수중 의 암모니아 성 질소 는 다양 한 미생물 군집 의 정교 한 상호 작용 에 의해 질산화 / 탈질 반응 을 통하 여 무해 한 질소 가스 로 전환 된다 . 그 중 에서 도 암모늄 산화 반응 은 이 에 관여 하 는 암모늄 산화 균 의 느린 생장 속도 로 인하 여 전체 질소 제거 공정 의 율 속 단계 로 알려져 있 다 . 따라서 질산화 공정 의 성공 적 인 운전 및 효율 향상 을 위해 제반 공정 뿐 만 아니 라 암모늄 산화 균 에 대한 충분 한 미생물 생태학 적 이해 가 전제 되 어야 한다 . 즉 전체 공정 에서 가장 중요 한 단계 에 관여 하 는 암모늄 산화 균 의 종류 및 농도 를 정성 정량 적 으로 정확히 분석 하 는 것 이 필수 적 이 다 . 그러나 지금 까지 는 공정 에 참여 하 는 이 들 다양 한 미생물 그룹 들 을 개별 적 으로 분석 하 는 것 이 불 가능 했 기 때문 에 건조 중량 과 같 은 하나 의 변수 로 나타낼 수 밖에 없 었 다 . 생물 공정 의 실패율 을 낮추 고 효율 은 높이 기 위한 연구 가 쉽 지 않 았 던 것 은 이러 한 블랙 - 박스 모델 ( black - box model ) 에 기초 한 공정 의 설계 , 진단 , 운전 에 기인 한 것 이 라 여겨진다 . 생물 공정 의 물리 화학 적 변수 와 더불 어 개별 미생물 군집 에 대한 정성 정량 적 정보 는 질산화 공정 을 보다 정확히 진단 및 예측 하 고 고 효율 운전 의 조건 을 도출 하 기 위해서 반드시 필요 하 다 . 따라서 각 단계 를 담당 하 는 주요 미생물 그룹 의 개체 수 를 모니터링 및 선택 적 으로 정량 분석 하 는 기술 의 개발 이 요구 되 지만 현재 까지 는 이 와 같 은 분석 을 신속 하 고 간편 하 게 수행 할 수 있 는 방법 이 거의 없 는 실정 이 다 ( Rittmann and McCarty . 2001 . Environmental biotechnology . McGraw - Hill , 581 - 585 ) .