유기물의 미생물 분해
미생물 - 유기물 분해자로서 중요
- 쉽게 분해될 수 있는 유기물 뿐만 아니라 난분해성 화합물의 분해에 미생물이 크게 관여
난분해성 화합물 – 리그닌 등 식물이나 미생물-유래 화합물들도 많이 존재하지만 인공합성 화합물 (xenobiotic compounds)들이 주로 문제가 됨
- 대부분 석유나 석탄으로부터 합성되므로 그 기본구조가 지방족, 방향족, 포화지방족 탄화수소로 구성됨 – 각 구조에 대한 분해대사가 분해미생물 에 따라 여러 가지 존재할 수 있다.
- 분해미생물들은 이 화합물들을 탄소 및 에너지원으로 이용하여 생장하 면서 제거할 수 있다
분해미생물의 활용
- 분해능력을 오염물질의 처리 및 제거에 활용 - 폐수 및 폐기물 처리와 오염환경의 정화
Ananda Chakrabarty
인도계 미국 미생물학자로 세계 최초로 살아있는 생물에 대한 특허를 출원한 학자로 여러 종류의 난분해성 방향족 화합물의 분해유전자를 Pseudomonas putida에 옮겨 유전자조작 분해균주를 만들었음.
해양 유류오염 및 처리
유출유류의 처리방법
1. 물리적 처리육상- 펌프로 유출유류 제거, 오염토양의 제거, 연소, 고압열수 세척
수환경- boom이나 fence로 확산 방지, skimmer로 유류 포집, 흡착포 제거, 연소
2. 화학적 처리
분산제 (유화제) 처리 – 화학분산제의 독성 문제 3. 생물학적 처리
(1) 생물촉진법 (biostimulation)- 현장의 분해미생물의 분해활성을 극대화 여러 환경조건을 미생물에 맞게 조절함
예, 영양물질 (N, P) 투여, pH 조절, 산소 또는 공기 공급 (2) 생물확대법 (bioaugmentation)- 분해미생물 접종
유류분해능이 우수한 미생물을 투여
두 방법은 오염환경의 생물학적 정화 (bioremediation)에도 동일하게 적용된다.
원유의 미생물 분해
원유에 유류분해 미생물을
접종하면 수 일 후 거의 대부분이 분해된다.
Exxon Valdez Oil Spill
*1989년 3월 미국 Alask에서 유조선 Exxon Valdez호가 좌초 하여 36,000톤의 원유가
유출되어 1900 km의 해안이 오 염됨.
*각종 유류제거 기술이 동원됨.
*친지성 질소와 인 함유비료 Inipol EAP22 투여 – 미생물 분 해를 50% 증가시킴 (오른쪽 아 래 그림 내 직사각형)
TCDD는 염화다이옥신의 대표적인 종류로 유기염소화합물의 생산 또는 유기물 소각시 발생한다.
맹독성의 발암성 물질로 월남전 때 사용된 고엽제에 불순물로 포함되어 큰 사회문제를 일으켰다.
일부 분해세균과 백색부후균들이 분해할 수 있다.
PCBs는 화학적으로 안정하고 열, 전기 전도도가 낮아 다양한 용도로 사용되었는데 급만성 독성과 발암성 때문에 사용이 중지되었으나 난분해성이 높아서 환경오염물질로 중요하다. 혐기성 조건에 서 환원적 탈염소화에 의한 미생물 분해가 가능하다.
각종 합성 중합체 (플라스틱)
구조는 생분해 가능한 것이 대부분이지만 분자량이 커지면 불용성 고체가 되어 생분해가 어려워진다. 환경에서는 자외선에 의해 일부 분해가 일어난 다. 생분해성 플라스틱은 중합체 중간에 녹말을 첨가하거나 미생물-유래 중합체로 만들어진다.
폐수 및 폐기물 처리
생물막을 이용한 폐수처리법 – 회전원판법 (rotating biological contactor)
오염환경의 미생물학적 정화
