Endosulfan으로 오염된 현장토양의 복합미생물제제를 이용한 생물학적 정화 (Bioremediation of Endosulfan Contaminated Soil by using Microbial Consortia in the Field)

서지정보

· 발행기관 : 대한환경공학회
· 수록지 정보 : 대한환경공학회지 / 42권 / 11호 / 558 ~ 569페이지
· 저자명 : 박찬호, 이주영, 조민지, CHENGJINHUA, 염규진

초록

목적:잔류성 유기염소계 농약의 사용은 금지 되었지만 여전히 많은 농경지에서 검출되고 있다. 본 연구에서는 다양한 후보 미생물 중에서 최종 선발된 Phanerochaete chrysosporium Y-2 (KCCM-10725P) 및 Streptomyces sp. MJM14747 (KACC 81078BP) 균주를 복합미생물 형태로 현장토양에 적용하여 endosulfan 제거율을 평가하였다.
방법:현장 시험용 부지는 대조구 및 시험구로 각각 3 m × 3 m 면적으로 설정하였다. 두 site에 35% endosulfan 유제를 살포하여 최종 농도가 약 20 µg/g이 되도록 하였다. 그 후 아무 처리를 하지 않은 톱밥 12 kg 및 복합미생물이 담지된 톱밥 12 kg을 두 site 토양에 각각 혼합하였다. 총 100일 동안의 실험 기간 중 시료는 30일 단위로 채취하였다. 채취된 토양 시료는 QuEChERS AOAC 방법에 따라 추출 및 전처리하였고 gas chromatography로 분석하였다.
결과 및 토의:대조구 및 실험구에 endosulfan 유제를 처리한 직후의 농도는 각각 21.2 µg/g 및 21.9 µg/g으로 분석되었다. 미생물을 처리하지 않은 대조구 사이트의 endosulfan 제거율은 30일까지 약 21.9%를 나타냈고, 100일째에는 54.4%를 나타냈다. 반면, 복합미생물을 처리한 사이트의 100일째 endosulfan 제거율은 89.5%로 대조구에 비하여 1.6배 높게 나타났다. 30일째의 제거율은 56.8%였고 이후 endosulfan의 제거율이 빠르게 증가하는 경향을 보였다. Endosulfan의 주요 성분 중 α-endosulfan의 제거율이 β-endosulfan보다 높게 나타났다. 100일 경과 시 α-endosulfan과 β-endosulfan의 제거율은 각각 98.0% 및 83.5%로 확인되었다.
결론:미생물복합제제로 선발된 Streptomyces sp. MJM14747은 100 µg/g 내외의 고농도 endosulfan 존재하에서도 분해능이 우수하였고, Phanerochaete chrysosporium Y-2은 endosulfan의 분해속도가 느린 β-endosulfan의 제거에 우수하였다. 복합미생물제제는 앞으로 잔류농약 문제에 직면해 있는 국내외 농경지 토양뿐만 아니라 생물학적 정화사업 전반에 응용 가능할 것으로 기대된다.

영어초록

Objectives:The use of risky and persistent organochlorine pesticides was prohibited, but is still detected in many agricultural lands. In this study, Phanerochaete chrysosporium Y-2 (KCCM-10725P) and Streptomyces sp. MJM14747 (KACC 81078BP), which were finally selected among various candidate microorganisms, were applied to field soil and estimated the endosulfan removal rate.
Methods:The field testing sites were set to an area of 3 m × 3 m, respectively. A 35% endosulfan emulsion was sprayed on both sites so that the final concentration was about 20 µg/g. Thereafter, 12 kg of original sawdust and 12 kg of sawdust loaded with microbial consortia were mixed at each of the two sites. During the test period for a total of 100 days, samples were taken every 30 days. Soil samples were extracted according to the QuEChERS AOAC method and analyzed by gas chromatography.
Results and Discussion:The concentrations immediately after endosulfan emulsion treatment at both sites were detected as 21.2 µg/g and 21.9 µg/g, respectively. The removal rate of endosulfan at the site without microbial consortia treatment (Control) was about 21.9% until the 30th day, and 54.4% on the 100th day. On the other hand, the endosulfan removal rate on the 100th day of the site treated with microbial consortia was 89.5%, which was 1.6 times higher than that of the control site. On the 30th day, the removal rate was 56.8%, and the rate of degradation of endosulfan increased thereafter. Among the major components of endosulfan, the removal rate of α-endosulfan was higher than that of β-endosulfan. After 100 days, the removal rates of α-endosulfan and β-endosulfan were 98.0% and 83.5%, respectively.
Conclusions:Streptomyces sp. MJM14747 showed good degradation ability in the presence of endosulfan at a high concentration of around 100 µg/g. Moreover, Phanerochaete chrysosporium Y-2 has a good performance in the removal of β-endosulfan, which is slow degrading components of endosulfan. Microbial consortia are expected to be applied not only to domestic and foreign agricultural land but also to overall bioremediation projects.

참고자료

· 없음