환경호르몬 유발물질로 알려진 퍼클로레이트의 생물학적 처리를 위해 필요한 외부 탄소원으로 잠재적 발암성 물질인 2,4-dinitrophenol(DNP)의 이용 가능성을 확인하기 위해 본 연구가 수행되었다. 본 연구에서 퍼클로레이트 순응 미생물에 의한 회분식 실험과 고정생물막반응조 실험이 진행되었다. 50mg/L 퍼클로레이트와 900mg/L 아세테이트를 주입한 회분식 실험에서 2시간 만에 퍼클로레이트가 완전히 제거되었다. 900mg/L 아세테이트와 50mg/L 2,4-DNP가 동시 주입된 회분식 실험에서 퍼클로레이트가 완전히 제거되는데 8시간이 필요했으며, 8시간 이후에 2,4-DNP는 56.7mg/L로 거의 제거가 되지 않았다. 50mg/L 퍼클로레이트 제거를 위해 단독 탄소원으로 50mg/L 2,4-DNP가 주입된 회분식 실험에서는 8시간 이후 퍼클로레이트 평균 농도는 56.7mg/L, 2,4-DNP 평균 농도는 46.1mg/L로 나타났다. 이를 통해 2,4-DNP의 존재가 퍼클로레이트 환원능력을 저해함을 알 수 있었다. 무산소조건의 고정생물막반응조 실험에서 25mg/L 2,4-DNP와 110.6mg/L 아세테이트가 동시에 주입될 때 10mg/L의 유입 퍼클로레이트는 완전히 제거 되었으나, 2,4-DNP는 평균 9.6% ∼ 13.6%의 낮은 제거율을 보였다. 이 결과는 퍼클로레이트 환원 미생물이 탄소원으로 2,4-DNP보다 아세테이트를 더 선호하는 것으로 보여 진다. 그리고 퍼클로레이트 제거를 위해 25mg/L 2,4-DNP를 단독 탄소원으로 사용하였을 때 2,4-DNP 제거율은 평균 48.2%로 증가 하였지만 퍼클로레이트 제거율은 평균 14.7%로 낮아져 퍼클로레이트 제거를 위한 단독 탄소원으로 2,4-DNP 이용 가능성이 희박함을 알 수 있었다. 또한 퍼클로레이트를 제거하기 위해 질소원과 탄소원을 별도로 주입하지 않고 2,4-DNP 만을 주입했을 때 퍼클로레이트 제거율은 15.4%, 2,4-DNP 제거율은 41.7%로 2,4-DNP가 질소원과 탄소원으로 동시에 이용됨을 나타내었다. 무산소생물막반응조와 호기성생물막반응조 연속처리공정에서 10mg/L 유입 퍼클로레이트는 무산소생물막반응조에서 완전히 제거되었으며 25mg/L 유입 2,4-DNP는 무산소생물막반응조에서 평균제거율이 10.45%였고, 호기성생물막반응조에서 90%로 무산소생물막반응조에 비해 크게 향상되었다. 이를 통해 무산소생물막반응조와 호기성생물막반응조를 연속적으로 운전하여 퍼클로레이트와 2,4-DNP의 안정적인 처리가 가능함을 알 수 있었다.
환경호르몬 유발물질로 알려진 퍼클로레이트의 생물학적 처리를 위해 필요한 외부 탄소원으로 잠재적 발암성 물질인 2,4-dinitrophenol(DNP)의 이용 가능성을 확인하기 위해 본 연구가 수행되었다. 본 연구에서 퍼클로레이트 순응 미생물에 의한 회분식 실험과 고정생물막반응조 실험이 진행되었다. 50mg/L 퍼클로레이트와 900mg/L 아세테이트를 주입한 회분식 실험에서 2시간 만에 퍼클로레이트가 완전히 제거되었다. 900mg/L 아세테이트와 50mg/L 2,4-DNP가 동시 주입된 회분식 실험에서 퍼클로레이트가 완전히 제거되는데 8시간이 필요했으며, 8시간 이후에 2,4-DNP는 56.7mg/L로 거의 제거가 되지 않았다. 50mg/L 퍼클로레이트 제거를 위해 단독 탄소원으로 50mg/L 2,4-DNP가 주입된 회분식 실험에서는 8시간 이후 퍼클로레이트 평균 농도는 56.7mg/L, 2,4-DNP 평균 농도는 46.1mg/L로 나타났다. 이를 통해 2,4-DNP의 존재가 퍼클로레이트 환원능력을 저해함을 알 수 있었다. 무산소조건의 고정생물막반응조 실험에서 25mg/L 2,4-DNP와 110.6mg/L 아세테이트가 동시에 주입될 때 10mg/L의 유입 퍼클로레이트는 완전히 제거 되었으나, 2,4-DNP는 평균 9.6% ∼ 13.6%의 낮은 제거율을 보였다. 이 결과는 퍼클로레이트 환원 미생물이 탄소원으로 2,4-DNP보다 아세테이트를 더 선호하는 것으로 보여 진다. 그리고 퍼클로레이트 제거를 위해 25mg/L 2,4-DNP를 단독 탄소원으로 사용하였을 때 2,4-DNP 제거율은 평균 48.2%로 증가 하였지만 퍼클로레이트 제거율은 평균 14.7%로 낮아져 퍼클로레이트 제거를 위한 단독 탄소원으로 2,4-DNP 이용 가능성이 희박함을 알 수 있었다. 또한 퍼클로레이트를 제거하기 위해 질소원과 탄소원을 별도로 주입하지 않고 2,4-DNP 만을 주입했을 때 퍼클로레이트 제거율은 15.4%, 2,4-DNP 제거율은 41.7%로 2,4-DNP가 질소원과 탄소원으로 동시에 이용됨을 나타내었다. 무산소생물막반응조와 호기성생물막반응조 연속처리공정에서 10mg/L 유입 퍼클로레이트는 무산소생물막반응조에서 완전히 제거되었으며 25mg/L 유입 2,4-DNP는 무산소생물막반응조에서 평균제거율이 10.45%였고, 호기성생물막반응조에서 90%로 무산소생물막반응조에 비해 크게 향상되었다. 이를 통해 무산소생물막반응조와 호기성생물막반응조를 연속적으로 운전하여 퍼클로레이트와 2,4-DNP의 안정적인 처리가 가능함을 알 수 있었다.
Most perchlorate reducing bacteria can use many organic compounds as electron donors under anoxic condition. 2,4-dinitrophenol(DNP), considered as highly toxic and potentially carcinogenic compounds, such as dye, explosive, and pesticides. A number of bacterial strains have been reported which can u...
Most perchlorate reducing bacteria can use many organic compounds as electron donors under anoxic condition. 2,4-dinitrophenol(DNP), considered as highly toxic and potentially carcinogenic compounds, such as dye, explosive, and pesticides. A number of bacterial strains have been reported which can use DNP as their sole carbon and nitrogen source. This research was done to evaluate whether 2,4-DNP as a carbon source can be used to reduce perchlorate in an anoxic biofilm reactor. When 25mg/L of 2,4-DNP was added with 110.6mg/L of acetate as sufficient carbon source, 10mg/L of perchlorate was almost completely removed, but the removal rate of 2,4-DNP was 9.6∼13.6%. When 2,4-DNP was added as the sole carbon source, 2,4-DNP removal rate was increased to 48.2% but perchlorate removal rate was dramatically decreased to 14.7%. The results showed that the possibility of application of 2,4-DNP as a sole carbon source was low in a biofilm reactor for perchlorate reduction. However, the removal rate of perchlorate and 2,4-DNP were approximately 100% and 90% at final effluent in the sequential anoxic and aerobic biofilm reactors. it is expected that the sequential anoxic and aerobic biofilm reactors can efficiently remove perchlorate and 2,4-DNP.
Most perchlorate reducing bacteria can use many organic compounds as electron donors under anoxic condition. 2,4-dinitrophenol(DNP), considered as highly toxic and potentially carcinogenic compounds, such as dye, explosive, and pesticides. A number of bacterial strains have been reported which can use DNP as their sole carbon and nitrogen source. This research was done to evaluate whether 2,4-DNP as a carbon source can be used to reduce perchlorate in an anoxic biofilm reactor. When 25mg/L of 2,4-DNP was added with 110.6mg/L of acetate as sufficient carbon source, 10mg/L of perchlorate was almost completely removed, but the removal rate of 2,4-DNP was 9.6∼13.6%. When 2,4-DNP was added as the sole carbon source, 2,4-DNP removal rate was increased to 48.2% but perchlorate removal rate was dramatically decreased to 14.7%. The results showed that the possibility of application of 2,4-DNP as a sole carbon source was low in a biofilm reactor for perchlorate reduction. However, the removal rate of perchlorate and 2,4-DNP were approximately 100% and 90% at final effluent in the sequential anoxic and aerobic biofilm reactors. it is expected that the sequential anoxic and aerobic biofilm reactors can efficiently remove perchlorate and 2,4-DNP.
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