• 제목/요약/키워드: 2,4,6-trinitrotoluene (TNT)

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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.

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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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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Trinitrotoluene의 환원반응에서 가스크로마토그래피 모니터링을 이용한 2,6-diamino-4-nitrotoluene의 합성 (Synthesis of 2,6-Diamino-4-Nitrotoluene using Gas Chromatography Monitoring in the Reduction of Trinitrotoulene)

  • 김형석;유재철;김호기;김새롬;최근배;정원복;서원준;김진석
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.282-288
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    • 2014
  • In this research, we investigated synthetic method of 2,6-DANT that can be used as a chain extender of urethane/urea and epoxy materials in a demilitarization method via chemical transformations considering environmental, economical aspects and stability of process. We was able to identify through GC monitoring that 2,4-DANT and 2,6-DANT were produced when we inject 'hydrazine monohydrate 3.3 eq. by TNT 1 eq.' with a fine metering pump for 30 minutes and then, reflux for an additional 2 hours. We was able to isolate only 2,6-DANT(99.3% purity and 45.0% yield) from mixture of 2,4-DANT and 2,6-DANT through the separating and refining methods using 2,6-DANT solubility in methanol and crystallinity of 2,6-DANT.

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.

Stenotrophomonas maltophilia OK-5에 의한 TNT 함유폐수 (pink water)의 생물학적 처리 와 Nitroreductase (pnrB) 유전자의 RT-PCR 정량화 (Biological Treatment of TNT-containing Wastewater (pink water) by Stenotrophomonas maltophilia OK-5, and RT-PCR Quantification of the Nitroreductase (pnrB) Gene)

  • 조수희;조윤석;오계헌
    • KSBB Journal
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    • 제24권6호
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    • pp.556-562
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    • 2009
  • 본 연구는 TNT 분해능이 우수한 세균인 S. maltophilia OK-5를 이용하여 TNT 함유 폐수인 pink water의 미생물학적 처리 가능성에 대한 연구를 하였다. Pink water에 함유된 TNT 제거를 위해 S. maltophilia OK-5를 교반탱크 반응조에서 배양한 결과 pink water 내에 존재하는 100 mg/L의 TNT를 배양 6일 만에 완전 분해하였다. Hydride-Meisenheimer complex에서 유래하는 진한 적갈색은 배양기간 내에 증가하였으며, 이를 정량적으로 확인하였다. 본 연구에서 pink water에 잔류하는 TNT 뿐만 아니라 2,4-dinitrotoluene, 2,6-dinitrotoluene, 2,4-dinitro-6-hydroxytoluene 등의 대사산물도 HPLC 분석방법으로 측정하였으며, GC-MS를 사용하여 확인하였다. 또한 pink water에서 배양된 S. maltophilia OK-5에서 발현되는 nitroreductase (pnrB)의 유전자 발현 정량을 real time PCR로 측정하였다. 그 결과 배양 5일째 pnrB copy 수가 $10^3$ 이상 증가하는 것을 확인하였다.

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.

TNT 처리에 관한 연구동향 (Review on TNT Disposal)

  • 박재현;신원모;이재우
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.127-143
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    • 2016
  • Over the decades, TNT has been produced indiscriminately to be utilized in many fields owing to its ability to manipulate the explosion. Yet, the proper technique for disposal of TNT and the waste residues had not been developed so that the large amount of TNT waste was being piled up. Upon the agreement to demilitarization of old weapon, a study on the disposal methods for TNT and the waste treatment have been raised for their dangerous nature. Since then, from burying in landfill to utilizing supercritical fluid-based oxidation, a lot of research is actively ongoing, but little progress has been made in Korea compared to developed countries. This review paper covers all the technologies developed for TNT and its waste disposal including the concept, advantage, and disadvantage of those technologies. Also, suggested here are the future research directions.

망간산화물을 이용한 TNT 환원부산물의 산화-공유결합 반응

  • 강기훈;임동민;신현상
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.43-46
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    • 2004
  • Explosive chemicals have been major soil and groundwater contaminants especially in the nations with active military activities. Of these explosives, 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) is the most refractory one due to its structural characteristics. Although its efficient reduction by Fe(0) is well-known, the reduction products - mainly aminotoluenes - still possess toxicities to terrestrial biota, and are resistant to biological degradation. In this study, therefore, abiotic transformation of TNT reduction products via oxidative-coupling reaction was evaluated using Mn oxide which is ubiquitous in natural soils. The transformation efficiency is increased with the number of amino groups. Considering the very efficient reduction rate of TNT by Fe(0), Mn oxide can be successfully used for the removal of TNT reduction products.

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오존을 산화제로 사용한 다양한 고급산화 공정에 의한 TNT Red Water의 처리 (Treatment of TNT Red Water by the Ozone-based Advanced Oxidation Processes)

  • 전정철;권태옥;문일식
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제45권3호
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    • pp.298-303
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    • 2007
  • 오존을 중심으로 한 다양한 조합의 고급산화 공정(advanced oxidation process: AOP)을 이용하여 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) 제조 공정에서 발생되는 난분해성 폐수인 red water(RW)의 유기물 및 색도 제거 연구를 수행하였다. 적용된 고급산화 공정은 $O_3$, $UV/O_3$, $UV/O_3/H_2O_2$, $UV/O_3/H_2O_2/Fe^{2+}$ 공정이었으며, 유기물 및 색도 제거 효과는 $O_3 < $UV/O_3/H_2O_2/Fe^{2+}$ 공정의 순서로 나타났다. $UV/O_3/H_2O_2/Fe^{2+}$ 공정에서 최적 분해조건은 오존 유량 0.053 g/min, $H_2O_2$ 주입농도 10 mM, $FeSO_4$ 주입농도 0.1 mM로 나타났으며, 90 min 동안 유기물 및 색도 제거율은 각각 96, 100%로 나타났다. tert-butyl alcohol(t-buOH)을 이용한 수산화 라디칼(hydroxyl radical : ${\cdot}OH$)의 scavenging 실험을 통해 오존에 UV, $H_2O_2$, $FeSO_4$를 산화제로 조합함으로써 수산화 라디칼의 발생량을 더욱 증가시키고 유기물 제거율을 효과적으로 향상시킬 수 있음을 확인하였다.