Biomethanation of Sewage Sludge with Food Waste Leachate Via Co-Digestion

( Jingyeong Shin ),( Young Beom Kim ),( Jong Hun Jeon ),( Sangki Choi ),( In Kyu Park ),( Young Mo Kim ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2017 Journal of microbiology and biotechnology Vol.27 No.8

Anaerobic mono- and co-digestion of sewage sludge and food waste leachate (FWL) were performed by assessing methane production and characterizing microbial communities. Anaerobic digestion (AD) of waste activated sludge (WAS) alone produced the lowest methane (281 ml CH₄), but an approximately 80% increase in methane production was achieved via co-digestion of WAS and FWL (506 ml CH₄). There were less differences in the diversity of bacterial communities in anaerobic digesters, while archaeal (ARC) and bacterial (BAC) amounts reflected AD performance. Compared with the total ARC and BAC amounts in the mono-digestion of WAS, the ARC and BAC amounts increased two and three times, respectively, during co-digestion of FWL and WAS. In characterized archaeal communities, the dominant ratio of hydrogenotrophic methanogens in the mono-digestion of WAS approached nearly a 1:1 ratio of the two acetoclastic and hydrogenotrophic methanogens in the co-digestion of FWL and WAS. The ARC/BAC ratio in the digesters varied in the range of 5.9% to 9.1%, indicating a positive correlation with the methane production of AD.

고온 혐기소화 접종물 제작 방법에 따른 메탄 발생 및 미생물 군집 변화

신진경 ( Jingyeong Shin ),장현민 ( Hyun Min Jang ),최상기 ( Sangki Choi ),김영모 ( Young Mo Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2018 No.-

하수처리과정에서 발생하는 슬러지의 부피를 줄이는 동시에 이들의 유기물 성분을 메탄 등의 바이오가스로 전환하기 위해 중온(35℃)에서의 혐기소화 공정이 널리 적용되고 있다. 혐기소화공정의 안정성이나 에너지 투입량 측면에서는 중온혐기소화가 적합하다고 알려져 있지만, 높은 유기물 부하량(organic loading rate, OLR)을 처리하기 위해 반응속도를 상승시키거나 SRT(sludge retention time)을 줄이기 위해 고온(55℃) 혐기소화를 적용하기도 한다. 고온 혐기소화공정을 새롭게 시작할 때 접종물을 기존의 고온 혐기소화공정으로부터 얻기 힘든 경우 중온혐 기소화액을 고온에서 적응시켜 접종하기도 한다. 이때 온도를 적응시키는 방법에 따라 공정 효율이 달라지는데, 연구에서는 중온혐기소화액으로부터 고온 혐기소화 접종물을 제작하기 위한 방법으로 온도를 올리는 방법을 달리하였을 때 이들의 메탄 생산과 미생물 군집에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 본 연구수행을 위해 광주 제 1 하수처리장에서 중온혐기소화액, 1, 2차 농축 슬러지 등을 샘플링 하여 두 대의 반응기(Working volume : 3L)를 설치하여 회분식(Batch)운전 후 연속교반탱크형반응기(CSTR)로 운전(SRT 20, 40일)하였다. 먼저 한 대의 반응기는 35℃에서 55℃로 한 번에 온도변화를 주었고, 다른 반응기의 경우에는 35℃에서 하루에 1도씩 올려서 약 20일에 걸쳐 55℃로 올린 뒤 55℃로 유지하였다. 반응기의 효율을 확인하기 위해 메탄 발생량, total solids (TS), volatile solids (VS), total chemical oxygen demand (tCOD), soluble chemical oxygen demand (sCOD), soluble components (protein, carbohydrate), pH 등을 측정하였으며, NGS (next generation sequencing)를 활용하여 혐기소화 전/후의 소화액의 미생물 군집변화를 알아보았다.

탄소 및 에너지 중립적 유기성자원순환 하수처리공정 개발

신진경 ( Jingyeong Shin ),양민석 ( Minseok Yang ),전다운 ( Dawoon Jeon ),최상기 ( Sangki Choi ),유창수 ( Changsoo Yoo ),김영모 ( Young Mo Kim ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2018 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2018 No.-

Flow cytometry 기법을 이용한 간 손상 평가법 연구

김철규,신동환,한범석,김준규,조용연,김신희,이근영,안진홍,조미행,고진경,조정식 식품의약품안전청 2001 식품의약품안전청 연보 Vol.5 No.-

화학물질f) 의해 발생하는 간발암 과정중 initiation 단계와 PrOmOtiOH 단계에서 간세포의 증식은 중요한 역할을 한다. 설치류에f·1 혈중 지방감소제나 플라스틱가소제인 phthalate 예스테르 같은 과산화쇼체 증가물질(peroxisome proliferator)을 장기간 투여했을 때, 간 종양이 발껑한다고 알려져 있다.diisodecyl phthalate(DIDP)는 현재 대량생산되어 사용되고 있는 플라스틱 가소제로 주로 풍선, 비닐잉 3, 렌트, 장난감, 직물류의 코.팅 등에 이용되고 있다. 다른 프탈레이트 계통의 가소제와 같이 DIDP 또 할 Pt'c에 혼합되어 이용퇴고 있고 곽산화소체 증가물질로 알려져 있다. 파산화소체 증가물질인 DIDP에 의끌 간세포꼭 DNA함량 변화 및 세포증식 변화를 관찰하고, flolr c반emoter를 이용한 DNA합성지표 및 세포증식지표의 2차원적 분석 기댑을 확립하고자 본 연구를 수행하였다. 430-4509의 Sprague Bawley 랫드를 4 군으로 나누어 DIDP를 0, 300, 600, 1200 mgAg 씩 corn oil에 희석하여 2주간 투여하였다. 극치군에저 대조군자 비교하여 20%, 24%, 33% 정도 간장의 비대에 의한 무게 증가를 나타내었다. 2차원적 리ow cytometer 분석을 이용하여 묘rd린 표지 세포왁 PCNA 발현 양성 간세포의 수와 각각의 세포 주기의 분포는 대조군과 투여군에서 관간 유의차를 나타내지 않았다. BrdU 표지 세포와 PCNA 발현 양성 세포가 대조군과 비교하여 투여굴에서 유의차를 나타내지 않은 것은 DIDP의 영향보 다 성장에 의한 간세포 증식이 활발하여 나타난 결과라 생각된다. 본 실험에서 과산화소체 증가물질인 DIDP의 반닦투여에 의한 간세포의 DNA함쏠 변화 및 세포증식 변후에 미치는 유의차는 관찰되지 않았고, 포르말린 고정한 표본이나 신선하게 분리한 간세포에서 flow c?·tometer를 이용한 DNA합성지표 및 세포증식지표의 2차원적 분석 기댑은 유해물질의 세포증식에 대한 영향을 독성병리학적 관점에서 평가할수 있는 유용글 지표라 생각한다. Peroxisome proliferators are belived to induce liver tumors in rodents due to sustained increase in cell proliferation and oxidative stress resulting from the induction of peroxisomal enzymes. Diisodecyl phthalate(DIDP), a plasticizer produced in a large amount, is use for balloon, ink, tent, toys, coated fabrics and wire cable. Liver effects, including indications of an increase in certain subcellular structure(peroxisomes), occurred in rats fed DIDP. The objective of this study was to conduct a analysis of the changes in cell cycle and rat liver DNA synthesis after treatment with a peroxisome proliferator. Immunofluorescent detection of proliferating cell nuclear antigen (PCNA) and bromodeoxyuridine (BrdU) incorporation into DAN during S phase were used to assess rat heapatocyte proliferation in vivo during administration of DIDP, a known peroxisome proliferator in rodents. Sprague Dawley rat at 430-450g were exposed to 0, 300, 600 and 1200mg/kg body weight DIDP in corn oil for 2 weeks and fed a commercial diet. DIDP treated rats showed marked hepatomegaly wih liver weight increased approximately 20, 24, 33% in groups of 300, 600, 1200 mg/kg, respectively. Isolated liver nuclei labeled with fluorescein isothiocyanate (FITC)-anti-BrdU/PI and FITC-anti-PCNA/PI were analyzed for S-phase kinetics using flow cytometry. BrdU labeling index, PCNA lebeling index and distribution of cells in G_(0)-G₁, S phase, G₂-M did not differ significantly from controls. S-phase cells constitute approximately 35% of the total population in control rat liver, a significantly higher number than reported earlier. The use of relatively young rat in the present study might have led to high levels of S-phase nuclei in control rats and too no differences in distribution of cells. It is reasonable to conclude that the marked hepatomegaly, associate with DIDP treatment, that the flow cytometric analysis of isolated nuclei from formalin fixed samples and freshly isolated hepatocytes and potentially other useful markers would provide a useful tool for retrospective assessment of the cell proliferation in toxicological pathology.

Lignin isolation during recycling of waste wood in an urban locale

Lee, Hyunsu,Shin, Jingyeong,Park, Youngjune,Kim, Young Mo Desalination Publications 2018 Desalination and Water Treatment Vol.120 No.-

Fate of antibiotic resistance genes in mesophilic and thermophilic anaerobic digestion of chemically enhanced primary treatment (CEPT) sludge

Jang, Hyun Min,Shin, Jingyeong,Choi, Sangki,Shin, Seung Gu,Park, Ki Young,Cho, Jinwoo,Kim, Young Mo Elsevier 2017 Bioresource technology Vol.244 No.1

<P><B>Abstract</B></P> <P>Anaerobic digestion (AD) of chemically enhanced primary treatment (CEPT) sludge and non-CEPT (conventional sedimentation) sludge were comparatively operated under mesophilic and thermophilic conditions. The highest methane yield (692.46±0.46mL CH<SUB>4</SUB>/g VS<SUB>removed</SUB> in CEPT sludge) was observed in mesophilic AD of CEPT sludge. Meanwhile, thermophilic conditions were more favorable for the removal of total antibiotic resistance genes (ARGs). In this study, no measurable difference in the fates and removal of ARGs and class 1 integrin-integrase gene (<I>intI</I>1) was observed between treated non-CEPT and CEPT sludge. However, redundancy analysis indicated that shifts in bacterial community were primarily accountable for the variations in ARGs and <I>intI</I>1. Network analysis further revealed potential host bacteria for ARGs and <I>intI</I>1.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Anaerobic digestion of CEPT sludge was investigated. </LI> <LI> The remarkable decreases in total ARGs and <I>intI</I>1 genes were observed. </LI> <LI> Shifts in bacterial community were responsible for changes in ARGs and <I>intI</I>1. </LI> <LI> Network analysis further revealed potential host bacteria for ARGs and <I>intI</I>1. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>

왕겨로부터 고순도 실리카 추출 연구 동향 분석

송은혜(Eunhye Song),신진경(Jingyeong Shin),김경우(Gyeong Woo Kim),박정은(Jung Eun Park) 한국에너지기후변화학회 2023 한국에너지기후변화학회 학술대회 Vol.2023 No.11

Temperature-phased anaerobic co-digestion of sewage sludge and microalgae for enhanced biomethane production

Bondad, Cheassylynne B.,Shin, Jingyeong,de Luna, Mark Daniel G.,Kim, Young Mo Desalination Publications 2018 Desalination and water treatment Vol.120 No.-

납의 반복투여에 의한 랫드 신장과 간장에서 GST 발현에 미치는 영향

조정식,김철규,신동환,한범석,김준규,조용연,김신희,이근영,안진홍,조미행,고진경,양기화 식품의약품안전청 2001 식품의약품안전청 연보 Vol.5 No.-

납은 체내에 축적쓸 결우 겄강을 해치는 것뜨로 알려진 대표적인 환경오염물질이다. 특히 신경계, 생식기계, 면역계, 조혈잠기 및 신장에 영향을 주는 것으로 보고되고 있다- 껑리적인 상태나 이 물질에 대한 적응 과정이 일껄을 통하여 계속 변화하기 때문에 최근에는 은해물질에 대한 연령단계별 독성 발현 연구가 활밭히 이루어지고 있다. 납의 주오-한 표적장기인 신장과 간장에서 연령별 GST 활성도 변화와 GSff 및 지방과산화의 변화를 관찰하기 위하여 1, 2, 5, 8 개월령의 수컷 랫드에 음수로 0, 0.04, 0.?, 0.8%의 lead acetate를 투여하였다. 간장의 GST는 1,2,5개월령의 고농도 lead acetate 투여군예서만 활성이 존가하는 것으로 나타났고 8개월령은 다른 연령군과 비교하여 증가한 증향을 나타내었는 페 보상성 증가라 생각된다. 진장의 GST 활성도는 투여농도에 따른 영항은 나타내지 않았고 대조군의 8개월령에서 감소하는 경향을 나타낸 것은 연령에 의한 강소라 생각된다. MDA 생성은 간장과 신장에서 또두 투여농도글 따른 변화는 관찰되지 않았고 8개월령의 랫드 간장에서 MDA 생성이 다른 연령군에 비하여 증가한 경향을 나타낸 것은 고령에 따른 지방과산화의 증가라 생각된다. 간장쑥서의 GSll 수즌은 연령예 따른 변하와 투여농도에 따른 변화를 나타내지 않았고, 8개월령의 0.8%음수 투여군에서 증가하브는데 그것은 창산화 작용의 감소에 따른 생체 보상적 반응에 의하여 증가한 것으로 생각된다 음수릎 통한 납-쏜복투여 실험에서 1, 2, 5, 8개월령의 랫드에 특징적인 G5 활성도의 변화극 4'?팔할누 .었으며, 깥찰된 변확는 연령에 따른 변화라 생각된다. 연령과 낟의 oxidative stress에 끽란 상관관계를 관찰f'기 위하여 여러 종류의 항깐화 효소 및 항산화 물질을 분석하고 고령의 랫드에 대한 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다. Recent studies shown that lead causes oxidative stress by inducing of reactive oxygen species, reducing the antioxidant defense system of cells via depleting glutathione, inhibiting sulfhydry-dependent enzymes, interfering with some essential metals needed for antioxidant enzyme activities, and increasing susceptibility of cells the oxidative attack by altering the membrane integrity and fatty acid composition. The age related changes in the oxidative status of glutahione, lipid peroxidation, and the activity of the enzymatic antioxidant defense system, as well as the influence of aging on the susceptibility to the effects of lead acetate were investigated in rats of different ages. The effect of repeated exposure to lead acetate on the expression of glutathione S-transferase(GST) and the levels of reduced glutathione(GSH) and malondialdehyde(MDA) was determined. Male Sprague Dawley rat at 1, 2, 5 and 8 months were exposed to 0, 0.04, 0.2 and 0.8% lead acetate in drinking water for 13 weeks and fed a commercial diet. The activity of GST was elevated in liver 1, 2 and 5 months highly exposed groups and the age associated increases in 8 months groups may be an attempt by the organism to counter balance the decreases in the reducing power of liver. MDA levels were not effected by lead exposure in liver and kidney. The increased liver MDA levels in 8 months groups compared with young rats means that increased lipoperoxidation is a consequence of aging. Glutathione levels responsible for the regulation of intracellular level of lipid peroxidation during ageing were not effected by lead exposure in liver. The increase of GSH in 8 months highly dosed group may be an adaptive response. This study demonstrates that repeated lead exposure by drinking water dose not cause dramatic changes in expression of GST, and that some changes are not a result of oxidative stress.

하수처리장에서 발생하는 아산화질소 및 이들에 미치는 영향인자 파악

양민석 ( Minseok Yang ),최상기 ( Sangki Choi ),신진경 ( Jingyeong Shin ),김영모 ( Young Mo Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2019 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2019 No.-

하수처리장에서 발생하는 대표적인 온실가스로는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소가 있다. 이중 아산화질소 (N₂O)는 온난화 지수가 다른 온실가스에 비해 상당히 높음에도 불구하고 다른 온실가스에 비해 주목을 덜 받아왔다. 특히 이들은 일반적으로 무산소조 내 탈질과정에서의 중간산물로 주로 발생한다고 알려져 왔으나, 최근 연구들은 호기조 내 질산화 과정에서 용존산소 부족에 의한 질산화 미생물의 탈질 대사과정으로 인한 부산물 형태로 발생 또는 활발한 질산화 활동에 의한 아질산염 등의 부산물 발생에 의한 저해로 탈질조에서 보다 더 고농도로 발생한다고 알려져 있다. 본 연구는 이를 확인하고자 전남, 광주 지역에 위치한 다양한 규모, 형태의 8곳 하수처리장을 선정하여 1년간 실제 현장에서 탈질조와 호기조에서 N₂O가스 발생이 어떻게 차이가 나는지 모니터링 하였다. 이와 더불어 분석한 주요 오염물질 농도, 공정변수 중 어떤 특정 인자가 N₂O 발생량에 주요 영향을 미쳤는지 살피기 위해 데이터 세트를 구축 후 인공신경망(ANN, artificial neural networks)에 기반을 두고 모델링을 수행하였다. 1년간 N₂O 발생 정도를 각 하수처리장별로 살펴본 결과 매립지 침출수를 처리하는 하수처리장에서 소규모이지만 호기조에서 약 500 ppmV이상 고농도로 발생되고 있었으며, 지하에서 폐수가 발생되다보니 계절에 따른 온도에 영향을 덜 받고 발생하는 오염물질 부하량도 거의 일정하여 N₂O 농도는 거의 일정하였다. 그 밖에 하수처리장에서는 계절에 따라 N₂O 발생이 상이하게 나타났으나 계절 변화에 따른 온도변화의 영향인지 수질변화에 따른 영향인지는 명확하게 드러나 보이지 않았다. 이를 통계학적으로 살펴본 결과 질산화 미생물 중 암모니아 산화 미생물 활성도 변화에 따라 N₂O 변화가 가장 민감하게 반응하는 것을 확인할 수 있었으며, 그 다음으로 아질산염(NO₂^-) 농도변화, 암모니아(NH₄⁺) 농도변화가 N₂O 발생량과 밀접하게 관련 있다는 것을 파악할 수 있었다.