• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권2호
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• pp.280-286
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• 2014

Four thermophilic bacterial species, including the iron-reducing bacterium Geobacillus sp. G2 and the sulfate-reducing bacterium Desulfotomaculum sp. SRB-M, were employed to integrate a bacterial consortium. A second consortium was integrated with the same bacteria, except for Geobacillus sp. G2. Carbon steel coupons were subjected to batch cultures of both consortia. The corrosion induced by the complete consortium was 10 times higher than that induced by the second consortium, and the ferrous ion concentration was consistently higher in iron-reducing consortia. Scanning electronic microscopy analysis of the carbon steel surface showed mineral films colonized by bacteria. The complete consortium caused profuse fracturing of the mineral film, whereas the non-iron-reducing consortium did not generate fractures. These data show that the iron-reducing activity of Geobacillus sp. G2 promotes fracturing of mineral films, thereby increasing steel corrosion.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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• pp.122-124
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• 2002

The removal capacity of zero-valent iron for Cr(Ⅵ) was evaluated using batch kinetic tests. The rate constants for zero-valent iron dramatically increased as initial Cr(Ⅵ) concentration decreased. Generally, the reaction rates of Cr(Ⅵ) with zero-valent iron were faster than that of a biotic degradation of Cr(Ⅵ), and furthermore the reaction rates were inversely proportional to the initial Cr(Ⅵ) concentrations. After certain reaction time elapsed. no further decrease of Cr(Ⅵ) was observed, indicating a loss of iron reactivity. The loss of iron reactivity was primarily due to the passivation of iron surfaces with iron-Cr precipitates, but the reactivity of iron was recovered by adding iron-reducing bacteria. Even though the addition of bacteria itself removed Cr(Ⅵ), the combination of iron-reducing bactera and oxidized iron significantly enhanced the reaction rate for Cr(Ⅵ) removal. The results from column tests also confirmed that the innoculation of iron-reducing bacteria to the column containing completely oxidized iron partially enhanced the recovery of the iron reactivity.

• KSBB Journal
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• 제15권2호
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• pp.201-207
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• 2000

전통적으로 사용되어 왔던 점토의 숙성과정을 과학적으로 규명하였고, 철환원세균의 농화배양액을 이용하는 생명공학기술을 이용한 개량된 점토 숙성방법을 연구하였다. 전통적으로 사용되어 왔던 수비법에 의한 점토의 숙성은 토착 미생물들이 점토에 함유된 유기물을 분해하는 과정에서 철불순물을 점토로부터 제거하여 색상을 향상시킬 뿐만 아니라 점토의 점성과 가소성 및 강도를 증진시키는 효과가 있음을 알 수 있었다. 점토숙성용 철환원세균 농화배양액을 얻는 방법을 제시하였고, 점토에 탄소원을 첨가한 후 혐기적 조건에서 농화배양액을 이용한 점토 숙성 방법을 제시하였다. 생물공학기술을 활용한 개량점토 숙성법은 전통적인 점토 숙성에서 소요되는 점토의 처리 시간을 약 1/6 수준이하로 단축시킬 수 있었고, 점토로부터 철불순물을 보다 효과적으로 제거할 수 있었을 뿐만 아니라 전통적인 방법보다도 물성이 우수한 점토로 고품위화가 가능하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.807-810
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• 2008

영가철(ZVI)를 사용하는 투수성 반응벽체(PRB, Permeable reactive barrier)는 TCE(Trichloroethylene)와 같은 난분해성 유기물질이 포함된 지하수를 처리하는데 사용될 수 있다. 여기서 ZVI(Zero-valent iron)가 Ferric iron으로 산화되면서 TCE를 ethene으로 환원시킨다. Ferric iron으로 변화된 iron은 환원과정을 통해 Ferrous iron으로 다시 재생을 시켜야 PRB의 처리수명을 연장시킬 수 있다. Ferric iron을 Ferrous iron으로 환원시키기 위해서 철환원 박테리아(IRB, Iron-reducing bacteria)를 이용한다. 이번 연구에서는 IRB가 Ferric iron을 환원시키기 위해서 Ferric iron을 용해를 한다는 concept으로 실험을 해보았다. 실험은 증류수(DI water, De-ionized water), DI-water에 배지를 포함한 용액, 그리고 DI-water에 배지 및 IRB가 포함된 용액, 이 3가지 조건으로 수행했다. 실험결과 $Fe^{3+}$의 용해가 IRB가 포함된 용액, 배지가 포함된 용액, 증류수 순으로 잘 되는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권2호
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• pp.123-129
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• 2005

철을 이용한 반응벽체 (permeable reactive barrier, PRBs) 기술은 유기 화합물로 오염된 지하수를 환원적 반응에 의해 정화시키는 공법이다. 벽체의 매질로 주로 사용되는 영가 철은 반응이 진행됨에 따라 점차 2가 및 3가 철로 산화되어 제거능이 점차 저감된다. 자연계에 존재하거나 동정된 철 환원 박테리아는 산화된 Fe(III)를 Fe(II)로 환원시키는 능력을 가지고 있으며 이와 같이 환원된 Fe(II)는 반응 표면적을 넓히고 다시 할로겐 유기 화합물을 환원적으로 제거할 수 있도록 한다. 본 연구는 철 환원 박테리아로 순수균인 Shewanella algae BrY에 의한 산화철의 환원 경향을 aqueous phase와 solid phase로 나누어 관찰하고 환원된 철이 TCE 제거에 미치는 영향을 iron(II,III) oxide와 iron(III) oxide를 대상으로 하여 파악하는 것을 목표로 하였다. 박테리아는 배지 내에 존재하는 Fe(III)를 우선적으로 사용하여 Fe(II)로 환원시켰으며 선택성은 떨어지지만 입자상의 산화철 표면에 존재하는 Fe(III)도 환원시켰다. 또한 동량의 산화철이 존재할 때 iron(II,III) oxide에 비해 박테리아가 전자수용체로 사용할 수 있는 Fe(III)가 풍부한 iron(III) oxide의 환원이 더 잘 일어남을 알 수 있었고, 환원된 Fe(II)는 박테리아 또는 다른 철 산화물과 침전을 형성하였으며 TCE와의 반응속도 및 제거 능력을 향상시키는 것으로 판단된다.

• KSBB Journal
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• 제15권2호
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• pp.208-213
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• 2000

백자, 청자 및 일반 자기 제조용 점토인 3종류의 점토(백토, 청토, 황토)를 철환원 미생물을 이용한 숙성과정을 통해 점토의 개질을 수행하였다. 철환원 미생물을 이용한 숙성기간 동안 점토 종류에 따른 철환원 및 용출특성과 숙성된 점토들의 물성 변화를 조사하였다. 숙성기간동안 점토의 철용출량은 점토의 종류에 관계없이 탄소원인 sucrose의 첨가량이 증가할수록 증가하였지만, 총 철용출량과 용출속도는 점토의 종류에 의존하였다. 숙성점토는 원료물질과 비교하여 sucrose 의 첨가량이 증가함에 따라 수축을 변화없이 강도와 색도가 향상되었다. 점토의 색도는 점토의 종류에 많은 영향을 받았으며, 점토의 숙성과정은 색도 중 적색도가 가장 많이 감소하는 효과를 제공하였다. 숙성점토의 물리적 특성과 탈철양을 고려할 때, 점토 중에 함유된 철환원을 전자공여체로 제공되는 sucrose의 최적 첨가량은 4wt% 임을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권8호
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• pp.798-807
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• 2008

연안지역 주위에 설치된 각종 관망시설의 금속부식으로 인한 경제적 손실 때문에 실제적인 부식 거동을 이해하고 그것을 적절하게 조절하기 위한 부식과 관련된 원인-결과에 대한 정보를 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 미생물 제어에 따라 금속 부식에 영향을 미치는지를 조사하기 위하여 실험실 규모로 연구를 수행하였다. 먼저 관망의 막힘 현상이 발생하는 곳(즉, I Gas Station)의 지하수를 채취한 후 16S rDNA방법으로 시료 속의 미생물 다양성을 조사하였다. 이로부터 금속을 부식시키는 거동이 관측된 미생물이 Leptothrix sp.(철산화)와 Desulfovibrio sp.(황환원)임을 알 수 있었다. 실험 결과, 철 시편의 경우 철산화 미생물에 의해 부식속도가 가장 크게 증가하였고, 반면 황환원 미생물에 의해 철침전물이 빠르게 형성되었다. 함석 시편과 스테인리스 스틸의 경우 주로 철산화 미생물이 부식뿐만 아니라 침전물 형성 속도를 증가시키는 데에도 매우 관련이 높았다. 아연 시편의 경우, 황환원 미생물이 철산화 미생물보다 더 부식에 대한 영향이 컸다. 또한 미생물 성장 제어실험에서는 염소주입이나 UV 처리는 효과적으로 미생물의 성장을 조절할 수 있었다. 그러나 미생물 제어 강도가 경계치보다 증가한다면 화학적 반응을 증가시키기 때문에 부식속도는 점차 증가하는 현상이 나타났다. 본 연구에서는 미생물 금속 부식은 미생물 종류나 금속재료에 따라 다르게 발생하며, 관련 미생물(Leptothrix sp.와 Desulfovibrio sp.)과 금속 부식 또는 침전물 생성에 높은 연관성을 가지고 있었다. 그리고 효과적인 미생물의 제어를 통해 부식 또는 침전 속도를 늦출 수 있음을 확인하였다.

• 보존과학회지
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• 제26권4호
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• pp.407-416
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• 2010

토양 중에 존재하는 철환원능력을 갖춘 세균은 철제유물의 부식생성물을 에너지원으로 이용할 수 있다. 이러한 세균의 활동은 부식생성물의 변화를 초래하여 유물의 부식을 촉진시키는 부식생성물의 판단을 어렵게 할 수 있다. 본 연구의 목적은 철환원세균이 부식생성물에 일으키는 변화를 조사하여, 철제유물의 부식에 관한 이해를 높이고자 한다. 실험은 출토철제유물을 재현하기 위해서 부식촉진인자 중에서 가용성염류(염화물이온, 황산이온)를 이용하여 부식시킨 철편을 준비하였다. 이 부식철편을 세균이 존재하는 배지에서 42일간 배양하였다. 실험 후, 부식철편의 부식생성물은 SEM, EDS, XRD를 이용하여 관찰, 분석을 실시하였다. 관찰결과, 부식철편이 세균의 활동으로 인해 녹색으로 변화하였으며 부식철편에 판상 결정과 마름모꼴 결정이 새롭게 생성된 사실을 알게 되었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.250-253
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• 2002

Remediation of groundwater using zero valent iron filings has received considerable attention in recent years. However, zero valent iron is gradually transformed to iron(III) oxides at permeable reactive barriers, so the reduction of iron(III) oxides can enhance the longevity of the reactive barriers. In this study, microbial reduction of Fe(III) was performed in anaerobic condition. A medium contained nutrients similar to soil solution. The medium was autoclaved and deoxygenated by purging with 99.99% $N_2$ and pH was buffered to 6, while the temperature was regulated as 2$0^{\circ}C$. Activity of iron reducing bacteria were not affected by chlorinated organics but affected by iron(III) oxide. Although perchloroethylene(PCE) was not degraded with only ferric oxide, PCE was reduced to around 50% with ferric oxide and microorganism. It shows that reduced iron can dechlorinate PCE.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2003년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.236-236
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• 2003

Anaerobic Fe(III)-reducing bacteria are known to be able to reduce crystalline and amorphous Fe(III) oxides. Anaerobic Fe(III)-reducing bacterial reduction can induce several kinds of secondary minerals (Fe(II) containing minerals) such as magnetite, siderite, vivianite [($Fe_{3}(PO_{4}{\cdot}2H_{2}O$], and iron sulfide (FeS) according to variety of geochemical and biological conditions. (omitted)