Adsorption of Heavy Metal onto the Extracellular Polysaccharide Produced by the Purple Nonsulfur Photosynthetic Bacteria Rhodopseudomonas sp. KH4

홍색 비황 광합성 세균 Rhodopseudomonas sp. KH4의 Extracellular polysaccharide의 중금속 흡착

In the present study, we examined biosorption characteristics of heavy metals onto the extracellular polysaccharide (EPS) produced by the purple nonsulfur photosynthetic bacteria Rhodopseudomonas sp. KH4, which was isolated from a stream in Anyang, Kyonggi-Do. When Cd (100 mg/L) and Cu (100 mg/L) were added to EPS (1.0 g/L) in the optimal condition (Cd; pH 8, Cu; pH 5, $40^{\circ}C$), 84.2 mg/L of Cd and 70.0 mg/L of Cu were adsorbed within 30 min and 10 min, respectively. When 100 mg/L of Cd and Cu were present as mixture, 16.8 mg/L of Cd and 48.7 mg/L of Cu were adsorbed at $25^{\circ}C$, pH 5. The maximum adsorption capacity determined by fitting Langmuir isotherms model was suitable for describing the biosorption of Cd (76.9 mg/g) and Cu (67.1 mg/g) by EPS. The neutral monosaccharide in the EPS determined by GC consisted of arabinose (2.4%), glucose (7.1%) and mannose (90.5%).

본 연구에서는 경기도 안양에 있는 하천에서 분리한 홍색 비황 광합성 세균Rhodopseudomonas sp. KH4에서 생성된 extracellular polysaccharide (EPS)의 중금속 흡착특성에 대해 연구하였다. 100 mg/L의 Cd과 Cu의 최적 흡착조건(온도$40^{\circ}C$ Cd; pH 8, Cu; pH 5)에서 1.0 g/L의 EPS를 첨가하였을 때, Cd의 경우 30분 동안 842 mg/L, Cu의 경우 10분 동안 70.0 mg/L가 흡착되었다. 또한 Cd과 Cu가 각각 100 mg/L씩 공존되어 있는 경우, pH 5, $25^{\circ}C$에서 EPS 1.0 g/L 첨가하였을 때 Cd과 Cu가 각각 16.8 mg/L, 48.7 mg/L가 흡착되었다. 또한 Langmuir 등은 흡착식으로 부터 EPS 1.0 g/L, pH 5, $25^{\circ}C$에서 Cd과 Cu의 흡착량은 각각 76.9 mg/L, 67.1 mg/L로 실제 경험치와 큰 차이를 보이지 않았다. 에탄올 침전법으로 정제된 KH4 strain으로부터 생성된 EPS는 gas-liquid chromatography (GLC) 분석에 의한 중성당 분석 결과, arabinose, glucose, mannose가 각각 2.4%, 7.1%, 90.5%로 mannose가 대부분을 구성하였다.