미생물의 탈수소효소활성을 이용한 폐광지역 중금속 오염토양의 생태독성 평가 Evaluation of ecological toxicity for heavy metals contamination soil in an abandoned mine used by microbial dehydrogenase activity원문보기
본 연구에서는 폐광지역 토양을 대상으로 중금속 5종의 오염도를 조사하고, 개별 중금속의 농도 및 오염 토양 중 중금속이 미생물 생장에 미치는 영향을 탈수소효소활성(dehydrogenase activity)측정 방법을 이용하여 확인하였다. 연구대상 지역은 환경부에서 2005년 실시한 폐금속광산 토양오염실태 조사결과, 다른 폐광산에 비해 Pb과 Zn의 중금속 오염도가 매우 높게 나타난 서성광산(충남 태안군 소재)으로 선정하였다. 토양 시료는 광산의 폐석 댐 및 폐석 댐 주변 논과 주변 임야에서 유기물 층을 제거한 표토를 채취하였다. 채취 시료의 일반적 토양 특성으로 ...
본 연구에서는 폐광지역 토양을 대상으로 중금속 5종의 오염도를 조사하고, 개별 중금속의 농도 및 오염 토양 중 중금속이 미생물 생장에 미치는 영향을 탈수소효소활성(dehydrogenase activity)측정 방법을 이용하여 확인하였다. 연구대상 지역은 환경부에서 2005년 실시한 폐금속광산 토양오염실태 조사결과, 다른 폐광산에 비해 Pb과 Zn의 중금속 오염도가 매우 높게 나타난 서성광산(충남 태안군 소재)으로 선정하였다. 토양 시료는 광산의 폐석 댐 및 폐석 댐 주변 논과 주변 임야에서 유기물 층을 제거한 표토를 채취하였다. 채취 시료의 일반적 토양 특성으로 함수량, pH, 유기물 함량, 토성을 확인하였고, 생물학적 특성은 미생물 개체 수(colony forming units) 및 토양 중 미생물 군집을 대상으로 한 탈수소효소활성(dehydrogenase activity)을 측정하여 확인하였다. 토양 시료 내 유해 중금속 5종(Ni, Cu, Zn, Cd, Pb)의 농도를 토양오염공정시험방법에 따라 왕수 및 0.1 N HCl 로 추출한 용액을 분석하였으며, 그 결과 폐석댐 및 인접 농경지에서 Zn이 600 ppm~2,800 ppm, Pb가 170 ppm~1,380 ppm, Cd가 3.28 ppm~23.1 ppm 검출되는 등 중금속에 의한 오염이 심각한 것으로 확인되었다. 공시균주 및 시료에서 분리한 6종의 미생물중 실험배지에서 탈수소활성이 가장 우수한 Burkholderia cepacia cuk-3을 사용하여 생태 독성평가를 실시하였다. 중금속 표준물질을 이용한 생태 독성 실험 결과 중금속의 농도가 증가할수록 탈수소효소활성(dehydrogenase activity)이 감소하는 경향을 보였으며, 효소활성을 50%로 감소시키는 농도(EC50)는 Ni 14.00 ppm, As 21.76 ppm, Cu 21.78 ppm, Cd 42.52 ppm, Pb 47.98 ppm, Zn 104.24 ppm로 각각 확인되었다. 토양 중 중금속에 존재형태를 산가용성(0.1 N HCl), 치환성(0.1M Mg(NO3)2), 생물이용성(0.01M KNO3), 수용성(증류수)으로 구분하여 각 용액 중 복합 중금속에 의한 미생물 독성평가를 실시하였다. 실험 결과 0.1 N HCl 용출액 실험군에서 중금속 함량이 증가 할수록 탈수소효소활성(dehydrogenase activity)이 감소하는 경향을 나타냈으며, 0.01 M KNO3 용출액 실험군에서는 시료 중 미량의 Cu의 농도와 탈수소효소활성(dehydrogenase activity)간의 유의성을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 폐광지역 토양을 대상으로 중금속 5종의 오염도를 조사하고, 개별 중금속의 농도 및 오염 토양 중 중금속이 미생물 생장에 미치는 영향을 탈수소효소활성(dehydrogenase activity)측정 방법을 이용하여 확인하였다. 연구대상 지역은 환경부에서 2005년 실시한 폐금속광산 토양오염실태 조사결과, 다른 폐광산에 비해 Pb과 Zn의 중금속 오염도가 매우 높게 나타난 서성광산(충남 태안군 소재)으로 선정하였다. 토양 시료는 광산의 폐석 댐 및 폐석 댐 주변 논과 주변 임야에서 유기물 층을 제거한 표토를 채취하였다. 채취 시료의 일반적 토양 특성으로 함수량, pH, 유기물 함량, 토성을 확인하였고, 생물학적 특성은 미생물 개체 수(colony forming units) 및 토양 중 미생물 군집을 대상으로 한 탈수소효소활성(dehydrogenase activity)을 측정하여 확인하였다. 토양 시료 내 유해 중금속 5종(Ni, Cu, Zn, Cd, Pb)의 농도를 토양오염공정시험방법에 따라 왕수 및 0.1 N HCl 로 추출한 용액을 분석하였으며, 그 결과 폐석댐 및 인접 농경지에서 Zn이 600 ppm~2,800 ppm, Pb가 170 ppm~1,380 ppm, Cd가 3.28 ppm~23.1 ppm 검출되는 등 중금속에 의한 오염이 심각한 것으로 확인되었다. 공시균주 및 시료에서 분리한 6종의 미생물중 실험배지에서 탈수소활성이 가장 우수한 Burkholderia cepacia cuk-3을 사용하여 생태 독성평가를 실시하였다. 중금속 표준물질을 이용한 생태 독성 실험 결과 중금속의 농도가 증가할수록 탈수소효소활성(dehydrogenase activity)이 감소하는 경향을 보였으며, 효소활성을 50%로 감소시키는 농도(EC50)는 Ni 14.00 ppm, As 21.76 ppm, Cu 21.78 ppm, Cd 42.52 ppm, Pb 47.98 ppm, Zn 104.24 ppm로 각각 확인되었다. 토양 중 중금속에 존재형태를 산가용성(0.1 N HCl), 치환성(0.1M Mg(NO3)2), 생물이용성(0.01M KNO3), 수용성(증류수)으로 구분하여 각 용액 중 복합 중금속에 의한 미생물 독성평가를 실시하였다. 실험 결과 0.1 N HCl 용출액 실험군에서 중금속 함량이 증가 할수록 탈수소효소활성(dehydrogenase activity)이 감소하는 경향을 나타냈으며, 0.01 M KNO3 용출액 실험군에서는 시료 중 미량의 Cu의 농도와 탈수소효소활성(dehydrogenase activity)간의 유의성을 확인할 수 있었다.
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