방향족화합물들로 오염되어있는 토양 및 산업폐수를 포함한 각종 시료로부터 phenol에 분해활성이 높은 56균주를 순수분리 하였으며, 이들 분리 균주 중 균체생육과 phenol 분해활성이 가장 높은 균주인 GN13을 선별하였다. 분리균주 GN13은 형태학적, 생리학적 및 생화학적 특성을 조사한 결과 Neisseria 속 세균과 유사한 것으로 판명되어 최종적으로 Neisseria sp. GN13으로 명명하였다. 분리균주 Neisseria sp. GN13의 균체생육 및 phenol 분해를 위한 최적온도와 최적 pH는 각각 $32^{\circ}C$와 7.0였다. 유일 탄소원으로 phenol 1,000 mg/l를 포함하여 최적화된 배지를 사용한 jar-fermentor 배지에서 배양 30시간에 균체생육이 최대에 이르렀으며 배양 27시간째 거의 모든 phenol이 분해되었으며, catechol deoxygenase 활성측정에 의하여 Neisseria sp. GN13은 meta-와 ortho-pathway를 통하여 catechol 분해가 일어났다. Neisseria sp. GN13은 phenol 함유 인공폐수에서의 phenol 분해율은 배양 30시간 만에 97%의 phenol이 분해되는 것으로 나타났으며, 인공폐수에 대한 Neisseria sp. GN13과 활성슬러지 처리구에서의 TOC 제거효율은 각각 83%와 78%였다. 석유화학폐수에 대한 Neisseria sp. GN13의 COD 제거율은 활성슬러지만을 포함한 대조구보다 약 1.3배 높은 효율을 나타내었다. 이러한 결과로 미루어 분리균주 Neisseria sp. GN13은 phenol을 함유하고 있는 여러 폐수에 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 생각된다.
방향족화합물들로 오염되어있는 토양 및 산업폐수를 포함한 각종 시료로부터 phenol에 분해활성이 높은 56균주를 순수분리 하였으며, 이들 분리 균주 중 균체생육과 phenol 분해활성이 가장 높은 균주인 GN13을 선별하였다. 분리균주 GN13은 형태학적, 생리학적 및 생화학적 특성을 조사한 결과 Neisseria 속 세균과 유사한 것으로 판명되어 최종적으로 Neisseria sp. GN13으로 명명하였다. 분리균주 Neisseria sp. GN13의 균체생육 및 phenol 분해를 위한 최적온도와 최적 pH는 각각 $32^{\circ}C$와 7.0였다. 유일 탄소원으로 phenol 1,000 mg/l를 포함하여 최적화된 배지를 사용한 jar-fermentor 배지에서 배양 30시간에 균체생육이 최대에 이르렀으며 배양 27시간째 거의 모든 phenol이 분해되었으며, catechol deoxygenase 활성측정에 의하여 Neisseria sp. GN13은 meta-와 ortho-pathway를 통하여 catechol 분해가 일어났다. Neisseria sp. GN13은 phenol 함유 인공폐수에서의 phenol 분해율은 배양 30시간 만에 97%의 phenol이 분해되는 것으로 나타났으며, 인공폐수에 대한 Neisseria sp. GN13과 활성슬러지 처리구에서의 TOC 제거효율은 각각 83%와 78%였다. 석유화학폐수에 대한 Neisseria sp. GN13의 COD 제거율은 활성슬러지만을 포함한 대조구보다 약 1.3배 높은 효율을 나타내었다. 이러한 결과로 미루어 분리균주 Neisseria sp. GN13은 phenol을 함유하고 있는 여러 폐수에 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 생각된다.
Aromatic hydrocarbons, such as phenol, have been detected frequently in wastewater, soil, and groundwater because of the extensive use of oil products. Bacterial strains (56 isolates) that degraded phenol were isolated from soil and industrial wastewater contaminated with hydrocarbons. GN13, which s...
Aromatic hydrocarbons, such as phenol, have been detected frequently in wastewater, soil, and groundwater because of the extensive use of oil products. Bacterial strains (56 isolates) that degraded phenol were isolated from soil and industrial wastewater contaminated with hydrocarbons. GN13, which showed the best cell growth and phenol degradation, was selected for further analysis. The GN13 isolate was identified as Neisseria sp. based on the results of morphological, physiological, and biochemical taxonomic analyses and designated as Neisseria sp. GN13. The optimum temperature and pH for phenol removal of Neisseria sp. GN13 was $32^{\circ}C$ and 7.0, respectively. The highest cell growth occurred after cultivation for 30 hours in a jar fermentor using optimized medium containing 1,000 mg/l of phenol as the sole carbon source. Phenol was not detected after 27 hours of cultivation. Based on the analysis of catechol dioxygenase, it seemed that catechol was degraded through the meta- and ortho-cleavage pathway. Analysis of the biodegradation of phenol by Neisseria sp. GN13 in artificial wastewater containing phenol showed that the removal rate of phenol was 97% during incubation of 30 hours. The removal rate of total organic carbon (TOC) by Neisseria sp. GN13 and activated sludge was 83% and 78%, respectively. The COD removal rate by Neisseria sp. GN13 from petrochemical wastewater was about 1.3 times higher than that of a control containing only activated sludge.
Aromatic hydrocarbons, such as phenol, have been detected frequently in wastewater, soil, and groundwater because of the extensive use of oil products. Bacterial strains (56 isolates) that degraded phenol were isolated from soil and industrial wastewater contaminated with hydrocarbons. GN13, which showed the best cell growth and phenol degradation, was selected for further analysis. The GN13 isolate was identified as Neisseria sp. based on the results of morphological, physiological, and biochemical taxonomic analyses and designated as Neisseria sp. GN13. The optimum temperature and pH for phenol removal of Neisseria sp. GN13 was $32^{\circ}C$ and 7.0, respectively. The highest cell growth occurred after cultivation for 30 hours in a jar fermentor using optimized medium containing 1,000 mg/l of phenol as the sole carbon source. Phenol was not detected after 27 hours of cultivation. Based on the analysis of catechol dioxygenase, it seemed that catechol was degraded through the meta- and ortho-cleavage pathway. Analysis of the biodegradation of phenol by Neisseria sp. GN13 in artificial wastewater containing phenol showed that the removal rate of phenol was 97% during incubation of 30 hours. The removal rate of total organic carbon (TOC) by Neisseria sp. GN13 and activated sludge was 83% and 78%, respectively. The COD removal rate by Neisseria sp. GN13 from petrochemical wastewater was about 1.3 times higher than that of a control containing only activated sludge.
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문제 정의
본 연구에서는 석유화학폐수에 함유되어 있는 난분해성 물질인 phenol의 효과적인 분해를 위하여 자연계로부터 phenol 분해능이 우수한 미생물을 분리 동정하였으며, 최종 선별된 균주의 분해특성 및 phenol 함유 폐수에 미치는 영향 및 특성에 대하여 조사하였다.
제안 방법
Phenol 분해 균주의 분리는 전국 각지에서 채집한 산업폐수 및 산업폐기물 오염지역의 토양을 균주원 시료로 하여 멸균된 증류수로 연속 희석한 후 희석액을 Luria-Bertani (LB)평판 고체배지에 도말하여 나타난 집락을 분리용 고체 최소배지에 접종하고 phenol을 각각 증기상태로 공급하면서 25℃에서 약 5일간 배양한 후 집락을 관찰하여 자화능이 우수한 균주를 분리하여 1차 선별하였다. 1차 선별된 균주를 phenol 1,000 mg/l 함유된 분리용 액체배지에 접종하여 30℃에서 3일간 배양한 후 phenol 분해능이 우수한 균주를 선별하였다. 분리용 액체 최소배지의 배지 1 l에 포함된 각 성분의 조성과 함량은 NH4Cl 1.
처리효율 시험은 phenol 분해균주 Neisseria sp. GN13 처리구와 기존 현장의 활성슬러지를 대조구로 하여 처리효율 시험을 수행하였다. 두 개의 pilot을 대조구와 실험구로 하여 60시간 동안의 변화를 조사하여 phenol 함유폐수의 연속배양에 의한 분해결과를 Fig.
분리균주 Neisseria sp. GN13을 이용하여 phenol 1,000 mg/l를 유일 탄소원으로 첨가한 액체 최소배지에 배양하여 배양 온도와 초기 pH의 영향에 따른 균체생육 및 phenol 분해능을 조사하였다. 분리균주의 균체 생육 및 phenol 분해능에 미치는 온도의 영향을 조사하기 위하여 10℃부터 40℃까지 조사한 결과(Fig.
분리균주 Neisseria sp. GN13의 배양시간에 따른 phenol 분해능을 조사하기 위하여 jar-fermentor 배양에서 배양 온도와 pH를 최적화된 조건인 32℃와 pH 7.0으로 조절하였으며, phenol 1,000 mg/l이 포함된 배지에서 48시간 배양하였다. 이때 통기량은 1 vvm, 교반속도는 300~400 rpm으로 유지하였다.
시험 전 2일간 활성슬러지를 공폭기하여 석유화학폐수에 충분히 순양하도록 적응기간을 두었고 분리균주 Neisseria sp. GN13의 접종량은 초기 200 mg/l을 투여하고, 안정화 기간 동안 매일 100 mg/l씩 투여하였으며 안정화 이후 50 mg/l을 투여하였다. 석유화학폐수의 처리효율은 활성슬러지와 분리균주 Neisseria sp.
Phenol을 함유한 인공폐수를 처리하기 위하여 실험실 규모의 아크릴 반응조(2 l)를 사용하였으며, 분리균주 Neisseria sp. GN13의 폐수 내 phenol 분해능을 검토하기 위하여 연속실험을 진행하였다. 처리효율 시험은 phenol 분해균주 Neisseria sp.
GN13 처리구와 폭기조내에 존재하는 활성슬러지와 분리균주 Neisseria sp. GN13이 공존할 경우 처리효율을 조사하였으며, 대조구로는 활성슬러지를 사용하였다. 시험 전 2일간 활성슬러지를 공폭기하여 석유화학폐수에 충분히 순양하도록 적응기간을 두었고 분리균주 Neisseria sp.
Phenol 분해 균주의 분리는 전국 각지에서 채집한 산업폐수 및 산업폐기물 오염지역의 토양을 균원 시료로 하여 phenol을 유일 탄소원으로 첨가한 최소 고체배지를 이용하여 56균주를 순수분리 하였으며 이 중 phenol의 분해 활성이 우수한 균주를 선별하였다. 1차 선별은 phenol을 증기상으로 공급하면서 30℃에서 5일간 고체배양 하였을 때 세균 집락 형성능이 뛰어난 균주를 선별하였다.
Phenol 분해 균주의 분리는 전국 각지에서 채집한 산업폐수 및 산업폐기물 오염지역의 토양을 균주원 시료로 하여 멸균된 증류수로 연속 희석한 후 희석액을 Luria-Bertani (LB)평판 고체배지에 도말하여 나타난 집락을 분리용 고체 최소배지에 접종하고 phenol을 각각 증기상태로 공급하면서 25℃에서 약 5일간 배양한 후 집락을 관찰하여 자화능이 우수한 균주를 분리하여 1차 선별하였다. 1차 선별된 균주를 phenol 1,000 mg/l 함유된 분리용 액체배지에 접종하여 30℃에서 3일간 배양한 후 phenol 분해능이 우수한 균주를 선별하였다.
Phenol 함유 폐수 및 석유화학폐수의 처리효율 시험을 위한 실험실 규모의 반응조는 활성오니 공정과 접촉산화식 공정을 병행하여 운전할 수 있도록 설계하였다. 실험실 규모의 장치는 용량 2 l의 투명 아크릴판을 이용하여 제작하였으며, 공기는 반응조의 바닥에 산기석을 설치하고 air blower에 연결하여 폭기 하였다.
Phenol의 함량 변화를 확인하기 위한 phenol 함유 폐수에서의 phenol 정량은 HP-VOC capillary column (90.0 m×530 μm ×3.0 μm)을 장착한 gas chromatograph (HP6890N, Hewlett Packard)로 분석하였다.
균체량은 분리균주의 배양액을 원심분리하여 얻은 균체를 증류수로 2회 세척한 후 105℃에서 8시간 건조시킨 다음 세포건조중량(dry cell weight)으로 측정하였다.
대상폐수의 CODMn (chemical oxygen demand), MLSS (mixed liquor suspended solid)와 TOC (Total organic carbon) 농도 측정은 Standard Method [3]에 준하여 분석하였으며, 용존 TOC (Total organic carbon) 농도는 시료를 12,000 rpm으로 원심분리 한 후 상등액을 Whatman membrane filter(0.45 μm)를 이용하여 cell을 완전히 제거시킨 후 TOC 분석기(TOC-V CPH, Shimazu)로 분석하였다.
분리 균주의 동정을 위하여 형태학적, 생리학적, 생화학적 특성을 조사하였다(Table 1). 분리균주 GN13은 glucose-nutrient agar 배지와 Luria-Bertani 배지에서 생육이 좋았으며, 누르스럼한 색의 집락을 형성하였다.
분리균주의 배양 및 특성조사를 위하여 phenol 1,000 mg/l이 포함된 최소배지(NH4Cl 2.10 g, K2HPO4 4.35 g, KH2PO4 1.70 g, MgSO4·7H2O 0.20 g, MnSO4·4H2O 0.05 g, CaCl2·2H2O 0.03 g, FeSO4·7H2O 0.01 g) 50 ml을 250 ml Erlenmeyer flask에 넣은 후 전배양액을 2.0% (v/v) 되게 접종하고, pH 7.0, 30℃에서 150 rpm으로 72시간 배양하여 분리균주의 배양온도와 초발 pH에 따른 phenol 분해능, 그리고 phenol의 농도에 따른 생육 정도를 검토하였다.
1차 선별은 phenol을 증기상으로 공급하면서 30℃에서 5일간 고체배양 하였을 때 세균 집락 형성능이 뛰어난 균주를 선별하였다. 분리용 액체 최소배지에 첨가한 phenol의 양은 phenol의 용해도, 미생물에 미치는 일반적인 독성과 배지에서의 잔류 정도 등을 고려하여 1,000 mg/l으로 결정하였다[22, 23].
호흡율 조사는 폭기조에서 채취한 시료를 폭기조 내 생물량을 기준으로 이들의 호흡에 영향을 미치는 원인인자를 조사하기 위하여 산소 소모율을 조사하였으며, 단위 시간당 소비되는 산소 농도를 측정하여 폐수에 대한 미생물의 호흡률을 계산하였다. 대상폐수의 CODMn (chemical oxygen demand), MLSS (mixed liquor suspended solid)와 TOC (Total organic carbon) 농도 측정은 Standard Method [3]에 준하여 분석하였으며, 용존 TOC (Total organic carbon) 농도는 시료를 12,000 rpm으로 원심분리 한 후 상등액을 Whatman membrane filter(0.
분리균주 GN13의 형태학적, 생리학적 분석에서 나타난 결과 Neisseria 속 세균과 유사한 것으로 동정되었으며 최종적으로 Neisseria sp. GN13으로 명명하였다.
분리균주 Neisseria sp. GN13의 실제 산업폐수에서의 처리 효율을 조사하기 위하여 석유화학공장에서 채취한 석유화학 폐수를 이용하였다. 석유화학폐수 원폐수의 CODMn값은 4,378 mg/l, 총유기탄소량(TOC)은 5,274 mg/l로 높은 수치를 나타내었으며 MLSS는 2,530 mg/l을 나타내었다.
이들 균주 중 phenol을 공급한 액체 최소배지에서 phenol 분해능과 균체생육이 가장 우수한 균주인 GN13을 최종 선별하여 실험에 이용하였다. 최종 선별된 분리균주 GN13은 석유계 산업폐기물 오염지역의 토양으로부터 분리되었으며, 분리용 액체 최소배지에서의 phenol 분해율은 67%로 나타났다.
이론/모형
2-dioxygenase의 활성은 Hegeman [8]의 방법에 따라 catechol을 기질로 하여 260 nm에서 흡광도를 측정하였다. Catechol 2,3-dioxygenase의 활성은 Nozaki [20]의 방법에 따라 375 nm에서 흡광도를 측정하였다. 효소의 활성은 실온에서 반응액의 흡광도 증가치를 측정하여 분당 cathechol 1 μM을 분해하는 양을 1 unit로 정하였다.
Phenol의 분해율은 modified colorimetric assay [17]법을 사용하여 phenol 농도의 변화를 측정하여 결정하였다. Phenol의 농도는 시료 1 ml에 2 N NH4OH 50 μl와 2% 4-amino-antipyrine 25 μl를 첨가하여 교반한 후 8% K3Fe(CN)6 25 μl를 넣고 원심분리하여 균체를 제거시킨 후 500 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준곡선에서 계산된 방정식에 의하여 500 nm에서의 흡광도를 농도로 환산하여 측정하였다.
분리균주의 형태적, 생리적 그리고 생화학적 특징을 조사한 후 Bergey's manual of determinative bacteriology [21]와 Biochemical tests for the identification of medical bacteria(2nd ed)[16]에 따라서 균주 동정을 실시하였다. 각 균주의 DNA 염기조성(G+C 함량)은 Tamaoka와 Komagata [25]의 방법에 따라 reversed-phase HPLC에 의해 분석하였다. 분리균주는 최소배지에 계대배양하여 보존하였고, 또한 ampoule에 동결 건조하여 보관하였다.
분리균주의 배양액 균체를 0.05 M phosphate buffer (pH 6.8)에 현탁 시킨 후 초음파로 균체를 파쇄한 다음 균체추출물을 조효소로 이용하여 catechol 1.2-dioxygenase의 활성은 Hegeman [8]의 방법에 따라 catechol을 기질로 하여 260 nm에서 흡광도를 측정하였다. Catechol 2,3-dioxygenase의 활성은 Nozaki [20]의 방법에 따라 375 nm에서 흡광도를 측정하였다.
분리균주의 형태적, 생리적 그리고 생화학적 특징을 조사한 후 Bergey's manual of determinative bacteriology [21]와 Biochemical tests for the identification of medical bacteria(2nd ed)[16]에 따라서 균주 동정을 실시하였다.
성능/효과
분리균주 Neisseria sp. GN13 균주의 균체생육, phenol 분해능과 효소활성을 배양시간 별로 측정한 결과(Fig. 3), 균체량 증가에 따라서 phenol의 분해가 잘 일어남을 확인할 수 있었다. Jar–fermentor 배양 시 균체생육은 배양 30시간에서 최대 생육을 나타내었으며, 배양액 내에서의 phenol의 분해능을 조사한 결과 배양 27시간 이후 phenol은 배양액에서 거의 검출되지 않았다.
분리균주 Neisseria sp. GN13의 cathechol oxygenase의 활성을 조사한 결과, catechol 2,3-dioxygenase의 활성이 높게 나타나 주로 meta-pathway를 통하여 catechol이 분해되는 것으로 생각되며, catechol 1,2-dioxygenase의 활성도 나타내어 ortho-pathway에 의해서도 일부 분해되는 것으로 생각된다. 주 분해효소인 catechol 2,3-dioxygenase의 specific enzyme activity은 배양 27시간째 가장 높은 활성(432.
Bitzi 등[4]은 여러 가지 미생물이 함께 존재할 경우 미생물간 발생하는 상호경쟁이 발생할 수 있다고 보고되었으나, 분리균주 Neisseria sp. GN13의 경우 활성슬러지에 같이 혼합하여 투입 하더라도 서로 저해하지 않고 석유화학폐수를 효과적으로 처리하는 것으로 나타났다.
즉 분리균주 Neisseria sp. GN13의 첨가는 TOC의 감소보다는 COD 제거에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 이는 대부분의 탄소원은 활성슬러지에 포함되어있는 미생물에 의해 분해되어 분리균주 Neisseria sp.
이는 phenol 분해 시 미생물의 활발한 증식활동에 의하여 생산되는 대사산물, 즉 유기산의 영향에 기인하는 것으로 생각 된다. TOC 제거 효율은 대조구와 분리균주 처리구에서 배양 60 시간째 각각 78%와 83% 제거되었으며, 대조구와 처리구에서 큰 차이는 나타나지 않았다.
3 unit/g·cell)을 나타내었다. 단위 중량의 균체에 대한 catechol 2,3-dioxygenase의 specific enzyme activity은 균체의 증식과 함께 증가하는 양상을 보였으며 균체 증식이 활발한 대수증식기에 가장 높게 나타났고, phenol이 소모 되었을 때는 효소활성이 급격히 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.
또한 phenol 함유 폐수내의 phenol 함량 감소를 확인하기 위하여 배양 0, 10, 20, 30과 40 시간의 배양액으로부터 phenol을 추출하여 gas chromatograph로 검출한 결과 배양시간이 경과함에 따라 phenol 함량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다(data not shown). 시험기간 동안 pH는 감소하기 시작하여 처리가 끝난 후 약산성 영역으로 유지되었다.
분리균주의 G+C mole 함량은 52%로 나타났다. 분리균주 GN13의 형태학적, 생리학적 분석에서 나타난 결과 Neisseria 속 세균과 유사한 것으로 동정되었으며 최종적으로 Neisseria sp. GN13으로 명명하였다.
GN13을 이용하여 phenol 1,000 mg/l를 유일 탄소원으로 첨가한 액체 최소배지에 배양하여 배양 온도와 초기 pH의 영향에 따른 균체생육 및 phenol 분해능을 조사하였다. 분리균주의 균체 생육 및 phenol 분해능에 미치는 온도의 영향을 조사하기 위하여 10℃부터 40℃까지 조사한 결과(Fig. 1), 32℃에서 균체생육과 phenol 분해능이 가장 높게 나타났으며, 20℃ 이하의 저온에서는 균체생육 및 phenol 분해능이 거의 나타나지 않았다. 이와 같은 결과는 방향족화합물의 경우 낮은 온도는 탄화수소의 물리적 성질을 결정하는 주된 요인으로 작용하기 때문에 20℃ 이하의 낮은 온도에서 미생물의 탄화수소 분해속도는 급격히 감소한다는 보고[22]와 일치하였으며, 또한 분리균주의 균체생육과 phenol 분해능은 상관관계가 매우 높은 것으로 나타났다.
GN13의 실제 산업폐수에서의 처리 효율을 조사하기 위하여 석유화학공장에서 채취한 석유화학 폐수를 이용하였다. 석유화학폐수 원폐수의 CODMn값은 4,378 mg/l, 총유기탄소량(TOC)은 5,274 mg/l로 높은 수치를 나타내었으며 MLSS는 2,530 mg/l을 나타내었다. 석유화학폐수를 대상으로 폐수가 활성슬러지에 미치는 영향을 조사하기 위하여 폐수의 희석농도에 대한 활성슬러지의 호흡율을 조사한 결과 Table 2와 같다.
석유화학폐수에 대한 활성슬러지 처리구에서 유출수의 pH는 7.04~7.48의 비교적 안정적인 pH 범위를 나타내었고 활성 슬러지 처리기간 동안의 MLSS 농도는 2,131~2,640 mg/l의 범위를 나타내었으며, 유출수의 COD 농도는 1,619 mg/l로 63%의 제거효율을 나타내었다.
이들 균주 중 phenol을 공급한 액체 최소배지에서 phenol 분해능과 균체생육이 가장 우수한 균주인 GN13을 최종 선별하여 실험에 이용하였다. 최종 선별된 분리균주 GN13은 석유계 산업폐기물 오염지역의 토양으로부터 분리되었으며, 분리용 액체 최소배지에서의 phenol 분해율은 67%로 나타났다.
이러한 결과는 활성슬러지에 분리균주가 추가로 투입되어 미생물 개체군 증가 및 미생물 증식으로 인하여 MLSS 농도가 증가한 것으로 생각된다. 혼합처리구에서의 COD 농도는 700 mg/l로 84%의 제거효율을 나타내어 활성슬러지만을 사용하였을 때 보다 약 1.3배 증가하였다.
석유화학폐수를 대상으로 폐수가 활성슬러지에 미치는 영향을 조사하기 위하여 폐수의 희석농도에 대한 활성슬러지의 호흡율을 조사한 결과 Table 2와 같다. 활성슬러지의 호흡율은 기질이 완전히 제거된 내생호흡율과 각 농도에서 활성슬러지의 산소 소비율의 비로 나타내었으며, 그 결과 석유화학폐수의 경우 생물학적 처리가 가능한 것으로 판단되었다.
후속연구
난분해성 방향족물질인 phenol의 분해균주로 개발된 Neisseria sp. GN13은 안정성 연구와 현장적응 과정을 거쳐 사용할 경우 phenol 함유 폐수에 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 생각되며, 또한 석유화학 산업폐수의 효율적인 생물학적 처리를 위하여, 다른 석유계화합물 분해 미생물과 함께 복합미생물제제화 연구가 수반 되어야 할 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
Phenol계 화합물은 미생물에 의해 어떻게 분해됩니까?
Phenol계 화합물은 미생물에 의하여 중간대사산물인 catechol로 hydroxylation되고 효소에 의하여 aromatic ring이 분열되어 succinate와 acetyl-CoA로 되는 ortho-pathway와 acetaldehyde와 pyruvic acid로 분해되는 meta-pathway에 의하여 분해된다[1, 19, 24].
페놀 처리에 생물학적 처리방법을 사용할 때 장점은?
난분해성 유독화학물질인 phenol을 처리함에 있어 미생물을 이용한 생명공학기술은 물리 화학적 방법보다 경제적이고 효율적이며, 2차 오염의 염려가 없고 보다 광역적으로 사용할 수 있는 장점이 있다. 실제로 자연계에 널리 존재하는 다양한 미생물이 갖는 물질분해 및 변환기능을 이용할 경우 대부분의 유해화합물을 무독화 할 수 있다.
phenol계 염소화합물을 분해할 수 있는 균주는 무엇이 있습니까?
폐수로부터 phenol계 염소화합물의 제거는 화학적 산화, 용매추출, 활성탄에 의한 흡착 등으로 이루어진다. 그러나 최근에 생물학적 처리방법이 더욱 중요하게 인식되어 phenol계 염소화합물을 분해할 수 있는 균주로는 Rhodococcus, Mycobacterium, Flavobacterium, Rhodococcus chlorophenolicus, Pseudomonas putida, Pseudomonas pikettii, Cryptococcus elinovi와 Phanerochaete chrysosporium 등이 알려져 있다[2, 7, 11]
참고문헌 (25)
Aldrich, T. L., Frantz, B., Gill, J. F., Kilbane, J. J. and Chakrabarty, A. M. 1987. Cloning and complete nucleotide sequence determination of the cat B gene encoding cis, cis-muconate lactonizing enzyme. Gene 52, 185-195.
Apajalahti, J. H. A. and Salkinoja-Salonen, M. S. 1986. Degradation of polychlorinated phenols by Rhedococcus chlorophenolicus. Appl Microbiol Biotechnol 25, 62-67.
APHA, AWWA, and WEF. 1992. Standard methods for the examination of water and wastewater. 18th eds., APHA, Washington
Bitzi, U., Egli, T. and Hammer, G. 1991. The biodegradation of mixtures of organic solvents by mixed and monocultures of bacteria. Biotechnol Bioeng 37, 1037-1042.
Gibson, J. M., Thomas, P. S., Barker, J. L., Chandran, S. S., Harrup, M. K., Draths, K. M. and Frost, J. W. 2001. Benzenefree synthesis of phenol. Angew Chem Int 40, 1945-1948.
Gordon, A. H. and Compbell, W. R. 1975. Substrate inhibition kinetics ; phenol degradation by Pseudomonas putida. Biotech Bioeng 17, 1599-1615.
Hegeman, G. D. 1966. Synthesis of the enzymes of the mandelate pathway by Pseudomonas putida : I. Synthesis of the enzymes by the wild type. J Bacteriol 91, 1140-1154.
Hinteregger, C., Laitner, R., Loidl, M., Ferschl, A. and Streichsbier, F. 1992. Degradation of phenol and phenolic compounds by Pseudomonas putida EKII. Appl Microbiol Biotechnol 37, 252-259.
Japanese Sewage Works Association. 1984. Methods for Sewage Analysis Japanese Sewage Works Association. Tokyo, Japan
Kiyohara, H., Hatta, T., Ogawa , Y., Kakuda, T., Yokoyama, H. and Takizawa, N. 1992. Isolation of Pseudomonas pikettii that degrade 2,4,6-trichlorophenol and their dechlorination of chlrorophenols. Appl Environ Microbiol 58, 1276-1283.
Ko, Y. H., Ha, I. H. and Bae, K. S. 1988. Iolation and Characterization of a Naphtalene Degrading Strain, Pseudomonas putida N3. Korean J Appl Microbiol Biotechnol 16, 199-204.
Lee, C. H., Oh, H. M., Kwon, T. J., Kwon, G. S., Lee, S. G., Suh, H. H. and Yoon, B. D. 1994. Isolation and Characterization of a Phenol-Degrading Strain, Acinetobacter sp. GEM2. Korean J Appl Microbiol Biotechnol 22, 692-699.
Leisinger, T., Cook, A. M., Hutter, R. and Nuesch, J. 1981. Microbial degradation of xenobiotics and recalcitrant compounds. Academic Press. Zurich.
Li, J. K. and Humphrey, A. E. 1989. Kinetics and fluorometric behaviour of a phenol fermentation. Biotechnol Lett 11, 177-182.
Nordlund, J. and Shingler, V. 1990. Nucleotide sequence of the meta-clevage pathway enzyme 2-hydroxymucoic semialdehyde dehydrogenase and 2-hydroxymuconic semialdehyde hydrolase from Psedomonas CF600. Biochem Biophys 1049, 227-320.
Nozaki, M. 1970. Metapyrocatechase (Pseudomanas), Methods in enzymology 17A. Academic Press, New York.
Peter, H. A. S., Nicholas, S. M., Sharpe, M. E. and Holt, J. F. 1986. Bergey's manual of systematic bacteriology, Williams and Wikins Co., Baltimore, Maryland.
Rand, G. H. and Petrocell, S. R. 1985. Fundamentals of aquatic toxicology. Hemisphere Publishing Company. Washington.
Sariaslami, F. S. 2007. Development of a combined biological and chemical process for production of industrial aromatics from renewable resources. Annu Rev Microbiol 61, 51-69.
Shingler, V., Powlowski, J. and Marklund, U. 1992. Nucleotide sequence and functional analysis of complete phenol 3,4-dimethylphenol catabolic pathway of Pseudomonas sp. strain CF600. J Bacteriol 174, 711-724.
Tamaoka, K. and Komagata, K. 1984. Determination of DNA base composition by reversed-phase high-performance liquid chromatography. FEMS Microbiol Lett 25, 125-128.
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