Anaerobic Biodegradation of Lignin by BMP Test and Measurement of Lignin-derived Compound Using GC & GC/MS

BMP법에 의한 리그닌의 혐기성 분해 및 GC와 GC/MS을 이용한 리그닌 분해산물 측정

  • Kim, Seog-Ku (Advanced Environment Technology Research Division, Korea Institute of Construction Technology)
  • 김석구 (한국건설기술연구원 첨단환경연구실)
  • Received : 2008.09.01
  • Accepted : 2008.09.20
  • Published : 2008.09.30

Abstract

The traditional view of the fate of lignin under anaerobic conditions is that it is recalcitrant because molecular oxygen is required for depolymerization. The presence of lignin is apparently the most important factor affecting the biodegradability of ligneous materials. The initial step in the degradation of ligneous material to smaller intermediates is catalyzed by enzymes secreted by microorganisms and is generally regarded as the rate limiting step in the microbial mineralization of organic matter. Biochemical methane potential (BMP) test, typically used to assess anaerobic biodegradability of liquid wastes with added nutrients and bacteria, have been adapted to assess initial biodegradation of ligneous material under anaerobic conditions. A method based on selective inhibition of microorganism activity, by 3% toluene, has been used to measure using the initial degradation rate of ligneous material and the accumulation of lignin-derived compounds.

리그닌이 분해되려면 분자형태의 산소를 요구하므로 혐기성 조건에서는 리그닌 분해가 어려운 것으로 알려져 왔다. 리그닌의 존재는 리그닌 분해에 영향을 준다. 리그닌 분해의 초기단계에서는 촉매역할을 하는 효소에 의해 리그닌이 중간산물로 분해되어 이 단계에서는 미생물에 의한 효소생성이 제한인자로 작용하게 된다. 폐수에 영양염을 첨가하고 미생물을 식종하여 폐수 내 유기물의 혐기성 분해정도를 평가할 수 있는 BMP(biochemical methane potential)법이 혐기성 조건하에서 리그닌 분해를 평가하기 위해 이용되고 있다. BMP법에 의해 리그닌을 초기 분해한 후 미생물 활동을 선택적으로 억제할 수 있도록 3% 톨루엔 용액으로 만든다. 이 용액의 리그닌 초기 분해율과 리그닌 분해산물의 축적률을 측정해 리그린의 혐기성 분해특성을 파악할 수 있다.

Keywords