| 초록 |
1. 분석자서문 도심 주변의 거주민들에게 도심 지하를 흐르는 지하수 수질을 온라인 모니터링 하는 기술은 지하수 수질을 유기 오염물로부터 사전 보호하는 차원에서 중요하다. 그중 주목을 받고 있는 기술이 미생물 연료전지 기술을 이용한 수질오염 모니터링 기술이다. 미생물 연료전지 기술은 미생물 연료전지 자체 전기를 생산하는 능력과 유기 오염물을 사전에 예측하는 바이오센서로서의 기능을 수행한다는 이점 때문에 관심의 대상이 되고 있다. 이 보고서는 서로 다른 영역의 지하수 수질을 모사하여 각각 4개의 미생물 연료전지 시스템, 즉 침전형/벌크액상형(SED/BL), 침전형/침전형(SED/SED), 벌크액상형/공기형(BL/Air), 벌크액상형/벌크액상형(BL/BL)을 통해 지하수 현장에서의 연속 수질오염 모니터링 기술에 대한 평가 결과를 고찰해본 것이다. * SED(Sediment) , BL(Bulk Liquid) 2.목차 1. 서론 2. 실험 방법 2.1. 침전물 채집과 모의 지하수 준비 2.2. MFC 바이오 센서 2.3. 실험 계획 3. 결과와 고찰 3.1. MFC 개념 3.2. SMFC 오염 변수에 대한 평가와 고찰 3.3. 현장 테스트 4. 결론 5. 분석자 고찰 외부 전력원의 공급이 있어야 가능한 수질 및 대기 환경오염 측정 분석장치들이 미생물 연료전지와 같이 이제 외부 전력원의 공급 없이 자체 전력원만으로 측정 분석은 물론 전기까지 생산해낼 수 있는 단계에까지 이르고 있음은 매우 고무적인 일이다. 유독 지류 지천이 많은 국내 하천 특성과 복잡한 지하수 관정 및 수로에 대한 레이아웃을 고려할 때 수질오염 모니터링의 중요성과 필요성은 해가 갈수록 높아져가고 있다. 여기에 하천수, 해양수, 지하수 등 여러 수자원 형태별 수질오염 정도를 평가하는 데 있어서 기존 물리화학적 측정기기가 모두 수용하기 힘들었던 생물학적 독성 평가나 최종 오염부하 평가를 위한 기본 활용 자료로서 미생물 연료전지를 활용한 예측 기술은 종래 기술 보다 더 진보적인 형태로 발전되어가고 있음을 시사하고 있다고 보여진다. 그러나 한편 이러한 긍정적인 평가에도 불구하고 여러 유형의 수자원에 대해 아직 우리에게 최적화된 환경입지적 특성 변화나 물리화학적, 생물학적 특성을 적절히 반영하고 미생물 유기체의 환경 변화에 대한 적응도나 변이의 다양성 등 여러 인자 간 상관관계를 극복할 수 있는 최적화된 토종 미생물에 대한 균주의 선정이나 표준화 기술개발 정도는 다소 미흡한 게 사실이다. 4대강 사업으로 인한 조류 발생의 폐해를 두고 산학연 관계자들은 물론 전 국민의 관심이 뜨겁다. 이러한 관심만큼이나 국내에서 운영되고 있는 각종 국가 수질 측정망에 대한 수질오염 감시 기능과 수질 모니터링 기술의 중요성은 날로 높아져가고 있다. 한편에선 국내외적으로 4차 산업혁명 시대 진입을 앞두고 전 산업 분야와 연구개발 분야에서 관련 분야 기술개발 선점 열기가 뜨겁다. 이러한 개발 추세에 부응하여 그동안 우리 수자원의 수질 변화 모니터링에 대한 인공지능 분석 방법 등 빅데이터 활용의 필요성 역시 높아져가는 것은 당연하다. 우리는 물론 우리 후손들이 보전해나가야 할 생태계 안전성과 수자원 보호를 위해 수질오염 재해를 사전에 예방하고 예측하는 기술을 발달시키는 일이 중요함은 아무리 강조해도 지나치지 않을 것이다. References 1. S.B. Velasquez-Orta, D. Werner, J.C. Varia, S. Mgana, ldquo;Microbial fuel cells for inexpensive continuous in-situ monitoring of groundwater quality rdquo;, Water Research, 117, 2017, 9 minus;17. 2. Ahn, Y., Logan, B. E. 2010. Effectiveness of domestic wastewater treatment using microbial fuel cells at ambient and mesophilic temperatures. Bioresource Technology 101, 469-475. 3. Yoo K. S., Song Y. C. 2009, 새로운 하폐수처리 기술로서의 미생물연료전지. 575 ndash;584. ※ 이 자료의 분석은 한국환경공단의 강태구님께서 수고해주셨습니다. |
