TCE 제거를 위한 나노 스케일 철입자와 철환원균간의 상호영향 관계 규명 연구

Abstract

국 문 요 지

영가철은 Trichloroethene(TCE)을 환원 제거하는 데 매우 효과적이면서 안전한 물질로서 알려져 실제 토양 지하수 오염 처리 현장에서도 투수성 반응 벽체의 매질 등으로서 널리 사용되고 있는 물질이다. 이러한 연구에 이어 철 환원 박테리아의 신진대사 특징을 이용하여 산화되어 TCE 환원 제거 능력이 떨어진 3가 철을 2가 철로 환원시킴으로써 수명을 연장시키기는 연구도 많이 진행되었으며, 나노 영가철의 도입을 통해 반응성 및 물질 전달 능력의 증진 등을 도모하는 추세이다. 하지만 최근 나노 물질의 세포 및 박테리아에 대한 독성 및 저해 작용에 대해서 밝혀내는 연구들도 많이 진행되고 있어 박테리아와 나노 영가철의 융합기술에 대한 우려가 되었다. 그리하여 본 연구는 철 환원 박테리아와 나노 영가철의 상호 영향 관계를 밝혀내고, 바이오 기술과 나노 기술의 융합을 통해 효과적인 TCE 환원 제거를 이루어내고자 한다. 나노 영가철에 의해 철 환원 박테리아가 받는 영향을 알아보기 위해 HPLC를 이용해 유기산의 농도를 분석하고 Ferrozine test를 이용해 철의 농도 변화를 분석하였으며, CFU를 이용해 박테리아의 개체수를 분석하였다. 각 실험 결과에 따르면, 박테리아는 나노 영가철에 대한 독성 및 저해 작용 없이 넓은 비표면적에 의해 매우 높은 신진대사 효율을 보였다. 산화된 나노 철의 경우 박테리아에 의해 반응성을 회복받았으며, 이는 자연스럽게 TCE 제거에 기여를 하였다. 이러한 철 환원 박테리아와 나노 영가철의 융합 기술은 실제 토양 지하수 TCE 환원 제거 현장에서 처리 효율을 높이고 수명을 연장시키는 역할을 할 수 있을 것이라 기대된다.