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산업용제로 널리 이용되고 있는 PCE (Perchloroethylene)나 TCE (Trichloroethylene)와 같은 염화에틸렌화합물은 안정된 세정력을 가지고 있어 널리 이용되고 있지만 무분별한 사용과 부주의한 취급으로 인해 최근 토양 및 지하수 오염지역이 늘어나고 있다. 본 연구에서는 퇴적토, 슬러지, 토양, 지하수 등 다양한 지역에서 총 10개의 시료를 식종원으로 이용하여 생물학적 PCE 탈염소화 가능성을 평가하고, 가장 우수한 탈염소화 능력을 보인 낙동강 퇴적토 시료를 대상으로 PCE를 에틸렌까지 안정적으로 탈염소화 가능한 혼합미생물을 농화배양하였다. 농화배양된 탈염소화 미생물을 생물전기화학시스템(Bioelectrochemical System, BES)의 환원부에 식종하여 전극을 전자공급원으로 이용한 탈염소화 가능성을 평가한 결과, PCE가 TCE, cis-dichloroethylene, vinyl chloride를 거쳐 최종산물인 에틸렌으로 탈염소화됨을 확인할 수 있었다. Polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE)를 이용한 미생물군집 분석결과, 농화배양액에서 구축된 탈염소 미생물 군집과 BES 환원전극부내 미생물 군집 구조는 다르게 나타났으며, 전기화학적 활성을 지닌 다양한 미생물이 존재함을 확인할 수 있었다. BES 환원전극부에서 부유성장하는 미생물과 전극에 생물막을 형성하는 미생물 군집구조에도 큰 차이가 있었으며, 이는 탈염소화 메커니즘의 차이에 기인하는 것으로 판단된다. 추가적인 연구를 통해서 자세한 생물전기화학적 탈염소화 메커니즘을 밝혀낸다면 생물전기화학적 탈염소화 기술은 염화에틸렌 오염 토양/지하수의 획기적인 생물정화기술로 자리잡게 될 것이다.
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1. [보고서] - 환경부 / 2009 / 2008년 지하수 수질측정망 운영결과
2. [학술지(정기간행물)] - Hendrickson, E. R. / 2002 / Molecular analysis of Dehalococcoides 16S ribosomal DNA from chloroethene-contaminated sites throughout north America and Europe / Appl. Environ. Microbiol 68 (2) : 485 ~
3. [학술지(정기간행물)] - Maymo-Gatell, X. / 1997 / Isolation of a bacterium that reductively dechlorinates tetrachloroethene to ethene / Sci 276 (5318) : 1568 ~
4. [학술지(정기간행물)] - Aulenta, F. / 2005 / Comparative study of methanol, butyrate, and hydrogen as electron donors for long-term dechlorination of tetrachloroethene in mixed anerobic cultures / Biotechnol. Bioeng 91 (6) : 743 ~ 753
5. [학술지(정기간행물)] - Aulenta, F. / 2007 / Electron transfer from a solid-state electrode assisted by methyl violegen sustains efficient microbial reductive dechlorination of TCE / Environ. Sci. Technol 41 : 2554 ~ 2559
2. [학술지(정기간행물)] - Hendrickson, E. R. / 2002 / Molecular analysis of Dehalococcoides 16S ribosomal DNA from chloroethene-contaminated sites throughout north America and Europe / Appl. Environ. Microbiol 68 (2) : 485 ~
3. [학술지(정기간행물)] - Maymo-Gatell, X. / 1997 / Isolation of a bacterium that reductively dechlorinates tetrachloroethene to ethene / Sci 276 (5318) : 1568 ~
4. [학술지(정기간행물)] - Aulenta, F. / 2005 / Comparative study of methanol, butyrate, and hydrogen as electron donors for long-term dechlorination of tetrachloroethene in mixed anerobic cultures / Biotechnol. Bioeng 91 (6) : 743 ~ 753
5. [학술지(정기간행물)] - Aulenta, F. / 2007 / Electron transfer from a solid-state electrode assisted by methyl violegen sustains efficient microbial reductive dechlorination of TCE / Environ. Sci. Technol 41 : 2554 ~ 2559
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