가축용 항생제 클로르테트라싸이클린의 장기 노출에 의한 돈분 폐수 혐기성 소화 저해 = Long - term Inhibitory Effects of Chlortetracycline on Anaerobic Treatment of Piggery Wastewater
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학술지명
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발행연도
2020
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
12-12(1쪽)
제공처
가축에게 사용된 항생제는 가축 분뇨를 통해 배출된다. 배출된 가축 분뇨에서도 가축용 항생제의 활성이 유지되기 때문에, 혐기성 미생물의 활성이 저하되어 혐기성 소화 공정의 성능이 악화될 수 있다. 본 연구의 목적은 항생제 chlortetracycline (CTC)의 장기 노출에 의한 돈분 혐기성 소화 저해 가능성을 확인하고 발생한 저해 영향을 평가하는 것이다. 가축용 항생제 중 사용량과 환경 위해성이 가장 클 것으로 예상되는 CTC를 가축용 항생제로 선택하였다. CTC를 노출시킨 연속식 반응조와 그렇지 않은 연속식 반응조를 약 2 년간 운영했다. 실제 돈분에 포함된 현실적인 항생제 농도 조건을 반영하기 위해, 사용량과 배출 환경의 불확실도를 반영한 예측농도 (3 mg/L)를 사용했다. 그 결과, 약 300 일이 경과한 시점에서 실험군의 유기물 감량률과 메탄 발생량이 감소하기 시작했다. 그에 따라 소화액의 SCOD 농도도 증가했다(p < 0.05). 580 일 기준, 실험군의 유기물 감량률은 대조군의 약 85 %였다(p < 0.05). 실험군의 메탄 발생량은 대조군의 약 53 % (v/v) 수준이었다(대조군: 104 mL/g-VS/L/day, 실험군: 55 mL/g-VS/L/day). 나아가 580 일 이후 CTC 노출을 중지시키고, 750 일까지 반응조의 회복 여부를 관찰했으나, 회복되지 않았다. 대조군과 실험군을 비교하여 볼 때, pH, 알칼리도, 암모니아 농도가 실험 기간 동안 통계적으로 동일하게 유지되었으며 저해수준이 아니라고 판단했다. 미생물 군집분석을 통해 확인한 결과, CTC 장기 노출이 대조군 내 박테리아와 고세균의 다양성(evenness와 richness), 그리고 미생물 종간 균형을 변화시켜 저해 영향을 일으킨 것으로 예상된다. 결론적으로 돈분을 처리하는 혐기성 소화조가 CTC에 1 년 이상 연속적으로 노출될 시, 유기물 제거 및 바이오가스 생산 효율이 낮아질 수 있다. 미생물 군집이 혐기성 소화 성능 측면에서 비효율적인 상태로 변화되기 때문에, pH, 알칼리도 등과 같은 물리화학적 모니터링 지료들만으로는 사전에 예상하기 어렵다. 저해 특성이 비가역적이므로 혐기성 소화조가 CTC에 장기간 노출되지 않게 하는 방안이 필요하다.
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