• Journal of Microbiology
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• 제41권4호
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• pp.345-348
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• 2003

The bio-mediated production of calcite crystals by calcinogenic bacteria has great applicable value for the restoration of deteriorated calcareous monuments, because of its high purity and coherency. An investigation of the conditions for calcite production by an alkalophilic Bacillus amyloliquefaciens CMB01 strain was made. Optimal calcite precipitation occurred when the bacterium was cultured at pH 8.0 and 30$^{\circ}C$, and in B4 medium that consisted of 0.4% yeast extract, 0.5% glucose, and 1.5% calcium acetate. Calcium ion of the bacterially induced calcite was analyzed by an inductively coupled plasma (ICP) spectrophotometer. Optical and scanning electron microscopy (SEM) of the calcite revealed a typical rombohedral polycrystalline structure.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권7호
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• pp.1331-1335
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• 2017

In this study, the feasibility of introducing calcite-forming bacteria into concrete pavements to improve their mechanical performance was investigated. Lysinibacillus sphaericus WJ-8, which was isolated in a previous study and is capable of exhibiting high urease activity and calcite production, was used. When analyzed via scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction, WJ-8 showed a significant amount of calcite precipitation. The compressive strength of cement mortar mixed with WJ-8 cells and nutrient medium (urea with calcium lactate) increased by 10% compared with that of the controls. Energy dispersive x-ray spectroscopy analyses confirmed that the increase in strength was due to the calcite formed by the WJ-8 cells.

• KSBB Journal
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• 제32권3호
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• pp.206-211
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• 2017

The physical method used to prevent a landslide has the risk of environmental pollution. Calcite forming bacteria (CFB) have been received increasing attention as a novel and environmental friendly strategy for the soil improvement. In this study, we selected 11 CFB strains with high calcite production. We also examined survivability and calcite productivity of the strains under various stress conditions to select strains with high resistance to various stresses. Two strains was selected by environment stress. Sphingobacterium sp. KJ-32 and Viridibacillus arenosi B-25 precipitate calcite more than other strains at pH 5 and $15^{\circ}C$ respectively. Bio-consolidated soil cakes were made using various calcium salts (calcium chloride, calcium acetate, calcium lactate, calcium gluconate) with mixed culture of 2 strains. Among them, the calcite made using calcium chloride was the largest. These observations demonstrate that this bio-consolidation technology has the potential for eco-friendly prevention of landslide and soil improvement.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권11호
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• pp.1571-1576
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• 2010

Two bacterial strains designated as CT2 and CT5 were isolated from highly alkaline cement samples using the enrichment culture technique. On the basis of various physiological tests and 16S rRNA sequence analysis, the bacteria were identified as Bacillus species. The urease production was 575.87 U/ml and 670.71 U/ml for CT2 and CT5, respectively. Calcite constituted 27.6% and 31% of the total weight of sand samples plugged by CT2 and CT5, respectively. Scanning electron micrography analysis revealed the direct involvement of these isolates in calcite precipitation. This is the first report of the isolation and identification of Bacillus species from cement. Based on the ability of these bacteria to tolerate the extreme environment of cement, they have potential to be used in remediating the cracks and fissures in various building or concrete structures.

• 한국건축시공학회지
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• 제22권3호
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• pp.251-258
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• 2022

시멘트산업에서는 CO₂ 배출량 감축을 위해 원료대체 및 전환기술, 저탄소 신열원 활용 공정효율 향상기술, 공정발생 CO₂ 포집 및 재자원화 기술 개발이 진행되고 있다. 공정발생 CO₂ 포집 및 재자원화는 대규모로 배출되는 배기가스에서 CO₂를 분리 및 포집하는 기술로 지중저장과 해양저장, 탄산염 광물화로 크게 세 가지로 나뉜다. 이에 본 연구에서는 CO₂를 탄산염광물로 저장할 수 있는 CSC를 개발하고자 기초 실험을 진행하였다. 클링커 원료 배합에서 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비가 다른 세 가지의 CSC 클링커를 제작하여 클링커의 성분 및 상 분석을 진행하였다. 제조한 CSC 클링커는 Wollastonite와 Rankinite가 생성되었다. 또한, CSC 페이스트 탄산화 시험편은 탄산화 생성물로 Calcite가 생성되었음을 확인할 수 있었다. CSC 클링커와 CSC 탄산화 시험편은 CSC 클링커 화학조성에서 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비가 낮을수록 Wollastonite 생성량이 감소하고 Rankinite의 생성량이 증가하였고, CSC 페이스트 시험편의 탄산화 진행에 따라 Calcite 생성량이 증가하였다. 이는 Rankinite가 Wollastonite보다 CO₂를 광물화하는데 반응성이 높은 것으로 판단된다.

• ALGAE
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• 제33권2호
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• pp.181-189
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• 2018

Emiliania huxleyi (a haptophyte) is the most abundant coccolithophore species that produces delicate calcite scales called coccoliths. In this study, we identified several candidate genes associated with coccolith production by comparing the transcriptomes of the calcifying (CCMP 371) and non-calcifying (CCMP 2090) strains of E. huxleyi. Among the candidates, genes highly expressed in CCMP 371 were identified. To confirm whether these genes are associated with calcification, we modulated coccolith production in CCMP 371 by culturing it at different calcium concentrations. At an ambient (10 mM) concentration of calcium in the growth medium, CCMP 371 sustained its calcifying ability. However, at a low (0.1 mM) concentration or absence of calcium, there was no calcite formation, demonstrating that calcium-limiting conditions negatively affect calcification. We also evaluated the expression patterns of the putative genes in cells grown at different calcium concentrations by quantitative reverse transcription polymerase chain reaction. In addition, we showed that the growth rate of cells cultured under calcium-limiting conditions does not differ from that under ambient conditions. Further studies are required to investigate the roles of the putative calcification-associated genes at the molecular level.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권1호
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• pp.118-126
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• 2021

폐기물로 대량 발생되는 굴껍질을 활용한 vaterite 형 탄산칼슘 제조 실험을 하였다. 굴껍질을 800 ℃의 온도에서 항량이 되도록 가열하여 산화칼슘이 주성분인 소성 굴껍질을 제조하였다. 이 굴껍질을 질산 용액에 녹여 0.1 M 질산칼슘 수용액을 만들고, 0.1 몰 라이신/1 몰 생석회가 첨가된 0.1 M 탄산나트륨 수용액과 20 ℃, 600 rpm 교반 조건에서 1시간동안 반응시켜 탄산칼슘을 제조하였다. XRD, SEM, Size 분석을 하고 vaterite 84.5%, calcite 15.5% 함유한 구형 탄산칼슘을 확인하였다. 평균 입경 범위는 6.87 ㎛ 이었고, 아미노산 분석에서 탄산칼슘 내의 라이신 함유량은 0.1%이었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권4호
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• pp.151-158
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• 2022

본 연구에서는 폐콘크리트 분쇄물의 탄산화 가능성 검토를 위해 폐콘크리트 분쇄물의 기초물성 측정 및 탄산화를 실시하였으며, 탄산화 시료의 CaCO₃ 생성량, 결정성 분석 및 미세구조를 관찰하였다. 폐콘크리트 분쇄물의 탄산화 전 CaCO₃ 함량은 14.51 %이었으며, 24시간 탄산화 시 CaCO₃ 함량은 28.52 %, 미분쇄 후 24시간 탄산화 시의 CaCO₃ 함량은 32.73 %이었다. 탄산화 시간에 따른 폐콘크리트 분쇄물의 탄산화는 초기 6시간까지 급격히 이루어졌으나, 12시간 이후 24시간까지의 탄산화는 서서히 진행되었다. 특히 12시간 이후 24시간까지의 CaCO₃ 생성량은 2.32 % 수준에 불과하였다. 폐콘크리트 탄산화 후 미세구조 관찰 시 calcite 형상의 CaCO₃ 결정을 발견할 수 있었으며, 또한 XRD 패턴에서도 동일 결정 피크를 검출할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 생성된 CaCO₃ 결정은 calcite라는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권3호
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• pp.403-412
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• 2021

본 연구에서는 토양 및 근권에 존재하는 Bacillus 속의 식물 생장 촉진 활성, 식물 병원성 곰팡이의 생장 억제활성, 미네랄 가용화능 및 세포 외 효소활성을 확인해 보고자 하였다. 식물 병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성에서 DDP257은 10종의 병원성 곰팡이에서 항진균 활성이 모두 나타났다. 식물 생장 촉진 인자인 indole-3-acetic acid 생성능에서는 ANG20이 70.97 ㎍/ml로 가장 높게 나타났다. 추가적으로 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase 생성능 조사에서는 총 10종에서 생성능을 확인하였고, 질소 고정능과 siderophore 생성능 조사에서는 대부분의 분리균주에서 활성을 확인하였다. 이후 분리된 균주에 대하여 phosphate, calcite, zinc과 같은 미네랄 가용화능을 확인하였으며 세포외 효소활성에서도 대부분의 효소에서 활성이 나타났다. 특히 alkaline phosphatase, esterase (C4), acid phosphatase, naphtol-AS-BI-phosphohydrolase에서 선별된 균주 모두 유사한 활성을 보였다. 이는 Bacillus 속이 다양한 유기물과 항생물질 및 세포 외 효소를 분비함으로써 이러한 결과가 나타난 것으로 판단된다. 따라서, 본 연구 결과를 통해 토양의 환경 개선에 기여하는 균주를 활용하여 미생물 제제로써의 가능성을 제시한다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권6호
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• pp.715-721
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• 2007

전자산업 중 반도체 및 LCD 공장과 같이 폐수에 불소가 다량 함유되어 있는 경우, 불소처리를 위하여 과잉으로 사용되는 소석회에 의하여 처리수의 잔류 칼슘농도가 높으며, 높은 잔류칼슘 농도는 폐수의 재이용 시 일반적으로 채택되는 membrane 공정의 불안정한 운전을 초래하게 된다. 따라서, 전자폐수의 재이용을 위하여 신뢰성 있으며, 경제적인 칼슘제거기술의 개발이 절실히 필요한 실정이다. 본 연구에서는 캐비테이션을 이용한 Hyperkinetic Vortex Crystallization(HVC) 공정을 적용하여 폐수중의 칼슘 이온의 calcification 속도를 촉진하였으며, HVC 공정 적용 시 기존 소다회법에 비하여 동일 약품 주입농도에서 31% 높은 칼슘제거효율을 보였다. 또한, 전자산업 폐수의 재이용을 위한 경제적인 칼슘제거효율인 70%를 달성하기 위한 최적 소다회 주입농도는 유입수 대비 530 mg/L였다. 반응조 내 동질의 반응 핵인 calcite seed 농도가 칼슘제거효율에 큰 영향을 주며, 최대 칼슘제거효율을 달성하기 위한 calcite seed 농도는 $800\sim1,200mg$ SSA이였다. 또한, 소다회 주입에 따른 calcite 발생량은 평균 0.30 g SS/g $Na_2CO_3$였다. HVC 케비테이션 생성장치의 설계 시 HVC 장치 통과횟수를 $2\sim5$회 범위에서 안전율을 고려하여 용량선정을 하여야 한다. HVC 공정을 이용한 연속회분식 운전 결과, 유입수 칼슘농도 변화폭은 $74\sim359$ mg/L(평균 173 mg/L)로 매우 컸던 반면, 처리수 칼슘농도는 $30\sim72$ mg/L(평균 49 mg/L)로 비교적 안정적인 처리효율을 보여주었다. 본 연구결과 HVC 공정은 화학약품 사용량의 절감 및 이에 따른 화학슬러지 발생량의 감소를 기대 할 수 있는 친환경기술로 유지관리비를 최소화할 수 있는 장점이 있었다.