축산농가의 수는 2017년 기준 201,745호로 감소추세 이나, 축산폐수발생량은 176,434 m3/d로 오히려 해마다 증가하고 있다. 축산폐수는 고농도의 질소, 인 및 유기물을 함유하여 부영양양화(적조, 녹조)를 일으킬 수 있을 뿐만 아니라 대량사육과 질병예방을 위한 항생제 남용으로 일부 잔류하다고 알려졌다. 농·산업 그리고 가정폐기물에서도 검출되는 이 잔류항생제는 수계로 노출될 시 잠재적으로 인간에게 독성을 미쳐 생활과 보건에 혼란을 줄 수 있다. 따라서 본 연구는 축산폐수 내의 고농도 유기물 및 영양염류를 동시에 제거하며 바이오매스를 합성하는 광독립영양 미세조류를 파악하여 조류바이오매스를 활용한 가축분뇨 에너지화 방법의 적용 타당성을 평가하였고, 이 과정에서 항생제 제거율과 Daphnia magna를 활용한 생태독성의 저감율을 모니터링하였다. 본 연구는 미세조류 식종균인 Chlorella sorokiniana을 28℃ 인큐베이터에서 1L bottle의 용량으로 Phototrophic 조건(연속 빛조사)과 Mixotrophic 조건(16hr light-8hr dark 주기 반복)으로 Batch test를 진행하였다. 실험결과 Control 대비 미세조류 평균 비성장률(specific growth rate)이 Control은 0.25 d-1인데 반해 sulfamethoxazole, sulfathiazole, sulfamethazine를 투입한 실험구는 각각 0.34 d-1, 0.33 d-1, 0.32 d-1로 밝혀져 거의 비등하게 성장함을 보였다. LC/MS/MS 분석을 통하여 항생제 농도분석 결과 농도의 감소는 ~10% 미만 저감되는 것으로 나타났다. TU는 1.4에서 0.7로 저감되는 결과를 보였다. 또한 Phototrophic 조건(20%)보다 Mixotrophic 조건(40%)이 TU를 상대적으로 더 크게 낮추는 것으로 밝혀졌다. 본 실험은 미세조류가 잔류항생제의 영향을 받지 않고 질소(>65%)와 인(>80%)의 제거율을 매우 높게 유지할 수 있음을 보였으며, 항생제도 10%가량 제거가 가능함을 보였다. 종합하면, 본 연구는 생물학적 가축분뇨 처리 시 조류Biomass생성 및 항생제 제거를 동시에 진행하여 생태계로부터 폐자원 에너지화 생성과 항생제 독성위험을 낮출 수 있음을 보여준다.
