유류분해 균주의 특성 및 유류 오염토양 정화 기술의 최적화에 관한 연구 Characterization of oil-degrading bacteria and optimization of bioremediation strategy for oil-contaminated soil원문보기
본 연구에서는 유류 오염토양에서 분리 동정한 유류 분해균주의 특성을 파악하고, 이를 유류 오염토양에 적용시 필요한 운전 조건을 최적화하고자 실험을 수행하였다. 유류분해 균주의 hydrophobicity 및 유화능 결과를 살펴보면 hydrophobicity에서는디젤 분해력과 양의 상관관계는 찾아볼 수 없었으며, 유화능의 경우 분리된 5개 균주들에 의한 유화능은 극히 적은 것으로 나타났다. D2D2는 ...
본 연구에서는 유류 오염토양에서 분리 동정한 유류 분해균주의 특성을 파악하고, 이를 유류 오염토양에 적용시 필요한 운전 조건을 최적화하고자 실험을 수행하였다. 유류분해 균주의 hydrophobicity 및 유화능 결과를 살펴보면 hydrophobicity에서는디젤 분해력과 양의 상관관계는 찾아볼 수 없었으며, 유화능의 경우 분리된 5개 균주들에 의한 유화능은 극히 적은 것으로 나타났다. D2D2는 계면활성제를 생산하는 균주로 hydrophobicity는 낮으나 유화능이 0.55이며 디젤 분해능은 36.51%이었다. Liquid system에서 Y2G1의 디젤 분해능은 25℃, pH 8에서 가장 높은 분해율로 70.45%이었으며, 디젤의 농도가 12% (v/v)이었을 때 분해된 디젤의 량은 5.64 g/L·day로 높은 분해율을 나타내었다. 비이온계 계면활성제 7종을 첨가시 그중 Tween-60이 첨가되었을 때 71%의 가장 높은 분해율을 나타내었다. Y2G1을 포함한 혼합 균주에 의한 디젤 분해능은 Y2G1 단일 균주를 접종한 경우에 비해 높은 분해율이 나타났으며, 각 균주 조합 중 Y2G1/Y2K4/Y5K2와 Y2G1/Y2K4/D3Kl의 조합에서 94.39%, 93.53%의 분해율을 나타내었다. 토양조 실험에서는 토양의 수분함량이 10% 일 때 분해율이 가장 우수하였고, 계면활성제 첨가시 영향은 관찰할 수 없었다. 디젤 오염토양에 Y2G1이 접종된 column에서는 초기 2주간 급격한 분해율을 나타내었으며 1주 후 분해속도는 209 mg/kg-soil·day의 빠른 분해속도를 나타내었다. 유류 분해균주가 접종되지 않은 column에서는 5주간 점진적인 분해율을 (61.8 mg/kg-soil·day) 나타내었다. Pseudomonas sp. Y2G1 (KCTC 18049P), Pseudomonas sp. Y5K2, Sphingomonas sp. D3K1 (KCTC 18050P), Pseudomonas aeruginosa D2D2를 이용하여 디젤 오염 토양에 대한 영양염류와 solid peroxides의 첨가에 따른 영향을 관찰한 결과 영양염류가 첨가되었을 때 분해균주만 접종된 것은 약 40%정도의 분해율을 나타내었으며, 영양염류와 분해균주가 함께 투여된 것은 50∼70%정도의 분해율을 나타내었다. 균주가 접종되지 않은 토양에 영양염류가 첨가되었을 경우에도 50%이상의 분해율을 나타내었다. Solid peroxides가 첨가된 토양에서 분해율이 가장 낮은 것은 solid peroxides로 인한 pH의 증가로 인해 토양내 토착 미생물 및 외부에서 도입된 균주의 활성이 저하된 것으로 판단된다. 디젤 오염 토양에 단일 균주가 접종된 것과 혼합 균주가 접종된 경우를 비교해 볼 때 단일 균주가 접종된 경우 디젤 분해율은 48%∼57%이었고, 2가지 혼합 균주에서는 Y2G1/D2D2 조합이 61%, Y5K2/D2D2 조합이 68%로서 가장높은 분해율을 나타내었다. 토양조 실험의 결과 혼합 균주 접종시 보다 약 10% 정도 분해율이 증가되었으며, 영양염류를 첨가 하였을 때는 10∼25%의 분해율이 증가되었다. Wood chip을 첨가한 경우에 분해율이 증가된 것을 관찰할 수 있었으며, wood chip만을 추출하여 흡착된 디젤 양을 분석한 결과 3∼5%의 디젤이 wood chip에 흡착 되었음을 확인할 수 있었다. 영양염류와 solid peroxide가 동시에 첨가 된 경우에도 위와 동일한 결과를 얻을 수 있었다. Soil column에서 영양염류가 첨가된 경우 균주만 접종된 것과 균주와 영양염류가 동시에 첨가된 것이 비슷한 분해율을 나타내고 있다. 영양염류가 첨가된 토양은 1주만에 70%∼75%가 분해되었으며 혼합 균주가 첨가된 토양에서는 2주 후에 72%의 분해율을 나타내었다. Aeration에 의한 abiotic 손실은 4주 후 42%로 토양내 미생물에 의한 분해는 34%∼44%로 확인되었다.
본 연구에서는 유류 오염토양에서 분리 동정한 유류 분해균주의 특성을 파악하고, 이를 유류 오염토양에 적용시 필요한 운전 조건을 최적화하고자 실험을 수행하였다. 유류분해 균주의 hydrophobicity 및 유화능 결과를 살펴보면 hydrophobicity에서는디젤 분해력과 양의 상관관계는 찾아볼 수 없었으며, 유화능의 경우 분리된 5개 균주들에 의한 유화능은 극히 적은 것으로 나타났다. D2D2는 계면활성제를 생산하는 균주로 hydrophobicity는 낮으나 유화능이 0.55이며 디젤 분해능은 36.51%이었다. Liquid system에서 Y2G1의 디젤 분해능은 25℃, pH 8에서 가장 높은 분해율로 70.45%이었으며, 디젤의 농도가 12% (v/v)이었을 때 분해된 디젤의 량은 5.64 g/L·day로 높은 분해율을 나타내었다. 비이온계 계면활성제 7종을 첨가시 그중 Tween-60이 첨가되었을 때 71%의 가장 높은 분해율을 나타내었다. Y2G1을 포함한 혼합 균주에 의한 디젤 분해능은 Y2G1 단일 균주를 접종한 경우에 비해 높은 분해율이 나타났으며, 각 균주 조합 중 Y2G1/Y2K4/Y5K2와 Y2G1/Y2K4/D3Kl의 조합에서 94.39%, 93.53%의 분해율을 나타내었다. 토양조 실험에서는 토양의 수분함량이 10% 일 때 분해율이 가장 우수하였고, 계면활성제 첨가시 영향은 관찰할 수 없었다. 디젤 오염토양에 Y2G1이 접종된 column에서는 초기 2주간 급격한 분해율을 나타내었으며 1주 후 분해속도는 209 mg/kg-soil·day의 빠른 분해속도를 나타내었다. 유류 분해균주가 접종되지 않은 column에서는 5주간 점진적인 분해율을 (61.8 mg/kg-soil·day) 나타내었다. Pseudomonas sp. Y2G1 (KCTC 18049P), Pseudomonas sp. Y5K2, Sphingomonas sp. D3K1 (KCTC 18050P), Pseudomonas aeruginosa D2D2를 이용하여 디젤 오염 토양에 대한 영양염류와 solid peroxides의 첨가에 따른 영향을 관찰한 결과 영양염류가 첨가되었을 때 분해균주만 접종된 것은 약 40%정도의 분해율을 나타내었으며, 영양염류와 분해균주가 함께 투여된 것은 50∼70%정도의 분해율을 나타내었다. 균주가 접종되지 않은 토양에 영양염류가 첨가되었을 경우에도 50%이상의 분해율을 나타내었다. Solid peroxides가 첨가된 토양에서 분해율이 가장 낮은 것은 solid peroxides로 인한 pH의 증가로 인해 토양내 토착 미생물 및 외부에서 도입된 균주의 활성이 저하된 것으로 판단된다. 디젤 오염 토양에 단일 균주가 접종된 것과 혼합 균주가 접종된 경우를 비교해 볼 때 단일 균주가 접종된 경우 디젤 분해율은 48%∼57%이었고, 2가지 혼합 균주에서는 Y2G1/D2D2 조합이 61%, Y5K2/D2D2 조합이 68%로서 가장높은 분해율을 나타내었다. 토양조 실험의 결과 혼합 균주 접종시 보다 약 10% 정도 분해율이 증가되었으며, 영양염류를 첨가 하였을 때는 10∼25%의 분해율이 증가되었다. Wood chip을 첨가한 경우에 분해율이 증가된 것을 관찰할 수 있었으며, wood chip만을 추출하여 흡착된 디젤 양을 분석한 결과 3∼5%의 디젤이 wood chip에 흡착 되었음을 확인할 수 있었다. 영양염류와 solid peroxide가 동시에 첨가 된 경우에도 위와 동일한 결과를 얻을 수 있었다. Soil column에서 영양염류가 첨가된 경우 균주만 접종된 것과 균주와 영양염류가 동시에 첨가된 것이 비슷한 분해율을 나타내고 있다. 영양염류가 첨가된 토양은 1주만에 70%∼75%가 분해되었으며 혼합 균주가 첨가된 토양에서는 2주 후에 72%의 분해율을 나타내었다. Aeration에 의한 abiotic 손실은 4주 후 42%로 토양내 미생물에 의한 분해는 34%∼44%로 확인되었다.
Bioremediation, which is accomplished by adding exogenous microbial populations or stimulating indigenous ones, attempts raise the rates of degradation found naturally to significantly higher rates. Biodegradation rates of diesel by a selected diesel- degrader, Pseudomonas stutzeri strain Y2G1, and ...
Bioremediation, which is accomplished by adding exogenous microbial populations or stimulating indigenous ones, attempts raise the rates of degradation found naturally to significantly higher rates. Biodegradation rates of diesel by a selected diesel- degrader, Pseudomonas stutzeri strain Y2G1, and microbial consortia composed of 5 selected diesel-degrading bacteria, were determinated in liquid and soil system. The strain Y2G1 degraded diesel at a concentration as high as 12% (v/v) without any inhibition in its diesel-degrading activity. Diesel degradation rates were greatly affected by environmental factors. Optimal conditions for pH, temperature, and moisture content were pH 8, 25℃, 10%, respectively. In soil system experiments, either inoculation, especially in the form of a consortium, or nutrient addition greatly enhanced diesel degradation (1.5 times). Aeration of the soil in column reactors accelerated diesel degradation rate the most effective, from 63.4 mg/kg · day to 162.6 mg/kg · day. In soil system, experiments were conducted for the investigation of bioremediation using Pseudomonas sp. Y2G1, Pseudomonas sp. Y5K2, Sphingomonas sp. D3K1, and Pseudomonas aeruginosa D2D2 in diesel-contaminated soil. Seeding with diesel-degrader has been demonstrated to be effective. When fertilizer (C:N:P=100:10:3) added to soil, diesel degrading rate was improved from 1.2 to 2 times. About the question of any solid peroxide which would promote the aerobic bioremediation of soil, as the solid peroxide was added to the soil, the soil pH was increased. And then these were inhibited diesel degradation by diesel-degrading bacteria. Mixed culture of the four strains was degraded better than single strains in diesel contaminated soil. Higher degradation rate of diesel by consortia was 68% by Y5K2 & D2D2 and 61% by Y2G1 & D2D2. Aeration and fertilizer of the soil in column reactors accelerated the most effective diesel degradation rate from 665 mg/kg · day to 1069 mg/kg · day. From these results, they were concluded that the major rate-limiting factors in the tested diesel-contaminated soil were diesel-degrading microorganisms, inorganic nutrients and aeration. This study clearly implies that the highest bioremediation efficiency can be achieved by mitigating rate-limiting factors through a designed treatment strategy effectively.
Bioremediation, which is accomplished by adding exogenous microbial populations or stimulating indigenous ones, attempts raise the rates of degradation found naturally to significantly higher rates. Biodegradation rates of diesel by a selected diesel- degrader, Pseudomonas stutzeri strain Y2G1, and microbial consortia composed of 5 selected diesel-degrading bacteria, were determinated in liquid and soil system. The strain Y2G1 degraded diesel at a concentration as high as 12% (v/v) without any inhibition in its diesel-degrading activity. Diesel degradation rates were greatly affected by environmental factors. Optimal conditions for pH, temperature, and moisture content were pH 8, 25℃, 10%, respectively. In soil system experiments, either inoculation, especially in the form of a consortium, or nutrient addition greatly enhanced diesel degradation (1.5 times). Aeration of the soil in column reactors accelerated diesel degradation rate the most effective, from 63.4 mg/kg · day to 162.6 mg/kg · day. In soil system, experiments were conducted for the investigation of bioremediation using Pseudomonas sp. Y2G1, Pseudomonas sp. Y5K2, Sphingomonas sp. D3K1, and Pseudomonas aeruginosa D2D2 in diesel-contaminated soil. Seeding with diesel-degrader has been demonstrated to be effective. When fertilizer (C:N:P=100:10:3) added to soil, diesel degrading rate was improved from 1.2 to 2 times. About the question of any solid peroxide which would promote the aerobic bioremediation of soil, as the solid peroxide was added to the soil, the soil pH was increased. And then these were inhibited diesel degradation by diesel-degrading bacteria. Mixed culture of the four strains was degraded better than single strains in diesel contaminated soil. Higher degradation rate of diesel by consortia was 68% by Y5K2 & D2D2 and 61% by Y2G1 & D2D2. Aeration and fertilizer of the soil in column reactors accelerated the most effective diesel degradation rate from 665 mg/kg · day to 1069 mg/kg · day. From these results, they were concluded that the major rate-limiting factors in the tested diesel-contaminated soil were diesel-degrading microorganisms, inorganic nutrients and aeration. This study clearly implies that the highest bioremediation efficiency can be achieved by mitigating rate-limiting factors through a designed treatment strategy effectively.
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