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낙동강 하구 저질층에서의 혐기성 섬유소 분해에 관한 연구
윤인길,권오섭 ( In Kil Yoon,O Seob Kwon ) 한국하천호수학회 1995 생태와 환경 Vol.28 No.3
Environmental factors affecting on the anaerobic degradation of Phragmites longivalvis and cellulose films were investigated in the sediments of Naktong River Estuary. Dry weights of P. longivalvis were linearly decreased during the incubating periods(r^2> 0.90), but the contents of total nitrogen and total prosphorous were logarithmically decreased(r^2> 0.73). Though the differences of dry weight, total nitrogen, and total phosphorous among the investigated stations were not significant, in situ degradation rates of cellulose film were much different and the fastest was found in the sediments layer of Ulsukdo. Rising of water temperature activated the degradation rates of cellulose film. Anaerobic degradation rates using sulfate and carbonate were faster than those using nitrate as a terminal electron acceptor. Though addition of N and P did not significantly increased, addition of hydrogen gas in the head space of vials stimulated the anaerobic degradation of cellulose film. These results suggest that the P. longivalvis litters are slowly decomposed in the sediments and the degradation products could be a significant nutrient source in Naktong River Estuary. The anaerobic bacterial communities related to cellulose decomposition in the sediments layer of Naktong Estuary are not limited to N and P and can use various terminal electron acceptors.
단핵방향족 탄화수소의 혐기성 분해에 미치는 유기물 첨가의 영향
윤인길,권오섭 한국환경생물학회 1998 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.16 No.4
유기물 첨가가 단핵방향족 탄화수소의 생물학적 분해에 미치는 영향을 파악하기 위하여 농축 배양된 혐기성 저서시료를 이용하여 조사하였다. Benzene과 toluene, m-xylene(BTX)을 150μM씩 첨가한 배지에 acetate, acetone 및 glucose를 각각 첨가하여 혐기성 상태에서 배양하였다. Benzene과 toluene, xylene은 유사한 화학 구조를 가지고 있지만, 각 BTX 화합물의 분해정도는 접종 시료와 기질에 따라 다르게 나타났다. 24주 배양 후 benzene은 26∼30%, toluene은 44∼52%, m-xylene은 65∼68%분해되었다. Benzene의 혐기성 분해는 acetate와 acetone을 처음 첨가하였을 때 억제되었으나 재투여 시에는 증가하였다. 24주 배양 후 acetate와 acetone을 첨가하였을 때보다 포도당을 첨가할 경우에 BTX의 분해력이 높게 나타났으며, BTX 혼합체를 재 투여하였을 때도 유사한 분해 경향을 보였다. 배양 초기 시료의 EC_50보다 10주 배양한 시료의 EC_50가 2∼3배 증가하여 혐기성 분해에 따라 BTX의 잔류독성이 감소하는 것으로 나타났다. The effects of different organic substrates on the abilities of anaerobic sediment inoculum to biodegradability of monoaromatic hydrocarbons were studied. Sediments collected from a site previously contaminated with benzene, toluene and m-xylene (BTX) were dosed with 150 M of BTX and incubated anaerobically with 2 mM of acetate, acetone, and glucose, respectively. Although BTX compounds have a similar chemical structure, the fates of individual BTX compound differed when the compounds were fed to mixed culture sediment slurries. After 24 weeks of incubation, the concentration of benzene, toluene, and m-xylene were reduced to 26∼30%, 44∼52%, and 65∼68% of the original concentrations. Degradation of benzene was inhibited by the first addition of substrates such as acetate and acetone. After 24 weeks incubation, however, the glucose-fed batches showed faster and more extensive degradation of BTX compounds than the acetate- or acetone-fed batches. These tendencies also appeared to occur with that of BTX mixtures and were repeated upon a second addition of BTX mixtures. EC_50 of 10-weeks incubating samples were two to three times greater than those of initial samples, which indicates that the toxicity of BTX was decreased during the anaerobic degradation.
Peat가 충진된 고정층 생물반응기에서 온도 투입농도가 휘발성 유기화합물의 분해에 미치는 영향
윤인길,박창호 한국생물공학회 2001 KSBB Journal Vol.26 No.6
실험실 규모의 생불여과기에 peat들 패깅하여 휘발성 유기 화합물 (isoprene, dimethyl 야dfide, 블로르포륨, 벤젠, 삼염화에 헬렌, 툴루엔. m-자일렌. 0-자일렌, 스타이렌)의 분해 정도를 가스 처l류시간을 3.2분으로 하여 80일간 측정하였다. 34일의 적응기간이 지난 후 $65~83 g/m^3$로 유입되는 VOC의 분해율 이 $25^{circ}C$액서는 93%이었으나 $45^{circ}C$에서는 여 보다 낮은 73%이었다. $25^{circ}C$에서 77일 후 도달한 최고 세포농도논 초기 농도 의 약 100배인 $1.12\times10^8$세포/g 이었다, 그러나 $45^{circ}C$C에서 도 달한 최고 세포농도는 이의 10분의 1에 불과하였다. m-자이렌과 툴루엔의 분해율 (91 %)에 비하여 벤젠의 분해율 (86%)이 낮았다. 생불여과기의 패정된 부분을 네 구간으로 나누었 을 때 가스가 유입되는 저음 사분회 일에 해당하는 부분에서 VOC의 분해율이 60%에 도달하였다 본 연구는 휘발생 유해 물질 혼합처l를 생붙여과법에 의해 처리하는 것이 가능함을 보여주었고 이러한 기술을 현장에서 배출되는 대기유해풀 칠의 효율적 저감에 적용하면 대기보첸에 기여할 수 있을 것이다. Biofiltration of volatile organic compounds (VOCs) was performed for 80 days in a biofilter packed with peat. The empty bed residence time was 3.2 min. for a gas mixture of isoprene, dimethyl sulfide, chloroform. benzene, trichlorethylene, toluene, m0xylene, o-xylene and styrene. After 34 days of acclimatization the removal efficiency for a 83 g/㎥ gas input was 93% at $25^{circ}C$ and 73% at $45^{circ}C$, respectively. The maximum cell density at $25^{circ}C$ was 1.12$\times$10(sup)8 cells/g. Removal efficiencies of m-xylene and toluene (91%) were better than that of benzene (86%). The first quarter of the packed column removed 60% of the incoming VOCs.
Benzene, Toluene, meta-Xylene의 혐기성 분해에 미치는 전자수용체와 시료 적응의 영향
윤인길,권오섭,김상진,Yoon, In-Kil,Kwon, O-Seob,Kim, Sang-Jin 한국미생물학회 1998 미생물학회지 Vol.34 No.3
연안 저서시료에 의한 benzene과 toluene, meta-xylene(BTX)의 혐기성 분해를 촉진시키기 위해 전자수용체 및 접종 시료의 적응에 따른 분해 정도를 조사하였다. 비적응 시료에 의해 BTX 는 10주 정도의 적응기 후에 분해되기 시작하여 16주 경과 후 benzene은 37~61%, toluene은 57~61% 분해되었다. 접종 시료별 혐기성 분해도는 유해물질의 유입이 많은 지역에서 채취한 시료가 우수한 분해력을 보였다. 그러나 6개월 가량 적응시킨 결과, 접종 시료별 BTX의 분해 차이는 나타나지 않았으며 적응기가 발생하지 않은 채 빨리 분해시켰다. BTX 단일 화합물을 첨가하였을 경우, 메탄생성 조건에서도 분해도가 다른 조건에 비해 다소 느리게 일어났으며, BTX 혼합체에서는 탈질화 조건에서 분해력이 다소 떨어졌다. BTX의 성분별 분해 정도는 m-xylene이 가장 빨랐으며, benzene의 분해가 가장 느렸다. 오랜 기간 BTX에 적응된 시료에 의해서도 m-xylene의 분해가 빨랐으나 benzene의 분해도 신속히 일어나 toluene과 비슷한 분해율을 나타냈다. 이러한 BTX의 혐기성 분해에 따라 독성이 감소하였다. The effects of electron acceptors and acclimation of inoculum on the anaerobic degradation of benzene, toluene, and m-xylene (BTX) were investigated to enhance the rate of degradation by estuarine sediment inoculum. With the fresh sediment inocula, degradation of BTX ensued after a 10-week acclimation period, and 37~61% of benzene and 57~61% of toluene were degraded after 16 weeks. Sediments from heavily contaminated sites showed higher degradation rates of BTX. After a 6-month of acclimation, degradation onset rapidly from the time of BTX addition and no difference was found among the sediment inocula. Single compound of BTX was slowly degraded in the methanogenic conditions, however, the degradation of BTX mixture was slow in the denitrifying conditions. Although the degradation rate of m-xylene was the fastest among the components of BTX mixture, longer acclimation enhanced the degradation rate of BTX, especially that of benzene. When the culture fluids were tested with Microtox, anaerobic degradation of BTX reduced the toxicity of BTX as well.