나노 영가철과 Geobacter lovleyi를 이용한 TCE 탈염소에 관한 연구

Abstract

최근에는 다양한 나노입자들을 활용하여 환경내에 오염물질들을 완벽하게 제거하고 환경을 복원하는 기술이 활발하게 진행되고 있으나 아직 나노입자의 위해성에 대한 논란이 있다. 본 연구는 Geobacer lovleyi를 이용한 biotic 기술과 nZVI를 이용한 abiotic 기술을 융합시킴으로써 서로에게 미치는 시너지 효과 혹은 위해성 여부를 알아보기 위하여 수행되었다. TCE의 연속 주입 후에도 Geobacter lovleyi의 활성이 유지되고 있고, nZVI에서 발생된 수소가 전자공여체 역할을 하며, 단백질 농도가 증가 하는 것을 알 수 있었다. 이를 통해 nZVI와 Geobacter lovleyi가 서로 저해작용을 일으키지 않으며, TCE 분해 효율도 증가 됨을 확인 할 수 있었다. 하지만 Geobacter lovleyi가 철 표면에 부착되어 오염물과 철의 반응 접촉을 방해하며, Geobacter lovleyi의 매우 빠른 TCE에서 cis-DCE의 탈염소화가 오히려 nZVI의 β-elimination의 과정을 hydrogenolysis로 유도함으로서 최종부산물의 생성속도를 저해하는 것으로 나타났다. 철 환원 반응에서는 Geobacter lovleyi가 nZVI의 산화된 Fe(Ⅲ)을 Fe(Ⅱ)로 환원함을 볼 수 있었지만, 그 효과가 적게 나타났고, 반변 나노 magnetite의 주입량에 따른 Geobacter lovleyi의 철 환원력을 비교한 결과 Geobacter lovleyi에 의한 Fe(Ⅱ)의 생성이 증가하였으며. 나노 magnetite의 주입량이 5g/L와 10g/L이상으로 증가하였을 때는 Geobacter lovleyi에 의한 Fe(Ⅱ)의 생성이 약 32%와 28%로 크게 증가하였다.