• 자원환경지질
• /
• 제43권6호
• /
• pp.555-564
• /
• 2010

유류 및 중금속 오염 토양으로부터 분리한 토착 미생물인 Bacillus sp, B1 사균(dead biomass)과 polysulfone + DMF(N,N-dimethylformamide) 용액을 혼합하여 제조한 비드(지름 2mm 이하)형 미생물 담체를 이용하여 중급속 오염 지하수를 정화하는 배치실험을 실시하였으며, 담체에 흡착된 중금속의 특성과 구조를 분석하여 미생물 담체에 의한 중금속 제거 기작을 규명하였다. 담체 내 Bacillus sp. B1 사균 비율을 달리하여 제조한 담체들을 이용하여 오염수로부터 납 제거효율을 규명함으로써 미생물 담체 제조에 사용되는 최적의 사균 농도(%)를 결정하였으며, 오염수에 대하여 첨가하는 미생물 담체의 농도변화에 따른 중금속 제거효율을 규명하는 실험을 실시하여 최적의 중금속 제거효율을 가지는 오염수 내 담체 첨가량(농도; g/L)을 결정하였다. 담체 내 사균 농도가 0%(유기중합체로만 형성)와 1%인 경우 제조된 담체의 납 제거효율이 3% 미만으로 polysulfone + DMF 만으로 이루어진 담체는 중금속 제거효과가 거의 없으며, 담체 내 미생물 기질 부분에 의해 대부분의 중금속이 제거되는 것으로 나타났다. 실험 결과 미생물 담체 비용과 제거효율을 고려하면 사균 5%를 혼합하여 제조한 미생물 담체를 2g/50mL 농도로 오염수에 주입하는 것이 가장 효과적인 것으로 밝혀졌다. 담체와 오염수의 반응(흡착)시간에 따른 납과 구리의 제거 반응 실험 결과 두 시간 이내에 평형상태에 도달하여, 현장에서 다량의 중금속 오염 지하수를 짧은 시간(수 시간 이내)에 처리할 수 있을 것으로 판단되었다. 미생물 담체의 중금속 제거효율은 넓은 pH 범위에서 높게 나타났으며, 특히 pH 2-3인 경우 제거효율이 최대로 나타나 pH가 낮은 침출수, 산성폐수의 중금속 처리에도 효과가 있는 것으로 밝혀졌다. 오염수의 중금속(Pb, Cu, Cd) 초기 농도변화에 따른 미생물 담체의 제거율 실험 결과 납, 구리, 카드뮴의 경우 10mg/L 이하의 농도를 가지는 오염수에서 80% 이상의 제거 효율을 나타내어, 대부분의 국내 오염 지하수의 중금속 농도가 이보다 낮은 것을 감안할 때 본 실험에서 사용된 조건을 적용하여 미생물 담체를 이용하는 경우 다량의 중금속 오염 지하수를 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 판단되었다. 미생물 담체를 이용한 납 제거 배치 실험 전/후 미생물 담체(bead)의 내/외부 구조를 SEM/EDS 및 TEM으로 분석한 결과 담체 내/외부 모두 다양한 크기의 다공질로 형성되어 있었으며, 외부 표면뿐 아니라 내부 면까지 납이 다량 흡착되어있는 것으로 나타나 본 실험에서 제조한 미생물 담체가 외부 표면 흡착에만 제한되었던 기존의 polysulfone 담체보다 중금속 제거 능력이 뛰어난 것으로 밝혀졌다. 미생물 담체에 형성된 납의 구조를 분석한 결과 담체의 주된 중금속 제거기작은 담체 내/외부 표면(특히 사균 기질과 polysulfone 물질 경계부)에 의한 다양한 형태의 흡착이었다.

• 자원환경지질
• /
• 제49권2호
• /
• pp.77-88
• /
• 2016

백석면[Chrysotile, $Mg_3Si_2O_5(OH)_4$]은 사문석군 광물에 속하는 1:1 층상규산염광물로 섬유상의 형태와 구조적 특성으로 인해 다양한 이용과 연구가 진행되었으나, 근래에는 1급 발암물질로 선정되면서 백석면의 분해에 따른 본질적인 무해화를 위한 연구의 관심도가 높아졌다. 따라서 이 연구는 열처리에 따른 백석면의 광물학적 특성 변화를 관찰하여 열분해에 따른 무해화 과정을 알아보고자 하였다. 실험은 캐나다 LAB Chrysotile 광상에서 산출되는 백석면을 이용하여 $600-1,300^{\circ}C$ 범위에서 2시간 동안 열처리를 하였으며, TG-DTA, XRD, FT-IR, SEM-EDS, TEM-EDS 분석을 통해 백석면의 결정구조, 형태 및 화학성분의 변화를 확인하여 광물학적 특성변화를 관찰하였다. 열분해 실험 결과, 섬유상의 hollow tube 구조를 가지는 백석면은 약 $600-650^{\circ}C$에서 흡열반응이 일어남에 따라 팔면체판(MgOH)에서 수산기(OH)가 제거되면서 백석면은 비정질 광물의 형태로 변화하였다(탈수화 1단계). 약 $820^{\circ}C$에서는 발열반응이 관찰되었으며 이는 Mg, Si, O의 재배열 결과 주상의 고토감람석(forsterite, $Mg_2SiO_4$)으로 상전이에 영향을 준 것으로 사료된다(탈수화 2단계). 또한 $800^{\circ}C$ 이상으로 열처리한 일부 시료에서 고토감람석 내 결정구조의 변화가 시작되었고, $1,000^{\circ}C$ 이상에서는 온도 상승에 따라 점진적인 재결정 작용 결과 3차원적으로 성장하여 구형광물로 형태 변화가 나타나며 완화휘석(enstatite, $MgSiO_3$)을 형성하였다. 따라서 이 연구는 다양한 분석법의 적용과 2시간 동안의 열처리를 통하여 백석면의 탈수화 반응에 따른 결정구조의 붕괴와 섬유상 형태의 변형을 확인하였으며, 백석면은 무해 광물인 고토감람석과 완화휘석으로 상전이 됨을 통해 백석면의 무해화 과정을 제시 할 수 있었다.

• Journal of Oral Medicine and Pain
• /
• 제30권1호
• /
• pp.87-106
• /
• 2005

삼차신경계의 일차연접부위에서 구강 및 악안면 영역의 저역치기계자극수용기에서 유래하는 감각정보의 전달 및 처리 기전을 이해하고자, 고양이 콧수염에서 유래하는 들신경섬유를 사용하여 단일축삭 내 기록법에 의해 HRP를 표식한 후, 삼차신경중간핵에서 시편을 제작하고 표식종말에 대한 연속절편을 형성하였다. 총 30개의 표식 신경종말을 대상으로 전자현미경을 이용하여 삼차신경중간핵에서의 신경섬유 종말 및 연접이전축삭종말의 미세구조적 특징, 발현빈도, 연접양식 등을 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 표식종말은 직경 45$\sim$55 ㎚의 균일한 형태의 밝고 둥근 모양의 연접소포를 함유하고 있었으며, 가지돌기와는 연접이후 치밀질이 잘 발달되어 있고, 연접틈새가 크며, 여러 곳에서 넓은 연접구조를 보이는 비대칭연접을, 다형의 연접소포를 함유하는 비표식 축삭종말과는 연접이후 치밀질이 뚜렷하게 발달되지 않으며, 연접면적이 좁은 대칭연접을 형성하였다. 2. 각 표식종말은 인접한 신경구조물들과 최소 1개에서부터 최대 15개까지 신경연접을 형성하여 단위 표식종말 당 평균 4.77$\pm$3.37개의 신경연접이 관찰되었으며, 5개 이상의 신경구조물들과 연접을 형성하는 비교적 복잡한 연접양상이 다수의 표식종말(46.7%, n=14)에서 관찰되었다. 3. 표식종말이 세포체와 직접 연접하는 양상은 관찰되지 않았으며, 가지돌기와는 단위 표식종말 당 1.83$\pm$1.37개의 신경연접을 형성하였다. 가지돌기와 연접을 이루는 표식종말의 대부분(85.0%)은 원위부 가지돌기인 가지돌기체와 연접을 이루었으며(n=47, 1.57$\pm$1.38/1 bouton), 근위부 가지돌기(n=6, 0.20$\pm$0.41/1 bouton)나 가지돌기 가시(n=2, 0.07$\pm$0.25/1 bouton)와 연접을 이루는 경우는 드물었다. 4. 표식종말의 76.7%(n=23)에서 다양한 형태의 연접소포를 함유하는 축삭종말인 p-ending과 축삭사이연접을 형성하였으며 (2.93$\pm$2.36/1 bouton), p-ending이 표식종말 및 이에 연접하는 가지돌기와 동시에 연접을 형성하는 연접세동이도 60.0% (n=18)에서 관찰되었다. 이상의 결과를 종합하여 보았을 때, 고양이 콧수염에서 유래하는 들신경섬유 종말은 삼차신경중간핵에서 특징적인 연접양상을 나타내었으며, 이는 감각정보의 분별, 통각의 정동반응 등 복잡한 감각정보의 처리에 관여하는 삼차신경중간핵의 기능과 밀접한 상관관계가 있는 것으로 사료되며, 향후 신경종말의 미세구조에 대한 정량적인 분석과 연접이전 억제에 관여하는 신경전달물질의 동정 등 생리학적인 기능에 대한 더욱 광범위한 연구가 필요하리라고 사료된다.