Bacillus종의 생광물화에 미치는 영향 인자의 비교 평가 (Comparative Assessment on Indicating Factor for Biomineralization by Bacillus Species)

서지정보

· 발행기관 : 대한환경공학회
· 수록지 정보 : 대한환경공학회지 / 35권 / 3호 / 179 ~ 191페이지
· 저자명 : 석희정, 김창균

초록

본 연구에서는 생광물화에 미치는 주요한 영향 인자의 파악 및 광물별 생광물화 특성을 알아보기 위하여 CaCl2, MgCl2,CaCl2-MgCl2 수용액을 이용하여 bottle test를 진행하였으며, 대상 미생물은 생광물화 관련 미생물 중 Bacillus pasteurii와 S 매립지 복토재 내 토착 미생물을 이용하였다. 광물 종류별 실험을 진행한 결과, CaCl2, MgCl2, CaCl2-MgCl2에 대해 각각 85, 88,42 mg/L의 암모늄(NH4+)이온이 생성되었고 이산화탄소 가스가 각각 12, 12, 24시간 후에 검출되지 않았다. 수용액 내 Ca2+이CaCl2의 경우 12시간 후 92% 감소하였고 CaCl2-MgCl2의 경우 36시간 후 85% 감소하였다. 반면에 Mg2+은 MgCl2의 경우 48시간 후 46% 감소하였고 CaCl2-MgCl2의 경우 72시간 후 38.5% 감소하였다. 이온 농도 또는 광물의 종류에 관계없이, pH의 경우생광물화가 일어난 실험군에서만 pH 5.5에서 pH 9로 변하는 것을 볼 수 있었고 미생물 활성도(OD600) 또한 0에서 0.6으로 증가했다. 실험 종료 후, 주사전자현미경(SEM) 사진을 촬영한 결과, 회전 타원체 모양의 결정체와 사다리꼴 모양의 결정체가형성된 것을 확인할 수 있었으며, 이는 X-선 회절분석으로 확인된 CaCO3 (Calcite)와 MgCO3 (Magnesite)이었다. 본 연구 결과urea를 이용한 생광물화능을 판단할 수 있는 영향인자로서 효소의 활성도, CO2 gas 농도변화, OD600, pH, 용액 내 칼슘(또는마그네슘) 이온농도가 적합함을 확인하였다.

영어초록

This study was conducted to comparatively assess quantitative indicating factor for biomineralization characterizing CO2 mineralization on three type of minerals (i.e., CaCl2, MgCl2, CaCl2-MgCl2) in an aqueous solution amended with Bacillus pasteurii or indigenous microorganisms for a S landfill cover soil. For given three types of minerals, NH4+ (urease activity) was released at the highest of 88 mg/L for MgCl2, then 85 mg/L for CaCl2, and the lowest of 42 mg/L for CaCl2-MgCl2. CO2 gas in the head space was completely removed after 12, 12, and 24 hr for CaCl2, MgCl2 and CaCl2-MgCl2, respectively. Ca2+ concentration in CaCl2 solution was the quickest and the greatest decreased 92% for 12 hr whereas that in CaCl2-MgCl2 solution was lower at 85% for 36 hr. Mg2+ concentration in MgCl2 was more efficiently decreased at 46% for 48 hr than that of CaCl2-MgCl2solution of 38.5% for 72 hr. Regardless of types of minerals or their concentration, pH was changed from 5.5 to 9 by biomineralization being progressed. Microbial activity (OD600) was also changed from 0 to 0.6. SEM images indicated that spheroidal and trapezoid shape crystal were formed, which were identified as of CaCO3 (Calcite) and MgCO3 (Magnesite) by X-ray diffraction. In the long run, NH4+ (urease activity), CO2 gas, OD600, pH, Ca2+ and Mg2+ would be suitable for reasonable indicating factor in order to assess the degree of biomineralization efficiency.

참고자료

· 없음