Trichloroethylene으로 오염된 지하수 제거공정의 미생물 다양성 및 분리균주 Pseudomonas sp. DHC8의 특성 Microbial Diversity of the Trichloroethylene Contaminated Groundwater Treatment System and Characterization of Pseudomonas sp. DHC8원문보기
산업에서 널리 사용되고 있는 Trichloroethylene (TCE)은 토양 및 지하수의 오염을 일으키며, 암 유발물질로 환경에서 반드시 제거해야 하는 물질이다. 본 연구에서는 미생물 고정화 담체를 이용한 TCE로 오염된 지하수 처리 시스템의 세균 군집구조를 조사하고, 우점종을 분리 및 동정하고 TCE 제거특성을 확인하였다. TCE로 오염된 지하수 처리공정의 세균군집을 16S rRNA 유전자 라이브러리의 염기서열 분석방법을 이용하여 조사한 결과, 주요 개체군은 BTEX 분해세균으로 알려진 Pseudomonas 속이었으며 Pseudomonas putida 그룹이 가장 우점하였다. Pseudomonas putida 그룹의 우점은 높은 toluene과 TCE의 농도에서 기인한 것으로 생각된다. TCE로 오염을 제거하기 위한 미생물 반응기에서 toluene과 TCE 분해 세균을 분리 배양하였으며 Pseudomonas sp. DHC8로 명명하였다. 형태학적 특징, 생리 생화학적 특징, 16S rRNA 유전자 염기서열분석 결과 DHC8 균주는 P. putida 그룹에 속하는 것으로 확인되었다. Pseudomonas sp. DHC8을 이용하여 TCE (0.83 mg/L)와 toluene (60.61 mg/L)에 대해 분해실험을 실시하였을 때 12.5시간 동안 TCE는 72.3%, toluene은 100.0% 제거되었다. 또한, TCE와 toluene의 제거속도는 각각 0.02 ${\mu}mol/g$-DCW/h와 2.89 ${\mu}mol/g$-DCW/h였다. 본 연구 결과는 TCE의 생물정화를 위한 반응기의 최대 효율을 유지하기 위한 노력에 도움이 될 것이다.
산업에서 널리 사용되고 있는 Trichloroethylene (TCE)은 토양 및 지하수의 오염을 일으키며, 암 유발물질로 환경에서 반드시 제거해야 하는 물질이다. 본 연구에서는 미생물 고정화 담체를 이용한 TCE로 오염된 지하수 처리 시스템의 세균 군집구조를 조사하고, 우점종을 분리 및 동정하고 TCE 제거특성을 확인하였다. TCE로 오염된 지하수 처리공정의 세균군집을 16S rRNA 유전자 라이브러리의 염기서열 분석방법을 이용하여 조사한 결과, 주요 개체군은 BTEX 분해세균으로 알려진 Pseudomonas 속이었으며 Pseudomonas putida 그룹이 가장 우점하였다. Pseudomonas putida 그룹의 우점은 높은 toluene과 TCE의 농도에서 기인한 것으로 생각된다. TCE로 오염을 제거하기 위한 미생물 반응기에서 toluene과 TCE 분해 세균을 분리 배양하였으며 Pseudomonas sp. DHC8로 명명하였다. 형태학적 특징, 생리 생화학적 특징, 16S rRNA 유전자 염기서열분석 결과 DHC8 균주는 P. putida 그룹에 속하는 것으로 확인되었다. Pseudomonas sp. DHC8을 이용하여 TCE (0.83 mg/L)와 toluene (60.61 mg/L)에 대해 분해실험을 실시하였을 때 12.5시간 동안 TCE는 72.3%, toluene은 100.0% 제거되었다. 또한, TCE와 toluene의 제거속도는 각각 0.02 ${\mu}mol/g$-DCW/h와 2.89 ${\mu}mol/g$-DCW/h였다. 본 연구 결과는 TCE의 생물정화를 위한 반응기의 최대 효율을 유지하기 위한 노력에 도움이 될 것이다.
Trichloroethylene (TCE) is a widely used substance in commercial and industrial applications, yet it must be removed from the contaminated soil and groundwater environment due to its toxic and carcinogenic nature. We investigated bacterial community structure, dominant bacterial strain, and removal ...
Trichloroethylene (TCE) is a widely used substance in commercial and industrial applications, yet it must be removed from the contaminated soil and groundwater environment due to its toxic and carcinogenic nature. We investigated bacterial community structure, dominant bacterial strain, and removal efficiency in a TCE contaminated groundwater treatment system using immobilized carrier. The microbial diversity was determined by the nucleotide sequences of 16S rRNA gene library. The major bacterial population of the contaminated groundwater treatment system was belonging to BTEX degradation bacteria. The bacterial community consisted mainly of one genus of Pseudomonas (Pseudomonas putida group). The domination of Pseudomonas putida group may be caused by high concentration of toluene and TCE. Furthermore, we isolated a toluene and TCE degrading bacterium, named Pseudomonas sp. DHC8, from the immobilized carrier in bioreactor which was designed to remove TCE from the contaminated ground water. Based on the results of morphological and physiological characteristics, and 16S rRNA gene sequence analysis, strain DHC8 was identified as a member of Pseudomonas putida group. When TCE (0.83 mg/L) and toluene (60.61 mg/L) were degraded by this strain, removal efficiencies were 72.3% and 100% for 12.5 h, respectively. Toluene removal rate was 2.89 ${\mu}mol/g$-DCW/h and TCE removal rate was 0.02 ${\mu}mol/g$-DCW/h. These findings will be helpful for maintaining maximum TCE removal efficiency of a reactor for bioremediation of TCE.
Trichloroethylene (TCE) is a widely used substance in commercial and industrial applications, yet it must be removed from the contaminated soil and groundwater environment due to its toxic and carcinogenic nature. We investigated bacterial community structure, dominant bacterial strain, and removal efficiency in a TCE contaminated groundwater treatment system using immobilized carrier. The microbial diversity was determined by the nucleotide sequences of 16S rRNA gene library. The major bacterial population of the contaminated groundwater treatment system was belonging to BTEX degradation bacteria. The bacterial community consisted mainly of one genus of Pseudomonas (Pseudomonas putida group). The domination of Pseudomonas putida group may be caused by high concentration of toluene and TCE. Furthermore, we isolated a toluene and TCE degrading bacterium, named Pseudomonas sp. DHC8, from the immobilized carrier in bioreactor which was designed to remove TCE from the contaminated ground water. Based on the results of morphological and physiological characteristics, and 16S rRNA gene sequence analysis, strain DHC8 was identified as a member of Pseudomonas putida group. When TCE (0.83 mg/L) and toluene (60.61 mg/L) were degraded by this strain, removal efficiencies were 72.3% and 100% for 12.5 h, respectively. Toluene removal rate was 2.89 ${\mu}mol/g$-DCW/h and TCE removal rate was 0.02 ${\mu}mol/g$-DCW/h. These findings will be helpful for maintaining maximum TCE removal efficiency of a reactor for bioremediation of TCE.
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문제 정의
89 μmol/g-DCW/h였다. 본 연구 결과는 TCE의 생물정화를 위한 반응기의 최대 효율을 유지하기 위한 노력에 도움이 될 것이다.
산업에서 널리 사용되고 있는 Trichloroethylene (TCE)은 토양 및 지하수의 오염을 일으키며, 암 유발물질로 환경에서 반드시 제거해야 하는 물질이다. 본 연구에서는 미생물 고정화 담체를 이용한 TCE로 오염된 지하수 처리 시스템의 세균 군집구조를 조사하고, 우점종을 분리 및 동정하고 TCE 제거특성을 확인하였다. TCE로 오염된 지하수 처리공정의 세균군집을 16S rRNA 유전자 라이브러리의 염기서열 분석방법을 이용하여 조사한 결과, 주요 개체군은 BTEX 분해세균으로 알려진 Pseudomonas 속이었으며 Pseudomonas putida 그룹이 가장 우점하였다.
본 연구에서는 미생물 고정화담체를 이용한 TCE로 오염된 지하수 처리공정의 효율적인 운전을 위한 미생물학적 정보를 확보하고, 반응기에서 우점하는 세균을 분리·동정하였으며, 분리 세균의 toluene 및 TCE 분해특성을 평가함으로써 염소계 유기 화합물로 오염된 지하수의 처리공정 연구에 기여하고자 한다.
제안 방법
BAZ 반응기의 toluene과 TCE 농도는 각각 17.14±3.48 mg/L와 0.50±0.19 mg/L가 되도록 주기적으로 주입하여 운전하였으며, 미생물 고정화담체에 의한 BAZ 반응기의 toluene과 TCE의 제거 특성을 확인하였다(Fig. 2).
9 mg/ml의 Pseudomonas sp. DHC8 균체를 이용하여 toluene (60.61 mg/L)과 TCE (0.83 mg/L) 분해 특성을 확인하였다. Toluene의 경우 9.
PCR 반응물은 1X 반응용액(100 mM Tris-HCl, 400 mM KCl, 1.5 mM MgCl2, 500 μg/ml BSA, pH 8.3), 160 μM dNTPs, 0.3 μM primer, 정제된 DNA (10–15 ng/μl)와 1 unit의 Taq polymerase(HanTaq, Genenmed, Korea)를 첨가하여 총 50 μl의 혼합물을 만들었다.
PCR 산물은 1.0% 아가로스젤에서 전기영동 한 후 PureLink™ Quick Gel Extraction Kit (Life Technology, USA)로 정제하였으며, pGEM-T vector (Promega, USA)를 이용하여 16S rRNA 유전자의 클론라이브러리를 구축하였다.
Pilot plant는 BAZ 반응기에서 TCE와 1차 성장 기질인 toluene의 농도가 각각 0.5 mg/L와 18 mg/L이 되도록 정량펌프를 이용하여 주입하며 5개월 이상 운전하였고, TCE와 toluene의 제거가 잘 이루어지는 시점의 BAZ 반응기에서 담체시료 50 ml을 채취하였다.
Pilot plant는 유입유량 0.9 L/h, pilot plant 전체의 공탁체류시간(Empty Bed Contact Time; EBCT)과 담체의 공탁체류시간은 각각 500시간과 100시간이 되도록 운전하였다. BAZ 반응기의 toluene과 TCE 농도는 각각 17.
T-vector의 염기서열에 상보적인 prGTf (5′-TACGACTCACTATAGGGCGA-3′)와 16S rRNA의 1492R 프라이머쌍을 사용하여 direct amplified PCR을 수행하고(Chun et al., 1999), 전기영동으로 PCR 산물의 크기를 확인하여 5′에서 3′ 방향으로 삽입된 재조합 클론을 2차 선별하였다.
TEC 및 toluene의 농도 측정을 위해 gas tight syringe를 이용하여 headspace 가스를 시간별로 100 μl씩 채취하였고, FID (Flame Ionization Detector)가 부착된 STAR 3400CX Varian Gas Chromatography (Varian, USA)를 이용하여 분석하였다.
03 g/L, Bacto-agar powder 20 g/L)에서 접종하여 30℃에서 2일간 배양하였다. Toluene이 첨가된 배지에서 분리된 세균의 16S rRNA 유전자 염기서열을 분석하여우점 세균을 확인하였다. 형태학적 특징을 관찰하기 위하여 그람염색 후 광학현미경(X1500, Nikon ECLIPSE 80i, Nikon, Japan)으로 검경하였으며, API 20NE Kit (bioMérieux, France)를 사용하여 생리·생화학적 특성을 조사하였다.
Trichloroethylene (TCE)으로 오염된 지하수 주변의 환경을 모사하고, 실제 복원현장에서 예상되는 처리조건들을 반영하여 총 450 L의 pilot plant의 반응기를 설계하였으며, 오염된 지하수의 in situ 처리를 위해 지하수 흐름을 가로질러 bioactive zone (BAZ)을 설치하였다(Fig. 1). 오염된 지하수가 토양을 통과하도록 첫 번째 반응기를 설치하고(S1), 토양을 통과한 지하수가 미생물 고정화담체를 통과하도록 두 번째 반응기를 설치하였으며 (BAZ), 마지막으로 미생물 고정화담체에 의하여 TCE가 제거된 지하수가 토양을 통과하도록 설치하였다(S2).
가스크로마토그래피 컬럼은 DB-5 (30 m × 0.53 mm × 0.25 μm, J&W scientific, USA)를 사용하였고, 시험온도는 오븐이 120℃, 주입부와 검출부가 각각 200℃와 230℃이었다.
고정화담체의 미생물을 분리, 배양하기 위하여 멸균된 0.85% NaCl 용액으로 담체 외부를 3회 세척하고, 파쇄하였다. 파쇄한 담체 내 미생물은 멸균된 0.
25 μm, J&W scientific, USA)를 사용하였고, 시험온도는 오븐이 120℃, 주입부와 검출부가 각각 200℃와 230℃이었다. 균주의 건조균 체중량당(dry cell weight, DCW) toluene, TCE의 분해속도(mol/g-DCW/h)를 확인하였다. 실험에 사용된 TCE와 toluene 용액은 sigma aldrich chemical company (USA)에서 구입하여 사용하였으며, 순도는 TCE≥99.
), 가교제로 sorbitol과 borax, 촉매제로 TEMED (N,N,N’,N’-tetramethylethylenediamine) 등을 혼합하여 Kim 등(2010)의 방법으로 합성한 4 mm (L) × 4 mm (W) × 4 mm (H)의 고정화담체 90 L를 충진하였다. 또한, pilot plant 운전 전까지 BAZ 반응기에서 toluene의 농도가 약 10 mg/L가 되도록 1일 1회 기질로 주입하여 두 달 동안 고정화 담체에 toluene 분해미생물을 농화시켰다.
본 연구의 경우, TCE가 수중에 잘 용해되지 않는 점을 감안하여 미량의 methanol에 희석하여 TCE로 오염된 지하수를 모방하였다. 세균군집 분석결과 11.
분리균주를 이용하여 toluene (60.61 mg/L)과 TCE (0.83 mg/L)의 분해실험을 실시하였다. 120 ml amber serum bottle에 50 ml의 phosphate buffered mineral medium [(NH4)2HCO3 1.
선별된 클론들은 T7 (5′-TAATACGACTCACTAT AGGG-3′) 프라이머를 이용하여 ABI 3730XL DNA Analyzer(Applied Biosystems, USA)로 염기서열을 분석하였다(Solgent, Korea).
세균군집의 16S rRNA 유전자를 증폭하기 위하여 27F (5′- AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3′)와 1492R (5′-GGYTACC TTGTTACGACTT-3′) 프라이머쌍을 사용하였다(Lane, 1991).
1). 오염된 지하수가 토양을 통과하도록 첫 번째 반응기를 설치하고(S1), 토양을 통과한 지하수가 미생물 고정화담체를 통과하도록 두 번째 반응기를 설치하였으며 (BAZ), 마지막으로 미생물 고정화담체에 의하여 TCE가 제거된 지하수가 토양을 통과하도록 설치하였다(S2).
85% NaCl 용액으로 담체 외부를 3회 세척하고, 파쇄하였다. 파쇄한 담체 내 미생물은 멸균된 0.85% NaCl에 용출시켰으며, toluene이 100 mg/L 함유된 0.01X Nutrient Agar (Bacto-peptone 0.05 g/L, Bacto-beef extract 0.03 g/L, Bacto-agar powder 20 g/L)에서 접종하여 30℃에서 2일간 배양하였다. Toluene이 첨가된 배지에서 분리된 세균의 16S rRNA 유전자 염기서열을 분석하여우점 세균을 확인하였다.
형태학적 특징을 관찰하기 위하여 그람염색 후 광학현미경(X1500, Nikon ECLIPSE 80i, Nikon, Japan)으로 검경하였으며, API 20NE Kit (bioMérieux, France)를 사용하여 생리·생화학적 특성을 조사하였다.
분리된 균주 중 군집분석결과에서 관찰된 Pseudomonas 속과 가장 유연관계가 가까운 균주 Pseudomonas sp. DHC8를 선정하였다. Pseudomonas sp.
Toluene과 TCE가 제거되고 있는 Pilot-plant BAZ 반응기의 고정화담체 내 미생물을 분리 및 배양하였다. Toluene이 첨가된 배지에서 성장한 다양한 형태의 콜로니를 10개 이상 분리하였고, 16S rRNA 유전자 염기서열을 분석한 결과 Pseudomonas 속 및 Microbacterium 속과 높은 유사성을 나타내었다.
Kim 등(2005)은 오염현장 토착미생물의 toluene 분해능을 평가한 결과 5 μg/L 이하의 농도까지 toluene의 분해가 가능하고, 현장 적용시 잔류 toluene에 의한 지하수의 2차 오염에 대한 문제가 없는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 TCE로 오염된 지하수의 제거공정에 일차성장기질로 toluene을 사용하였다.
또한, 계통도의 bootstrap값은 1,000회의 resampled data로부터 계산하였다(Felsenstein, 1985). 본 연구에서 분석된 16S rRNA 유전자의 염기서열은 DDBJ (DNA Data Bank of Japan; http://www.ddbj.nig.ac.jp)에 등록하였다(accession no.: AB849299- AB849324).
실험에 사용된 TCE와 toluene 용액은 sigma aldrich chemical company (USA)에서 구입하여 사용하였으며, 순도는 TCE≥99.5%, Toluene 99.8%이었다.
데이터처리
시료에서 확인된 16S rRNA 유전자의 염기서열과 Ribosomal Database Project (RDP; http://rdp.cme.msu.edu), GenBank(http://ncbi.nlm.nih.gov)의 database로부터 확인된 비교균주의 염기서열을 CLUSTAL X (version 1.83) 프로그램을 이용하여 정렬하였다. 정렬된 염기서열은 PHYLIP package (version 3.
이론/모형
Phenotypic characteristics of Pseudomonas sp. DHC8 Substrate hydrolysis, utilization of carbon source, and physiological characteristics were determined in this study using API 20NE test. +, Positive; -, negative; d, differs among strains.
19 g/L) 용액에 담체 외부를 3회 세척하고, 파쇄하였다. Rochelle 등(1992)의 freezing-thawing 방법으로 미생물 담체 1 ml (cm3)에서 핵산을 직접 추출하였다. 추출된 핵산은 QIAamp DNA Micro Kit (QIAGEN, Germany)로 정제하였으며, genomic DNA 시료는 -20℃에 보관하였다.
TCE 제거가 이루어지는 bioactive zone (BAZ) 반응기에는 polyethylene glycol diacrylate (PEG)를 주성분으로 하고, 개시제로 potassium persulfate (K2S2O8), 가교제로 sorbitol과 borax, 촉매제로 TEMED (N,N,N’,N’-tetramethylethylenediamine) 등을 혼합하여 Kim 등(2010)의 방법으로 합성한 4 mm (L) × 4 mm (W) × 4 mm (H)의 고정화담체 90 L를 충진하였다.
The tree was constructed by using the Jukes & Cantor distance model and the neighbor-joining method.
83) 프로그램을 이용하여 정렬하였다. 정렬된 염기서열은 PHYLIP package (version 3.6a3)를 이용하여 Jukes and Cantor distance model (Jukes and Cantor, 1969)과 neighbor-joining method (Saitou and Nei, 1987)로 염기서열간의 진화적 거리와 계통도를 추론하였다. 또한, 계통도의 bootstrap값은 1,000회의 resampled data로부터 계산하였다(Felsenstein, 1985).
성능/효과
선행 연구결과를 토대로 Pseudomonas sp. DHC8 균주를 이용하여 PEG 담체에 고정화 한다면, TCE의 처리효율을 증가시킬 뿐만 아니라 미생물 균체가 상대적으로 안정화되어 0.2 mg/L 농도 이하의 TCE 제거가 가능할 것으로 사료된다.
Pseudomonas sp. DHC8을 이용하여 TCE (0.83 mg/L)와 toluene (60.61 mg/L)에 대해 분해실험을 실시하였을 때 12.5시간 동안 TCE는 72.3%, toluene은 100.0% 제거되었다. 또한, TCE와 toluene의 제거속도는 각각 0.
Pseudomonas sp. DHC8의 경우 그람음성 간균으로 확인되었으며, 16S rRNA 유전자 염기서열 분석결과 고정화담체의 세균군집 구조에서 42.3%로 가장 우점한 P. putida 그룹의 염기서열과 매우 높은 유사성을 나타내었다(Fig. 3). Pseudomonas sp.
3). Pseudomonas 속과 유연관계가 가까운 클론의 81.8%가 P. putida F1과 가장 유사한 것으로 확인되었다.
본 연구에서는 미생물 고정화 담체를 이용한 TCE로 오염된 지하수 처리 시스템의 세균 군집구조를 조사하고, 우점종을 분리 및 동정하고 TCE 제거특성을 확인하였다. TCE로 오염된 지하수 처리공정의 세균군집을 16S rRNA 유전자 라이브러리의 염기서열 분석방법을 이용하여 조사한 결과, 주요 개체군은 BTEX 분해세균으로 알려진 Pseudomonas 속이었으며 Pseudomonas putida 그룹이 가장 우점하였다. Pseudomonas putida 그룹의 우점은 높은 toluene과 TCE의 농도에서 기인한 것으로 생각된다.
Toluene과 TCE의 분해가 이루어지는 pilot plant BAZ 반응조의 운전후기 고정화담체의 세균군집 분석결과 Proteobacteria 문의 γ-Proteobacteria 강과 β-Proteobacteria 강에 속하는 세균의 염기서열이 각각 46.1%와 45.8%로 매우 우점하였고, Acidobacteria와 Bacteroidetes의 세균 군집도 확인되었다(Table 1).
Toluene과 TCE가 제거되고 있는 Pilot-plant BAZ 반응기의 고정화담체 내 미생물을 분리 및 배양하였다. Toluene이 첨가된 배지에서 성장한 다양한 형태의 콜로니를 10개 이상 분리하였고, 16S rRNA 유전자 염기서열을 분석한 결과 Pseudomonas 속 및 Microbacterium 속과 높은 유사성을 나타내었다. 분리된 균주 중 군집분석결과에서 관찰된 Pseudomonas 속과 가장 유연관계가 가까운 균주 Pseudomonas sp.
고정화담체에서 확인된 Pseudomonas 속과 유연관계가 가까운 클론의 염기서열을 이용한 계통분류학적 분석 결과 대부분 Pseudomonas putida 그룹 (Mulet et al., 2013)에 속하였다(Fig. 3). Pseudomonas 속과 유연관계가 가까운 클론의 81.
생리·생화학적 특징은 Table 2에 표시하였으며, bioMérieux 회사에서 제공하는 apiweb (https://apiweb.biomerieux.com)을 통하여 분석한 결과 P. putida와 83%로 가장 유사하였다.
형태학적 특징, 생리·생화학적 특징, 16S rRNA 유전자 염기서열분석 결과 DHC8 균주는 P. putida 그룹에 속하는 것으로 확인되었다.
후속연구
그러나 TCE 분해 속도가 빠른 미생물이라도 배양이 용이하고, 자연환경에 순응하여 성장할 수 없다면 현장에 적용하기에는 무리가 있다. 실제 현장에는 고정화담체의 미생물이 토착 미생물과 경쟁해야 하고 다양한 농도의 TCE가 존재할 수 있는데, 이러한 환경에 적응하고 TCE가 미치는 독성에 어느 정도 내성을 가지고 있는 미생물이어야 할 것이다. 공동대사(Cometabolism)에 의해 TCE가 분해되므로 가장 중요한 고려사항은 미생물 성장기질의 종류와 분해율이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
Trichloroethylene은 어떤 용도로 사용됩니까?
Trichloroethylene (TCE)은 산업활동에서 용매와 세척제로 광범위하게 사용되며 토양과 지하수의 오염을 초래하는 것으로 알려져 있다(Squillace et al., 1999).
호기적 환경에서 톨루엔과 공동으로 대사하는 TCE 분해 미생물은 무엇이 있습니까?
TCE 분해 미생물은 특정 성장기질을 이용할 때 산화효소(oxygenase)를 발현하며, 이들 효소에 의한 공동대사로 TCE를 제거한다. Toluene과 TCE를 모두 분해할 수 있는 미생물에는 toluene dioxygenase를 발현하는 Pseudomonas putida F1 (Morono et al., 2004), toluene-2-monooxygenase를 생산하는 Burkholderia vietnamiensis G4 (Yeager et al., 2001), toluene-3-monooxygenase와 toluene-4-monooxygenase를 각각 생산하는 Pseudomonas pickettii PKO1과 Pseudomonas mendocina KR1 등이 알려져 있다(Arp et al., 2001; Yeager et al.
TCE의 혐기적 분해방법은?
TCE에 대한 생물학적 제거방법은 크게 혐기적 처리방법과 호기적 처리방법으로 구분할 수 있으며(Rittmann and McCarty, 2001), TCE의 혐기적 분해방법은 환원적 탈염소화를 거쳐 염소 이온이 수소로 대체되고 최종적으로 ethane이 생성되는 방법으로 이 과정에서 dichloroethylene, vinyl chloride (monochloroethene)가 축적될 수 있는 것으로 알려져 있다(McCarty, 1997; Chambon et al., 2013).
참고문헌 (35)
Arp, D.J., Yeager, C.M., and Hyman, M.R. 2001. Molecular and cellular fundamentals of aerobic cometabolism of trichloroethylene. Biodegradation 12, 81-103.
Bordel, S., Diaz, L.F., Munoz, R., and Villaverde, S. 2007. New insights on toluene biodegradation by Pseudomonas putida F1: influence of pollutant concentration and excreted metabolites. Appl. Microbiol. Biotechnol. 74, 857-866.
Chen, Y., Lin, T., Huang, C., Lin, J., and Hsieh, F. 2007. Degradation of phenol and TCE using suspended and chitosan-bead immobilized Pseudomonas putida. J. Hazard. Mater. 148, 660-670.
Choi, M.H., Kim, J., and Lee, S.S. 2008. The characteristics of tetrachloroethylene (PCE) degradation by Pseudomonas putida BJ10. Kor. J. Microbiol. 44, 311-316.
Chun, J., Huq, A., and Colwell, R.R. 1999. Analysis of 16S-23S rRNA intergenic spacer regions of Vibrio cholerae and Vibrio mimicus. Appl. Environ. Microbiol. 65, 2202-2208.
Elango, V., Kurtz, H.D., and Freedman, D.L. 2011. Aerobic cometabolism of trichloroethene and cis-dichloroethene with benzene and chlorinated benzenes as growth substrates. Chemosphere 84, 247-253.
Gennaro, V., Ceppi, M., Crosignani, P., and Montanaro, F. 2008. Reanalysis of updated mortality among vinyl and polyvinyl chloride workers: confirmation of historical evidence and new findings. BMC Public Health 8, 21.
Heald, S. and Jenkins, R.O. 1994. Trichloroethylene removal and oxidation toxicity mediated by toluene dioxygenase of Pseudomonas putida. Appl. Environ. Microbiol. 60, 4634-4637.
Jahng, D. and Wood, T.K. 1994. Trichloroethylene and chloroform degradation by a recombinant pseudomonad expressing soluble methane monooxygenase from Methylosinus trichosporium OB3b. Appl. Environ. Microbiol. 60, 2473-2482.
Jukes, T.H. and Cantor, C.R. 1969. Evolution of protein molecules, pp. 21-132. In Munro, H.N. (ed.), Mammalian Protein Metabolism. Academic Press, New York, N.Y., USA.
Kalyuzhnaya, M.G., Bowerman, S., Lara, J.C., Lidstrom, M.E., and Chistoserdova, L. 2006. Methylotenera mobilis gen. nov., sp. nov., an obligately methylamine-utilizing bacterium within the family Methylophilaceae. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 56, 2819-2823.
Kalyuzhnaya, M.G., Beck, D.A.C., Vorobev, N., Smalley, D.D., Lidstrom, M.E., and Chistoserdova, L. 2012. Novel methylotrophic isolates from lake sediment, description of Methylotenera versatilis sp. nov. and emended description of the genus Methylotenera. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 62, 106-111.
Kielhorn, J., Melber, C., Wahnschaffe, U., Aitio, A., and Mangelsdorf, I. 2000.Vinyl chloride: still a cause for concern. Environ. Health Perspect. 108, 579-588.
Kim, Y., Arp, D.J., and Semprini, L. 2002. Kinetic and inhibition studies for the aerobic cometabolism of 1,1,1-trichloroethane, 1,1-dichloroethylene, and 1,1-dichloroethane by a butane-grown mixed culture. Biotechnol. Bioeng. 80, 498-508.
Kim, S., Bae, W., Hwang, J., and Park, J. 2010. Aerobic TCE degradation by encapsulated toluene-oxidizing bacteria, Pseudomonas putida and Bacillus spp. Water Sci. Technol. 62, 1991-1997.
Kim, Y., Kim, J., Ha, C., Kim, N., Hong, K., Kwon, S.Y., Ahn, Y.H., Ha, J., and Park, H. 2005. Field tests for assessing the bioremediation feasibility of a trichloroethylene-contaminated aquifer. J. KoSSGE. 10, 38-45.
Lane, D.J. 1991. 16S/23S rRNA sequencing, pp. 115-175. In Stackebrandt, E. and Goodfellow, M. (ed.), Nucleic Acid Techniques in Bacterial Systematics. John Wiley & Sons, Chichester, England.
Lee, S., Lee, J., and Jahng, D. 1998. Degradation of BTEX and trichloroethylene by Pseudomonas putida F1 and Burkholderia cepacia G4. Kor. J. Biotechnol. Bioeng. 13, 561-568.
Liu, J., Amemiya, T., Chang, Q., Qian, Y., and Itoh, K. 2012. Toluene dioxygenase expression correlates with trichloroethylene degradation capacity in Pseudomonas putida F1 cultures. Biodegradation 23, 683-691.
Mulet, M., Garcia-Valdes, E., and Lalucat, J. 2013. Phylogenetic affiliation of Pseudomonas putida biovar A and B strains. Res. Microbiol. 164, 351-359.
Powell, C.L., Nogaro, G., and Agrawal, A. 2011. Aerobic cometabolic degradation of trichloroethene by methane and ammonia oxidizing microorganisms naturally associated with Carex comosa roots. Biodegradation 22, 527-538.
Rittmann, B.E. and McCarty, P.L. 2001. Environmental Biotechnology: Principles and Applications, McGraw-Hill.
Rochelle, P.A., Fry, J.C., Parkes, R.J., and Weightman, A.J. 1992. DNA extraction for 16S rRNA gene analysis to determine genetic diversity in deep sediment communities. FEMS Microbiol. Lett. 79, 59-65.
Saitou, N. and Nei, M. 1987. The neighbor-joining method: A new method for reconstructing phylogenetic trees. Mol. Biol. Evol. 4, 406-425.
Uchiyama, H., Yagi, O., Oguri, K., and Kokufuta, E. 1994. Immobilization of trichloroethylene-degrading bacterium, Methylocystis sp. strain M in different matrices. J. Ferment. Bioeng. 77, 173-177.
Wackett, L.P. and Gibson, D.T. 1988. Degradation of trichloroethylene by toluene dioxygenase in whole-cell studies with Pseudomonas putida F1. Appl. Environ. Microbiol. 54, 1703-1708.
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