사하였다. 실온유통시스템의 경우 절임배추의 품온은 필름 내 염수포장 절임배추에서 19.57℃, 필름포장 절임배추에서 19.43℃, 저온유통시스템의 경우 필름 내 염수포장 절임배추에서 10.73℃, 필름포장 절임배추에서 12.90℃까지 증가하였다. 염도변화는 저온유통시스템의 경우 변화가 없었으나, 실온유통시스템의 경우 필름 내 염수포장 절임배추와 필름포장 절임배추에서 품온과 각각의 염도변화가 정의 상관성을 보이며 초기에 비해 1.2배 혹은 1.7배 더 높았다. 산도는 저온유통시스템에서 두 가지 포장조건 모두 약간 증가하였다. 실온유통시스템에서 필름 내 염수포장 절임배추의 총 호기성균과 젖산균수가 각각 7.62 log CFU/g 및 6.77 log CFU/g까지 증가하는 동안 필름포장 절임배추는 각각 5.62-5.85 log CFU/g과 4.33-4.83 log CFU/g의 범위를 나타냈다. 그러나 저온유통시스템의 경우 유통시간 증가에 따른 유의미한 미생물학적 변화를 보이지 않았다. 따라서 절임배추 유통 시 저온유통시스템을 이용한 경우 이화학적 품질 유지 및 미생물 제어에 효과적이며, 실온유통시스템을 이용한 경우 품온 상승에 따른 염도 및 미생물 변화에 유의해야 한다. 또한 염도, 총호기성균 및 젖산균은 실온유통시스템 내 품질지표로 이용가능하며, 산도는 저온유통시스템 내 품질지표로 이용가능하다.

우리나라는 대부분의 상수원을 하천, 호소 등의 지표수에 의존하고 있어 상수원으로 유입되는 각종 하폐수, 농축산 폐수, 광신 및 공장폐수 등의 오염물질의 유입으로 인해 상수원의 수질오염이 날로 심해지고 있는 실정이다. 이를 처리하기 위해 고도정수시설을 설치하여 운영하고 있으나 원수 수질의 악화로 고도정수시설의 수명을 단축시키고 있으며 처리효율을 저하시키는 단점이 있다. 이에 따라 최근에 생물막 여과법을 적용하는 사례가 증가하고 있는 추세이다. 생물막 여과법은 미생물을 부착 서식 시키는 입상의 충진재에 원수를 접촉시켜 수중의 유기물과 암모니아성 질소 등을 생물학적으로 제거하는 방법으로 매질의 표면에 호기성 미생물이 부착 성장함으로써 다량의 미생물을 유지할 수있어 오염 물질의 충격 부하에도 잘 견디는 장점이 있다. 생물막 여과법의 특성은 미생물의 다양성이 높고 먹이 연쇄가 길며 질산화 미생물이 잘 증식하는 것으로 알려지고 있으나 생물막이 폐색되거나 여재의 흡착능이 떨어졌을 경우 역세시스템을 이용하여 여재의 성능을 복원하거나 교체해야하는 단점이 이있다. 최근 생물막 여과법 여재인 바이오 세라믹의 수요가 증가하고 있다. 바이오세라믹은 높은 기공율에 의한 최적의 미생물 담체로써 통기성이 우수하고 난분해성 유기물의 흡착, 분해, 정화 능력이 우수하며 강도가 우수해 인공 토양 및 수처리용으로 사용되고 있다. 본 사업은 이러한 바이오세라믹을 제조함에 있어 산업단지에서 발생하는 부산물인 폐활성탄소 부산물을 활용하여 바이오세라믹 여재 제조 가능성 및 성능 등을 파악하고자 추진되었다. 활성탄소 부산물을 활성탄 필터 제조시 결합제인 바이더와 함께 혼합한 후 필터 모양의 성형기에 충진한 후 가열 및 성형을 하여 최종 활성탄 필터로 발생된다. 발생 형태는 스크랩 및 분진 형태로 그 동안에는 바인더 물질에 의해 재사용이 불가하여 폐기 처분 되었다. 그러나 본 사업에서는 원료, 혼합(활성탄 부산물+제올라이트), 결합, 성형, 건조, 소성, 냉각, 선별 시제품 테스트 공정을 통해 사업화 가능성을 판단한다. 제조 공정에서 제일 중요한 공정은 결합 공정으로써 제올라이트와 활성탄 부산물의 효율적인 결합을 촉진하기 위하여 무기계 HDPE을 사용하여 추진하게 된다. 그후 생산된 바이오세라믹을 여재비중, 비표면적, 암모니아성 질소 제거능, 탁조 제거 효율 등을 측정하며 실제적으로 수처리 공정인 생물막 여과법에 적용을 통해 실시하고자 한다. 이를 통해 최종적으로 산업단지 입주기업에서 발생하는 부산물을 활용하여 자원 순환 네트워크를 구축하고자 하는데 목표가 있다.

Anaerobic digestion is one of the most economical ways to treat organic wastes; the production of excessive sludge is limited; aeration is not required; operation cost is low; valuable energy resource (methane) is produced. However, propionate, an intermediate substance during the process, is known to inhibit biochemical process at high concentration; but it is difficult to be degraded biologically as its oxidation is thermodynamically unfavorable (△G>0). However, there are several microorganisms which could oxidize propionate fully by their syntrophic association. Therefore, in this research, the propionate enrichment culture was produced in large amount (~1L), and the main players which are responsible for utilizing propionate are identified. Furthermore, the kinetic parameter was obtained from this research. Seed came from two different full-scale anaerobic digesters which is located in Joongrang (JR) and Sincheon (SC). 16s rRNA gnee based metagenomics results indicated that Smithella propionica and Methanobacterium beijingense were the most dominant species in all seeds. The fact that bacterial family Syntrophomonadaceae and archaeal genus Methanosaeta were also found significantly in all seeds means that there might be symbiotic relationship among propionate oxidizing bacteria, butyrate oxidizing bacteria, hydrogenotrophic methanogens and acetotrophic methanogens in complete oxidation of propionate. Based on the first order kinetic which indicated propionate degrading rate, k (1/day) on JR and SC was represented 0.0243 and 0.0223, respectively. Also, based on Modified-Gompertz model, umax on JR and SC was represented as 0.024 and 0.016, respectively.

산업혁명 이후 산업발달과 더불어 폐기물 발생량 또한 크게 증가하였다. 이에 따라 정부에서는 폐기물 발생량을 감소시키는 것과 동시에 폐기물을 효율적으로 처리하고 이용하는 자원순환형 폐기물 관리체계로 전환하기 위해 법적, 제도적 체계를 구축하고 있다. 이러한 체계에 따라 생활폐기물, 건설폐기물, 사업장폐기물이 재활용 되고 있다. 사업장 폐기물 중 폐석고는 건축 공업용 페인트, 인쇄 잉크, 도자기 등을 생산하는 과정에서 발생되는 사업장 폐기물로서 연간 약 400 만톤이 발생되고 있다. 발생된 폐석고는 석고보드 및 농업용으로 재활용 되고 있다. 하지만 재활용되지 못한 잉여분은 매립시설에 매립되고 있는 실정이다. 따라서 다른 추가적인 재활용 방안이 필요하다. 일반적으로 MICP(microbially induced calcite precipitation)는 urea 가수분해 효소를 생성하는 미생물의 urea 분해 메커니즘을 통해 탄산칼슘과 같은 탄산염을 석출시키는 기작을 말한다. 최근 국내･외로 MICP 기작에 대한 연구가 진행되고 있으나 폐석고를 재활용함에 있어 MICP 기작을 이용한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 매립시설에 매립되는 폐석고의 물리･화학적 전처리를 통해 최적의 칼슘이온 용출 조건을 도출하고, MICP 기작을 통한 탄산칼슘 형성을 확인하여 폐석고를 재활용함에 있어서 MICP 기작을 활용하는 기초자료를 제시하는데 목적을 두었다. 이를 위해 폐석고의 특성을 파악하고자 XRD, XRF, 입도분석을 실시하였으며, 물리･화학적 전처리에 따른 칼슘이온 농도를 ICP-AES로 분석하였다. 특히, 미생물 투입 후 형성된 침전물에 대하여 XRD 및 FE-SEM 이용하여 시료를 분석하였다.

디스포저는 음식물쓰레기 처리 과정의 불편을 해소하기 위해 음식물쓰레기를 갈아서 배수설비를 통해 오수와 함께 배출하는 기기이다. 우리나라는 1985년에 디스포저가 도입되었지만 배관폐색, 하수처리장의 유기물 부하량 증가 등의 문제가 예상되어 1995년에 디스포저의 사용을 금지하였다. 하지만 2007년 이후 서울․경기 지역에서 실시한 디스포저 시범사업 결과들을 바탕으로, 사용자 임의로 배출량을 조작할 수 없는 일체형 제품이고, 음식물쓰레기가 고형물 무게 기준으로 80% (by dry wt.) 이상 회수될 경우에 한해 디스포저 사용이 가능하다. 이 때문에 고형물 회수율 조건을 만족시키는 동시에 더 많은 고형물을 자원화하기 위해서는 디스포저 분쇄오수의 고형물 회수율을 향상시켜야 하고, 그중 한 가지 방법이 분쇄오수를 응집시키는 것이다. 고형물 회수율을 높이기 위해 응집제를 사용할 경우 분쇄오수로부터 추가적인 고형물을 회수할 수 있지만, 사용된 응집제가 회수된 고형물의 자원화 과정에 어떤 영향을 주는지에 대해서는 조사된 바가 없다. 이전 연구에서 응집 및 재순환으로 고형물 회수율이 높아지는 것을 확인하였기 때문에, 사용된 응집제(Chitosan, PAC)가 혐기소화 과정에서 메탄 생성량 및 생분해도 등에 미치는 영향을 연구하고자 하였다. 본 연구에서는 Biochemical Methane Potential(BMP) test를 통해 응집제가 혐기소화에 미치는 영향을 살펴보았다. 환경부 고시 2012-203에 제시된 방법에 따라 표준음식물쓰레기를 만들고, 디스포저 (Thinkmom, Energy1, Korea) 를 이용하여 분쇄오수를 제조하였다. 제조한 분쇄오수를 체 1.0 mm, 원심분리기(HANIL, New Supra 22K) 1,213 rpm, 30 min 의 조건에서 고액분리하였고, 배출된 여액은 이전 연구에서 수행된 최적 응집조건에 따라 pH 6.5 ± 0.2에서 Chitosan과 PAC 응집제를 각각 20ppm, 50ppm의 양을 주입하여 응집하였다. 이후 250 ml serum bottle에 기질 (5g-VS/L), 영양 배지 (90 ml), 혐기성 미생물 식종슬러지 (10 ml)를 주입하여 35℃에서 Triplicate로 수행되었다. 영양 배지는 Shelton & Tjedje (1984)에 의해 제시된 조성에 따라 제조하였고, 식종슬러지는 서울 D-환경자원센터에서 반출한 소화슬러지를 사용하였으며 Control assay는 기질 주입 없이 수행되었다. 55일 동안의 실험 결과, 응집제 미사용, Chitosan 응집제 사용, PAC 응집제 사용 등 3가지에서 각각 단위 g-VS 당 누적메탄발생량이 247.6 ± 10.9, 256.6 ± 14.3, 243.6 ± 16.8 ml/g-VS 로 나타났고, 메탄전환율은 각각 51.1 ± 2.3 % , 53.0 ± 1.8%, 50.3 ± 1.9%로 나타났다. T-test 결과 3가지 시료에 대해 메탄발생량과 메탄전환율에서 유의미한 차이가 없는 것으로 판단되었으며, 이것은 회분식 실험에서 응집제의 사용이 메탄발생에 유효한 차이를 발생시키지 않은 것을 의미한다. 본 연구는 이후 응집제 사용이 혐기소화에 미치는 영향에 대해 추가적으로 분석하기 위한 연속식 반응조(CSTR) 실험의 기초자료로 활용될 수 있다.

생물전기화학시스템은 미생물 연료전지로 불리며, 연료전지의 음극, 양극, 분리막으로 구성된 시스템에서 미생물의 활동을 기반으로 유기물을 분해 및 전력생산을 동시에 할 수 있는 장치이다. 생물전기화학시스템을 이용한 전력생산 및 오염물질의 분해의 측면에서 액상 기질을 이용한 많은 연구가 이루어졌다. 액상의 기질은 미생물이 이용하기 쉬운 유기물질을 포함하여 쉽게 전력을 생산할 수 있으나 슬러지의 경우 전처리를 통하여 기질을 미생물이 쉽게 이용할 수 있는 장점이 있다. 그럼에도 불구하고 슬러지를 직접적으로 이용하는 생물전기 화학시스템의 연구는 여전히 초기단계에 있다. 본 연구에서는 하수슬러지를 이용하여 생물전기화학시스템에서 직접적으로 전력을 생산하고 동시에 슬러지 감량화를 이루고자 하였다. 슬러지를 직접적으로 기질로 사용한 경우, 기존의 액상기질을 사용한 반응조와 비교하여 장시간 일정한 전력생산을 기대할 수 있었으며 기질의 충진시간 간격을 길게 하는 장점을 보였다. 그러나, 완전한 기질의 제거는 기대할 수 없었으며 생물전기화학시스템으로 1차적으로 에너지 및 슬러지 감량화를 하여 2차적인 처리가 필요할 것으로 판단되었다.

최근 선진국을 중심으로 자원고갈 및 기후변화에 대응하기 위하여 폐기물을 이용한 에너지화 기술(WTE)이 주목을 받고 있으며, 국내에서도 폐자원을 활용한 자원순환형사회 구축을 위해 폐기물 연료화 시설(MBT, Mechanical Biological Treatment)로 고형연료 즉, SRF(Solid Refuse Fuels)를 생산하여 발전하는 시설이 도입되고 있다. 유럽에서는 1990년부터 최근까지 300개 이상의 MBT 시설이 설치 운영 중에 있으며, 초기에는 폐기물의 매립량 최소화 또는 매립지의 환경부하를 절감하기 위한 방법에서, 최근에는 SRF 생산 또는 에너지 생산에 주목적이 되고 있다. 국내에도 ‘16년 현재 부산광역시, 수도권매립지 등 약 20여개의 생활폐기물 연료화 시설이 가동 및 계획 중에 있으나, 생물학적 처리공정(BT, Biological Treatment)이 결여된 MT(Mechanical Treatment)위주의 공정으로 인해 고형연료로 회수할 수 있는 가연성물질이 상당부분 저품위 잔재물로 배출되어 매립 또는 소각처리 되고 있다. 이에 유럽을 중심으로 가연성폐기물을 대상으로 생물학적 처리(BT, Biological Treatment) 기술이 포함된 MBT 시설이 증가하고 있으며, 이 중 하나의 기술인 호기성 미생물의 활동으로 인해 발생되는 열을 이용하여 폐기물에 포함된 수분을 건조시키는 Bio-drying 공법이 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 국내 운영되고 있는 생활폐기물 연료화 시설에서 고형연료로 회수되지 못하고 배출되는 저품위 잔재물에 포함된 수분을 Bio-drying 공법을 이용하여 건조하는 과정에서 발생되는 악취의 특성을 평가하고, 악취를 저감하기 위한 적정 약품을 선정하여, 향후 저품위 잔재물 건조공정의 악취 저감 기술을 개발하기 위한 자료로 활용하고자 한다.

수도권매립지의 경우 하수슬러지 등 유기성 폐기물의 직매립금지로 인하여 매립되는 폐기물의 건조화가 심각한 상태이다. 현재 매립지 내부 함수율은 미생물에 의해 분해활동이 원활히 이루어지는 45%에 크게 못미치는 30% 수준으로 나타났다. 이같은 현상은 비단 수도권매립지에 국한된 문제가 아닌 전국 매립지에 해당되는 현상일 것이다. 또한, 매립종료 후 최종복토 후에는 우수의 유입도 차단됨에 따라 매립지 내부 건조화 문제는 더욱 더 심화되는 것은 자명한 사실이다. 이와같이 건조화가 심화되면 폐기물분해 지연에 따라 매립지 사후관리 기간은 더욱 길어지게 되며 그만큼 각 매립지 관리주체들의 비용부담은 증가하게 될 것이다. 정부는 이러한 문제점의 해결을 위해 금년 4월 폐기물관리법 시행규칙을 개정하여 매립지 내부로 침출수를 재순환할 수 있는 침출수매립시설환원정화설비 관련 규정을 시행하였으며, 침출수를 매립지로 재순환하여 매립지 건조화 문제를 최소화할 수 있는 방안을 마련하였다. 비록 침출수외에 폐수 같은 다른 수분 공급원의 재순환까지 허용하는 적극적인 수단은 아니지만, 침출수를 재순환함에 따라 매립지 건조화가 심화되는 것은 방지할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 침출수 재순환에 따른 매립지 내부 수분 분포파악을 위하여 전기비저항 탐사를 수행하여 매립지 내부의 수분분포 특성 파악을 위한 적정 탐사기법을 개발하고자 하였다. 일반적으로 전기비저항 탐사는 지하 매설물이나 지질현황 파악을 위하여 쓰이며, 저수지 등의 제방 안정성 파악에도 많이 사용되고 있다. 그러나 매립지의 경우 다양한 폐기물들이 매립되어 있어 토질이나 저수지 제방과 같이 매질이 균질한 상태가 아닌, 매우 불균질한 상태이며, 계절에 따른 온도변화, 중간 복토층에 따른 비저항 탐사 값의 간섭현상 등 다양한 변수가 존재하여 결과값의 해석에 많은 어려움이 있다.

국내 온실가스 배출 부문별 배출량을 정리한 국가온실가스 인벤토리 보고서(National greenhouse gas Inventory Report of Korea, NIR)은 2010년 이래로 매년 환경부에 의해 발간되고 있다. 현재 폐기물 부문의 표준 배출량 산정은 2006 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Guideline을 통해 이루어지고 있으나, 폐기물의 조성, 성상과 같은 국내 폐기물의 고유 특성을 반영하지 못하는 한계가 있다. 또한 이를 극복하기 위한 국가고유배출계수의 개발과 그 산정방식에 관한 연구는 미진하다. 따라서 본 연구는 폐기물 매립분야 국가 고유배출계수 중 하나인 생물학적으로 분해 가능한 유기탄소의 양을 나타내는 계수(Degradable Organic Carbon (DOC) × Fraction of Degradable Organic Carbon (DOCf))를 산정하기 위해 수행되었다. 매립된 폐기물을 통해 발생 가능한 메탄의 양을 계산하는 과정에서 두 값은 곱의 형태로 사용된다. DOC의 산정에는 삼성분 분석, TOC 측정 등의 방법이 있고, DOCf의 산정에는 물질수지에 기초한 양론식, Lysimeter test, Biochemical Methane Potential (BMP) test 등의 방법이 가능하다. 이 연구에서 DOC는 Total Organic Carbon (TOC)로, DOCf는 BMP test를 통해 구한 생분해도로 산정하였다. BMP test는 250 mL serum bottle에 기질, 영양배지 (90 mL), 혐기성 미생물 식종 슬러지 (10 mL)를 주입하여 35℃에서 Duplicate로 수행되었다. 기질로서 음식물류 폐기물은 환경부 고시 제 2012-203호에 제시된 음식물 찌꺼기 표준시료(쌀밥, 배추, 감자, 양파, 무, 사과, 귤, 돼지고기, 고등어)를 선정하였다. 목재류 폐기물로는 매립 목재의 99%를 차지하는 생활폐기물 내 소형폐목재로 한정하여 나무젓가락, 이쑤시개, 낙엽을 사용하였다. 접종물은 서울 D-환경자원센터에서 반출한 혐기소화조 슬러지를 사용하였고, 영양배지는 Shelton & Tiedje (1984)에 의해 제시된 조성에 따라 제조하였다. DOC는 폐기물의 유기탄소량을 의미하므로, TOC 분석결과를 사용하였다. 발생한 가스와 이론적으로 발생 가능한 가스의 비율을 통해 생분해도를 계산할 수 있으며 이를 DOCf 값으로 사용하였다. TOC 분석결과와 생분해도를 곱하여 DOC × DOCf를 나타내었고, 이를 IPCC 기본값과 비교하였다.그 결과, 음식물류 폐기물에서 쌀밥 0.38 ± 0.06, 배추 0.23 ± 0.03, 감자 0.30 ± 0.03, 양파 0.28 ± 0.04, 무 0.25 ± 0.13, 사과 0.30 ± 0.14, 귤 0.23 ± 0.11, 돼지고기 0.40 ± 0.07, 고등어 0.43 ± 0.11의 DOC × DOCf 값을 확인하였다. 목재류 폐기물에서는 나무젓가락 0.28 ± 0.00, 이쑤시개 0.25 ± 0.02, 낙엽 0.23 ± 0.07의 값을 구하였다. IPCC 기본 값으로 제시된 음식물류와 목재류의 DOC × DOCf의 값은 각각 0.19, 0.25로 음식물류 폐기물의 경우 표준배출계수를 상회하는 값을, 목재류 폐기물은 기본 값과 근접한 결과를 나타내었다. 이는 국내폐기물의 성상, 조성을 반영할 경우 IPCC 배출계수로 제시된 DOC × DOCf 값이 달라짐을 의미한다. 따라서 각 부문별 국내 특성을 반영한 온실가스 국가고유배출계수의 확립을 통해 온실가스 배출의 올바른 산정이 수행되어야 할 것이다.

폐기물매립지에서는 폐기물이 매립되어 혐기성 조건하에 폐기물에 포함되어 있는 다양한 유기물이 미생물에 의해 분해가 이루어지면서 메탄(CH4)과 이산화탄소(CO2)로 이루어진 가스가 발생된다. 메탄은 매립가스 중 지구온난화에 큰 영향을 미치는 물질로 알려져 있고 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)에서도 온실가스로 규정하고 그 배출량을 감축하기 위해 노력을 하고 있다. 따라서 폐기물매립지 내에서 발생하는 매립가스의 발생량을 정확히 추정하는 것이 필요하다. 일반적으로 일차분해모델인 IPCC 모델이 배출량 산정을 위해 사용되며, 모델에 적용되는 변수 중 매립폐기물의 메탄잠재발생량(L0)과 메탄발생속도상수(k)는 모델의 정확성에 영향을 미치는 중요한 변수 중 하나이다. 메탄발생잠재량에 적용되는 매개변수로 생화학적 분해 가능한 유기탄소량을 의미하는 유기탄소(DOC), 혐기성 조건에서 메탄으로 전환 가능한 유기탄소 비율(DOCf), 호기성분해에 대한 메탄 보정계수(MCF), 발생 매립가스에 대한 메탄 부피비(F) 등이 있다. 이러한 매개변수들 중 활동도 자료인 폐기물의 물리적 조성과 매개변수인 DOCf는 메탄발생량 예측에 영향을 미치는 기초적인 자료라 할 수 있다. 이에 2006 IPCC 가이드라인에서는 각 국가의 고유값이 있을 경우 기본값 보다는 국가 고유값을 적용하는 것을 권장하고 있으나, 우리나라의 경우 기본값을 적용하도록 되어 있어 온실가스 배출량 산정 시 과대평가 또는 과소평가가 될 우려가 있어 국가 고유값 개발이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 Biochemical Methane Potential (BMP) 실험을 통해 DOCf를 산정할 수 있는 방법을 제안하고자 하며, 제안된 방법으로 종이류, 섬유류, 고무/피혁류 폐기물들을 대상으로 DOCf를 평가하고자 한다. 연구방법으로는 국내 A매립지에서 매립연령이 8년, 12년, 13년, 14년, 15년, 20년인 폐기물을 굴착하여 수선별을 통해 성상별로 구분한 시료를 사용했으며, BMP 실험을 실시하여 도출된 메탄발생량을 이용하여 DOCf를 산정하였다. DOCf의 평가 방법으로는 매립연령을 0년으로 추정한 메탄발생량 추정치와 8년, 12년, 13년, 14년, 15년, 20년의 메탄발생량의 비율로 DOCf를 평가하였다. 연구결과 매립연령이 8년인 종이류의 DOCf 값은 0.73, 섬유류 0.61, 고무/피혁류 0.03으로 나타났다. 매립연령이 20년인 종이류의 DOCf 값은 0.95, 섬유류 0.89, 고무/피혁류 0.09로 매립연령이 증가할수록 DOCf의 값이 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 매개변수를 통해 국내 환경에 맞는 메탄잠재발생량을 정확하게 예측 가능 할 것으로 사료되며, 향후 더 많은 국내 폐기물매립지의 연구를 통하여 국가 고유값 배출계수 개발 시 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Soil-cement는 토양과 혼합수 및 cement를 배합하여 토양의 강도를 높이는 공법으로, 지반의 안정처리, 도로포장 등의 일정 강도가 필요한 공사에 적용되는 공법이다. 특히 흙속에 모래가 많은 비중을 차지하게 되며, 모래의 경우 국내 건설현장에서 수요는 증대하는 반면 공급은 부족한 현실이다. 최근 건설사업 분야에서 건설재료의 확보가 어려워짐으로 인해 하천 및 해상에서의 골재 채취가 필연적으로 발생한다. 이러한 골재의 채취는 무한한 것이 아니며 자연환경 및 생태계의 파괴와 같은 문제점이 나타나고 있다. 또한, Soil-cement에 사용되는 cement는 유연탄을 원료로 사용하고 있으나 유연탄은 수입에 의존하고 있으며, 광물산업은 우리나라 산업공정 분야에서 CO2 발생량의 약 99.5%를 차지하여 환경문제를 야기하고 있다. 위와 같은 문제들을 해결하기 위해서 굴패각을 대체 재료로 활용하며, cement의 사용량 감소로 인한 강도저하 방지를 위해 생물학적 광물화를 이용하였다. 굴패각은 우리나라 남해에서 꾸준히 생산되고 있으며 연간 25만 톤이 발생된다. 그러나 대부분의 굴패각이 재활용 되고 있지 않아 불법매립 및 인근 해양의 오염 피해를 입히고 있는 실정이다. 위와 같은 점을 고려하여 모래를 대체할 수 있는 재료로 굴패각을 사용 하였다. 또한, 환경문제를 야기하는 cement의 사용량을 줄이면 강도가 감소하게 되는데, 저하되는 강도를 방지하기 위해 생물학적 광물화를 이용하였으며, 메커니즘은 미생물이 Urea를 분해하면서 탄산이온과 암모늄이온을 생성하고 탄산이온과 수용액에 용해된 염화칼슘의 칼슘이온이 결합하여 탄산칼슘을 형성하여 침전물의 형태로서 토립자의 공극사이를 채우는 역할을 한다. 굴패각은 사업장 일반폐기물로서 기본적인 중금속 실험을 실시하였고 대체 재료로서의 특성과 미생물의 강도증진을 확인하기 위해 토성분석 및 일축압축강도 등의 실험을 실시하였다.

범정부적으로 2016년부터 유기성 폐수슬러지 해양배출이 전면 금지되고 육상처리를 권장하고 있어 주로 산업체에서 배출하는 폐수슬러지 육상처리 비용이 지속적으로 증가할 것으로 예상되며 따라서 슬러지 처리의 어려움으로 산업체의 경쟁력을 저하할 것으로 예상된다. 산업폐수 및 일부 하수슬러지에는 다양한 중금속과 미생물 분해가 어려운 유기물이 다량 포함되어 있어 기존 기술로 처리가 곤란한 실정이다. 육상처리 기술 중에서 비용이 저렴한 방법은 주로 매립에 준하는 것이므로 슬러지에 포함된 유기물에 의해 지구온난화지수(GWP)가 이산화탄소보다 21배 높은 메탄을 다량 배출하고 있으며, 중금속에 의한 지하수와 토양 오염이 우려된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 중금속 함유 산업슬러지를 건조 후 용융로에서 보조연료와 열분해 가스로 1,500℃이상의 고온 화염을 형성하여 폐수슬러지에 포함된 회분과 중금속을 용융 슬래그로 배출․유리화함으로써 분진 발생 감소와 회분에 포함된 중금속성분의 용출을 방지할 수 있다. 본 연구에서는 건조 폐수슬러지를 용융하기 위하여 용융로 및 2차버너를 제작하여 용융실험을 수행하였으며, 열 회수 장치를 설치하여 열 회수 실험 또한 수행하였다.

Inappropriate storage of fresh-cut onions may result in losses of good quality. To understand storage conditions for shelf-life and quality of fresh-cut onions, The effect of packing type and storage temperature on the quality of fresh-cut onions was evaluated. Onions stored at 0℃ for 2 months were peeled off after removing root and shoot parts. Each three peeled onions were packed in a polyethylene film (PE, 50 μm) or in a polyethylene/polypropylene film (PE/PP, 100 μm) with vacuum treatment (70 cmHg) and stored at different temperatures (4, and 10℃) for 21 days. The following analyses were examined to evaluate the quality of fresh-cut onions: microbial population, surface color, titratable acidity and pH, respiration rate, and sensory quality. Fresh-cut onions stored at 4℃ showed less aerobic and coliform bacterial population than those stored at 10℃ during observation periods. Fungal populations of fresh-cut onions packed in PE film stored at 10℃ increased significantly after 13 days. E. coli was not detected in all treatments during whole storage periods. Surface colors of fresh-cut onions were not affected by packing type and storage temperature, however, color difference (ΔE) of fresh-cut onions in PE/PP film stored at 10℃ was significantly higher than those of other treatments. Titratable acidity of fresh-cut onions was not affected by packing type and storage temperature. However, pH of fresh-cut onions packed in PE film stored at 10℃ increased gradually over the whole storage period. Fresh-cut onions packed in PE film showed higher CO2 and less O2 concentrations at 10℃ than those at 4℃. The sensory quality of fresh-cut onions was significantly affected by packing type and storage temperature after 13 days. Particularly, vacuum treatment in PE/PP film showed better sensory quality than that of PE film package at the same storage temperature. It was concluded that vacuum treatment and storage at 4℃ could be effective to prolong the quality of fresh-cut onions up to 21 days.

Background : Ginseng widely cultivated as a major medicinal herb in Korea, is economically important crop for farmer. Ginseng root disease caused by soil borne pathogens is main factors restricting the quantity and quality of ginseng. The disease can result in harvest loss of up to 20~70% and limits the replanting of ginseng under same field for long time. The traditional control method of agrochemical use is not recommend to control soil borne disease because of difficulty in use and unstable effect. The objective of this study was to evaluate the efficacy of several antagonistic microbes for developing biological control method of ginseng root rot. Methods and Results : To select biocontrol agents against ginseng soil borne disease, several bacteria were isolated from ginseng root and rhizosphere soil evaluated in vitro screening of antifungal bacterial against ginseng root pathogens. Two antagonistic bacteria, ES17 and CJ4, showed the strongest inhibition effect against ginseng root pathogen. In the pot experiment under greenhouse conditions, ginseng seedling dipped in bacterial suspension at inoculum density of 106 cfu/ml for 1 hour were planted in pot containing inoculum. Control effect was examined depend on disease severity index at 30 days after inoculation. Ginseng root treated with CJ4 and ES17 isolate reduced root rot disease development on the ginseng root with degrees of control efficacy of 85% and 70%, respectively. Conclusion : Two biocontrol agent, Burkholderia ambifaria CJ4 and Paenibacillus strain ES17, had strong antifungal efficacy against ginseng soil borne pathogens. These results obtained from in vitro test and pot experiment suggest the potential applicability of the biocontrol agent to control ginseng root rot caused by various soil borne pathogens.

Background : This study was carried out to select the medicinal crop having the superior antimicrobial activity against 5 microorganisms among 20 medicinal crops. Methods and Results : Dried plants were extracted by methanol. The extracts of each plant were evaporated under vacuum. The extracts were absorbed into 50㎕ of each extracts on paper disk and diameter of clear zone was confirmed around the colony. The results showed that diameter of the clear zone against Escherichia coli was the widest in Rhus javanica(R. javanica, 16mm), followed by Evening primrose(14.5mm), Chinaberry(13mm) and Giant knotweed(11mm). Also, diameter of the clear zone against Vibrio parahaemolyticu was the widest in R. javanica(26mm), followed by Evening primrose(21mm), chrysanthemum flower(19mm), Chinese pepper(16.5mm), Chidii rhizoma(11.5mm), Curly dock(11.5mm), Comfrey(11mm), Black nightshade(11mm) and Mustard(10mm). Likewise, diameter of the clear zone aginast Proteus mirabilis was the widest in R. javanica(11.5mm), followed by Chinaberry(11mm). Specially, diameter of the clear zone against Bacillus subtilis and Staphylococcus aureus was identified only in R. javanica(12mm and 11mm, respectively). Therefore, R. javanica showed the best excellent antimicrobial activity among 20 medicinal crops. Total phenolic and flavonoid contents of R. javanica were 2,725mg/100g and 30.2mg/100g respectively. DPPH and ABTS activity of R. javanica were 92.6% and 98.4%, respectively. Conclusion : These results suggest that R. javanica can be utilized as natural food additives and antioxidant materials because of its powerful antimicrobial action and the high antioxidant activity.

The objectives of this study were to evaluate the effect of replacing 40% corn meal with three different types of barley (Youngyang, Wooho, and Yuyeon) on the chemical compositions, microbial indices, gas emission, and volatile fatty acid (VFA) content in feces of growing pigs. Sixteen pigs (Landrace × Yorkshire × Duroc) with an initial average body weight of 71 ± 2 kg were maintained in metabolic cages and randomly allotted to four treatments containing different sources of barley, for 23 days. The treatment with three different barley types replacing 40% ground corn showed no effect (P>0.05) on fecal chemical compositions, microbial indices, gas emission, and VFA. However, some differences (P<0.05) were noted in the chemical compositions of crude fiber and ash, and in the levels of Lactobacillus and Salmonella in the feces of the growing pigs. In conclusion, methane and hydrogen sulfide decreased by replacing 40% corn meal with Youngyang and Wooho barley, respectively.

This study was carried out to get basic resources for the industrial use of Lactobacillus bulgaricus SP5. The antibacterial activity of the supernatant obtained from Lactobacillus bulgaricus SP5 was tested against the pathogenic bacteria such as Escherichia coli KCCM 11234, Salmonella enteritidis KCCM 3313, Salmonella enteritidis KCCM 12021, and Salmonella typhimurium KCCM 40253. The supernatant of L. bulgaricus SP5 showed antibacterial activity against tested pathogenic bacteria. The antibacterial activity was examined after adjusting pH and heat treatment of supernatant. Heat treatment of supernatant had antibacterial activity against pathogenic bacteria at all temperature. However, pH changes showed no antibacterial activity. Antibacterial activity of the supernatant was confirmed to be due to organic acids (lactic, acetic, phosphoric, succinic, pyroglutamic, citric, malic, and formic acid).

Background: Crop rotation plays an important role in improving soil chemical properties, minimizing the presence of disease pathogens, and assists in neutralizing autotoxic effects associated with allelochemicals. Methods and Results: Five rotation crops of sudan grass, soybean, peanut, sweet potato, and perilla were cultivated for one year with an aim to reduce yield losses caused by repeated cropping of ginseng. In 2-year-old ginseng grown in the same soil as a previous ginseng crop, stem length and leaf area were reduced by 30%, and root weight per plant was reduced by 56%. Crop rotation resulted in a significant decrease in electrical conductivity, NO3, and P2O5 content of the soil, whereas organic matter, Ca, Mg, Fe, Cu, and Zn content remained-unchanged. Soil K content was increased following crop rotation with sudan grass and peanut only. Rotation with all alternate crops increased subsequent ginseng aerial plant biomass, whereas root weight per plant significantly increased following crop rotation with perilla only. A significant positive correlation was observed between root rot ration and soil K content, and a significant negative correlation was observed between ginseng root yield and the abundance of actinomycetes. Crop rotation affected the soil microbial community by increasing gram negative microbes, the ratio of aerobic microbes, and total microbial biomass whereas decreases were observed in actinomycetes and the ration of saturated fatty acids. Conclusions: In soil exhibiting crop failure following replanting, crop rotation for one year promoted both soil microbial activity and subsequent ginseng aerial plant biomass, but did not ameliorate the occurrence of root rot disease.

본 연구에서는 세토카 가지 정유의 주요 성분을 분석하고 이들의 항균, 항염 및 세포독성 실험을 진행하 였다. 세토카는 제주도에서 널리 재배되고 있는 감귤류의 품종이다. 세토카 나무의 가지는 간벌 작업으로 인해 대부분 폐기되고 있고, 이러한 폐자원의 활용은 최근 많은 관심을 받고 있다. 정유 성분은 세토카 가지의 에탄올 추출물을 호호바오일로 처리하여 얻었다. 세토카 정유의 주요 성분은 ethyl linoleate (64.1%), ethyl palmitate (16.5%), neophytadiene (11.1%) 및 β-citronellol (5.1%)임을 확인하였다. 이들의 항균활성을 확인 하기 위하여 피부 관련 미생물에 대한 paper disc 확산법을 실시한 결과 Staphylococcus aureus 및 Propionibacterium acnes에서 좋은 항균활성을 보였다. 또한 항염활성을 확인하기 위해 lipopolysaccharide (LPS)로 염증이 유도된 대식세포에서 nitric oxide (NO) 생성량을 측정한 결과 세토카 정유 성분은 농도의존적 으로 NO 생성을 저해하였다. WST-1 분석법을 이용하여 세포독성을 측정한 결과 RAW 264.7 macrophage 및 HaCaT 각질형성세포에서 세포생존율이 무처리 대조군과 비슷한 결과를 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 세 토카 가지 정유는 세포독성이 없으면서 염증억제 및 항균효과가 있음을 확인하였으며, 이를 응용한 화장품소재 로써의 개발이 가능할 것으로 여겨진다.