본 연구에서는 울산만, 외황강 하구, 마산만, 그리고 금호강의 퇴적토시료를 채취하여 PCBs 오염 실태, PCBs 탈염소화 미생물의 분포 및 탈염소화 반응의 활성을 확인하고자 하였다. 또한 혐기성조건에서 biphenyl을 분해할 수 있는 microcosms를 확립하여 혐기성조건에서 미생물에 의한 PCBs 완전분해의 가능성을 확인하고자 하였다. 다음과 같은 실험을 진행하였다: 1) 퇴적토의 시료채취는 울산만, 외황강 하구, 마산만, 그리고 금호강의 총 29개 지점에서 행하였으며, 이들 지점에서의 PCBs 오염현황을 조사하였다. 2)
본 연구에서는 울산만, 외황강 하구, 마산만, 그리고 금호강의 퇴적토시료를 채취하여 PCBs 오염 실태, PCBs 탈염소화 미생물의 분포 및 탈염소화 반응의 활성을 확인하고자 하였다. 또한 혐기성조건에서 biphenyl을 분해할 수 있는 microcosms를 확립하여 혐기성조건에서 미생물에 의한 PCBs 완전분해의 가능성을 확인하고자 하였다. 다음과 같은 실험을 진행하였다: 1) 퇴적토의 시료채취는 울산만, 외황강 하구, 마산만, 그리고 금호강의 총 29개 지점에서 행하였으며, 이들 지점에서의 PCBs 오염현황을 조사하였다. 2) PCBs 탈염소화 미생물의 분포를 MPN 방법으로 조사하였다. 3) PCBs 환원형 탈염소화 반응의 활성을 PCBs의 혼합물인 Aroclor 1248을 사용하여 확인하였다. 4) PCBs의 추출 및 정량분석이 위 1), 2), 3)의 과정에서 행해졌다. 5) 혐기성 미생물에 의한 biphenyl의 분해를 확인하기 위해 농화배양을 실시하였으며, 14C-biphenyl을 이용하여 분해활성을 확인하였다. 6) 탄소원에 따른 탈염소화 반응의 활성을 조사하였다. 1) 산업공단과 인접한 울산만, 외황강 하구, 마산만, 금호강의 여러 지점에서 PCBs 오염현황을 파악하였으며, 또한 동일한 지점에서 혐기성 탈염소화 미생물의 분포를 확인하여, 환경에서 오염물질의 동태를 파악할 수 있는 기초를 마련하였다. 특히 매우 낮은 농도로(여전히 문제가 되는) PCBs가 오염된 지역에서 혐기성 분해 미생물의 존재를 확인할 수 있었다. (PCBs 농도 - 울산만: 4.7-44.6ng/g; 외황강 하구: 11.6-171.2ng/g; 마산만: 18.7-8691.0ng/g; 금호강: 57.7-10985.6ng/g) (PCBs 탈염소화 미생물의 분포 - 울산만과 외황강 하구: < $10^2$; 마산만과 금호강: < $10^2$ - 4.4 × $10^3$ cells/g sediment, 건조질량 기준). 2) 마산만 및 금호강의 퇴적토에서 새로운 탈염소화 반응의 활성을 확인할 수 있었으며, 이러한 미생물의 microcosm을 계대배양하여 실험실에서 유지하고 있다. 추후 이로부터 현재까지 누구도 분리하지 못하고 있는 PCBs 탈염소화 미생물의 분리도 가능할 수 있다. 3) 본 과제의 연구비 지원으로부터 GC-ECD를 구입하였으며, 이를 활용하여 PCBs를 구성하는 각 분자에 대한 정성 및 정량분석을 행할 수 있게 되었다. 4) 본 연구의 결과는 궁극적으로 오염된 혐기성 환경의 생물학적 복원에 기여하게 된다.
Abstract▼
The overall goal of this study was to evaluate the potential of complete degradation of polychlorinated biphenyls (PCBs) in anaerobic sediments through the activities of PCB-dechlorinating microorganisms and anaerobic biphenyl-oxidizers. Sediment samples were collected from 29 locations in the Ulsan
The overall goal of this study was to evaluate the potential of complete degradation of polychlorinated biphenyls (PCBs) in anaerobic sediments through the activities of PCB-dechlorinating microorganisms and anaerobic biphenyl-oxidizers. Sediment samples were collected from 29 locations in the Ulsan Bay, Woehwang River estuary, Masan Bay, and Kumho River areas. Sediment samples were extracted and analyzed for PCBs. Through the MPN method, the distribution of anaerobic PCB-dechlorinating microorganisms was investigated in sediments from the locations. We also investigated PCB-dechlorinating activities of sediment microorganisms from the locations by comparing congener patterns of Aroclor 1248 after incubation. The congener-specific PCB analysis was performed on an Agilent 6890 gas chromatograph equipped with a $^6^3Ni$ electron capture detector. Finally, we tried to enrich anaerobic biphenyl degraders from the sediment microorganisms of the locations. 1) The concentrations of PCBs in the study areas were determined as follows: Ulsan Bay(4.7-44.6ng/g), Woehwang River estuary(11.6-171.2ng/g), Masan Bay(18.7-8691.0ng/g) and Kumho River(57.7-10985.6ng/g). The numbers of anaerobic PCB-dechlorinating microorganisms were estimated as follows: Ulsan Bay and Woehwang River estuary( < $10^2$ cells/g of sediment), Masan Bay and Kumho River( < $10^2$ - 4.4 × $10^3$ cells/g sediment). 2) Unique PCB dechlorinating activities were identified from sediment cultures of the Masan Bay and Kumho River. The microcosms are maintained through repeated transfer to fresh medium amended with Aroclor 1248. We hope to isolated anaerobic PCB-dechlorinators from the cultures. 3) From the research fund, we could purchase a GC/ECD and analyzed PCBs quantitatively. 4) The results of this study will be harnessed to develop an effective technology for the bioremediation of anaerobic sediments contaminated with PCBs.
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