• Journal of Microbiology
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• 제38권1호
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• pp.36-39
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• 2000

Toxic hexavalent chromium, Cr(VI), was reduced to a less toxic trivalent chromium form by E. coli ATCC 33456. The suitable electron donor for Cr(VI) reduction was glucose. E. coli ATCC 33456 was more resistant to metal cations than other reported Cr(VI) reducing microorganisms. Cell growth was inhibited by the presence of Cr(VI) in a liquid medium and Cr(VI) reduction accompanied cell growth. With a hydraulic retention time of 20 h, Cr(VI) reducing efficiency was 100% to 84% when Cr(VI) concentration in the influent was in the range of 10 to 40 mg L$\^$-1/. Specific rate of Cr(VI) reduction was 2.41 mg Cr(VI) g DCW$\^$-1/ h$\^$-1/ when 40 mg L$\^$-1/ of Cr(VI) influent was used. This result suggested the potential application of E. coli ATCC 33456 for the detoxification of Cr(VI) in Cr(VI) contaminated wastewater.

• 한국환경농학회지
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• 제24권3호
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• pp.203-209
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• 2005

실험에 사용된 영가 철의 평균 입도는 $85.55{\sim}196.46{\mu}m$의 범위를 나타내었고 비표면적은 $0.055{\sim}0.091m^2/g$으로 나타났다. 영가 철 중 J(93%) 및 PU(88%)를 제외한 PA, F, S, J1는 철을 98% 이상 함유하는 것으로 평가되었다. 영가 철에 의한 Cr(VI)의 환원은 영가 철의 종류에 따라 달랐으며, J 및 PU의 경우 3시간 이내에 98% 이상의 Cr(VI)을 제거하였다. 그러나 PA, F, S, J1의 경우 반응 48시간 동안 각각 74, 65, 29, 11%의 Cr(VI) 만을 제거하였으며 이때 환원 효율은 J > PU > PA > F > S > J1 순으로 나타났다. 영가철에 의한Cr(VI)의 환원 과정에서 용액의 pH는 반응초기 3시간 동안 급격히 증가하였으며 이후 안정화되는 경향을 나타내었다. 영가 철의 종류에 따른 pH의 변화는 PU > J > PA > F > S > J1 순으로 나타났으며 Cr(VI)의 환원효율이 큰 영가 철에서 pH의 상승 폭도 크게 나타나는 것으로 평가되었다. 영가 철의 종류에 따른 산화환원전위 Eh의 변화는 pH와는 반대의 경향을 나타내었으며 Cr(VI)의 환원율이 클수록 Eh의 감소율은 증가하였다. 유기화합물의 경우 반응효율이 영가 철의 물리적 특성에 의해 주로 지배되는 것으로 알려져 있으나 Cr(VI)의 경우 화학적 특성이 반응효율을 지배하는 것으로 판단되었다. 본 실험에 사용된 6종류의 상용 영가 철 중에는 J와 PU가 Cr(VI)의 환원에 가장 효과적인 것으로 조사되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제27권1호
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• pp.60-65
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• 2008

현재 개발되어 사용되고 있는 중금속 오염의 복원기술들은 방법에 따라 상이하기는 하지만 일반적으로 비용이 많이 들고 처리시 이차적인 오염이 발생되거나 시간이 많이 소요되고, 외부 투입 에너지에 크게 의존하므로 실제 현장에 적용하기는 많은 문제점이 있다. 이러한 실정에서 오염물질을 완전히 분해시키거나 더 이상 독성을 야기하지 않고 원래의 물리화학적 특성을 상실한 다른 물질로 변환시킬 수 있는 처리 기술의 확보는 매우 중요한 과제라 할 수 있다. 본 연구에서는 Cr(VI)으로 오염된 토양에서 간단한 산화-환원 반응의 원리를 이용한 영가철 복원방법에 영향을 미치는 다양한 환경요인을 구명하여 향후 현장적용시 기본 자료로 활용하고자 하였다. Cr(VI)으로 오염된 토양에 영가철 만을 처리한 결과 반응 30일 후 Cr(VI)의 환원 정도는 영가철의 처리량이 증가할수록 증가하였다. 또한 유기물 함량이 증가할수록 Cr(VI)의 환원정도는 증가하였으며 반응속도 또한 유기물 함량에 따라 증가하였다. 또한 Cr(VI)농도가 반응5일 동안 90% 이상 감소하는 것으로부터 유기물에 의한 Cr(VI)의 환원 반응은 초기 반응이 우세함을 알 수 있었다. 수분함량의 경우 수분에 의한 직접적인 효과는 Cr(VI) 감소량 대비 4% 수준인 것으로 평가되었다. 유기물 함량이 영가철의 Cr(VI) 환원에 미치는 영향을 조사한 결과 Cr(VI) 농도는 50% 이상 감소하였으나 유기물 함량이 영가철의 이온화나 활동도에 직접적인 영향을 미치지는 않는 것으로 판단되었다. 특히 수분함량을 $15{\sim}30%$로 처리한 경우 영가철의 Cr(VI) 환원에 있어 반응 30일 후 초기 Cr(VI) 농도의 90% 정도가 제거되었다. 따라서 토양 수분 함량은 영가철의 이온화 및 활동도에 직접적으로 영향을 미치는 중요한 인자로 판단되었다. 특히 영가철, 유기물, 수분함량을 개별적으로 처리하였을 경우에는 MCL 이하로 Cr(VI)의 농도를 저감시킬 수는 없었으나 이들을 동시에 처리하는 경우에는 MCL 이하로 Cr(VI)의 농도를 저감시킬 수 있었다.

• 한국환경농학회지
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• 제42권3호
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• pp.253-258
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• 2023

In the environment, chromium often exists in a highly mobile and toxic form of Cr(VI). Therefore, the reduction of Cr(VI) to less toxic Cr(III) is considered an effective remediation strategy for Cr(VI)-contamination. In this study, the biological reduction of hexavalent chromium was examined at the concentrations of 0.01 mM, 0.1 mM, and 1 mM Cr(VI) by the dissimilatory metal-reducing bacterium, Shewanella sp. HN-41 in the presence of ferric-citrate. With the relatively condensed cell densities, the aqueous phase Cr(VI) was reduced at the proportions of 42%, 23%, and 31%, respectively for the 0.01 mM, 0.1 mM, and 1 mM Cr(VI) incubations, while Fe(III)-citrate was reduced at 95%, 88%, and 73%, respectively. Although the strain HN-41 was not considered to reduce Cr(VI) as the sole electron acceptor for anaerobic metabolism in the preliminary experiment, it has been presumed that outer-membrane c-type cytochromes such as MtrC and OmcA reduced Cr(VI) in the presence of ferric-citrate as the electron acceptor. Since this study indicated the potential of relatively high cell density for Cr(VI) reduction, it might propose a bioremediation strategy for Cr(VI) removal from contaminated waters using engineered systems such as bioreactors employing high cell growths.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.672-675
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• 2000

E.coli ATCC 33456은 6가 크롬 환원능이 있다고 보고되어진 미생물보다 비교적 높은 활성을 지닌다. E.coli ATCC 33456에서 6가 크롬 환원효소를 클로닝하기 위해서 colony hybridization과 southern hybridization을 통하여 2개의 형질 전환 균주를 획득할 수 있었다. 두 균주 모두 E.coli ATCC 33456이 가진 6가 크롬 환원능보다 약 2.5-4배정도 높은 활성을 보였으며, 두 균주의 조효소액을 가지고 immuno-blotting을 실시한 결과, E.coli ATCC 33456에서 분리 정제된 6가 크롬 환원효소의 항체가 약 42Kda에서 반응하는 것을 확인할 수 있었으며, 이 결과는 분리 정제된 6가 크롬 환원효소와 매우 유사한 유전자 산물이 두 균주에서 나온다는 것을 보여주었다.

• 한국환경농학회지
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• 제29권4호
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• pp.402-407
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• 2010

Zerovalent iron (ZVI) is one of the most commonly used metallic reducing agents for the treatment of toxic contaminants in wastewater. Traditional ZVIs are less effective than nanoscale ZVI (nZVI) due to prolonged reaction time. However, the reactivity can be significantly increased by reducing the size of ZVI particles to nanoscale. In this study, nZVI particles were synthesized under laboratory condition and their efficiency in removing hexavalent chromium (Cr(VI)) from aqueous solutions were compared with commercially available ZVI particles. The results showed that the synthesized nZVI particles (SnZVI) reduced >99% of Cr(VI) at the application rate of 0.2% (w/v), while commercial nZVI (CnZVI) particles resulted in 59.6% removal of Cr(VI) at the same application rate. Scanning electron micrographs (SEM) and energy dispersive spectra (EDS) of the nZVI particles revealed the formation of Fe-Cr hydroxide complex after reaction. Overall, the SnZVI particles can be used in treating chromium contaminated wastewater.

• 미생물학회지
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• 제36권4호
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• pp.279-284
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• 2000

페놀을 유일한 탄소 및 에너지원으로 이용할 수 있는 Rhodococcus sp. CP01을 침출수로부터 분리하고 회분식 및 연속배양 체제에서 크롬(VI)을 동시에 환원시키는 능력을 추정하였다. 크롬(VI) 환원의 최적 pH 7.0과 페놀 농도 1,000 mg/L에서 최소배지에 주어진 0.25 mM의 크롬(VI)은 CP01 균주에 의해 60시간만에 완전히 환원되었으며, 이때 크롬의 환원속도는 4.17 $\mu$M/hr, 페놀의 분해속도는 38.4 mg.$L^{-1}$.$hr^{-1}$로 측정되었다. 수리학적 체류시간을 100hr으로 유지한 호기성 연속배양 체제에서 크롬(VI)의 농도를 0.0625, 0.125, 그리고 0.25 mM로, 페놀 농도를 1,000~4,000 mg/L까지 변화시키면서 46인간 운전한 결과, 크롬(VI) 0.125 mM과 페놀 3,000 mg/L일 때 유사 steady state에 이르렀으며 이때 크롬의 환원율은 거의 100%로 일정하게 유지되었다. 이 구간에서 계산된 specific reduction rate는 0.34 mg Cr(VI).g $protein^{-1}$.$hr^{-1}$로서 glucose를 생장기질로 이용한 기존의 연구 결과와 유사한 수준으로 나타났다. 이상의 결과로부터 본 연구는 중금속 크롬(VI)과 방향족 화합물인 페놀을 동시에 효과적으로 제거할 수 있는 생물학적 처리 가능성을 보여 주었다.

• 미생물학회지
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• 제34권3호
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• pp.126-131
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• 1998

침출수 미생물에 의한 크롬 6가이온의 3가이온으로의 환원을 회분식 배양 및 실험실 규모의 연속배양체제에서 연구하였다. 회분식 배양에 있어서 다양한 범위는 침출수 (10~60%)와 glucose (50~200 mM)를 첨가한 최소배지에서 초기 농도 $20mg\;L^{-1}$의 크롬(VI)을 첨가한 경우 72시간내에 최대 90%의 크롬(VI)이 침출수 미생물에 의하여 환원되었다. 이때 glucose의 첨가는 크롬환원을 촉진시켰으나, 배지내 침출수 비율의 증가는 오히려 크롬환원을 저해하였다. 후자의 경우는 침출수에 존재하는 황산이온이 크롬이온과 경쟁적 저해를 일으키기 때문인 것으로 추정되었다. 연속배양 실험은 124일간 상온에서 크롬(VI)의 농도를 $5{\sim}65mg\;L^{-1}$로 증가시키면서 수행하였으며, 수리학적 체류시간이 36시간일 때 $5{\sim}50mg\;L^{-1}$의 크롬농도 범위에서의 환원은 거의 100%에 달하는 것으로 나타났다. 평균 81.2%의 환원효율을 보인 101~124일 구간에서 계산된 specific reduction rate는 $3.492mg\;g^{-1}\;protein\;h^{-1}$였다. 이상의 결과는 침출수에 존재하는 미생물이 크롬은 함유한 다양한 침출수 또는 피혁폐수의 크롬 무독화과정에 유용하게 쓰일 수 있다는 가능성을 제시해 주는 것이다.