No10 바이오 연료 전지는 남조류 문제 해결의 열쇠를 쥐고 파치 슬롯 공략

No10 남조류 문제 해결
열쇠를 잡으세요
바이오연료전지

환경생명과학대학원
　미생물 유전자 화학　타무라 타카시 교수
미생물기능과학과 타다요시 가나오 교수

　오카야마현은 아사히가와, 요시이가와, 다카하시가와라는 3개의 일류 하천이 있고, 많은 댐이 풍부한 수자원을 뒷받침하고 있습니다 그러나 여름부터 가을까지 댐과 저수지에 남조류가 다량 증식하여 악취를 발생시키고 우리 생활에 부정적인 영향을 미치게 됩니다 환경생명과학대학원의 타무라 교수와 가나오 부교수는 각자의 전문 분야를 활용하여 서로 다른 분야를 결합하여 이 파치 슬롯 공략 해결하는 데 도전하고 있습니다

--청록조류가 다량 발생하는 원인을 알려주세요

타무라　댐이나 호수의 수면이 햇빛에 의해 가열되면 호수 표면에는 따뜻한 물이 고이고 바닥에는 찬 물이 고이는 경향이 있어 더 이상 대류가 일어나지 않습니다 이는 산소가 호수 바닥에 도달하는 것을 방지하여 혐기성 환경(산소 없음)을 조성합니다 혐기성 미생물은 스스로 호흡을 통해 수소(H)를 생산합니다2) 및 황화수소(H2S)를 사용하여 배출하는데, 이로 인해 환원전위(환원력)가 발생하고, 이 환원력에 의해 슬러지 중의 칼슘과 결합된 인이 물에 용해됩니다 일반적으로 인은 생물에게 꼭 필요한 영양소이지만, 결합하면 생물이 이용할 수 없게 됩니다 환원력에 의한 인의 침출로 인해 부영양화가 일어나면 인을 얻는 수생생물 중파치 슬롯 공략 가장 빨리 자라는 남세균이 대량으로 나타난다 이것이 남조류의 본질이다

--청록조류가 다량 발생하면 어떤 문제가 발생합니까?

타무라　수면이 완전히 덮혀 경관을 악화시키는 것은 물론, 남조류가 물고기의 아가미에 달라붙어 숨을 쉬지 못하게 하고 많은 물고기가 죽게 하여 악취를 풍기는 원인이 됩니다 또한, 호수 바닥의 무산소층에서는 혐기성 미생물의 호흡에 의해 황화수소가 생성되어 계란 썩는 냄새가 발생하게 됩니다 또한, 남조류에 서식하는 일부 조류는 마이크로시스틴이라는 독소를 생성하는데, 이는 외국에서 보고된 건강상의 위험을 포함하여 다양한 파치 슬롯 공략 야기하고 있습니다

-지금까지 아무런 대책도 취해지지 않았습니까?

타무라　물론 대책도 강구됐다 그런데 수질 정화에 좋다는 부레옥잠이라는 수생식물을 도입하자 여름에 번성하던 식물이 겨울에 한꺼번에 죽어 유기물이 대량으로 방출됐다 플랑크톤을 먹는 물고기를 방류하자 수생식물도 먹혀가고 그들의 배설물로 인해 부영양화는 더욱 진행됐다 또 다른 방법은 펌프로 공기를 불어넣어 대류를 만드는 것이지만, 대형 댐의 경우 비용이 매우 많이 듭니다

-이런 일이 댐파치 슬롯 공략만 발생합니까?

타무라댐뿐만이 아닙니다 부영양화는 생활폐수 때문에 일어난다고 흔히들 말하지만, 하수처리 기술이 발달한 지금은 이런 일이 거의 일어나지 않는다 반대로 생활폐수가 배수되지 않는 심산호파치 슬롯 공략도 햇빛에 의한 온도차에 의해 생성되는 산화환원 환경으로 인해 부영양화 현상이 발생한다 오카야마성 서쪽 해자파치 슬롯 공략도 비슷한 현상이 일어나고 있어 여름에는 전위차 발생을 막기 위해 수위를 낮추는 대책이 강구되고 있다 오카야마현은 '햇빛의 땅'이라 불릴 정도로 햇빛을 많이 받으며, 호수 수온의 차이로 인해 호수 표면과 호수 바닥 사이에 전위차가 발생하는데, 이는 부영양화를 일으키는 주요 요인이 됩니다

--놀랐습니다 귀하의 연구에 대해 알려주십시오

타무라　조류 번식은 생물학적 문제로 간주되어 대책이 검토되고 파치 슬롯 공략 그러나 현재는 호수 바닥의 환원 잠재력으로 인해 인이 용출되는 부영양화 메커니즘으로 인해 물리화학적 문제로 여겨지고 있다 우리는 이러한 환원 잠재력을 제거하기 위해 미생물 효소를 사용하는 바이오연료전지 개발에 힘쓰고 파치 슬롯 공략

-바이오연료전지란 무엇입니까?

타무라　바이오연료전지는 미생물이 가지고 있는 다양한 효소의 작용으로 생산되는 에너지를 전기에너지로 전환시켜 전기를 생산하는 배터리이다 남조류 성장의 진정한 원인은 호수 바닥에 축적된 환원력에 있기 때문에 이 환원력을 전기로 회수할 수 있다면 전위차가 사라지고 인이 더 이상 용출되지 않게 됩니다 환원력은 전자를 주려고 하는 힘이므로 먼저 호수 바닥에 생체전극을 가라앉히고 거기(음극)파치 슬롯 공략 전자를 추출합니다 반면, 호수 표면은 산소가 풍부하고 산화적인 환경을 갖고 있어 호수 표면에 또 다른 생체전극을 설치해 호수 바닥파치 슬롯 공략 빼앗은 전자를 산소(양극)에 내준다 환경공학부 유기기능재료연구실과 공동연구를 통해 미생물파치 슬롯 공략 발견되는 효소를 이용하여 이 전기를 추출할 수 있는 전극을 개발하고 있습니다

--자세한 메커니즘을 알려주세요

타무라　나는 수소(H)를 연구하고 있어요2)파치 슬롯 공략 전자를 수집하는 생체 전극입니다 미생물이 가지고 있는 효소의 일종인 수소화효소(Hydrogenase)는 전자(H)를 추출하는 반응을 한다2→2H＋+2e-)가 발전하는 것으로 알려져 있습니다 따라서 다수의 미생물을 배양하고, 채취한 세포파치 슬롯 공략 수소화효소를 추출해야 하는데, 각 세포에는 약 1,000종 정도의 효소가 함유되어 있다 현재 유전자 변형을 통해 수소화효소만을 채취할 수 있는 기술을 개발하고 있습니다
카나오　나는 황화수소(H)2S)파치 슬롯 공략 전자를 추출하는 생체전극에 대한 연구를 진행하고 있습니다 인간을 포함한 많은 생물체에는 SQOR(Sulfide:Quinone Oxidoreductase)라는 효소가 있는데, 이들 효소 중 일부는 반대 반응을 진행하여 황화수소를 생성할 수 있습니다 전극은 호수바닥에 담가서 사용하기 때문에 내구성이 좋아야 하며, 구조가 간단하고 안정성도 높아야 한다 대규모 표현이 가능한 것도 중요하다 본 연구의 목적을 위해 SQOR을 얻기 위해서는 어떤 유기체가 가장 좋은지 조사한 결과, 철황산화균(Acidithiobacillus ferrooxidans)이라는 미생물로부터 얻은 SQOR이 가장 좋은 것으로 나타났다 이 박테리아는 황 화합물을 먹고(산화) 전자를 훔쳐 이산화탄소를 줄이고 자체 유기물을 만드는 데 사용합니다 게다가 그들은 토양과 물을 포함하여 비교적 모든 곳에 살고 있습니다 유전자 재조합 발현을 통해 충분한 양의 이 효소를 확보함으로써 본 연구 목적에 부합하는 효소 전극 개발을 진행하고 있습니다

--물리와 화학에 관한 이야기도 파치 슬롯 공략

타무라좋아요 근본적인 메커니즘은 물리화학이고, 이를 해결하기 위한 아이디어는 화학이다 그리고 이를 달성하기 위한 수단은 미생물입니다

--정말 다양한 분야가 융합된 것 같은 느낌이 듭니다

타무라　예 남조류 문제는 생물학적 문제로 여겨져 왔으며, 오직 생물학 전문가만이 이를 해결하려고 노력해 왔습니다 그러나 현실적으로 문제는 복잡하고, 전문가 한 명이 해결하기는 어렵다 화학을 전공한 유기재료 교수들과 공동으로 개발도 진행하고 파치 슬롯 공략 다양한 분야의 교수진의 도움을 받아 새로운 아이디어를 찾고 도전에 나서는 것이 필요합니다

-마지막으로 학생들에게 메시지를 전해주세요

타무라　서로 관련이 없다고 생각했던 분야들을 병합함으로써 우리는 누구도 할 수 없는 일을 성취할 수 있을 것입니다 나는 미생물학만으로는 이 연구를 이끌어낼 수 없었다고 생각합니다 별거 아닌 것 같아도 실제로는 쓸모 있는 것들이 많으니, 별거 아니라고 생각하지 말고 공부해보세요
카나오　당연하게 여겼던 것에 의문을 품는 것이 때로는 문제 해결로 이어질 수도 있습니다 생활폐수파치 슬롯 공략 발생하는 부영양화로 인해 녹조가 발생한다는 것은 상식이지만, 치야댐과 같은 먼 곳파치 슬롯 공략 왜 부영양화가 일어나는가에 대한 의문파치 슬롯 공략 이번 연구가 동기가 된 것이라고 생각합니다 이유를 이해하기 위해 다양한 것에 관심을 가지십시오

전기
타무라 타카시
1965년생 교토대학 대학원 석사과정, 박사과정 수료 농업 박사 오카야마대학 조교로 전근 미국 NIH에서 유학하고, 일본으로 돌아온 후 오카야마대학에서 대학원 조교, 조교수, 부교수를 거쳐 현재의 직위를 맡았습니다 이 기간 동안 그는 RIKEN Harima SPring-8 공동 연구원과 JST PRESTO 연구원을 동시에 역임했으며, 현재는 도쿄 대학 혁신 시뮬레이션 연구 센터에서 연구원으로 재직하면서 계산 과학을 접목한 실험 화학을 연구하고 있습니다 그의 전문 분야는 미생물 유전화학, 특히 에너지 및 환경 파치 슬롯 공략 위해 미생물의 독특한 효소를 사용하는 연구입니다

카나오 타다요시
1969년생 오카야마대학 석사과정, 교토대학 박사과정 수료 공학박사 오카야마대학 농학부 조교로 전근 그는 현재 직위를 맡기 전에 오카야마 대학 자연 생명 과학 연구 지원 센터파치 슬롯 공략 조교수 및 조교수를 겸직했습니다 그의 전문분야는 생명공학과 응용미생물학이다 철과 유황을 먹는 특수미생물과 이에 관여하는 효소의 대사를 연구하고, 이러한 미생물을 금속회수 및 환경정화에 활용하는 것을 목표로 하고 있습니다

(18.6.22)