보고서 정보
주관연구기관 |
고려대학교 Korea University |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2014-09 |
과제시작연도 |
2013 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO201400028814 |
과제고유번호 |
1711000740 |
사업명 |
중견연구자지원 |
DB 구축일자 |
2014-11-22
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키워드 |
(생)탄산염광물.나노결정.반응메커니즘.원자·분자 단위수준.생광물작용.이산화탄소 고정.미량원소 고정.미생물작용.광물 합성.(Bio)Carbonate minerals.Nano-crystal.Reaction mechanism.Atomic·molecular scale.Biomineralization.CO2 Fixation.Trace element fixation.Microbial interaction.Synthesis.
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201400028814 |
초록
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연구결과
1차년도에는 (생)광물화작용과 관련된 화학적 및 미생물학적 탄산염광물(CaCO3, FeCO3, MnCO3, MgCO3, SrCO3, CdCO3, ZnCO3)형성과 관련된 국내외 선행연구들을 조사하고, 탄산염광물의 광물탄 산화를 위한 지화학조건 규명, 미생물 균주 확보 및 토착미생물 발굴(예:제주도 우도 홍조단괴로부터 프로테우스 미라빌리스(Proteus mirabilis)의 분리]을
연구결과
1차년도에는 (생)광물화작용과 관련된 화학적 및 미생물학적 탄산염광물(CaCO3, FeCO3, MnCO3, MgCO3, SrCO3, CdCO3, ZnCO3)형성과 관련된 국내외 선행연구들을 조사하고, 탄산염광물의 광물탄 산화를 위한 지화학조건 규명, 미생물 균주 확보 및 토착미생물 발굴(예:제주도 우도 홍조단괴로부터 프로테우스 미라빌리스(Proteus mirabilis)의 분리]을 시도하였으며, 미생물에 의한 탄산염광물의 형성 실험 실시하여 다양한 조건에서의 탄산염광물을 획득하고 그 특성을 분석하였다. 2차년도에는 탄산염광물의 (생)광물화작용에 기여하는 미생물의 종분석 및 유전자 탐색을 실시하여 탄산염 광물을 형성 가능한 미생물(Proteou mirabilis, Clostridium sp., Shewanella sp., Enterobacter sp., Geobacter sp. 등)균주를 확보하였다. 무기적 조건에서 (생)광물학적 인자들(pH, 온도 등) 및 이화학적 인자들이 광물특성에 미치는 영향을 파악하였고, 생광물화작용에 의한 탄산염광물 형성시 미생물 성장에 따른 pH 및 온도 변화를 측정하였다. 또한 무기환경 조건 변화에 따른 탄산염광물화작용의 열역학적 조건 및 (비)가역반응 탐구 및 탄산염광물 형성 비교 및 미생물을 이용한 탄산염광물의 형성실험 실시하여 환경적 조건에 따른 탄산염광물 형성 특성을 비교하였다. 3차년도에는 지구미생물학적 생광물화작용 메커니즘을 규명하였으며, 이러한 유·무기적 조건에서 탄산염광물 형성을 위한 수용액의 이화학적 특성 및 생성된 탄산염광물의 표면 및 결정격자 특성을 규명하였다. 이러한 연구 결과들을 바탕으로 나노 탄산염광물의 장기적 거동과 안정성 및 이산화탄소 고정화 가능성 평가를 실시하기 위하여, 지중저장 시스템 내에서의 이산화탄소 거동 예측과 조건에 따른 초임계 이산화탄소-저장암-지하수 반응과 그에 따른 시스템의 지화학적·미생물학적·수리지질학적 변화예측을 통한 통합적 수치 모델링 기술의 확보와 대상 지층 저장성 평가 기준 제안하였다.
Abstract
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Result
The major results of the this research during 3 years include:
Result 1. Microbial and chemical synthesis of nano-sized carbonate minerals such as calcite, aragonite, rhodochrosite, and siderite formed by microbes over a wide range of physicochemical conditions such as diverse microbes,
Result
The major results of the this research during 3 years include:
Result 1. Microbial and chemical synthesis of nano-sized carbonate minerals such as calcite, aragonite, rhodochrosite, and siderite formed by microbes over a wide range of physicochemical conditions such as diverse microbes, pHs, ionic strengths, concentrations, and temperature.
Result 2. Characterization physicochemical factors influencing the crystal nucleation, formation, and growth rate quantitatively.
Result 3. Characterization of the chemical reactivity of biologically-induced carbonate minerals formed by chemical and microbial processes due to microbe-metal-carbonate in the nano-structure of synthesized carbonate minerals.
Result 4. In-situ atomic·molecular characterization of the molecular configurations of the nano-crystals in terms of the local coordination environment, bonding distance and oxidation state.
Result 5. Systematic investigation of reaction mechanism at the crystal-water interface.
Result 6. Development of conceptual models and possibilities of CO2 fixation and long-term stability and fate of precipitates through the fixation in near-subsurface environments.
Result 7. Synthesis of (bio)carbonate minerals (e.g., CaCO3, FeCO3, MnCO3, MgCO3, SrCO3, CdCO3, ZnCO3) associated with biomineralization.
Result 8. Investigation of obtained microbial strain, tried to excavate native microbes (e.g., proteus mirabilis seperation from rhodolith in Udo, Jeju-island)
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