본 논문에서는 분리균 NS-1에 의해 암모니아를 없애는데 초기 암모니아의 농도가 미치는 영향을 조사했다. 균주 접종시 이미 암모니아가 \( 30 \mathrm{~ppmv} \) 생기거나 암모니아가 생기지 않은 경우와 혼합유박에서 전배양 된 균주를 이용하거나 3일간 암모니아산화 배지 AOM에서 전배양한 균주를 이용하는 경우를 비교해 분리균주의 암모니아 제거 능력에 미치는 영향을 분석했다. 실험 결과 악취의 유무와는 상관없이 유박물에서 전배양 된 균이 암모니아 저감속도가 빠르다는 점을 확인했으며 축산농가에서 암모니아제거를 위해 사용하면 혼합 유박과 같은 악취발생 배지에서 미리 전배양한 배양액을 쓰면 효과적일 것임을 확인했다.
<h1>초기 암모니아농도가 암모니아 제거속도에 미치는 영향</h1> <p>분리균 NS-1에 의해 암모니아를 제거하는데 있어서 초기 암모니아의 농도가 미치는 영향을 알아보았다. 따라서, 1) 균주 접종시 이미 암모니아가 \( 30 \mathrm{~ppmv} \) 발생되어있는 경우, 2) 균주 접종 시 암모니아가 발생되어있지 않은 경우를 설계하였다. 또한, a) 혼합유박에서 전배양 된 균주를 이용하는 경우와 b) 3일간 암모니아산화 배지 AOM에서 전배양한 균주를 이용하는 경우를 비교하여 각각의 경우에서 분리균주의 암모니아 제거 능력에 미치는 영향을 알아보았다. \( 70 \mathrm{~mL} \) 부피의 유리 바이알에 \( 0.2 \mathrm{~g} \)의 혼합유박과 \( 10 \mathrm{~mL} \)의 수돗물을 넣고 각 배양액을 \( 1 \mathrm{~mL} \)씩 접종하여 \( 30^{\circ} \mathrm{C} \)에서 \( 180 \mathrm{~rpm} \)으로 7일간 진탕 배양하였다. Fig. 1에서는 약 \( 30 \mathrm{~ppmv} \)의 암모니아를 미리 발생시킨 유박물에 유박물에서 전배양 된 균주 NS-1을 접종했을 때의 악취 저감 경향을 나타내었다. 접종 하루 만에 저감효과를 보이며, 접종 3일 후 암모니아가 대부분 저감되는 것으로 나타났으며 4일간 저감효과를 유지하였다.</p> <p>또한 암모니아가 발생된 유박물에 암모니아 산화배지에서 전배양 된 균주 NS-1를 접종한 결과를 살펴보면 접종 2일 후 농도가 다소 증가하는 경향을 보였으나 꾸준히 암모니아 농도가 감소하여 5일째 암모니아 농도가 \( 0 \mathrm{~ppmv} \)으로 나타났다. 이 두 실험을 살펴보면 암모니아를 미리 발생시킨 유박물에서 전배양 했을 때 균주의 암모니아 저감 속도가 더욱 효과적인 것을 알 수 있었다. 이렇게 암모니아 저감효과가 빠르게 나타나는 이유는 전배양 기간에 생장하면서 암모니아에 적응이 되어 동일한 기질이 포함된 새로운 배지에서도 효소의 유도기가 없이 바로 산화작용을 통해 암모니아의 제거가 가능한 것으로 사료된다.</p> <p>Fig. 2에는 악취를 발생시키지 않은 상태에서 각각의 균을 접종했을 때의 암모니아 제거 양상을 보여주고 있다. 이 실험은 악취가 발생이 되지 않은 상태에서 실험했기 때문에 배양시작 2일 동안은 암모니아가스를 발생시키고 시료채취를 하지 않았다. 배양 2일째 대조군의 농도는 \( 17 \mathrm{~ppmv} \)로 나타났으며, 유박물에서 전배양 된 균을 접종했을 때 2일째 농도는 \( 3.75 \mathrm{~ppmv} \)이며 대조군에 비해 약 \( 77 \% \) 저감된 농도로 나타났으며 접종 3일째에는 암모니아가 검출되지 않았다. 암모니아 산화배지에서 전배양 된 균을 접종했을 때는 2일 째 암모니아 농도가 약 \( 12.5 \mathrm{~ppmv} \)로 나타났으나 3일째 암모니아 제거율이 \( 95.5 \% \)로 나타났으며 4일째 암모니아를 제거하였다.</p> <p>앞선 Fig. 1의 결과와 비교해보면, 암모니아가 기발생된 상태보다는 발생이전에 균주가 접종된 경우 적응기 없이 빠른 속도로 암모니아가스를 저감함을 알 수 있었다. 따라서, 돈사의 슬러리에 적용하여 개발 균주를 살포할 경우 초기 살포 후 돈분의 발생이 있을 경우에도 효과적인 저감을 할 수 있을 것이라 사료된다.</p> <p>각각의 조건에서 시간이 경과함에 따라 약간의 차이를 두고 암모니아를 저감하였으나 제거율이 \(77\sim 99\%\)로 나타났는데 이는 Alcaligenes faecalis No.4를 이용해 암모늄염을 \(40\sim 50\%\) 제거하였다는 보고와 비교해 볼 때 약 2배 정도 효과가 우수한 것으로 나타났고, Bacillus subtilis IB101을 이용한 암모니아가스 제거연구에서 보고된 결과 보다 약 \(20\sim 30\%\)정도 암모니아 저감효과가 뛰어났다. 또한 가축분뇨 발효제의 개발을 위한 미생물 분리 연구에서 분리된 미생물이 암모니아가스를 \( 95 \% \)제거 했다는 보고와 유사한 결과가 나타났다.</p> <p>위의 실험결과 악취발생의 유무와는 상관없이 유박물에서 전배양 된 균이 암모니아 저감속도가 빠르다는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 축산농가에서 암모니아제거를 위해 이용을 하게 된다면 혼합 유박과 같은 악취발생 배지에서 미리 전배양하여 그 배양액을 사용한다면 보다 좋은 효과를 기대할 수 있을 것이라 생각된다.</p>