• 제목/요약/키워드: 2,4,6-Trinitrotoluene

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폭약 2,4,6-Trinitrotoluene에 노출된 분해세균 Stenotrophomonas sp. OK-5의 세포반응 (Cellular Responses of the TNT-degrading Bacterium, Stenotrophomonas sp. OK-5 to Explosive 2,4,6-Trinitrotoluene (TNT))

  • 장효원;송승열;김승일;강형일;오계헌*
    • 미생물학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.247-253
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    • 2002
  • 환경오염원으로서 폭약 2,4,6-trinitrotoluene (TNT)에 대한 TNT 분해세균 Stenotrophomonas sp. OK-5의 세포반응에 대하여 조사하였다. 아치사조건의 TNT농도와 노출시간에 따른 균주 OK-5의 생존율을 분석한 결과, 이 세균의 생존율은 스트레스 충격 단백질의 생성과 비례하였다. 총세포 지방산 조성분석에서 균주 OK-5는 tryp-ticase soy agar에서 자랄 때보다 TNT 배지에서 자랄 때 여러 가지 종류의 지방산이 생성되거나 사라지는 것이 밝혀졌다. 주사전자현미경하에서 TNT에 노출된 세포는 쭈글쭈글하고 불규칙적인 간상형으로 나타났다. Anti-DnaK와 anti-GroEL을 이용하여 SDS-PAGE와 Western blot을 통한 분석으로 균주 OK-5는 70 kDa DanK와 60 kDa GroEL을 포함하는 몇가지 스트레스충격단백질을 생성하는 것으로 밝혀졌다. TNT에 노출된 OK-5 배양에서 수용성 단백질 분획에 대하여 2-D PAGE를 실시하였으며, pH 3에서 pH 10의 범위에서 약 300여 개 spot들이 silver로 염색된 gel상에서 관찰되었다. 이들 가운데 TNT의 반응으로 현저하게 유도되고 발현된 10개의 spot들을 확인하였으며, 2개의 단백질, spot #1과 spot #10에 대한 내부아미노산 서열을 ESI-Q TOF로 분석한 결과, Xylella fastidiosa의 DnaK protein XF2340와 Mesorhizobium loti의 스트레스 유도단백질로 각각 밝혀졌다.

감마선 조사에 의한 2,4,6-Trinitrotoluene (TNT)의 분해 (Decomposition of 2,4,6-Trinitrotoluene (TNT) by Gamma Ray Irradiation)

  • 이병진;이면주
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.1-10
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    • 2005
  • 본 연구의 목적은 수용액상의 TNT를 분해하기 위한 감마선 조사의 적용가능성을 조사하는 것이었다. 연구 결과, 감마선 조사에 의한 TNT 분해반응은 유사일차속도반응식을 따르는 것으로 나타났으며, 반응속도를 나타내는 조사상수는 초기 TNT 농도에 강한 의존성을 나타내는 것으로 조사되었다. TNT를 함유한 시료의 pH를 강염기성으로 조정할 경우 TNT의 가수분해가 진행되었으며, 이로 인한 TNT에 함유된 일부 질소성분이 아질산성 질소와 질산성질소로 탈리되어 이온상태로 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 UV에 의한 자외선 흡수 특성이 변하는 것을 확인하였다. 감마선 조사에 의한 TNT의 제거는 pH 12 이상의 강염기성 조건에서 가장 우수하였고, 중성 부근 pH에서 가장 저조한 것으로 나타났으며, 99%의 TNT를 제거하기 위해서는 pH 2, 7, 13을 적용하였을 경우에 각각 40, 80, 10 kGy의 조사량이 요구되는 것으로 조사되었다. TOC의 제거는 pH 2의 강산성 조건에서 가장 효과적이었으며, 200 kGy를 조사하였을 때 90% 이상의 TOC를 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 중성 또는 강염기성 pH를 적용하였을 때에는 200 kGy의 높은 조사량을 적용하여도 TOC 제거율이 약 50% 내외로 완전한 TNT의 무기화는 기대하기 어려운 것으로 조사되었다. TNT의 분해과정에서 생성되는 분해산물 중 질소성분으로는 암모니아성 질소, 아질산성 질소, 질산성 질소 등이 검출되었고, 유기성 물질로는 glyoxalic acid와 oxalic acid가 검출되었으며, pH 2, 조사량 200 kGy를 적용하였을 경우에는 glyoxalic acid와 oxalic acid 또한 완전히 제거되는 것으로 나타났다.TEX> ~ FA-$N_{2}$ > RTA-$N_{2}$ 순으로 성장하였다. 하지만 질소분위기에서 열처리한 박막은 산소분위기의 열처리경우에 비해 박막내의 산소성분의 부족으로 인한 그레인 사이의 결함이 많이 관찰되었다.아제의 경우는 $30{\sim}35^{\circ}C$에서 2일간(日間)이었다. 5. Asp. neger CF-21 변이균주(變異菌株)의 산생성력(酸生成力)은 밀기울국(麴)에서 $30^{\circ}C$로 2일후(日後)에 최고(最高)에 달(達)하였으며 밀가루국(麴)에서는 $30^{\circ}C$로 3일후(日後)에 최고(最高)값을 나타내었다. 최적조건(最適條件)에서의 산생성력(酸生成力)은 밀기울국(麴)과 밀가루국(麴) 사이에 차(差)가 별(別)로 없었다.果)에서 총지질(總脂質)을 구성(構咸)하는 지방산(脂肪酸) 조성(組成)은 $C_{18:2}$산(酸), $C_{16:0}$산(酸)의 순(順)으로 그 함량(含最)이 맞은데 비(比)하여 각획분(各劃分)의 지질(脂質)을 구성(構成)하는 지방산(脂肪酸) 조성(組成)은 $C_{16:0}$산(酸), $C_{18:2}$산(酸)의 순(順)으로 그 함량(含量)이 많은 것으로 나타났으며 동결건조후(凍結乾燥後) 저장(貯藏)하는 동안에$C_{18:2}$산(酸), $C_{18:3}$산(酸)의 함량(含量)이 계속(繼續) 감소(減少)하고 있었다. 5. 4-monomethylsterol fraction에는 cycloartenol(20.6%)이 비교적(比較的) 높은 함량(含量)으로 함유(含有)

오염토양처리를 위한 혼합 Fenton 공정에서 용존 철이온이 오염산화처리에 미치는 역할에 관한 연구 (A Role of Dissolved Iron ion in Combined Fenton Reaction for Treatment of TNT Contaminated Soil)

  • 서승원;공성호
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제11권6호
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    • pp.76-82
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    • 2006
  • 일반적으로 Fenton 반응 공정을 실제 오염토양에 적용하기에는 다소 무리가 있다. 그 이유로 대표적인 Fenton 반응공정인 고전적인 Fenton 반응은 낮은 pH에서 우수한 처리효율을 보이고 있기 때문이다. 또한, 철이온의 투입을 대신하여 철광석을 이용하는 Fenton-like 반응도 철광석 표면에서 hydroxyl radical을 생성하나 높은 pH에서는 다량의 수산화물과의 경쟁반응으로 인하여 그 활성이 상당히 감소되어진다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 중성영역의 pH에서 철이온-chelating agent의 복합체를 촉매로 사용하는 modified Fenton 반응이 제시 되어지고 있다. 이 처리방식의 경우에는 다량의 철이온의 투입이 요구되어진다. 따라서, 본 실험에서는 Fenton-like 반응과 modified Fenton 반응의 효율적인 접목으로 중성영역에서의 chelating agent의 투입으로 철광석으로부터 철이온을 용출하여 복합체를 형성함으로 혼합 Fenton 공정에서 부가적인 촉매로 사용되어짐으로 오염물 처리효율을 크게 향상시킨 기법 개발을 진행하였다. 2,4,6-Trinitrotoluene은 본 실험에서 오염원으로 사용하였으며, chelating agent에 의해 용출된 철이온이 약 0.1 mM 이상일 경우 Fenton-like 반응에 비하여 상당히 좋은 제거효율을 보였다. 혼합 Fenton 공정의 최대제거효율은 magnetite-NTA 시스템으로써 약 76%의 제거효율과 magnetite-EDTA의 경우 약 56%로서 이는 Fenton-like 반응에 비하여 약 40-60% 정도의 제거효율이 향상된 결과이다.

폭약 TNT를 분해하는 세균인 Pseudomonas SP. HK-6에서 분리정제된 Nitroreductase의 특성연구 (Characterization of Nitroreductase Purified from TNT-degrading Bacterium, Pseudomonas sp. HK-6.)

  • 호은미;강형일;오계헌
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.230-237
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    • 2004
  • 균주 Pseudomonas sp. HK-6로부터 2,4,6-trinitrotoluene (TNT)의 대사 과정에서 유도되는 nitroreductase (NTR)를 분리 및 정제하여 다양한 특성조사를 실시하였다. NTR은 균주 HK-6의 세포추출물로부터 ammonium sulfate 침전, DEAE-sepharose, 그리고 Q-sepharose chromatography의 일련의 과정을 통하여 분리되었고, NTR의 활성을 가지는 세개의 다른 fractions를 확인하였다. 균주 HK-6의 NTR fractions I, II, 그리고 III의 비 활성은 각각 4.85 unit/mg, 5.47 unit/mg, 5.01 unit/mg으로 측정되었으며, 세포추출물에 비해 각각 9.0배, 10.1배, 9.3배 농축된 것으로 나타났다. SDS-PAGE에서 측정된 균주 HK-6의 NTR fractions I, II 그리고 III의 분자량은 모두 약 27 kDa으로 확인되었다. 정제된 NTR의 활성에 온도, pH, 금속 이온, 억제 물질의 효과와 기질 특이성 등에 대한 물리화학적 특성 조사를 실시하였다. 균주 HK-6의 NTR fractions I, II, 그리고 III의 적정온도는 $25~35^{\circ}C$ 확인되었고, 모두 $30^{\circ}C$에서 최대 활성을 나타내었으며, 이들 효소 활성의 적정 pH는 7.0~8.0이었고, 최적 pH는 7.5로 확인되었다. TNT에 대한 HK-6의 NTR fractions I, II, 그리고 III의 활성은 금속 이온 $Ag^{+}$ , $Cu^{2+}$ , 그리고 $Hg^{V}$ 에 의해서 약 70%이상 저해되었으며, $Mn^{2+}$ 또는 $Ca^{2+}$ 에 의해서 약 20~50%로 활성이 억제되었다. 그러나 $Fe^{2+}$ /첨가 시에는 효소의 활성에 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. NTR의 활성에 대한 억제물질의 영향은 $\beta$-mercaptoethanol 첨가 시에 효소의 활성이 모두 억제되었고, dithiothreitol, EDTA, 그리고 NaCl 첨가시에도 활성이 감소하는 것으로 확인되었다. TNT와 그 유사기질을 이용하여 HK-6에서 분리된 NTR의 기질 특이성을 조사한 결과, TNT, nitrobenzene, 그리고 RDX에 대해서는 비교적 활성이 높게 나타났으나 2,6-DNT와 2,4-DNT에서는 낮은 활성을 나타내는 것으로 확인되었다.

Enhanced Degradation of TNT and RDX by Bio-reduced Iron Bearing Soil Minerals

  • Cho, Changhyun;Bae, Sungjun;Lee, Woojin
    • Advances in environmental research
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    • 제1권1호
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    • pp.1-14
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    • 2012
  • We demonstrated that reductive degradation of 2,4,6-Trinitrotoluene (TNT) and hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine (Royal Demolition Explosive, RDX) can be enhanced by bio-reduced iron-bearing soil minerals (IBSMs) using Shewanella putrefaciens CN32 (CN32). The degradation kinetic rate constant of TNT by bio-reduced magnetite was the highest (0.0039 $h^{-1}$), followed by green rust (0.0022 $h^{-1}$), goethite (0.0017 $h^{-1}$), lepidocrocite (0.0016 $h^{-1}$), and hematite (0.0006 $h^{-1}$). The highest rate constant was obtained by bio-reduced lepidocrocite (0.1811 $h^{-1}$) during RDX degradation, followed by magnetite (0.1700 $h^{-1}$), green rust (0.0757 $h^{-1}$), hematite (0.0495 $h^{-1}$), and goethite (0.0394 $h^{-1}$). Significant increase of Fe(II) was observed during the reductive degradation of TNT and RDX by bio-reduced IBSMs. X-ray diffraction and electron microscope analyses were conducted for identification of degradation mechanism of TNT and RDX in this study. 4-amino-dinitrotoluene were detected as products during TNT degradation, while Hexahydro-1-nitroso-3,5-dinitro-1,3,5-triazine, Hexahydro-1,3-dinitroso-5-nitro-1,3,5triazine, and Hexahydro-1,3,5-trinitroso-1,3,5-triazine were observed during RDX degradation.

TNT and Nutrients Removal in the Constructed Wetlands

  • Park, Jong-Kyu;Kim, Se-Kyoung;Song, Keun-Yea;Kang, Su-Jin;Kim, Tak-Soo;Kang, Ho-Jeong;Zoh, Kyung-Duk
    • 한국환경보건학회:학술대회논문집
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    • 한국환경보건학회 2003년도 Challenges and Achievements in Environmental Health
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    • pp.199-203
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    • 2003
  • This study was carried out to investigate the removal of 2,4,6-trinitrotoluene, nutrients such as nitrogen, phosphorous compounds in the wetland microcosms. Microcosm study indicated that TNT nutrients were more lastly reduced in the anaerobic condition. The major reductive transformation products included 2,4diamino-6-nitrotoluene (2,4-DANT) 2,6diamino-4-nitrotoluene (2,6-DANT) 4diamino-2,6-nitrotoluene (4-ADNT) 2diamino-4,6-nitrotoluene (2-ADNT). The experimental results for nitrogen removal showed that denitrification kom NO$\sub$3//$\^$-/ to NH$_3$ was dominant process at the bottom of marsh, but nitrification from NH$_3$ to NO$\sub$3//$\^$-/ was dominant on the top of marsh.

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탈질 미생물의 2,4,6-Trinitrotoluene(TNT) 분해에 관한 연구 (A Study of 2,4,6-Trinitrotoluene Transformation under Denitrification Conditions)

  • 이태진;가현진
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.303-311
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    • 2000
  • 여러 가지의 탄소 및 에너지원이 존재하는 상태에서 탈질 미생물에 의한 TNT의 최적분해조건을 회분식 실험을 통하여 도출하고자 하였다. 탈질 미생물의 성장률은 배양액에 TNT가 없을 때 가장 왕성하게 나타났으며 배양액에 TNT와 질산이온이 공존하는 경우에는 경쟁적으로 전자 수용체로 작용하여 탈질 미생물의 성장이 지연되었다. TNT가 질소원 또는 에너지원으로 배양액에서 작용할 때 가장 빠른 TNT 제거율을 보여 주었으며 배양액의 Yeast Extract의 첨가는 질산이온의 환원율을 가속화하였다. 미생물의 성장과 TNT 분해율의 직접적인 상관관계는 없었으며 본 실험을 통하여 TNT의 분해산물을 완전히 파악하지는 못하였으나 TNT의 니트로그룹이나 아미노그룹을 함유하지 않는 또 다른 분해산물을 생성하였음을 알 수 있었는데 이러한 결과는 차후 TNT의 무해화 공정 적용에 도움이 될 것으로 사료된다.

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Treatment of TNT and Parathion Using Constructed Wetland Microcosms

  • Choi, Jong-Kyu;Kim, Se-Kyung;Oh, Se-Hee;Lee, Eun-Sook;Zoh, Kyung-Duk
    • 한국환경보건학회:학술대회논문집
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    • 한국환경보건학회 2004년도 International Conference Global Environmental Problems and their Health Consequences
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    • pp.160-164
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    • 2004
  • This study was carried out to investigate the removal of TNT (2,4,6-trinitrotoluene) and parathion in the batch and the continuous constructed wetland microcosms consisting of marsh and pond. The batch system study showed that TNT was almost reduced in the marsh and pond system within 20 days and parathion was within 8 days. The major reductive metabolites of TNT includes 2,4-diamino-6-nitrotoluene (24DANT) >2,6-diamino-4-nitrotoluene (26DANT) >4-diamino-2,6-nitrotoluene(4ADNT) > 2-diamino-4,6-nitrotoluene (2ADNT), and the concentrations of these metabolites were decreased during further operation. The generation rates of 4-nitrophenol, the major metabolite of parathion, were 82% and 15% in the bottom of marsh and pond system, respectively. In the continuous system study, although TNT/parathion degradation pattern was similar to the batch's, marsh-pond system showed the most stable TNT/ parathion removal among various continuous reactor combinations.

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토착미 생물을 이용한 TNT(2,4,6-Trinitrotoluene)의 생물학적분해

  • 배범한;유경민;장윤영;이인숙
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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    • pp.235-238
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    • 2002
  • Microorganisms were isolated from military shooting site. Aerobic batch reactor and resting cell condition experiments were carried out using isolated microorganisms. Experiments were examined at room temperature on shaker and ten-roll mixer. During 10 days of reaction time, TNT was degraded 15.51 ~ 22.47 mg/L from initial concentration(31$\pm$1 mg/L) by aerobic batch reactor. Aerobic resting cell condition experiments were carried out ill phosphate buffer with 58($\pm$1) mg/L TNT at pH of 6.0($\pm$0.2). TNT was degraded 67.8% of initial concentration. The mai or component was found 4-ADNT(4-Aminodinitrotoluene).

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