KR102360008B1 - 방사성 오염물의 처리용 조성물 및 이를 이용한 방사성 오염물의 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 환원력을 갖는 환원 활성수, 및 복합 미생물제를 포함하고, 복합 미생물제가, 호기성 미생물, 혐기성 미생물, 광합성 미생물, 생분해성능 미생물, 황산화 미생물, 철산화 미생물, 통기성 미생물, 호염성 미생물, 호삼투성 미생물, 내건성 미생물, 내독성 미생물, 호산성 미생물, 중성 미생물, 호알칼리성 미생물, 고온성 미생물, 저온성 미생물, 중온성 미생물, 내기성혐기성 미생물, 절대혐기성 미생물, 무기영양성 미생물, 무산소광합성 미생물 및 산소발생성광합성 미생물로 이루어진 그룹 중 선택된 적어도 하나의 미생물 및 내방사선 미생물을 포함하는, 방사성 오염물의 처리용 조성물 및 이를 이용한 방사성 오염물의 처리 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 방사성 오염물의 처리용 조성물 및 이를 이용한 방사성 오염물의 처리 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 방사성 오염물에 대한 처리용 조성물과 이의 처리 방법에 관한 것이다.
방사성 오염물은 방사능이 높고 낮음에 따라 중·저준위 및 사용 후 핵연료를 포함하는 고준위 방사성 오염물로 분류된다. 중·저준위 방사성 오염물 중 고체상태의 폐기물로는 원자력발전소 내에서 사용된 작업복, 장갑, 덧신, 걸레 등과 기기교체부품 등이 있을 수 있다. 나아가, 액체상태의 폐기물은, 방사성 폐액으로부터 응집침전, 증발, 이온교환 등의 처리에 의해 2 차적으로 발생하는 슬러지, 농축폐액, 사용한 이온교환수지 등이 있을 수 있다. 그 외에도 방사성 오염물은 방사성 동위원소를 사용하는 산업체 연구기관이나 병원의 방사선과 등에서 발생하는 시약병, 주사기, 튜브류 등이 있다.
한편, 중·저준위 방사성 오염물은 고준위 방사성 오염물에 비해 발생량이 많고 종류가 다양하기 때문에 처리 방법이 종류에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 흩날림, 확산 등의 위험이 있는 농축폐액, 사용후 이온교환 수지, 소각재, 농축폐액 건조물들의 중·저준위 방사성 오염물은 적절한 고화매질에 기초한 고화법에 의해 처리될 수 있다.
이때, 고화법의 종류에는 시멘트 고화법과 아스팔트를 이용한 아스팔트 고화법, 유리화 등의 방법이 있을 수 있다.
보다 구체적으로, 시멘트 고화법은, 시멘트에 액체의 중·저준위 방사성 오염물을 가해, 수화반응을 유도하여 응결 고화시키는 방법이다. 이러한 시멘트 고화법은, 폐기물의 부피 증가를 유도할 수 있어 폐기물의 양이 많아질수록 처리가 어렵다는 한계가 있을 수 있다. 나아가, 시멘트 고화법은, 폐기물의 일부 성분이 경화를 방해하여 고화되기 어려워 고화체의 경도가 낮아질 수 있어 추가적인 첨가제의 이용이 요구될 수 있다.
한편, 아스팔트 고화법은 폐기물을 아스팔트와 혼합하고 가열, 증발해서 고화시키는 방법이다. 전술한 시멘트고화와 상이하게, 아스팔트에 의해 고화된 폐기물은 고화 시에 부피가 감소한다. 또한 아스팔트 고화법은 폐기물 종류나 성상에 관계없이 안정된 고화체를 얻을 수 있는 이점이 있다. 그러나 아스팔트 고화법의 경우 아스팔트의 불량열전도성 때문에 폐기물의 가열증발작업의 효율이 떨어질 수 있다. 나아가, 폐기물 안에 다량의 수분이 함유되어 있을 시 발포나 비말동반의 현상이 일어나 배기가스가 오염되기 쉬울 수 있다. 이에, 아스팔트 고화법 수행 시, 슬러지등 함수량이 많은 폐기물은 50 내지 70 % 이상 수분을 제거해야 한다. 나아가, 아스팔트는 가연성이므로 가열증발 시에 아스팔트의 과열에 의한 발화나 저장 수송 시에도 방화대책을 수립해두어야 한다.
유리화 법은 방사성 폐기물을 유리 고화제와 함께 혼합한 다음에 고열로 용융하여 유리 속에 가두는 방법이다. 유리화 법은 고준위 방사성 폐기물 처리에 적절한 방법으로서 사용 후 연료봉을 재처리한 다음에 이를 유리 용광로에서 비결정질 유리와 섞어 녹인 다음에 식히는 과정을 거친다. 유리화는 중금속, 방사성 핵종과 같은 유해물질을 유리구조 안에 가둬 영구적으로 격리하기 때문에 외부 유출이 원천적으로 차단된다는 장점이 있다. 그러나, 폐기물의 부피를 획기적으로 줄일 수 있으나 방사성 오염의 원인이 되는 방사성 원소가 없어지는 것은 아니기 때문에 근본적인 해결책이 되지 못한다. 이러한 이유로, 방사성 오염물과 같은 종래의 방사성 오염물의 처리법이 갖는 한계를 극복할 수 있는, 새로운 방사성 오염물에 대한 처리 시스템의 개발이 지속적으로 요구되고 있는 실정이다.
발명의 배경이 되는 기술은 본 발명에 대한 이해를 보다 용이하게 하기 위해 작성되었다. 발명의 배경이 되는 기술에 기재된 사항들이 선행기술로 존재한다고 인정하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해, 방사성 오염물의 처리를 위한 내방사선 미생물에 기초한 방사성 오염물의 이용이 제안되었다. 이때, 내방사선 미생물은, 인간 치사량의 1만 배 강한 방사선에서도 생존하며 방사선 손상을 입은 DNA 복구 능력 및 재생 능력이 탁월할 수 있다.
보다 구체적으로, 내방사선 미생물에 기초한 방사성 오염물의 처리 시스템은, 방사선에 내성을 갖는 내방사선 미생물을 이용하여 방사성 물질을 선택적으로 흡착, 포집하는 시스템일 수 있다. 이러한 방사성 오염물의 처리 시스템은, 방사성 물질의 확산을 막을 수 있을 것으로 기대되었다.
그러나, 내방사선 미생물에 기초한 방사성 오염물의 처리 시스템은, 2 차 폐기물의 생성을 방지하지 못하는 것으로 나타났다. 즉, 내방사선 미생물에 기초한 처리 시스템은, 실질적으로 방사성 오염물을 처리하기보다는 오염 확산을 방지하는 것에 그칠 수 있다. 이에, 미생물에 기초한 방사성 오염물의 처리 시스템은 여전히 한계를 가지고 있다.
한편, 본 발명의 발명자들 중 이상희는, 미생물에 기초한 방사성 오염물의 처리 시스템이 갖는 한계를 극복하는 방안으로, 복합 미생물의 공생 시스템에 대하여 주목하였다.
보다 구체적으로, 본 발명의 발명자인 이상희는, 내방사성 미생물과 함께, 호기성 미생물, 혐기성 미생물, 및 광합성 미생물과 같은 다양한 종의 미생물이 공존할 시, 이들이 하나의 생태계를 이루면서 내방사성 미생물을 포함하는 각각의 미생물의 생명력이 급속하게 증가한다는 것을 인지할 수 있었다. 특히, 개개의 미생물들이 개별적으로 존재할 때와는 달리 무리들이 모여서 하나의 생명체와 같은 상태가 되기 때문에 개별적으로 존재할 때 보다 생존력이 급속하게 증가한다는 점을 인지할 수 있었다.
그 결과, 미생물 단일종을 사용했을 경우보다, 다양한 복수의 미생물들이 공존했을 때, 각각의 미생물에 대한 생존기간의 증가가 확인될 수 있었다.
이후, 본 발명의 발명자인 방건웅이 방사성 오염물 처리용 조성물의 개발 연구에 참여하였고, 본 발명의 발명자들은 방사성 오염물의 처리에 있어서 방사능의 세기를 감소시킬 수 있는 방안에 대하여 도모하였다.
그 결과, 본 발명의 발명자들은, 미생물의 원소 변환 능력이, 방사성 오염물의 처리에 있어서 방사능 세기를 감쇠시킬 수 있음을 인식할 수 있었다.
특히, 본 발명의 발명자들은, 다양한 복수의 미생물들이 공존하는 복합 미생물제를 처리했을 때, 방사성 세슘이 안전한 비방사성 바륨으로 바뀌는 원소 변환에 의해 방사성 원소가 줄어드는 효과가 거두어지면서 방사능 세기가 보다 빠르게 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
나아가, 본 발명의 다른 발명자인 이종만이 방사성 오염물 처리용 조성물의 개발 연구에 참여하였고, 이들 발명자들은 복합 미생물들의 활성을 더욱 증가시켜 방사성 오염물의 처리 효율을 높이고자 하였다.
그 결과, 본 발명의 모든 발명자들은, 고밀도 물과 저밀도 물이 혼합된 상태의 복합구조를 갖고 이에 환원성을 갖는 환원 활성수가 세포 증식의 속도를 증가 시킬 수 있음을 인지할 수 있었다.
결과적으로, 본 발명의 발명자들은, 복수 종의 미생물로 구성된 복합 미생물제와 환원 활성수를 포함하는 방사성 오염물의 처리용 조성물을 개발하기에 이르렀다. 나아가, 이를 이용한 새로운 방사성 오염물의 처리 시스템을 개발할 수 있었다.
이에, 본 발명의 발명자들은, 내방사선 미생물과 함께 다양한 종의 미생물들로 구성된 복합 미생물제와 이들의 활성을 촉진하는 환원 활성수를 이용한 새로운 방사성 오염물의 처리 시스템을 제공함으로써 이들 미생물들의 생존력 증가와 함께 방사성 오염물의 처리 속도의 향상을 기대할 수 있었다.
보다 구체적으로, 본 발명의 발명자들은 복합 미생물제와 활성수를 동시에 활용하여, 미생물에 의한, 방사성 원소로부터 비방사성의 안전한 원소로의 변환, 즉 원소 변환을 촉진함으로써 단기간에 방사성 오염 토양 및 중저준위의 폐기물과 같은 방사성 오염물을 처리할 수 있음을 기대할 수 있었다.
나아가, 본 발명의 발명자들은 방사성 토양 오염물, 금속성의 원전 부품과 함께 원자로 냉각수와 같은 액상의 방사성 오염물의 다양한 형태의 방사성 오염물을 종래의 방법보다 용이하게 처리할 수 있음을 기대할 수 있었다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 환원력을 갖는 환원 활성수 및 복합 미생물제를 포함하는 방사성 오염물의 처리용 조성물을 함께 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 환원력을 갖는 환원 활성수, 및 복합 미생물제를 혼합하는 단계를 포함하는 방사성 오염물의 처리용 조성물의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 방사성 오염물에 대하여 본 발명의 방사성 오염물의 처리용 조성물을 처리하는 단계, 및 방사성 오염물 및 처리용 조성물을 혼합하는 단계로 구성된 방사성 오염물의 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염물의 처리용 조성물이 제공된다. 본 발명의 방사성 오염물의 처리용 조성물은 환원력을 갖는 환원 활성수, 및 복합 미생물제를 포함한다. 이때, 복합 미생물제는, 호기성 미생물, 혐기성 미생물, 광합성 미생물, 생분해성능 미생물, 황산화 미생물, 철산화 미생물, 통기성 미생물, 호염성 미생물, 호삼투성 미생물, 내건성 미생물, 내독성 미생물, 호산성 미생물, 중성 미생물, 호알칼리성 미생물, 고온성 미생물, 저온성 미생물, 중온성 미생물, 내기성혐기성 미생물, 절대혐기성 미생물, 무기영양성 미생물, 무산소광합성 미생물 및 산소발생성광합성 미생물로 이루어진 그룹 중 선택된 적어도 하나의 미생물 및 내방사선 미생물을 포함한다.
본 발명의 특징에 따르면, 복합 미생물제는, 아스페르질루스니게르 (Aspergillus niger), 페니실리움 크리소게넘 (Penicillium chrysogenum), 피조푸스 니그리컨스 (Phizopus nigricans), 무코 로욱시이 (Mucor rouxii) 사카로마이세서 세레비시아 (Saccharomyces cerevisiae), 토루롭시스 우틸리스 (Torulopsis utilis), 사카로마이세서 엘리피데우스 (Saccharomyces ellipideus), 한세눌라 아노말라 (Hansenula anomala), 데이노코쿠스 라디오두란스 (Deinococcus radiodurans), 락토바실러스 엑시도필러스 (Lactobacillus acidophilus), 스트렙토코커스 써모필러스 (Streptococcus themophilus), 바실러스 섭틸리스 (Bacillus subtilis), 로도슈도모나스 팔루스트리스 (Rhodopseudomonas palustris), 락토바실러스 마제이 (Lactobacillus casei), 락토바실러 퍼멘튬 (Lactobacillus fermentum), 락토바실러스 파라카제이 (Lactobacillus paracasei). 락토바실러스 플렌타럼 (Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 류테리 (Lactobacillus reuteri), 티오바실러스 아쿠에술리스 (Thiobacillus aquaesulis) 및 티오바실러스 펠로옥시단스 (Thiobacillus ferrooxidans) 로 이루어진 그룹 중 선택된 적어도 하나의 미생물일 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복합 미생물제는, 아스페르길루스 니게르 (Aspergillus niger), 페니실리움 크리스게늄 (Penicillum chrysogenum), 리조퍼스 니그리칸스 (Rhizopus nigricans), 무코르 로욱시이 (Mucor rouxii), 토루롭시스 윌스 (Torulopsis wills), 사카로마에서스 엘립소이데우스 (Saccharomyces ellipsoideus) 중 선택된 적어도 하나의 미생물을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 방사성 오염물은, 중준위 방사성 폐기물 또는 저준위 방사성 폐기물일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복합 미생물제는, 내방사성 미생물, 호기성 미생물, 혐기성 미생물, 내독성 미생물 및 광합성 미생물을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 내방사성 미생물은, 바실러스 종 (Bacillus sp.) 이고, 혐기성 미생물은 혐기성 락토바실러스 (lactobacillus) 이고, 내독성 미생물은 효모 (yeast) 일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 처리용 조성물은 유기물 및/또는 양성자 공급원의 역할을 하는 미생물을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복합 미생물제는, 처리용 조성물의 전체 중량에 대하여 1.0 x 105 CFU/g 이상의 함량을 가질 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염물의 처리용 조성물의 제조 방법이 제공된다. 상기 제공 방법은, 환원력을 갖는 환원 활성수, 및 복합 미생물제를 혼합하는 단계를 포함한다. 이때, 복합 미생물제는, 호기성 미생물, 혐기성 미생물, 광합성 미생물, 생분해성능 미생물, 황산화 미생물, 철산화 미생물, 통기성 미생물, 호염성 미생물, 호삼투성 미생물, 내건성 미생물, 내독성 미생물, 호산성 미생물, 중성 미생물, 호알칼리성 미생물, 고온성 미생물, 저온성 미생물, 중온성 미생물, 내기성혐기성 미생물, 절대혐기성 미생물, 무기영양성 미생물, 무산소광합성 미생물 및 산소발생성광합성 미생물로 이루어진 그룹 중 선택된 적어도 하나의 미생물 및 내방사선 미생물을 포함한다.
본 발명의 특징에 따르면, 상기 복합 미생물제는, 아스페르질루스니게르 (Aspergillus niger), 페니실리움 크리소게넘 (Penicillium chrysogenum), 피조푸스 니그리컨스 (Phizopus nigricans), 무코 로욱시이 (Mucor rouxii) 사카로마이세서 세레비시아 (Saccharomyces cerevisiae), 토루롭시스 우틸리스 (Torulopsis utilis), 사카로마이세서 엘리피데우스 (Saccharomyces ellipideus), 한세눌라 아노말라 (Hansenula anomala), 데이노코쿠스 라디오두란스 (Deinococcus radiodurans), 락토바실러스 엑시도필러스 (Lactobacillus acidophilus), 스트렙토코커스 써모필러스 (Streptococcus themophilus), 바실러스 섭틸리스 (Bacillus subtilis), 로도슈도모나스 팔루스트리스 (Rhodopseudomonas palustris), 락토바실러스 마제이 (Lactobacillus casei), 락토바실러 퍼멘튬 (Lactobacillus fermentum), 락토바실러스 파라카제이 (Lactobacillus paracasei). 락토바실러스 플렌타럼 (Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 류테리 (Lactobacillus reuteri), 티오바실러스 아쿠에술리스 (Thiobacillus aquaesulis) 및 티오바실러스 펠로옥시단스 (Thiobacillus ferrooxidans) 로 이루어진 그룹 중 선택된 적어도 하나의 미생물일 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복합 미생물제는, 아스페르길루스 니게르 (Aspergillus niger), 페니실리움 크리스게늄 (Penicillum chrysogenum), 리조퍼스 니그리칸스 (Rhizopus nigricans), 무코르 로욱시이 (Mucor rouxii), 토루롭시스 윌스 (Torulopsis wills), 사카로마에서스 엘립소이데우스 (Saccharomyces ellipsoideus) 중 선택된 적어도 하나의 미생물을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명의 처리 방법은, 혼합하는 단계 이후에, 복합 미생물제 내의 복수의 미생물들이 공생 관계를 형성하도록, 임의의 시간 동안 상기 혼합물을 에이징 (aging) 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명의 처리 방법은, 혼합하는 단계 이전에, 환원 활성수에 유기물을 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 혼합하는 단계는, 복합 미생물제를 처리용 조성물의 전체 중량에 대하여 1.0 x 105 CFU/g 이상의 함량을 갖도록 환원 활성수와 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 환원 활성수는, 정제수에 대하여 친수성 세라믹 분말을 혼합하거나, 상기 정제수에 대하여 회전자장 및 소용돌이로 처리하는 단계를 통해 생성될 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염물의 처리 방법이 제공된다. 본 발명의 처리 방법은, 방사성 오염물에 대하여 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염물의 처리용 조성물을 처리하는 단계, 및 방사성 오염물 처리용 조성물을 혼합하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 방사성 오염물의 처리 방법은, 처리용 조성물을 처리하는 단계 이전에, 상기 방사성 오염물을 분쇄하거나 액화, 혹은 강산 등에 용해하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 방사성 오염물, 특히 고준위 방사성 오염물에 비해 발생량이 많고 처리 방법이 까다로운, 중·저준위 방사성 오염물에 대한 안전적이고 효율적인 처리 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 본 발명은, 내방사선 미생물을 포함하는 복수 종의 미생물로 구성된 복합 미생물제와 환원 활성수를 포함하는 방사성 오염물의 처리용 조성물을 제공함으로써, 종래의 내방사선 미생물에 기초한 방사성 오염물의 처리 시스템이 갖는 한계를 극복할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명은, 환원 활성수의 이용에 따라 미생물들의 활성이 증가되어 방사성의 방사성 오염물 내에서 생존력을 유지하고 원소 변환 등과 같은 방사성 오염물 처리와 직/간접적으로 연관된 생물 활성을 유지하는 방사성 오염물의 처리용 조성물을 제공함으로써, 실질적으로 방사성 오염물에 대한 처리에 기여할 수 있는 효과가 있다.
나아가 본 발명은, 방사성 오염물에 대한 전처리 과정 없이, 방사성 오염물의 처리용 조성물과의 혼합과 같은 단순한 처리 만으로도 상기 방사성 오염물에 대한 제염 (decontamination) 효과를 제공할 수 있는, 경제성 높은 방사성 오염물의 처리 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 생분해성능 미생물, 황산화 미생물 및 철산화 미생물로 구성된 방사성 오염물의 처리용 조성물을 제공함으로써, 강산 조건에서 높은 활성을 보일 수 있어, 폐광 또는 폐수와 혼합된 방사성 오염물의 처리가 용이할 수 있다. 나아가, 본 발명은 방사성 오염물의 처리용 조성물을 제공함으로써, 강산에 용해된 방사성 오염 물질의 처리에 용이함을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 토양, 금속성의 원전 부품등의 고체의 방사성 오염물뿐만 아니라, 원자로 냉각수와 같은 액상 방사성 오염물에 적용 가능함에 따라, 오염물의 형태에 관계 없이 용이한 처리가 가능할 수 있다.
결과적으로 본 발명은, 방사성 오염물의 처리를 위한 처리 비용의 감소, 나아가 방사성 오염물 처리 시설의 건설 비용의 감소에 기여할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염물의 처리용 조성물의 제조 방법의 절차를 예시적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염물의 전처리 방법의 절차를 예시적으로 도시한 것이다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예의 복합 미생물제에 이용되는 내방사선 미생물에 대한 방사선 처리에 따른 생존률을 도시한 결과이다.
도 3b는 본 발명의 다양한 실시예의 복합 미생물제에 이용되는 내방사선 미생물에 대한 방사선 처리에 따른 DNA 변화를 도시한 결과이다.
도 3c 및 3d는 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 복합 미생물제의 처리에 따른 방사능 세기의 감소 현상을 도시한 것이다.
도 4a는 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 환원 활성수의 초미약 광자 방사 (ultra-weak photon emission) 측정 결과를 요약한 결과이다.
도 4b는 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 환원 활성수의 처리에 따른 세포의 증식률 증가현상을 도시한 결과이다.
도 4c 내지 4e는 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 환원 활성수의 처리에 따른 세포 활성 증가현상을 도시한 결과이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염물의 전처리 방법의 절차를 예시적으로 도시한 것이다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예의 복합 미생물제에 이용되는 내방사선 미생물에 대한 방사선 처리에 따른 생존률을 도시한 결과이다.
도 3b는 본 발명의 다양한 실시예의 복합 미생물제에 이용되는 내방사선 미생물에 대한 방사선 처리에 따른 DNA 변화를 도시한 결과이다.
도 3c 및 3d는 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 복합 미생물제의 처리에 따른 방사능 세기의 감소 현상을 도시한 것이다.
도 4a는 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 환원 활성수의 초미약 광자 방사 (ultra-weak photon emission) 측정 결과를 요약한 결과이다.
도 4b는 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 환원 활성수의 처리에 따른 세포의 증식률 증가현상을 도시한 결과이다.
도 4c 내지 4e는 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 환원 활성수의 처리에 따른 세포 활성 증가현상을 도시한 결과이다.
발명의 이점, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우, '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하에서는, 도 1을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 방사성 오염물의 처리용 조성물의 제조 방법의 절차에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염물의 처리용 조성물의 제조 방법의 절차를 예시적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 방사성 오염물의 처리용 조성물의 제조 방법은, 먼저 환원 활성수에 유기물을 혼합하고 (S110), 혼합물을 획득하도록 환원 활성수와 복합 미생물제를 혼합한다 (S120). 그 다음, 복합 미생물제 내의 복수의 미생물들이 공생 관계를 형성하도록, 혼합물을 에이징한다 (130).
보다 구체적으로, 환원 활성수에 유기물을 혼합하는 단계 (S110) 에서, 환원력을 갖는 환원 활성수에 미생물의 먹이가 될 수 있는 유기물이 혼합될 수 있다.
본 발명의 특징에 따르면, 환원 활성수에 유기물을 혼합하는 단계 (S110) 에서, 이용되는 환원 활성수는, 정제수에 대하여 수용성 친수성 세라믹 분말을 혼합하거나, 정제수에 대하여 회전자장 혹은 소용돌이 형성으로 처리하는 단계를 통해 생성된 환원 활성수일 수 있다.
다음으로, 환원 활성수와 복합 미생물제를 혼합하는 단계 (S120) 에서, 내방사선 미생물을 포함한 다양한 미생물 종으로 구성된 복합 미생물제가 환원 활성수에 유기물을 혼합하는 단계 (S110) 에서 획득된 환원 활성수와 혼합될 수 있다.
환원 활성수와 복합 미생물제를 혼합하는 단계 (S120) 에서, 복합 미생물제는 환원 활성수와의 혼합에 의해 항산화성의 증가에 따라 증식력 및 생리 활성이 증가될 수 있다.
본 발명의 특징에 따르면, 환원 활성수와 복합 미생물제를 혼합하는 단계 (S120) 에서, 복합 미생물제는, 호기성 미생물, 혐기성 미생물, 광합성 미생물, 생분해성능 미생물, 황산화 미생물, 철산화 미생물, 통기성 미생물, 호염성 미생물, 호삼투성 미생물, 내건성 미생물, 내독성 미생물, 호산성 미생물, 중성 미생물, 호알칼리성 미생물, 고온성 미생물, 저온성 미생물, 중온성 미생물, 내기성혐기성 미생물, 절대혐기성 미생물, 무기영양성 미생물, 무산소광합성 미생물 및 산소발생성광합성 미생물로 이루어진 그룹 중 선택된 적어도 하나의 미생물 및 내방사선 미생물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 환원 활성수와 복합 미생물제를 혼합하는 단계 (S120) 에서, 복합 미생물제는, 아스페르질루스니게르 (Aspergillus niger), 페니실리움 크리소게넘 (Penicillium chrysogenum), 피조푸스 니그리컨스 (Phizopus nigricans), 무코 로욱시이 (Mucor rouxii) 사카로마이세서 세레비시아 (Saccharomyces cerevisiae), 토루롭시스 우틸리스 (Torulopsis utilis), 사카로마이세서 엘리피데우스 (Saccharomyces ellipideus), 한세눌라 아노말라 (Hansenula anomala), 데이노코쿠스 라디오두란스 (Deinococcus radiodurans), 락토바실러스 엑시도필러스 (Lactobacillus acidophilus), 스트렙토코커스 써모필러스 (Streptococcus themophilus), 바실러스 섭틸리스 (Bacillus subtilis), 로도슈도모나스 팔루스트리스 (Rhodopseudomonas palustris), 락토바실러스 마제이 (Lactobacillus casei), 락토바실러 퍼멘튬 (Lactobacillus fermentum), 락토바실러스 파라카제이 (Lactobacillus paracasei). 락토바실러스 플렌타럼 (Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 류테리 (Lactobacillus reuteri), 티오바실러스 아쿠에술리스 (Thiobacillus aquaesulis) 및 티오바실러스 펠로옥시단스 (Thiobacillus ferrooxidans) 로 이루어진 그룹 중 선택된 적어도 하나의 미생물일 수 있다
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 환원 활성수와 복합 미생물제를 혼합하는 단계 (S120) 에서, 복합 미생물제는, 아스페르길루스 니게르 (Aspergillus niger), 페니실리움 크리스게늄 (Penicillum chrysogenum), 리조퍼스 니그리칸스 (Rhizopus nigricans), 무코르 로욱시이 (Mucor rouxii), 토루롭시스 윌스 (Torulopsis wills), 사카로마에서스 엘립소이데우스 (Saccharomyces ellipsoideus) 중 선택된 적어도 하나의 미생물을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 환원 활성수와 복합 미생물제를 혼합하는 단계 (S120) 에서, 복합 미생물제는, 처리용 조성물의 전체 중량에 대하여 1.0 x 105 CFU/g 이상의 함량을 갖도록 환원 활성수와 혼합될 수 있다.
마지막으로, 환원 활성수와 복합 미생물제의 혼합물을 에이징하는 단계 (130) 에서, 상기 혼합물은 복합 미생물제 내의 복수의 미생물들이 공생 관계를 형성하도록, 임의의 시간 동안 발효될 수 있다.
나아가, 환원 활성수와 복합 미생물제의 혼합물을 에이징하는 단계 (130) 가 끝난 다음에 이들을 방사선에 노출시키면 방사선 내성의 생리 활성을 가질 수 있다.
예를 들어, 환원 활성수와 복합 미생물제의 혼합물을 에이징한 다음에 이를 방사성 오염물과 혼합하면 복합 미생물제의 복수의 미생물들은 약 10 대에 걸친 번식 과정을 거치면서 돌연변이를 일으켜 내방사선 특성과 방사성 물질을 처리할 수 있는 능력을 갖출 수 있다.
이에, 방사성 오염물의 처리용 조성물은, 토양, 금속성의 원전 부품등의 고체의 방사성 오염물뿐만 아니라, 원자로 냉각수와 같은 액상 방사성 오염물에 적용 가능함에 따라, 오염물의 형태에 관계 없이 용이한 처리가 가능할 수 있다.
이상의 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염물의 처리용 조성물의 제조 방법에 따라, 방사성 오염물, 특히 중·저준위 방사성 오염물의 효과적인 제염을 제공하는 방사성 오염물의 처리용 조성물이 제공될 수 있다.
이하에서는, 도 2를 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 방사성 오염물의 처리용 조성물을 이용한 방사성 오염물의 처리 방법의 절차에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염물의 처리 방법의 절차를 예시적으로 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 방사성 오염물의 처리 방법은, 먼저 방사성 오염물에 대하여 전처리를 수행하고 (S210), 전 처리된 방사성 오염물 및 본 발명의 방사성 오염물의 처리용 조성물을 혼합한다 (S220).
본 발명의 특징에 따르면, 전처리를 수행하는 단계 (S210) 에서, 방사성 오염물에 대한 다양한 전처리가 수행될 수 있다.
예를 들어, 전처리를 수행하는 단계 (S210) 에서, 방사성 오염물은 분쇄될 수 있다. 이의 결과로, 방사성 오염물은, 본 발명의 방사성 오염물의 처리용 조성물의 접촉 표면적이 더 증가될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 전처리를 수행하는 단계 (S210) 에서, 본 발명의 방사성 오염물 처리용 조성물이 용이하게 방사성 원소와 접촉할 수 있도록 금속을 염산 등과 같은 강산에 용해하여 액상화하는 전처리가 수행될 수 있다. 이에 따라, 금속성의 오염물이 처리될 수 있다.
다음으로, 방사성 오염물 및 처리용 조성물을 혼합하는 단계 (S220) 에서, 본 발명의 방사성 오염물의 처리용 조성물 내의 복합 미생물제가 방사성 오염물에 고르게 혼합되도록 교반될 수 있다.
이때, 방사성 오염물 및 처리용 조성물을 혼합하는 단계 (S220) 에서, 복합 미생물제는 방사성 오염물 특히, 중준위 방사성 폐기물 또는 저준위 방사성 폐기물에 대하여 원소 변환을 유도하여 안전한 비 방사성 원소로의 전환을 일으킬 수 있다.
본 발명의 특징에 따르면, 방사성 오염물의 처리용 조성물을 혼합하는 단계 (S220) 에서, 방사성 오염물에 본 발명의 방사성 오염물의 처리용 조성물이 살포된다. 예를 들어, 방사성 오염물이 토양인 경우, 방사성 오염물의 처리용 조성물을 혼합하는 단계 (S220) 에서, 본 발명의 방사성 오염물의 처리용 조성물은 오염된 토양 표면에 도포될 수 있다. 나아가, 방사성 오염물이 액상의 방사성 물질인 경우, 방사성 오염물의 처리용 조성물을 혼합하는 단계 (S220) 에서, 본 발명의 방사성 오염물의 처리용 조성물은 액상의 방사성 오염물과 혼합될 수 있다.
이때, 발명의 방사성 오염물의 처리용 조성물과의 혼합 방법은 도포 방법에 제한되지 않고, 방사성 오염물과 접촉하는 한 다양한 방법이 적용될 수 있다. 예를 들어, 복합미생물을 지표면에 도포한 다음에 경운 등을 실시하여 오염물이 잘 섞이도록 유도할 수 있다.
본 발명의 특징에 따르면, 방사성 오염물 및 처리용 조성물을 혼합하는 단계 (S220) 에서 복합 미생물제의 영양원이 될 수 있는 유기물이 더 혼합될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 방사성 오염물의 처리용 조성물을 혼합하는 단계 (S220) 에서, 호기성 미생물, 혐기성 미생물, 광합성 미생물, 생분해성능 미생물, 황산화 미생물 및 철산화 미생물로 구성된 방사성 오염물의 처리용 조성물이 방사성 오염물에 처리될 수 있다.
이에, 방사성 오염물의 처리용 조성물은 강산 조건에서 높은 활성을 보일 수 있어, 폐광 또는 폐수와 혼합된 방사성 오염물의 처리가 용이할 수 있다.
이상의 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염물의 처리 방법에 따라, 방사성 오염물에 대한 제염 효과를 기대할 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염물의 처리 방법은, 특히 고준위 방사성 오염물에 비해 발생량이 많고 종류가 다양하기 때문에 처리 방법이 까다로운, 중·저준위 방사성 오염물에 대한 안전적이고 효율적인 제염을 제공할 수 있다.
실시예 1: 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 복합 미생물제의 평가
이하에서는, 3a 내지 3d를 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 복합 미생물제의 설계 방법 및 평가 결과를 설명한다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예의 복합 미생물제에 이용되는 내방사선 미생물에 대한 방사선 처리에 따른 생존률을 도시한 결과이다. 도 3b는 본 발명의 다양한 실시예의 복합 미생물제에 이용되는 내방사선 미생물에 대한 방사선 처리에 따른 DNA 변화를 도시한 결과이다. 도 3c 및 3d는 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 복합 미생물제의 처리에 따른 방사능 세기의 감소 현상을 도시한 것이다.
먼저, 도 3a를 참조하면, 내방사선 미생물인 D.radiodurans는 다른 미생물 및 사람세포와 다르게 6 kGy까지 100 %의 생존률을 보이는 것으로 나타난다. 보다 구체적으로 E.coli의 경우 300 Gy보다 방사능 세기가 증가할 경우, 이의 생존률이 급속히 감소하지만, 내방사선 미생물의 D.radiodurans는 9 kGy까지 높은 생존률을 보이는 것으로 나타난다.
도 3b의 (a)를 참조하면 D.radiodurans가 강한 방사선에 노출되었을 경우의 조각난 DNA가 도시된다. 그러나, 도 3b의 (b)를 참조하면, 방사선 노출 후 수시간 뒤 D.radiodurans의 DNA가 다시 복구된 것으로 나타난다.
이와 같이 D.radiodurans와 같은 내방사선 미생물은 우수한 DNA 복구 능력을 가질 수 있는 것으로 나타난다. 이에, 내방사선 미생물은, 본 발명의 다양한 실시예의 방사성 오염물의 처리용 조성물에 적용되어 방사성 오염물에 처리될 경우 높은 생존률을 제공할 수 있다.
다음으로, 도 3c의 (a)를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 복합 미생물제의 처리에 따라 방사성 세슘의 감마선량이 감소하는 것으로 나타난다.
즉, 상기와 같은 결과는 복합 미생물제에 의해 방사성 세슘에서 발생하는 감마선의 총 양이 감소된 것을 의미할 수 있다. 이때, 복합 미생물제는 방사성 세슘의 원소 변환을 일으킴으로써, 총 방사능 세기를 감소시킬 수 있다.
도 3c의 (b)를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 복합 미생물제의 방사성 감소 효과를 전혀 처리하지 않은 방사성 원소에서 관측되는 방사성 세기 변화와 비교한 것으로서 붉은 색은 기준이 되는 반감기 곡선이다. 이 경우는 반감기가 30.05 년으로서 방사성 원소인 세슘137에 해당한다. 방사성 세슘이 들어 있는 용액을 복합미생물이 들어 있는 혼합체와 혼합하여 처리하면 방사선의 세기 총량이 현저하게 감소하기 시작하며 이를 반감기로 환산하면 108일의 반감기에 해당하는 것으로 나타난다.
도 3d를 더 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 내방사성 미생물의 바실러스 종, 호기성 미생물, 내독성 미생물의 효모 및 광합성 미생물로 구성된 복합 미생물제의 처리에 따른 방사성 세슘의 감마선량이 도시된다.
이때, 복합 미생물제의 처리에 따라 방사성 세슘의 감마선량이 감소하는 것으로 나타난다.
즉, 상기와 같은 결과는 복합 미생물제에 의해 방사성 세슘에서 발생하는 감마선의 총 양이 감소된 것을 의미할 수 있다. 이때, 복합 미생물제, 특히 내방사성 미생물, 호기성 미생물, 내독성 미생물 및 광합성 미생물로 구성된 복합 미생물제는, 방사성 세슘의 원소 변환을 일으킴으로써, 총 방사능 세기를 감소시킬 수 있다.
즉, 이러한 결과는 내방사선 미생물과 함께 호기성 미생물, 내독성 미생물 및 광합성 미생물 등의 다양한 미생물들이 공생 관계를 형성하도록 구성된 복합 미생물의 처리에 따라, 방사성 폐기물의 감마선 세기의 감소가 일어난 것을 의미할 수 있다.
따라서, 복합 미생물제를 포함하는 본 발명의 방사성 오염물의 처리용 조성물은, 방사성 오염물의 방사성 감소에 실질적으로 기여할 수 있어, 방사성 오염물의 처리 시스템에 적용될 수 있다.
이하에서는 [표 1] 내지 [표 6]을 참조하여, 본 발명의 복합 미생물제의 방사성 물질에 오염된 토양에 대한 6 차 실험 결과를 설명한다.
먼저, 1 차 실험에서, 방사선에 오염된 후쿠시마 지역의 토양을 대상으로 15 m x 15 m (225 m2, 68평) 의 토양에 복합발효 고형 바이오 40 kg, 복합발효 액비 1,000 리터, 복합발효 효소수 1,000 리터, 복합발효 고형 바이오 20 kg의 본 발명의 복합 미생물제가 순차적으로 산포되었다. 3 일에 한 번씩 복합 미생물제가 상이한 양으로 산포되었다. 하기의 [표 1]을 참조하면, 3 일 동안 복합 미생물제를 처리했을 때, 대조구에 비하여 세슘의 방사능의 세기가 줄어든 것으로 나타난다.
보다 구체적으로, 단 3일의 처리에 따라 오염 토양의 방사능의 세기는 400분의 1 수준으로 줄어들어든 것으로 나타난다.
| 시료 채취 시기 | 요오드 131 | 세슘 134 | 세슘 137 | 세슘(Cs) 합계 |
| 1 일차 처리구 | 540 | 641 | 968 | 1,609 |
| 2 일차 처리구 | 551 | 586 | 647 | 1,232 |
| 3 일차 처리구 | 10 | 10 | 62 | 72 |
| 1 일차 대조구 | 9,293 | 16,796 | 15,019 | 31,815 |
다음으로, 2 차 실험에서는 전술한 1차 실험과 동일한 지역의 3 곳을 대상으로 본 발명의 복합 미생물제를 처리하였고, 처리 14 일 후의 방사능의 세기를 관찰하였다. 하기의 [표 2]를 참조하면, 본 발명의 복합 미생물제를 처리한 이후에 방사능의 세기가 5분의 1 수준으로 감소한 것으로 나타난다.
| 원소 종류 | 처리구 1 | 처리구 2 | 처리구 3 | 대조구 |
| Cs 137 | 545 | 337 | 787 | 1,658 |
| Cs134 | 158 | 84 | 69 | 2,119 |
| Cs 합계 | 703 | 421 | 856 | 3,777 |
다음으로, 3 차 실험에서 방사능에 오염된 목초지에 대하여 본 발명의 복합 미생물제가 처리되었다. 하기의 [표 3]을 참조하면, 방사능의 세기가 7분의 1 이하로 경감된 것으로 나타난다.
| 원소 종류 | 처리구 | 대조구 |
| Cs 137 | 448 | 3,180 |
| Cs134 | 379 | 2,540 |
| Cs 합계 | 817 | 5,720 |
다음으로, 4 차 실험에서 방사능에 오염된 목초지에 대하여 본 발명의 복합 미생물제가 처리되었다. 하기의 [표 4]를 참조하면, 방사능의 세기가 94 % 소실된 것으로 나타난다.
| 원소 종류 | 처리구 | 대조구 |
| Cs 137 | 47.4 | 791 |
| Cs134 | 39.1 | 635 |
| Cs 합계 | 86.5 | 1,426 |
본 발명의 복합 미생물제에 의해 방사능의 세기가 감소된 목초지는, 목초 규제치인 100 Bq/kg 이하를 만족하는 것으로 나타난다.
다음으로, 5 차 실험에서 방사능에 오염된 목초지에 대하여 본 발명의 복합 미생물제가 처리되었다. 하기의 [표 5]를 참조하면, 방사능의 세기가 6분의 1수준으로 감소한 것으로 나타난다.
| 원소 종류 | 처리구 | 대조구 |
| Cs 137 | 231 | 1,320 |
| Cs134 | 131 | 771 |
| Cs 합계 | 362 | 2,091 |
다음으로, 6 차 실험에서 방사능에 오염된 귀환곤란 지역의 4 개의 구역에 대하여 본 발명의 복합 미생물제가 처리되었다. 하기의 [표 6]를 참조하면, 본 발명의 복합 미생물제의 처리 20일 후, 처리 28 일 후 방사능의 세기가 크게 감소한 것으로 나타난다.
| 측정 차수 | 처리구 A | 처리구 B | 처리구 C | 처리구 D | 대조구 |
| 1차 (처리 전) | 37,000 | 12,300 | 28,500 | 4,200 | 21,500 |
| 2차 (처리 시작 후 20일) | 2,550 | 2,710 | 1,970 | 2,270 | 28,900 |
| 3차 (처리 종료 후 28일) | 2,300 | 1,800 | 1,600 | 2,100 | 59,000 |
보다 구체적으로, 처리구 A, B, C 및 D 각각의 방사능의 세기가 16분의 1, 7분의 1, 18분의 1 및 2분의 1로 감소하였으며 대조구에서 방사능 세기가 증가한 것으로 나타난다. 이때, 대조구의 방사능 세기의 증가는 비, 눈, 바람 등에 의해 주변의 오염된 방사성 물질에 의한 것일 수도 있다.
이상의 실시예 1의 결과에 따라, 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 복합 미생물제는, 방사성 오염물에 적용되어 방사능의 세기를 감소시킬 수 있다.
따라서, 복합 미생물제를 포함하는 방사성 오염물의 처리용 조성물은, 실질적으로 방사성 오염물에 대한 제염에 기여할 수 있다.
실시예 2: 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 환원 활성수의 평가
이하에서는, 4a 내지 4e를 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 복합 미생물제의 설계 방법 및 평가 결과를 설명한다.
도 4a는 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 환원 활성수의 초미약 광자 방사 (ultra-weak photon emission) 측정 결과를 요약한 결과이다. 도 4b는 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 환원 활성수의 처리에 따른 세포의 증식률 증가 현상을 도시한 결과이다. 도 4c 내지 4e는 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 환원 활성수의 처리에 따른 세포 활성 증가 현상을 도시한 결과이다.
먼저, 도 4a를 참조하면, 수용성의 친수성 세라믹 파우더가 혼합되어 제조된 환원 활성수에 강력한 산화제인 터트뷰틸하이드로페록사이드 (TBHP) 를 소량 혼합하여 초미약 광자 방사량을 측정하면 증류수의 대조구 및 수용성 친수성 세라믹 파우더 대신에 불용성의 실리카가 함유된 실리카 함유수보다 낮은 것으로 나타난다.
이때, 초미약 광자 방사의 수는 산화 반응과 연관이 있을 수 있다. 보다 구체적으로, 초미약 광자 방사의 수의 감소는 항산화성을 의미할 수 있다. 이에, 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 환원 활성수는 다른 물들에 비하여 항산화성이 증가된 것으로 나타난다.
이러한 항산화성의 증가는 세포 내 존재하는 지질, 단백질 및 다른 분자들의 산화를 방지하는 효과와 연관될 수 있어, 환원 활성수는 세포의 생존률 및 활성 증가에 기여할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 수용성의 친수성 세라믹 파우더가 첨가된, 즉 환원 활성수 함유에 따른 배지에서의 RAW 264.7의 대식세포의 생존률이 도시된다. 이때, LPS (lipopolysaccharide) 는 친수성 세라믹 활성수가 처리되기 이전에 선처리 된다.
보다 구체적으로, RAW 264.7의 생존률은 배지 내의 친수성 세라믹 파우더의 함량, 즉 환원 활성수 함율이 증가할수록, 함께 증가되는 것으로 나타난다. 특히, LPS와 함께 200 ㎍/㎖의 친수성 세라믹 활성수가 첨가된 배지에서의 생존률은, 활성수가 첨가되지 않은 배지에서보다 60 % 증가된 것으로 나타난다.
도 4c를 참조하면, 수용성의 친수성 세라믹 파우더가 첨가된, 즉 환원 활성수 함유에 따른 배지에서의 NK 세포의 활성도가 도시된다.
보다 구체적으로, NK 세포의 활성도는 배지 내의 친수성 세라믹 활성수의 함량, 즉 환원 활성수 함율이 증가할수록, 함께 증가되는 것으로 나타난다. 특히, 200 ㎍/㎖의 활성수가 첨가된 배지에서의 활성도는, 활성수가 첨가되지 않은 배지에서보다 약 4 배 증가된 것으로 나타난다.
도 4d를 참조하면, 친수성 세라믹 활성수가 첨가된, 즉 환원 활성수 함유에 따른 배지에서의 대식세포의 활성도가 도시된다.
보다 구체적으로, 대식세포의 활성도는, 배지 내의 친수성 세라믹 활성수의 함량, 즉 환원 활성수 함율이 증가할수록, 함께 증가되는 것으로 나타난다. 특히, LPS와 함께 5 내지 200 ㎍/㎖의 활성수가 첨가된 배지에서의 활성도는, 활성수가 첨가되지 않은 배지에서보다 약 2 배 증가된 것으로 나타난다.
도 4e를 참조하면, 친수성 세라믹 활성수가 첨가된, 즉 환원 활성수 함유에 따른 배지에서 24 시간 배양된 비장세포에 대한 싸이토카인 수준의 변화가 도시된다.
보다 구체적으로, 비장세포 내의 L-12 및 INF-*?*의 싸이토카인의 발현 수준이 친수성 세라믹 활성수의 함량, 즉 환원 활성수 함율이 증가할수록 상향 조절되는 것으로 나타난다.
이때, 싸이토카인의 발현 수준의 향상은 비장세포의 활성도 증가와 연관이 있을 수 있다.
즉, 전술한 복합 미생물제와 함께 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 활성 환원 활성수는, 다양한 세포들의 생존력 및 활성도 증가에 기여할 수 있다. 따라서, 활성 환원 활성수는 복합 미생물제의 생존력 및 활성도를 증가시킬 수 있다.
이상의 실시예 2의 결과에 따라, 내방사선 미생물과 함께 다양한 종의 미생물들로 구성된 복합 미생물제와 이들의 활성을 촉진하는 환원 활성수를 포함하는, 본 발명의 방사성 오염물의 처리용 조성물은, 미생물들의 높은 생존력에 의해 오랜 기간동안 방사성 오염물의 방사선 세기 감소를 야기할 수 있다.
보다 구체적으로, 복합 미생물제와 활성수를 동시에 활용하는 본 발명의 방사성 오염물의 처리용 조성물은, 미생물들의 원소 변환을 촉진함으로써 단기간에 방사성 오염 토양 및 중저준위의 폐기물과 같은 방사성 오염물, 원자로 냉각수와 같은 액상의 방사성 오염물을 처리할 수 있다.
즉, 본 발명은, 환원 활성수의 이용에 따라 미생물들의 활성이 증가되어 방사성의 방사성 오염물 내에서 생존력을 유지하고 원소 변환 등과 같은 방사성 오염물 처리와 연관된 생물 활성을 유지하는 방사성 오염물의 처리용 조성물을 제공함으로써, 실질적으로 방사성 오염물에 대한 제염에 기여할 수 있다.
나아가 본 발명은, 방사성 오염물에 대한 전처리 과정 없이, 방사성 오염물의 처리용 조성물과의 혼합과 같은 단순한 처리 만으로도 상기 방사성 오염물에 대한 제염 효과를 제공할 수 있는, 경제성 높은 방사성 오염물의 처리 방법을 제공할 수 있다.
결과적으로 본 발명은, 방사성 오염물의 처리를 위한 처리 비용의 감소, 나아가 방사성 오염물 처리 시설의 건설 비용의 감소에 기여할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (21)
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- 방사성 오염물의 처리용 조성물의 제조 방법으로서,
환원력을 갖는 환원 활성수에 유기물을 제 1 혼합하는 단계;
혼합물을 형성하도록 상기 유기물이 혼합된 환원 활성수 및 복합 미생물제를 제 2 혼합하는 단계;
상기 복합 미생물제 내의 복수의 미생물들이 공생 관계를 형성하도록, 미리 결정된 시간 동안 상기 혼합물을 에이징 (aging) 하는 단계, 및
에이징이 끝난 상기 혼합물을 방사선에 노출시키면서 배양하는 단계를 포함하고,
상기 제 2 혼합하는 단계는,
상기 복합 미생물제를 상기 처리용 조성물의 전체 중량에 대하여 1.0 x 105 CFU/g 이상의 함량을 갖도록, 상기 유기물이 혼합된 환원 활성수와 혼합하는 단계를 포함하고,
상기 배양하는 단계는,
10 계대 수행되고,
상기 복합 미생물제는,
내방사성 미생물인 데이노코쿠스 라디오듀란스(Deinococcus radiodurans)를 포함하고,
상기 제 1 혼합하는 단계에서의 상기 환원력을 갖는 환원 활성수는,
정제수에 대하여 친수성 세라믹 분말을 혼합하고,
상기 친수성 세라믹 분말이 혼합된 정제수에 대하여 회전자장 또는 소용돌이로 처리하는 단계를 통해 생성되고,
상기 친수성 세라믹 분말의 농도는,
5 내지 200 ㎍/㎖ 인, 방사성 오염물의 처리용 조성물의 제조 방법. - 삭제
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|---|---|---|---|---|
| JP2015078970A (ja) | 2013-10-17 | 2015-04-23 | 高嶋 康豪 | 土壌微生物と耐放射性細菌の土壌発酵により生ずる微生物触媒による放射能除染方法 |
| JP2015178449A (ja) * | 2015-03-09 | 2015-10-08 | 株式会社Ｌｓ Ｎｏｖａ | 汚染された放射能物質の除去 |
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| 미래창조과학부 보고서, 중저준위 방사성 폐기물 처리…(이상희 등)(2016.08.31.) 1부.* |
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