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Rhodococcus fascians를 이용한 모래 컬럼내 디젤유 분해

Biodegradation of Diesel by Rhodococcus fascians in Sand Column

한국생물공학회지 2011년 26권 1호 p.1 ~ 6
문준형 ( Moon Jun-Hyung ) - 인하대학교 생물공학과

구자룡 ( Koo Ja-Ryong ) - 인하대학교 생물공학과
윤현식 ( Yun Hyun-Shik ) - 인하대학교 생물공학과

Abstract

디젤유는 디젤엔진의 연료나 기계부품의 세척용제 등으로 주로 사용되며, 우리나라에서는 소비량이 가장 많은 연료이 며, 대부분의 선박의 연료로 이용되고 있다. 디젤유는 정류 탑으로부터 중간비점 (300 ℉∼700 ℉)에서 유출된 탄화수 소류로 비교적 가벼운 탄화수소류와 BTEX와 같은 대부분의 VOCs는 증류되는 동안 제거되어진 대부분 탄소수가 6개에 서 22개사이의 탄화수소로 이루어져있는 혼합물이다. 가솔 린과 비교하여 휘발성과 용해도가 낮으며 자연계에서의 분해 가 어렵고, 인체에 침투시 빈혈, 혈액응고장애 그리고 백혈구 의 파괴로 저항력이 떨어져 신체에 이상이 생길 수 있다 [1]. 디젤유는 여러 화합물로 이루어지며, 조성은 원유의 종류, 증 류 및 정유회사에 따라 다르지만 파라핀 (alkanes)이 약 40%, 방향족 화합물이 약 30%를 구성하고 있다. 유류는 가솔린을 제외하면 휘발성이나 용해도가 낮아 단기 적인 위해성은 상대적으로 높지 않기 때문에 비용이 많이 들 더라도 신속하고 완벽하게 처리하는 기술은 적합하지 않다고 볼 수 있다. 처리시간이 어느 정도 걸리더라도 비용이 적게 드는 방법 또는 최소비용을 들여서 최대의 위해성 저감이 가능한 접근방법을 이용하는 것이 유리하다. 이런 측면에서 볼 때 생물학적 처리기술(bioremediation)은 여러 가지 장점 을 가지고 있으며, 미국 등의 사례에서 볼 수 있듯이 가솔린 과 같이 휘발에 의해 쉽게 제거되는 경우를 제외하고 대부분 의 유류 오염지역의 정화에 활용되고 있다 [2]. 특히, 디젤유 의 경우 오염된 지역의 토양에 간단한 발효를 거쳐 배양된 미생물체를 이용하여 약 45일간의 처리 후 오염되었던 토양 내의 디젤유가 90%이상 제거된 사례가 보고되었다 [3]. 생물학적 처리 기술의 적용은 다양한 환경에서 이루어지 고 있는 것을 볼 수 있다. 환경 조건을 통한 미생물의 활성으 로 대상 오염 물질을 효율적으로 제거하는 방법으로서 오염 된 장소에 이전부터 살고 있는 토착 미생물을 이용하기 위해 미생물 활성을 촉진시키기 위한 전자수용체, 영양염, 온도, pH 등을 조절하는 방법과 자연에서 분리한 오염원의 분해가 뛰어난 미생물이나 유전공학 기술을 이용한 미생물을 첨가하 는 방법을 이용한 생물학적 처리 기술이 이용된다 [4]. 오염 상황에 맞추어 처리법을 선택하며 다른 물리화학적 처리방 법을 같이 사용하는 경우도 많다. 오염 물질의 제거 효율을 높이기 위한 다단 토양층 시스템의 연구가 활발히 진행되 고 있으며 유류 오염 외에 타 오염물질 처리에 토양컬럼을 이용하여 높은 농도의 오염물질을 90%이상 제거한 경우도 보고되었다 [5]. 본 연구에서는 모래 컬럼을 이용한 실험을 통해서 통기 속도, 접종량, 디젤유 농도, 그리고 초기 pH의 변화에 따른 Rhodococcus fascians의 디젤유 분해를 고찰하였다.

Contamination of soils, groundwater, air and marine environment with hazardous and toxic chemicals is major side effect by the industrialization. Bioremediation, the application of microorganism or microbial processes to degrade environmental contaminant, is one of the new environmental technologies. Because of low water solubility and volatility of diesel, bioremediation is more efficient than physical and chemical methods. The purpose of this study is biodegradation of diesel in sand by using Rhodococcus fascians, a microorganism isolated from petroleum contaminated soil. This study was performed in the column containing sand obtained from sea sides. Changes in biodegradability of diesel with various flow rates, inoculum sizes, diesel concentrations, and pH were investigated in sand column. The optimal condition for biodegradation of diesel by R. fascians in sand column system was initial pH 8 and air flow rate of 30 mL/min. Higher diesel degradation was achieved at larger inoculum size and the diesel degradation by R. fascians was not inhibited by diesel concentration up to 5%.

키워드

Bioremediation; Biodegradation; Diesel; Rhodococcus fascians; Sand column
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