KURT 지하심부 지하수 내 토착 금속환원미생물의 종 다양성 및 철/망간의 환원과 생광물화작용 Characterization of Microbial Diversity of Metal-Reducing Bacteria Enriched from Groundwater and Reduction/Biomineralization of Iron and Manganese원문보기
이 연구의 목적은 KURT(KAERI underground research tunnel) 지하수 내에 금속이온을 환원시키는 미생물의 존재 여부를 확인하고 배양하여, 이들의 활동에 따른 철과 망간 환원의 관찰과 환원물의 광물학적 특성을 연구함으로써, 금속환원미생물에 의한 산화상태로 존재하는 철과 망간의 환원과 광물 상전이 가능성을 확인하는 것이다. KURT 지하수 내 금속을 환원하는 미생물은 전자공여체로 포도당, 초산, 젖산, 개미산, 피루브산을, 전자수용체로 Fe(III)-citrate를 사용하여 농화배양 하였으며, 16S rRNA 분석을 통해 종 다양성을 확인하였다. 농화배양된 금속환원미생물에 의한 철과 망간의 환원과 생광물화작용을 알아보기 위해 전자공여체로 포도당, 초산, 젖산, 개미산, 피루브산을, 전자수용체로 철수산화물인 아카가나이트(akaganeite, ${\beta}$-FeOOH)와 망간산화물(manganese oxide, ${\lambda}-MnO_2$)을 이용하여 금속환원 실험을 실시하였다. 미생물 활동에 의해 형성된 환원물의 광물학적 특성은 SEM, EDX, XRD 분석을 통해 확인되었다. 연구 결과 KURT 지하수에서 금속을 환원하는 혐기성 미생물로는 Fusibacter, Desulfuromonas, Actinobacteria, Pseudomonas sp. 등이 확인되었고, 이 미생물들은 체외에서 철과 망간을 환원하여 이들 광물의 상전이를 확인하였다. 철(Fe)은 $Fe^{3+}$을 포함한 아카가나이트(${\beta}$-FeOOH)에서 $Fe^{2+}/Fe^{3+}$를 포함한 자철석($Fe_3O_4$)으로 환원되었고, 망간(Mn)은 $Mn^{4+}$를 포함한 망간산화물(${\lambda}-MnO_2$)에서 $Mn^{2+}$을 포함한 능망간석($MnCO_3$)으로 환원되었다. 이러한 지하 140 m의 KURT 지하수에서 서식하는 미생물들에 의해 철과 망간이 환원됨은 다른 중금속과 핵종원소의 환원 가능한 환경이 조성되었을 뿐 만 아니라, 미생물에 의하여 환원된 철의 재산화에 의해서도 주변 핵종원소가 환원될 수 있음을 의미한다. 따라서 이러한 직 간접적인 산화-환원 반응에 의해 KURT 지하수 내에서는 금속환원미생물들이 유해금속물질을 침전시켜 이동성을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 고준위 폐기물에서 유해물질의 유출시 핵물질의 확산을 막는데 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.
이 연구의 목적은 KURT(KAERI underground research tunnel) 지하수 내에 금속이온을 환원시키는 미생물의 존재 여부를 확인하고 배양하여, 이들의 활동에 따른 철과 망간 환원의 관찰과 환원물의 광물학적 특성을 연구함으로써, 금속환원미생물에 의한 산화상태로 존재하는 철과 망간의 환원과 광물 상전이 가능성을 확인하는 것이다. KURT 지하수 내 금속을 환원하는 미생물은 전자공여체로 포도당, 초산, 젖산, 개미산, 피루브산을, 전자수용체로 Fe(III)-citrate를 사용하여 농화배양 하였으며, 16S rRNA 분석을 통해 종 다양성을 확인하였다. 농화배양된 금속환원미생물에 의한 철과 망간의 환원과 생광물화작용을 알아보기 위해 전자공여체로 포도당, 초산, 젖산, 개미산, 피루브산을, 전자수용체로 철수산화물인 아카가나이트(akaganeite, ${\beta}$-FeOOH)와 망간산화물(manganese oxide, ${\lambda}-MnO_2$)을 이용하여 금속환원 실험을 실시하였다. 미생물 활동에 의해 형성된 환원물의 광물학적 특성은 SEM, EDX, XRD 분석을 통해 확인되었다. 연구 결과 KURT 지하수에서 금속을 환원하는 혐기성 미생물로는 Fusibacter, Desulfuromonas, Actinobacteria, Pseudomonas sp. 등이 확인되었고, 이 미생물들은 체외에서 철과 망간을 환원하여 이들 광물의 상전이를 확인하였다. 철(Fe)은 $Fe^{3+}$을 포함한 아카가나이트(${\beta}$-FeOOH)에서 $Fe^{2+}/Fe^{3+}$를 포함한 자철석($Fe_3O_4$)으로 환원되었고, 망간(Mn)은 $Mn^{4+}$를 포함한 망간산화물(${\lambda}-MnO_2$)에서 $Mn^{2+}$을 포함한 능망간석($MnCO_3$)으로 환원되었다. 이러한 지하 140 m의 KURT 지하수에서 서식하는 미생물들에 의해 철과 망간이 환원됨은 다른 중금속과 핵종원소의 환원 가능한 환경이 조성되었을 뿐 만 아니라, 미생물에 의하여 환원된 철의 재산화에 의해서도 주변 핵종원소가 환원될 수 있음을 의미한다. 따라서 이러한 직 간접적인 산화-환원 반응에 의해 KURT 지하수 내에서는 금속환원미생물들이 유해금속물질을 침전시켜 이동성을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 고준위 폐기물에서 유해물질의 유출시 핵물질의 확산을 막는데 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.
The purposes of this research were to investigate the enrichment of metal-reducing bacteria from KURT groundwater and the identification of the microbial diversity by 16S rRNA as well as to examine microbial Fe(III)/Mn(IV) reduction and to analyze morphological features of interactions between micro...
The purposes of this research were to investigate the enrichment of metal-reducing bacteria from KURT groundwater and the identification of the microbial diversity by 16S rRNA as well as to examine microbial Fe(III)/Mn(IV) reduction and to analyze morphological features of interactions between microbes and precipitates and their mineralogical composition. To cultivate metal-reducing bacteria from groundwater sampled at the KURT in S. Korea, different electron donors such as glucose, acetate, lactate, formate, pyruvate and Fe(III)-citrate as an electron accepter were added into growth media. The enriched culture was identified by 16S rRNA gene sequence analysis for the diversity of microbial species. The effect of electron donors (i.e., glucose, acetate, lactate, formate, pyruvate) and electron acceptors (i.e., akaganeite, manganese oxide) on microbial iron/manganese reduction and biomineralization were examined using the 1st enriched culture, respectively. SEM, EDX, and XRD analyses were used to determine morphological features, chemical composition of microbes and mineralogical characteristics of the iron and manganese minerals. Based on 16S rRNA gene analysis, the four species, Fusibacter, Desulfuromonas, Actinobacteria, Pseudomonas sp., from KURT groundwater were identified as anaerobic metal reducers and these microbes precipitated metals outside of cells in common. XRD and EDX analyses showed that Fe(III)-containing mineral, akaganeite (${\beta}$-FeOOH), reduced into Fe(II)/Fe(III)-containing magnetite ($Fe_3O_4$) and Mn(IV)-containing manganese oxide (${\lambda}-MnO_2$) into Mn(II)-containing rhodochrosite ($MnCO_3$) by the microbes. These results implicate that microbial metabolism and respiratory activities under anaerobic condition result in reduction and biomineralization of iron and manganese minerals. Therefore, the microbes cultivated from groundwater in KURT might play a major role to reduce various metals from highly toxic, mobile to less toxic, immobile.
The purposes of this research were to investigate the enrichment of metal-reducing bacteria from KURT groundwater and the identification of the microbial diversity by 16S rRNA as well as to examine microbial Fe(III)/Mn(IV) reduction and to analyze morphological features of interactions between microbes and precipitates and their mineralogical composition. To cultivate metal-reducing bacteria from groundwater sampled at the KURT in S. Korea, different electron donors such as glucose, acetate, lactate, formate, pyruvate and Fe(III)-citrate as an electron accepter were added into growth media. The enriched culture was identified by 16S rRNA gene sequence analysis for the diversity of microbial species. The effect of electron donors (i.e., glucose, acetate, lactate, formate, pyruvate) and electron acceptors (i.e., akaganeite, manganese oxide) on microbial iron/manganese reduction and biomineralization were examined using the 1st enriched culture, respectively. SEM, EDX, and XRD analyses were used to determine morphological features, chemical composition of microbes and mineralogical characteristics of the iron and manganese minerals. Based on 16S rRNA gene analysis, the four species, Fusibacter, Desulfuromonas, Actinobacteria, Pseudomonas sp., from KURT groundwater were identified as anaerobic metal reducers and these microbes precipitated metals outside of cells in common. XRD and EDX analyses showed that Fe(III)-containing mineral, akaganeite (${\beta}$-FeOOH), reduced into Fe(II)/Fe(III)-containing magnetite ($Fe_3O_4$) and Mn(IV)-containing manganese oxide (${\lambda}-MnO_2$) into Mn(II)-containing rhodochrosite ($MnCO_3$) by the microbes. These results implicate that microbial metabolism and respiratory activities under anaerobic condition result in reduction and biomineralization of iron and manganese minerals. Therefore, the microbes cultivated from groundwater in KURT might play a major role to reduce various metals from highly toxic, mobile to less toxic, immobile.
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문제 정의
그러므로 본 연구에서는 KURT 지하수 내에 서식하는 토착 혐기성 금속환원미생물의 종 다양성을 확인하고, 이러한 미생물이 다양한 전자공여체를 통해 배양되는 경우 산화· 환원 환경에 민감한 철(Fe3+)과 망간(Mn4+)의 환원 및 생광물화작용에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
제안 방법
이 PCR 산물은 다시 GC clamp가 붙은 primer를 이용하여 증폭한 후에 DGGE를 실시하였다. DGGE상의 band를 추출하여 sequence 분석을 수행하였다.
후)편상화강암을">편상 화강암을 관입한 상태로 산출된다(Lee and Baik, 2007). KURT 지하수 내에 존재하는 금속환원미생물을 농화배양하고 미생물의 종 다양성을 분석하기 위하여 KURT 내 지하 약 140 m 부근의 지하심부 단열대를 따라 흐르고 있는 지하수를 채수하였다. 지하수는
후)증폭 과정을">증폭과정을 35회 반복하였고 최종 신장은 5분간 실시하였다. PCR 증폭 산물은 1% Agarose gel electrophrosis 과정을 수행한 뒤 ethidium bromide에 염색 한 뒤 PCR 산물의 생성여부를 확인하였다. 이 PCR 산물은 다시 GC clamp가 붙은 primer를 이용하여 증폭한 후에 DGGE를 실시하였다.
후)세 균의">세균의 16S rRNA의 일부를 PCR로 증폭했다. PCR은 94℃에서 5분간 초기 변성화 시킨 후 95℃에서 1분간 변성, 50℃에서 1분간 부착, 72℃에서 증폭과정을 35회 반복하였고 최종 신장은 5분간 실시하였다. PCR
후)광물 조성,">광물조성, 입자의 모양 및 크기를 관찰하기 위해 주사전자현미경(이하 SEM-EDX, scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy) 분석을 실시하였다. SEM-EDX 분석은 건조된 침전물을 이용하였으며, FE-SEM으로 Hitachi사제 S-4700을 이용하였고 가속전압은 15 kV로 분석하였다.
후)금속환원">금속환원 실험은 미생물 성장배지에 전자공여체로 10 mM의 포도당, 초산, 젖산, 개미산, 피루브산을 주입하고 전자수용체로 40 mM의 아카가나이트와 30 mM의 망간산화물을 각각 주입한 후 농화배양된 미생물 3 mL를 첨가하여 25℃ 온도로 고정된 진탕배양기(shaking incubator)에서 배양시키며 한 달 동안 진행하였다. 또한 각각의 조건에서의 실험은 미생물을 주입하지 않은 대조군을 두어 미생물학적 반응 여부를 비교하였다.
후)금속환원 미생물에">금속환원미생물에 의해 형성된 철산화물과 망간산화물의 환원물은 광물 동정을 위해 X-선 회절분석(이하, XRD, X-ray diffraction)을 실시하였다. 일정량의 시료를 채취하여 플라스틱 튜브(conical tube)에 넣고 2000 rpm에서 3분간 원심분리를 하였다.
후)금속환원 미생물의">금속환원미생물의 1차 농화배양에서 전자수용체로 사용된 Fe(III)-citrate가 이온상태의 Fe3+에 의해 노란색을 띠고 있지만 환원되면서 무색으로 변하는 것을 관찰하였다. 이를 통해 KURT 지하수 내에 금속을 환원시키는 미생물이 존재함을 확인하였다.
후)농화배양된">농화배양 된 미생물의 유전자 염기서열을 비교분석하여 미생물 종 다양성을 알아보기 위하여 16S rRNA 분석을 실시하였다. 약 2 L의 지하수 시료를 0.
후)25℃온도로">25℃ 온도로 고정된 진탕배양기(shaking incubator)에서 배양시키며 한 달 동안 진행하였다. 또한 각각의 조건에서의 실험은 미생물을 주입하지 않은 대조군을 두어 미생물학적 반응 여부를 비교하였다.
후)회절 분석은">회절분석은 Rigaku사제 Dmax 1200을 이용하였으며, Cu-Kα 타겟과 Ni-필터를 사용하여 전압 40 kV, 전류 20 mA로 분석하였다. 또한 환원물의 광물조성, 입자의 모양 및 크기를 관찰하기 위해 주사전자현미경(이하 SEM-EDX, scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy) 분석을 실시하였다. SEM-EDX 분석은 건조된 침전물을 이용하였으며, FE-SEM으로 Hitachi사제 S-4700을 이용하였고 가속전압은 15 kV로 분석하였다.
후)이온화되어있는">이온화 되어있는 Cl− 등을 제거시키기 위해 세척 과정을 3회 반복하였다. 세척된 침전물 시료에 알코올을 약간 섞어 혼합한 뒤 피펫에이드(pipet aid)를 이용하여 시료를 한 방울씩 유리판(slide glass)에 떨어뜨리고 질소(N2)를 이용하여 건조하여 XRD 분석을 실시하였다. X-선
시료가 손실되지 않게 상층액을 조심히 버리고 이온화 되어있는 Cl− 등을 제거시키기 위해 세척 과정을 3회 반복하였다.
약 2 L의 지하수 시료를 0.22 µm filter를 통한 미생물 회수법을 이용하여 균체를 확보하였다.
후)생성 여부를">생성여부를 확인하였다. 이 PCR 산물은 다시 GC clamp가 붙은 primer를 이용하여 증폭한 후에 DGGE를 실시하였다. DGGE상의 band를 추출하여 sequence 분석을 수행하였다.
후)이미생물을">이 미생물을 이용하여 철과 망간의 환원실험을 진행하였다.
후)주사 바늘(21G)을">주사바늘(21G)을 이용하여 pH = 7이 될 때까지 중력의 힘만으로 떨어뜨리면서 적정을 하였다. 적정 후 침전된 갈색의 침전물을 원심분리기를 이용하여 전해질 용액을 3회에 걸쳐 증류수로 씻은 후 수확하여 전자수용체로 이용하였다. 망간산화물은 2 L 플라스크에 KMnO4(20 mM)를 1 L 넣고 stir bar를 돌리면서 MnCl2(30 mM)를 500 mL까지 천천히
제조된">(thioctic). 제조된 성장배지는 혐기성 환경을 만들어주기 위해 질소로 충전하면서 125 mL 배지병(serum bottle)에 100 mL씩 옮겨 담은 후 고압멸균기(autoclave)를 이용하여 121o C 온도와 1.2 kgf/cm2의 압력 조건에서 멸균하였다. 이때
대상 데이터
KURT 지하수 내 금속환원미생물에 의한 철과 망간의 환원 및 생광물화작용 연구를 위하여 전자공여체는 미생물의 에너지원이 되는 포도당, 초산, 젖산, 개미산, 피루브산을 이용하였다. 그리고 미생물의 활동으로 인한 금속의 환원과 생광물화작용 연구를 위한 전자수용체로는 철수산화물인
KURT 지하수 내 존재하는 금속환원미생물은 100 mL 의 미생물 성장 배지에 전자수용체로 10 mM의 Fe(III)-citrate를 주입하고 전자공여체로 10 mM의 초산(acetate, C2H3O2), 포도당 (glucose, C6H12O6), 젖산(lactate, C3H6O3), 개미산 (formate, CH2O2), 피루브산(pyruvate, C3H4O3)을 각각 주입한 후, KURT 지하수 3 mL를 주입하여 상온·상압의 조건에서 농화배양하였다.
그리고 미생물의 활동으로 인한 금속의 환원과 생광물화작용 연구를 위한 전자수용체로는 철수산화물인 아카가나이트 (β-FeOOH)와 망간 산화물(λ-MnO2)을 실험에 이용하였다.
실험용 지하수는 pH가 8.5정도로 약 알칼리이며 Eh는 약 −80 mV의 약환원성 물이다.
이론/모형
22 µm filter를 통한 미생물 회수법을 이용하여 균체를 확보하였다. 이렇게 확보된 균체를 포함한 filter를 N2-Grinding법을 통하여 DNA(RNA) 추출ㆍ정제하였다. 분리한 균의 1 µl tamplate DNA와 1 µl 10 pmol eubacteral universal primer 27F (5'-AGA GTT TGA TCM TGG CTC AG-3'), 1492R (5'-TAC GGY TAC CTT GTT ACG ACT T-3') 0.
성능/효과
, 2003). 5종류의 전자공여체를 이용하여 실험한 결과, 미생물을 주입하지 않은 대조군에서는 변화가 관찰되지 않았지만, 젖산과 개미산을 사용한 경우에는 아카가나이트가 갈색에서 검정색으로의 색변화를 나타냈으며 이를 통해 미생물에 의해 활발한 환원작용이 일어났음을 알 수 있었다(Fig. 2A). 형성된 검은색의 침전물을 SEM 분석을 통해 관찰한 결과, 전자공여체로 젖산을 이용한 배지 내에는 약 1~2 µm 크기의
이를 통해 KURT 지하수 내에 금속을 환원시키는 미생물이 존재함을 확인하였다. KURT 지하수에서 배양된 미생물의 종 다양성을 확인하기 위해 16S rRNA 분석한 결과, 미생물은 크게 4가지의 주요 미생물로 구성되어 있었다(Fig. 1). 모든 성장배지에서 확인된
SEM 분석 결과, 피루브산을 이용하여 성장한 미생물은 크기 약 1.5 µm로 막대모양을 가지고 있으며 미생물 표면과 체외 주변에서 망간(Mn)과 산소(O)로 구성된 침전물이 관찰되었다(Fig. 6).
후)금속환원 미생물이">금속환원미생물이 모든 전자공여체를 이용하여 Mn4+ 인 망간산화물(λ-MnO2)을 환원하여 Mn2+인 능망간석(MnCO3)을 형성하였다. 그러므로 지하 140 m의 KURT 지하수에서 서식하는 미생물의 활동에 의해 Fe과 Mn이 환원될 수 있음을 확인하였으며 이를 통해 대부분의 다른 중금속과 핵종원소의 환원에도 영향을 미칠 수 있음을 시사했다. 특히 철은 산화환원에 민감한 전이금속 원소가 미생물에 의해 환원되더라도 주변 환경에 의해 다시
모든 성장배지에서 확인된 미생물 종은 Pseudomonas 종과 Desulfuromonas 종이다.
반면 뚜렷한 색변화를 보인 젖산과 개미산을 이용한 경우에는 아카가나이트 피크가 사라지고 자철석 피크가 확인됨으로써 아카가나이트(β-FeOOH)의 Fe3+가 환원되어 Fe2+와 Fe3+로 구성된 자철석(Fe3O4)으로 광물상전이가 일어났음을 확인하였다(Fig. 5).
후)이온 상태의">이온상태의 Fe3+에 의해 노란색을 띠고 있지만 환원되면서 무색으로 변하는 것을 관찰하였다. 이를 통해 KURT 지하수 내에 금속을 환원시키는 미생물이 존재함을 확인하였다. KURT 지하수에서 배양된 미생물의
전자공여체로 개미산을 이용한 배지 내에서도 약 1.5~2.5 µm로 긴 막대모양을 가지는 미생물과 주변에 철과 산소로 구성된 침전물들이 존재함을 확인하였다(Fig. 4).
전자수용체로">2008). 전자수용체로 망간산화물을 이용하여 5종의 전자공여체를 주입한 후 미생물을 배양한 결과, 모든 실험 조건에서 침전물의 어두운 갈색이 점점 옅어지면서 회색으로 변하는 색변화를 나타냈다(Fig. 2B). 미생물을 주입하지 않은 대조군에서는 아무 변화가 관찰되지 않았다.
전자수용체로 아카가나이트를 이용한 경우에는 전자공여체로 젖산과 개미산을 이용한 경우에만 검은색의 환원물이 미생물 체외에 형성되었으며, 이는 Fe3+인 아카가나이트(β-FeOOH)가 Fe2+와 Fe3+ 혼합광물인 자철석(Fe3O4)으로 환원된 것으로 나타났다.
전자현미경 관찰을 통해 두 실험조건에서 공통적으로 철과 산소로 구성된 수 십 나노미터 크기의 광물들이 미생물 체외에 침전된 것으로 확인되었으나 미생물은 모양과 크기가 다른 것으로 보아 전자공여체의 영향으로 성장에 유리한 다른 종류의 미생물이 성장하여 철 환원에 관여한 것으로 판단되었다.
정확한 광물 동정을 위해 XRD 분석을 실시한 결과, 모든 실험군에서 Mn4+ 상태인 망간산화물(λ-MnO2)이 Mn2+상태인 능망간석(MnCO3) 으로 환원되었음을 확인하였다(Fig. 9).
후)높이는 데">높이는데 도움이 된다. 종 분석 결과, KURT 지하수 내에는 다양한 미생물이 존재하고 있음을 확인하였으며, 전자수용체는 Fe(III)-citrate로 모두 동일하나 전자공여체의 종류가 달라짐에 따라 생존하는 미생물의 종 또한 달라짐을 확인하였다.
후)값이다 (Lloyd,">값이다(Lloyd, 2003). 즉 미생물의 활동에 의해 철 환원이 일어났다면 철보다 높은 Eh에서 환원이 일어나는 우라늄(U, 약 0.08 V), 테크네튬(Tc, 약 0.4 V), 플루토늄(Pu, 약 0.64 V), 넵투늄(Np, 약 0.4 V)과 같은 원소들이 환원될 수 있는 환경이 이미 조성되었음을 알 수 있다(Fig. 10). 따라서 철 환원 미생물을 이용하여 직접적으로 핵종원소를 환원시키지 않더라도
후)철환원에">철 환원에 관여한 것으로 판단되었다. 침전물의 정확한 광물동정을 위해 XRD 분석을 실시한 결과, 전자공여체로 초산과 포도당을 이용한 경우에는 아카가나이트의 변화가 관찰되지 않았고 피루브산을 이용한 경우에는 아카가나이트 피크가 사라지고 비정질의 철산화물로 판단되는 침전물이 형성된 것으로 나타났다. 반면 뚜렷한
형성된 검은색의 침전물을 SEM 분석을 통해 관찰한 결과, 전자공여체로 젖산을 이용한 배지 내에는 약 1~2 µm 크기의 막대모양을 가지는 미생물과 주변에 구형의 침전물들이 존재함을 확인하였다.
후속연구
또한 우라늄이나 플루토늄과 같은 핵종원소보다 상대적으로 낮은 Eh에서 환원이 되는 철과 망간의 환원은 미생물의 활동에 의해 우라늄 및 플루토늄과 같은 핵종원소도 환원될 수 있는 환경이 조성됨을 지시한다. 그러므로 KURT 지하수 내에서 금속환원 미생물들이 유해금속물질을 침전시켜 이동성을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 고준위 폐기물에서 유해물질의 유출시 핵물질의 확산을 막는데 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.
다만">11). 다만 최근 연구에서 지하심부의 토착 미생물들이 주변에 존재하는 광물에 따라 특정 원소와의 강한 선택적 반응에 의해 반응 속도나 효과에 영향을 받는 것으로 확인됨 으로써(Lee et al., 2010), 지하심부 환경에서의 미생 물-광물-용존원소 간의 상호작용에 대한 지화학적 거동 특성을 이해하기 위해서는 앞으로도 더 다양한 원소와 배양조건에서의 연구가 수행되어야 할 필요가 있다.
, 2010). 따라서 향후 국내 방사성 폐기물 처분에 있어서 핵종에 대한 생지화학적 작용을 이해하고 미생물을 이용한 효과적인 생물학적 처리를 위해서는 원소의 종류에 따른 금속환원미생물의 환원 특성 규명이 우선시 되어야 할 것이다. 그러므로 본 연구에서는 KURT 지하수
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
고준위폐기물처분장은 어디에 만들어지는가?
고준위폐기물처분장은 생물권으로부터 최소한 만년 이상 폐기물을 격리시키기 위해 지하수의 성분이 폐기물이나 폐기물 용기의 부식, 용해로부터 안정된 약알카리 환경과 혐기성 환경을 갖는 지하 350 m 이하의 지하 심부에 만들어진다(Oh, 1996). 한국 원자력 연구원은 부지 내에 향후 고준위폐기물을 지하에 처분하는 경우에 대비하여 심부 지하 환경에서 지하수의 유동 및 지하수 내 각종 원소의 거동을 실험하기 위한 지하처분연구시설(KURT; KAERI underground research tunnel)을 건설하였다.
지하심부에서 어떠한 종의 금속환원미생물이 존재하는지 파악하고 이 미생물들에 의해 주변 금속원소의 지화학적 반응 및 거동이 어떻게 진행되는지 이해하는 것이 중요한 이유는?
한국 원자력 연구원은 부지 내에 향후 고준위폐기물을 지하에 처분하는 경우에 대비하여 심부 지하 환경에서 지하수의 유동 및 지하수 내 각종 원소의 거동을 실험하기 위한 지하처분연구시설(KURT; KAERI underground research tunnel)을 건설하였다. 이 지하처분 연구시설은 지하수의 유동이 거의 없는 심부 지하 처분환경의 안정성을 실증하기 위해 설립되었지만 우리나라 지질의 특성상 파쇄대의 발달이 두드러져 핵종원소의 유출 및 이동의 매개체가 되는 지하수와의 접촉은 불가피하다. 또한 고준위 핵종들은 지하심부의 지화학적 환경과 미생물의 활동에 따른 산화 또는 환원 반응 등에 매우 복잡하고 민감하게 반응하여 다양한 화학종을 가질 수 있다. 따라서 혐기성 환경인 지하심부에서 어떠한 종의 금속환원미생물이 존재하는지 파악하고 이 미생물들에 의해 주변 금속원소의 지화학적 반응 및 거동이 어떻게 진행되는지 이해하는 것은 매우 중요하다(Lee et al.
지하처분연구시설의 역할은?
고준위폐기물처분장은 생물권으로부터 최소한 만년 이상 폐기물을 격리시키기 위해 지하수의 성분이 폐기물이나 폐기물 용기의 부식, 용해로부터 안정된 약알카리 환경과 혐기성 환경을 갖는 지하 350 m 이하의 지하 심부에 만들어진다(Oh, 1996). 한국 원자력 연구원은 부지 내에 향후 고준위폐기물을 지하에 처분하는 경우에 대비하여 심부 지하 환경에서 지하수의 유동 및 지하수 내 각종 원소의 거동을 실험하기 위한 지하처분연구시설(KURT; KAERI underground research tunnel)을 건설하였다. 이 지하처분 연구시설은 지하수의 유동이 거의 없는 심부 지하 처분환경의 안정성을 실증하기 위해 설립되었지만 우리나라 지질의 특성상 파쇄대의 발달이 두드러져 핵종원소의 유출 및 이동의 매개체가 되는 지하수와의 접촉은 불가피하다.
참고문헌 (16)
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