Transformation of Pentachlorophenol by Oxidoreductive Catalysts

산화환원 촉매에 의한 Pentachlorophenol의 Transformation

Pentachlorophenol(PCP), which is very persistent in soil and water environment, was tried to detoxify with oxidoreductive catalysts(peroxidase, laccase, tyrosinase and birnessite). To find out detoxification of PCP, the transformation of PCP through oxidative coupling was investigated in the presence of various oxidoreductive catalysts. PCP incubated with peroxidase was significantly transformed, however, in case of tyrosinase, the transformation was negligible. Using peroxidase, the optimal reaction condition was pH 5.6 and $16^{\circ}C$. The transformation of PCP was very fast in initiation step until 30 min but, that was not observed after 180 min. The transformation of PCP was increased by increasing peroacidase amount. When the effect of humic monomer was investigated as co-substrate on the transformation of PCP, the transformation of PCP was mostly decreased in the incubation with peroxidase, laccase, and birnessite. The transformation of PCP, however, was slightly increased by the incubation with tyrosinase in the presence of humic monomers as co-substrate, except catechol. On the basis of the results obtained, it may be suggested that PCP is able to be effectively detoxified through oxidative coupling mediated with oxidoreductive catalysts.

Peroxidase, laccase, tyresinase와 같은 산화환원효소와 birnessite와 같은 무기촉매로 매개되는 oxidative coupling을 통한 PCP의 효율적인 제거 가능성을 규명하고자 하였다. 산화환원 촉매를 이용하여 PCP를 반응시켰을 경우 peroxidase로 매개되었을 때 transformation이 가장 높게 나타났고, tyrosinase로 매개된 반응에서는 거의 관찰되지 않았다 사용된 산화환원 촉매중 가장 높은 활성을 나타낸 peroxidase를 이용하여 반응조건에 따른 PCP의 transformation정도를 조사한 결과 PCP의 transformation은 pH 5.6 그리고 $16^{\circ}C$의 반응조건에서 가잘 높았다. 그리고 PCP의 transformation은 반응 30분까지 급속하게 증가되며 30분 이후부터 180분까지는 서서히 증가되다가 180분 이후에는 transformation의 증가가 관찰되지 않았다. 또한 peroxidase의 처리량을 증가시킴에 따라서 PCP의 transformation이 증가되는 것으로 나타났다. 보조 기질물질로서 다양한 humic monomer를 이용하여 PCP의 transformation에 미치는 보조 기질물질의 영향을 조사한 결과 보조 기질물질의 존재시 PCP의 transformation은 peroxidase, laccase 또는 birnessite로 매개되었을 경우에는 대부분의 경우 PCP의 transformation이 감소되었다. 그러나 tyrosinase로 매개된 경우에는 보조 기질물질이 존재할 때 PCP의 transformation이 대부분의 경우 증가되었다. 이상의 결과들로부터 PCP는 수중에서 biotic또는 abiotic 산화환윈 촉매로 매개된 oxidative coupling을 통해 제거될 수 있는 것으로 사료된다.