• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제19권1호
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• pp.54-62
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• 2014

To better understand dissimilatory iron and sulfate reduction (DIR and DSR) by subsurface microorganisms, we investigated the effects of sulfate and electron donors on the microbial goethite (${\alpha}$-FeOOH) reduction. Batch systems were created 1) with acetate or glucose (donor), 2) with goethite and sulfate (acceptor), and 3) with aquifer sediment (microbial source). With 0.2 mM sulfate, goethite reduction coupled with acetate oxidation was limited. However, with 10 mM sulfate, 8 mM goethite reduction occurred with complete sulfate reduction and x-ray absorption fine-structure analysis indicated the formation of iron sulfide. This suggests that goethite reduction was due to the sulfide species produced by DSR bacteria rather than direct microbial reaction by DIR bacteria. Both acetate and glucose promoted goethite reduction. The rate of goethite reduction was faster with glucose, while the extent of goethite reduction was higher with acetate. Sulfate reduction (10 mM) occurred only with acetate. The results suggest that glucose-fermenting bacteria rapidly stimulated goethite reduction, but acetate-oxidizing DSR bacteria reduced goethite indirectly by producing sulfides. This study suggests that the availability of specific electron donor and sulfate significantly influence microbial community activities as well as goethite transformation, which should be considered for the bioremediation of contaminated environments.

• 한국환경과학회지
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• 제28권10호
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• pp.851-861
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• 2019

In this study, we performed a sediment elution experiment to evaluate water quality in terms of phosphorus, as influenced by the dissolved oxygen consumed by sediments. Three separate model column treatments, namely, raw, calcined, and sonicated oyster shell powders, were used in this experiment. Essential phosphorus fractions were examined to verify their roles in nutrient release from sediment based on correlation analyses. When treated with calcined or sonicated oyster shell powder, the sediment-water interface became "less anaerobic," thereby producing conditions conducive to partial oxidation and activities of aerobic bacteria. Sediment Oxygen Demand (SOD) was found to be closely correlated with the growth of algae, which confirmed an intermittent input of organic biomass at the sediment surface. SOD was positively correlated with exchangeable and loosely adsorbed phosphorus and organic phosphorus, owing to the accumulation of unbound algal biomass-derived phosphates in sediment, whereas it was negatively correlated with ferric iron-bound phosphorus or calcium fluorapatite-bound phosphorus, which were present in the form of "insoluble" complexes, thereby facilitating the free migration of sulfate-reducing bacteria or limiting the release from complexes, depending on applied local conditions. PCR-denaturing gradient gel electrophoresis revealed that iron-reducing bacteria were the dominant species in control and non-calcined oyster shell columns, whereas certain sulfur-oxidizing bacteria were identified in the column treated with calcined oyster powder.

• KSBB Journal
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• 제18권3호
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• pp.243-247
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• 2003

커들란과 활성탄의 조성을 몇 가지로 나누어서 실험한 결과 커들란 30 g/L과 활성탄 6 g/L의 비로 제조하여 Autoclave ($121^{\circ}C$, 1 atm, 15 min)에서 가열한 담체의 물성이 다공성 특성 및 세포의 고정화 측면에서 우수함을 보였다. 충전층 반응기를 설치하여 담체를 고정시킨 후 미생물 부착능력을 실험한 결과, 철 산화 세균에 의하여 시간이 증가할수록 철 산화 속도가 빨라지고, 이 과정을 주사전자현미경으로 촬영한 결과 시간이 증가할수록 담체에 부착되는 미생물의 농도가 증가함을 확인할 수 있었다. 그리고 본 실험에서 사용된 담체는 환경 친화적인 고분자로 2차적으로 발생할 수 있는 환경문제를 해결 할 수 있으며 기존의 담체에 비교하여 비표면적이 넓고, 인체에 해가 없는 생물고분자 담체이므로 식품용도의 흡착제 등으로도 유용하게 사용될 수 있다.

• 한국광물학회지
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• 제24권2호
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• pp.91-99
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• 2011

울산시에 삼동면에 위치한 천부 관정 지하수들 중 일부는 탁도가 음용수 기준을 크게 초과한다. 광물학적 분석결과, 극미립 부유입자는 지름 $0.5\;{\mu}m$ 이하의 구상 페리하이드라이트(ferrihydrite), 페리하이드라이트로 교대된 나선형 철산화 박테리아 섬유, 그리고 이들의 집합체였다. 페리하이드라이트는 거의 비정질로서 2개의 전자회절환만 관찰되었고, Si와 P가 함유되어 있었다. 나선형 철산화 박테리아는 지하수의 용존 $Fe^{2+}$의 산화뿐만 아니라 페리하이드라이트의 침전 장소를 제공하였다. 주변의 보통 지하수와 비교하여 pH와 Eh가 낮고, Ca 함량과 알칼리도가 높아서 한국 탄산약수의 일반적 수질 특정과 잘 부합되어, 용존철이 풍부한 심부 기원 탄산수의 유입이 추정된다. 따라서 높은 페리하이드라이트 탁도는 pH, Eh, 알칼리도 등의 수질인자와 함께 천부 지하수 관정을 이용한 심부 기원 탄산지하수 추적의 지시자로 활용될 가능성이 있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제17권2호
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• pp.82-89
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• 1984

논토양(土壤)에 볏짚을 시용(施用)하고 투수조건(透水條件)으로 수도(水稻)를 재배(栽培)하면서 경시적(經時的)으로 질소대식(窒素代識)에 관여(關與)하는 미생물(微生物)의 소장(消長)과 토양성분(土壤成分)의 변화(變化)를 조사(調査)하여 얻어진 결과(結果)는 다음과 같다. 토양중(土壤中) Eh는 경시적(經時的)으로 저하(低下)했으며 볏짚시용구(施用區)의 Eh가 더욱 낮다. pH는 상층(上層)이 하층(下層)보다 약간 높았다. 이가철(二價鐵)은 함량(含量)이 볏짚시용(施用)으로 증가(增加)되었으며 경시적(經時的)으로 증가(增加)하는 경향(傾向)이었다. $NH_4$-N는 생육초기(生育初期)에 볏짚시용구(施用區)가 함량(含量)이 낮고 $NO_3$-N는 거의 검출(檢出)되지 않았다. 탈실균(脫室菌)은 담수초기(湛水初期)에 상층(上層)에서 높았으며 볏짚시용(施用)으로 생육초기(生育初期)에 약간 균수증가(菌數增加)가 있었다. 경시적(經時的)으로 탈질균(脫窒菌)은 감소(減少)하는 경향(傾向)이었으며 질산환원균(窒酸還元菌)은 증가(增加)하였다. 암모니아 산화균(酸化菌)은 상층(上層)의 균수(菌數)가 하층(下層)보다 많았다. 아질산산화균(亞窒酸酸化菌)은 경시적(經時的)으로 감소(減少)하고 볏짚시용(施用)으로 균수(菌數)가 더욱 감소(減少)되었다. 토양중(土壤中) 이가철함량(二價鐵含量)과 탈질균(脫窒菌)과는 부(負)의 상관(相關)이 비교적 높으며 질산환원균(窒酸還元菌)과는 정(正)의 상관(相關)은 있으나 유의성(有意性)은 없었다. 암모니아산화균(酸化菌)과 그 이가철함량(二價鐵含量)과는 일정(一定)한 상관관계(相關關係)를 나타내지 못하고 있으며 $NH_4$-N 함량(含量)과도 뚜렷한 유의상관(有意相關)이 없었다.

• Molecules and Cells
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• 제23권3호
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• pp.370-378
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• 2007

A superoxide dismutase was purified 62-fold in seven steps to homogeneity from Methylobacillus sp. strain SK1, an obligate methanol-oxidizing bacterium, with a yield of 9.6%. The final specific activity was 4,831 units per milligram protein as determined by an assay based on a 50% decrease in the rate of cytochrome c reduction. The molecular weight of the native enzyme was estimated to be 44,000. Sodium dodecyl sulfate gel electrophoresis revealed two identical subunits of molecular weight 23,100. The isoelectric point of the purified enzyme was found to be 4.4. Maximum activity of the enzyme was measured at pH 8. The enzyme was stable at pH range from 6 to 8 and at high temperature. The enzyme showed an absorption peak at 280 nm with a shoulder at 292 nm. Hydrogen peroxide and sodium azide, but not sodium cyanide, was found to inhibit the purified enzyme. The enzyme activity in cell-free extracts prepared from cells grown in manganese-rich medium, however, was not inhibited by hydrogen peroxide but inhibited by sodium azide. The activity in cell extracts from cells grown in iron-rich medium was found to be highly sensitive to hydrogen peroxide and sodium azide. One mol of native enzyme was found to contain 1.1 g-atom of iron and 0.7 g-atom of manganese. The N-terminal amino acid sequence of the purified enzyme was Ala-Tyr-Thr-Leu-Pro-Pro-Leu-Asn-Tyr-Ala-Tyr. The superoxide dismutase of Methylobacillus sp. strain SK1 was found to have antigenic sites identical to those of Methylobacillus glycogenes enzyme. The enzyme, however, shared no antigenic sites with Mycobacterium sp. strain JC1, Methylovorus sp. strain SS1, Methylobacterium sp. strain SY1, and Methylosinus trichosproium enzymes.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권12호
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• pp.956-966
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• 2011

Bioleaching studies of metals from a spent catalyst were conducted using both adapted and unadapted bacterial cultures. The bacterium used in this experiment was Acidithiobacillus ferrooxidans. A comparison of the kinetics of leaching was made between the two cultures by varying the leaching parameters, including the pulp density, particle size and temperature. Both cultures showed similar effects with respect to the above parameters, but the leaching rates of all metals were higher with the adapted compared to the unadapted bacterial cultures. The leaching reactions were continued for 240 h in the case of the unadapted bacterial culture, but only for 40 h in the case of the adapted bacterial culture. The leaching reactions followed first order kinetics. In addition, the kinetics of leaching was concluded to be a diffusion control model; therefore, the product layers were impervious.

• 자원리싸이클링
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• 제22권3호
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• pp.91-99
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• 2013

우리나라 경제의 근간을 이루고 있는 철강산업, 자동차산업이나 전자산업에서 전기도금은 중요한 역할을 담당하고 있다. 전기도금 폐액은 전처리, 도금 및 후처리과정에서 발생하는 폐액이고 다양한 금속염을 포함한 유해한 폐수이다. 현재 일반적인 폐수는 환경법상 배수 규제치 이하로 중화처리한 후 각종 금속이 혼합된 슬러지는 매립하거나 위탁처리하고 있는데, 처리에 따른 막대한 비용이 들뿐만 아니라 매립지 부족과 유가금속 자원 낭비를 초래하고 있다. 따라서 이러한 폐수에서 유가금속을 회수하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 전기도금 폐액에서 금속을 선택적으로 회수하는 새로운 방법은 철산화세균을 이용하는 방법, 황화제를 이용한 황화물(MS) 회수법 및 유기용매를 이용한 용매추출법 등에 관한 연구가 진행되고 있다. 이들의 폐수처리방법을 이용하여 Fe, Cu, Zn, Ni 등의 금속이온이 혼합된 폐수에서 유가금속을 95%이상 회수하는 성과를 거두었다. 이는 전기도금공정에서 배출되는 폐수를 폐기할 것이 아니라 도시광산의 중요한 금속자원으로 활용될 것으로 기대된다.

• 자원리싸이클링
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• 제17권2호
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• pp.3-15
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• 2008

다양한 독성 폐기물이 주변 환경에 배출되면 궁극적으로 모든 생명체의 생존에 위협이 된다. 박테리아 및 곰팡이종의 반응을 이용한 미생물침출 및 미생물복원을 포함하는 바이오 습식제련은 환경문제를 극복하는데 적합한 경제성이 있는 잠재기술이다. 미생물침출은 Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thiooxidans, Laptospirillum ferrooxidans와 같이 금속과 반응을 일으키는 박테리아를 이용하여 다양한 광물 및 폐기물로부터 금속 성분을 용해하는 것을 말한다. 일반적으로 미생물 침출반응은 직접 및 간접반응으로 나누어진다. 직접반응에서 박테리아는 성장 및 물질대사를 위하여 침출 기질로부터 전자를 받아 황산을 생산하므로써 황화광물을 산화시킨다. 반면 간접반응에서는 철산화 박테리아에 의해 생성된 $Fe^{3+}$가 황화광물을 산화시킨다. 이러한 침출기구를 통하여 저품위 광물 및 정광, 슬러지, 광미, 플라이 애쉬, 슬래그, 전자 스크랩, 폐밧데리 및 폐촉매 등으로부터 금속을 회수할 수 있다. 생물학적 방법은 폐기물의 매립을 극복할 수 있는 대체기술로서 건강하고 깨끗한 환경 보존에 기여할 수 있다.

• KSBB Journal
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• 제14권1호
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• pp.124-130
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• 1999

아적장에서의 석탄의 탈황 가능성을 조사하기 위하여 Thiobacllus ferrooxidans를 이용한 탈황특성을 연구하였다. 배지의 배수를 고려할 때 야적장에서 미생물 탈황공정을 적용하기 위해서는 석탄입자 크기가 1mm 이상이어야 하고, 균일한 입자분포가 요구됨을 확인하였다. 1~2mm의 입자층과 2~4mm의 입자층에서의 약 70일 동안에 24%와 42%의 pyrite를 제거할 수 있었다. 두 석탄 입자층의 탈황속도는 각락 248mg S/kg coal.day (5,638mg S/kg pyritic-S.day)와 803mg S/kg coal.day(6,805mg S/kg pyritic-S,day)로 현탁배양의 약 15~25%로 낮았다. 석탄층에 액체배지를 순환하지 않고 단지 T.ferrooxidans의 접종만으로도 석탄의 표층부에서는 탈황이 가능하였다. 석탄을 야적장 등에 장기간 보관하는 동안에 고유황 석탄으로부터 미생물 탈황공정을 응용하여 부분적인 pyritic sulfur의 제거가 가능한 것을 알 수 있었다.