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가수열 탄화: 가축 분뇨의 ARG 관련 오염 물질 제거 및 ARG 수평 유전자 전이 차단을 위한 강력한 전략

2025-10-31 19:02
항생제 내성은 전 지구적 건강 문제로, 가축 분뇨가 항생제, 항생제 내성 유전자(ARGs), 병원체의 주요 출처입니다. 전통적인 처리 방법인 퇴비화 및 혐기성 소화법은 종종 불완전한 제거와 ARGs의 잠재적 증식을 초래하지만, 가수열 탄화(HTC)는 고습 돼지 분뇨를 관리하기 위한 유망한 대안 솔루션을 제공합니다. 본 연구에서는 다양한 온도(100-240°C), 반응 시간(30-240분), 고체-액체 비율(1:4-1:8)에서 HTC의 효과를 체계적으로 평가했습니다. 결과적으로 HTC를 220-240°C에서 90분 이상 진행할 경우, 원본 돼지 분뇨에서 ARGs와 이동성 유전 요소(MGEs)를 완전히 제거할 수 있으며, 표적 항생제와 병원체의 완전한 분해를 달성했습니다. 또한, 가수 탄화물 현탁액은 주로 생물가용성 Cu2+/Zn2+ 수준을 낮춤으로써 RP4 플라스미드 접합 전이를 85-98% 줄여, 수평 유전자 전이를 억제했습니다. 240°C에서의 가수 탄화물은 220°C 대비 52.2-66.4% 더 낮은 생물가용성 금속 농도를 보여주었습니다. 이러한 발견은 HTC가 ARG들 확산을 억제하고 안전한 분뇨 재사용을 가능하게 하는 효율적인 전략임을 입증하며, 기존 방법에 비해 처리 효율성과 경제적 타당성에서 이점을 가지고 있습니다.