광반응기와 Euglena gracilis Z를 이용한 이산화탄소 고정화 공정의 거동 특성

Abstract

광반응기를 이용하여 E. gracilis Z를 회분식으로 배양하였을 때 최적 온도는 27℃, 초기 pH는 3.5, CO2 농도는 10%, 광도는 520μmol/㎡/s인 것으로 확인하였다. 본 실험에서 적용한 광도 범위에서는 광도가 증가할수록 미세조류의 성장이 증가하는 것으로 나타났으며, 광도에 의한 미세조류의 성장영향을 정확하게 파악하기 위해서는 보상점 및 광포화점을 도출하는 것이 필요하다고 판단된다. 한편, 배양된 미세조류의 원소 분석결과 평균적으로 E. gracilis Z cell 1 g 당 2.38 g의 CO2를 고정화하는 것으로 나타났다. 비멸균 수돗물 배지를 사용하여 미세조류를 배양한 경우에도 정상적인 성장이 관찰되었는데, 이 결과를 바탕으로 scale-up을 통한 현장 적용시 배지를 화학적으로 멸균하는 단계를 생략하는 것이 가능할 것으로 판단된다. 마지막으로 일정한 조건에서 외부에서 조사되는 광도를 변화시켜 가며 E. gracilis Z의 성장 동력학 상수를 구했다. 이 때 광 저해 현상이 관찰되지 않아 Lineweaber-Burk plot를 적용했으며, 이로부터 구한 반속도상수(KI)는 978.9 μmol/m2/s이었고, 최대비성장속도 (μmax)는0.177 hr-1이었다. 결론적으로 Euglena gracilis Z의 배양을 통한 이산화탄소 고정화 공정에서 이산화탄소 농도 변화에 따라 미세조류의 성장이 민감하게 반응했으나, 본 실험에서 사용한 광도 범위에서는 빛의 강도가 증가함에 따라 미세조류의 성장도 증가하는 것으로 조사되었다. 따라서, 향후 광도증가에 대한 미세조류의 성장 한계에 대해서 보다 집중적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.이러한 연구 결과가 향후 발전소 등에서 대량 배출되는 이산화탄소의 저감을 위해 사용된다면, 지구 온난화 방지에 대한 적극적인 대응책으로 제시될 수 있을 것으로 사료된다.