• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권12호
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• pp.2116-2126
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• 2016

Bacterial biofilms are spatially structured communities that contain bacterial cells with a wide range of physiological states. The spatial distribution and speciation of copper in unsaturated Pseudomonas putida CZ1 biofilms that accumulated 147.0 mg copper per g dry weight were determined by transmission electron microscopy coupled with energy dispersive X-ray analysis, and micro-X-ray fluorescence microscopy coupled with micro-X-ray absorption near edge structure (micro-XANES) analysis. It was found that copper was mainly precipitated in a $75{\mu}m$ thick layer as copper phosphate in the middle of the biofilm, while there were two living cell layers in the air-biofilm and biofilm-medium interfaces, respectively, distinguished from the copper precipitation layer by two interfaces. The X-ray absorption fine structure analysis of biofilm revealed that species resembling $Cu_3(PO_4)_2$ predominated in biofilm, followed by Cu-Citrate- and Cu-Glutathione-like species. Further analysis by micro-XANES revealed that 94.4% of copper were $Cu_3(PO_4)_2$-like species in the layer next to the air interface, whereas the copper species of the layer next to the medium interface were composed by 75.4% $Cu_3(PO_4)_2$, 10.9% Cu-Citrate-like species, and 11.2% Cu-Glutathione-like species. Thereby, it was suggested that copper was initially acquired by cells in the biofilm-air interface as a citrate complex, and then transported out and bound by out membranes of cells, released from the copper-bound membranes, and finally precipitated with phosphate in the extracellular matrix of the biofilm. These results revealed a clear spatial pattern of copper precipitation in unsaturated biofilm, which was responsible for the high copper tolerance and accumulation of the biofilm.

• 한국토양환경학회지
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• 제1권2호
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• pp.91-101
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• 1996

최근에 식물을 이용한 탄화수소화합물의 정화방법은 특히, 넓은 범위에 거쳐 저농도로 오염되어 있는 토양인 경우에 앞으로 각광을 받을 가능성이 높은 새로운 연구분야로 주목을 받아왔다. 이의 기술을 실제 오염토양에 바로 적용하기전 적절한 설계에 필요한 예측 모델링의 필요성이 함께 요구되고 있다. 현재 녹지토양내의 용질과 식물과의 상호작용에 관한 많은 모델들이 나와있지만 대부분이 이온상태의 무기영향물이나 금속류의 경우에만 한정되어 있다. 본 연구에서는 토양내의 탄화수소화합물의 생물학적정화에 미치는 식물의 영향을 예측하기 위한 기본 수학적 모델식을 제안 하였다. 먼저 토양내의 식물뿌리가 토양수분과 오염물에게 미치는 영향과 비포화계층에서의 오염물의 이동현상 및 토양내 기/액상간의 물질전달을 수학적으로 나타내고자 하였으며 시간의 변화와 토양깊이별 식물의 오염물의 동태에 미치는 영향을 시뮬레이션하기 위하여 식물뿌리의 시간에 따른 양적성장과 깊이별 분포정도를 예측하기 위한 관계식도 아울러 모델링에 포함하였다. 오염물의 식물내의 흡수 및 생물막이론을 이용한 식물뿌리근처에서의 생물학적 분해에 관한 현상도 관계식을 이용 설명하고자 하였다. 본 연구에서 제시한 식물영향하의 탄화수소화합물의 토양내의 동태해석을 위한 모델식은 실제로 탄화수소화합물에 의해 오염된 토양을 식물을 이용하여 정화하고자 할때, 필요한 기본설계도구로서 유용하게 쓰여질 것으로 기대된다.