산업단지지역 하천 미생물에 의한 퍼클로레이트 제거

Abstract

퍼클로레이트(<TEX>$ClO_4^-$</TEX>)는 지표수는 물론이고 토양지하수의 신규 오염물이다. <TEX>$ClO_4^-$</TEX>는 요오드가 갑상선에 흡수되는 것을 방해하므로 갑상선 호르몬 생성을 저하시킨다. <TEX>$ClO_4^-$</TEX>는 물에서 매우 용해도가 높고 안정적이라는 특징으로 인해 <TEX>$ClO_4^-$</TEX>를 환원하는 세균(PRB)에 의한 생분해가 자연저감의 가장 중요한 요인으로 여겨지고 있다. 산업단지 내 하천은 점 또는 비점오염원으로부터 배출된 <TEX>$ClO_4^-$</TEX>에 오염될 잠재성이 있다. 그래서 본 연구에서는 구미지역 산업단지 내 하천에서 물시료를 채취하여 하천미생물의 <TEX>$ClO_4^-$</TEX> 분해 잠재능을 회분배양으로 조사하였다. 외부 전자공여체를 첨가하지 않고 83시간 동안 배양한 결과 모든 시료는 <TEX>$ClO_4^-$</TEX> 제거효율이 0.77% 이하로 매우 낮은 것으로 나타났다. 그러나 외부 전자공여체(acetate, thiosulfate, <TEX>$S^0$</TEX>, 또는 <TEX>$F^0$</TEX>)를 첨가한 경우는 제거효율이 최고 100%로 나타났고, 첨가된 전자공여체의 종류와 시료채취지점에 따라 제거효율은 다양한 것으로 나타났다. 본 연구에서 사용한 전자공여체 중에서는 acetate를 사용했을 때 <TEX>$ClO_4^-$</TEX>분해효율이 가장 우수한 것으로 나타나 종속영양방식 PRB의 활성이 우세함을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 산업단지 내 하천 미생물에 의한 <TEX>$ClO_4^-$</TEX> 자연저감에 대한 기초정보를 제공하여 원위치 생물복원처리에서 <TEX>$ClO_4^-$</TEX> 생분해를 증진하기 위한 전략마련에 유용하게 사용될 것이다. Perchlorate (<TEX>$ClO_4^-$</TEX>) is an emerging contaminant of soil/groundwater and surface water. <TEX>$ClO_4^-$</TEX> has been shown to inhibit iodide uptake into the thyroid gland and cause a reduction in thyroid hormone production. <TEX>$ClO_4^-$</TEX> is highly soluble and very stable in water. Biodegradation by <TEX>$ClO_4^-$</TEX>-reducing bacteria (PRB) is considered the most important factor in natural attenuation of <TEX>$ClO_4^-$</TEX>. Rivers in an industrial complex have potential to be contaminated with <TEX>$ClO_4^-$</TEX> discharged from point or non-point sources. In this study, water samples were taken from the rivers running through the Gumi industrial complexes and used for batch test to analyze <TEX>$ClO_4^-$</TEX>-degradation potential of river microorganisms. The results of 83-h batch culture showed that <TEX>$ClO_4^-$</TEX>-removal efficiency of all samples was 0.77% or less without addition of an external electron (<TEX>$e^-$</TEX>) donor. However <TEX>$ClO_4^-$</TEX>-removal efficiency was higher when an <TEX>$e^-$</TEX> donor (acetate, thiosulfate, <TEX>$S^0$</TEX>, or <TEX>$F^0$</TEX>) was added into the batch culture, showing up to 100% removal efficiency. The removal efficiency was various depending on type of <TEX>$e^-$</TEX> donor and site of sampling. When acetate was used as an <TEX>$e^-$</TEX> donor, the highest <TEX>$ClO_4^-$</TEX>-removal efficiency was observed among the <TEX>$e^-$</TEX> donors used in this study, suggesting that activity of heterotrophic PRB was dominant. The results of this study provide basic information on natural attenuation of <TEX>$ClO_4^-$</TEX> by river microorganisms. The information can be useful to prepare a strategy to enhance efficiency of <TEX>$ClO_4^-$</TEX> biodegradation for in situ bioremediation.