KR100817256B1 - Microorganisms for degrading crude oil components and their metabolites, and use and separation thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 유류성분의 TLC/FID 분석 크로마토그램을 도시한다.1 shows a TLC / FID analysis chromatogram of oil components.
도 2는 미생물에 의한 지방족 탄화수소의 대사 경로를 도시한다.2 shows the metabolic pathways of aliphatic hydrocarbons by microorganisms.
도 3은 다환 방향족 탄화수소의 미생물 대사의 주요 경로를 도시한다.3 shows the major pathways of microbial metabolism of polycyclic aromatic hydrocarbons.
도 4는 TLC/FID법에 의한 경유 성분분석을 도시한다.4 shows the gas oil component analysis by TLC / FID method.
도 5는 경유 오염토양 내 잔존 유류 성분 분석을 도시한다.5 shows the analysis of residual oil components in diesel contaminated soil.
도 6은 유류의 생물학적 분해에 따른 탄소 흐름(Carbon Flux)을 도시한다.6 shows the carbon flux due to the biodegradation of oil.
도 7은 유류분해 미생물의 탄화수소 섭취기작에 따른 분류를 도시한다.Figure 7 shows the classification according to the hydrocarbon intake mechanism of the oil decomposition microorganisms.
도 8은 유류분해 미생물이 생물계면활성제를 분비하여 유류를 자기 자신보다 작게 만들어 가용해화(pseudo-solubilized) 오일을 섭취하는 유류분해 미생물의 유류섭취 과정을 도시한다.FIG. 8 illustrates the process of ingestion of the oily microorganisms in which the oily microorganisms secrete biosurfactants to make the oil smaller than itself and consume the solubilized oil.
도 9는 유류 표면에 직접 붙어서 유류를 섭취하는 유류분해 미생물의 성장 과정을 도시한다.FIG. 9 illustrates the growth process of lyolytic microorganisms that attach directly to an oil surface to ingest oil.
도 10은 TLC/FID에 의한 잔류 유류 분석을 도시한다.10 shows residual oil analysis by TLC / FID.
도 11은 선별된 대사산물 화합물 분해 세균에 의한 미네랄 배지에 첨가된 대사산물 (레진 200ppm)의 분해율(%)을 도시한다.FIG. 11 shows the percent degradation of metabolites (resin 200 ppm) added to the mineral medium by selected metabolite compound degrading bacteria.
도 12는 선별된 대사산물 화합물 분해 세균에 의한 미네랄 배지에 첨가된 지방족 혼합 화합물 (SHM, 2,000ppm)의 분해율을 도시한다.FIG. 12 shows the degradation rate of aliphatic mixed compounds (SHM, 2,000 ppm) added to the mineral medium by selected metabolite compound degrading bacteria.
도 13은 선별된 대사산물 화합물 분해 세균에 의한 미네랄 배지에 첨가된 다환 방향족 탄화수소 혼합 화합물(AHM, 2,000ppm)의 분해율을 도시한다.FIG. 13 shows the degradation rate of the polycyclic aromatic hydrocarbon mixed compound (AHM, 2,000 ppm) added to the mineral medium by selected metabolite compound degrading bacteria.
도 14는 선별된 대사산물 화합물 분해 세균에 의한 미네랄 배지에 첨가된 대사산물 (레진 200ppm)의 분해율을 도시한다.FIG. 14 shows the degradation rate of metabolite (resin 200 ppm) added to mineral medium by selected metabolite compound degradation bacteria.
도 15는 선별된 대사산물 화합물 분해 세균에 의한 미네랄 배지에 첨가된 디벤조티오펜(DBT, 200ppm)의 분해율을 도시한다.15 shows the degradation rate of dibenzothiophene (DBT, 200 ppm) added to the mineral medium by selected metabolite compound degraded bacteria.
도 16은 선별된 대사산물 화합물 분해 세균에 의한 미네랄 배지에 첨가된 아라비안 라이트 (Arabian light) 원유 (2,000ppm)의 분해율을 도시한다.FIG. 16 shows the degradation rate of Arabian light crude oil (2,000 ppm) added to the mineral medium by selected metabolite compound degrading bacteria.
도 17은 본 발명의 실시예 2를 위해 채취된 오염 토양 형태를 도시한다.Figure 17 shows the contaminated soil morphology collected for Example 2 of the present invention.
도 18는 TLC/FID 방법에 의한 채취 시료의 오염원 성분 분석을 도시한다.18 shows contaminant component analysis of collected samples by TLC / FID method.
도 19는 생물학적 분해 타당성 조사 실험 모형 (Microcosm Test)을 도시한다.19 shows a biodegradation feasibility study experimental model (Microcosm Test).
도 20은 PetroFLAG에 의한 잔류 유류 분석을 도시한다.20 shows residual oil analysis by PetroFLAG.
도 21은 토양시료내에 존재하는 총세균수 (희석도말법) 및 유류분해 세균수 (최적확수법) 시험을 도시한다.FIG. 21 shows the total bacterial count (dilution smear) and oil degradation bacteria count (optimal spread method) tests present in soil samples.
도 22는 생물정화(bioremediation)에 의한 TPH 변화량을 도시한다.Figure 22 shows the amount of TPH change by bioremediation.
도 23은 생물정화에 의한 총세균수 변화를 도시한다.Figure 23 shows the change in total bacterial counts by biopurification.
도 24는 생물정화에 의한 유류분해 세균수 변화를 도시한다.24 shows the change in the number of lyolytic bacteria by biopurification.
도 25는 오염 시료의 생분해 기간 동안 유류성분 변화 (GC/FID)를 도시한다.FIG. 25 shows oil component changes (GC / FID) during the biodegradation period of contaminated samples.
유류로 오염된 토양을 생물학적으로 정화하고자 할 때 가장 중요한 인자 중 하나는 유류분해 미생물의 활성도이다. 그러나, 유류성분은 지금까지 알려진 화합물만 2,000여종에 이르고 있으나, 이는 일부분에 그치고 있다. 따라서, 유류분해 미생물을 선발하고자할 때 흔히 사용하는 방법이 유류성분중에 대표적인 물질을 선정하여 이를 분해할 수 있는 미생물을 분리하여 혼합하는 방식을 취하여 왔다. One of the most important factors when biologically purifying oil contaminated soil is the activity of the oil-degrading microorganisms. However, there are more than 2,000 kinds of oil compounds known to date, but only a part of them. Therefore, a method commonly used when selecting oil-degrading microorganisms has been to take a method of selecting a representative material from the oil components and separating and mixing microorganisms that can decompose it.
유류의 대표적 성분을 구분할 때 사용하는 분류는 지방족탄화수소 계열(Aliphatic Fraction Compound), 방향족탄화수소 계열(Aromatic Fraction Compound), 레진(Resin), 아스팔텐(Asphaltene)의 4가지 계열로 구분할 수 있다 (도1). 이들 그룹 중 대표성분을 취하여 분해 미생물을 선발한다. 이는, 각 그룹의 분해경로가 서로 달라 한 미생물이 동시에 이들 그룹을 분해할 수 있는 시스템을 보유하고 있지 않기 때문이다.The classification used to classify the representative components of oil can be classified into four types: aliphatic hydrocarbon compound (Aliphatic Fraction Compound), aromatic hydrocarbon compound (Aromatic Fraction Compound), resin (Resin) and asphaltene (Asphaltene). ). Representative components of these groups are taken to select degraded microorganisms. This is because the microbial paths of each group are different and one microorganism does not have a system capable of simultaneously decomposing these groups.
예를 들어, 지방족 탄화수소의 경우 유류성분의 30~50% 정도를 차지하고 있 으며, 주로 노말 알칸(n-alkane), 이소 알칸(branched-chain alkane), 알켄(alkene), 사이클로알칸(cycloalkane) 등으로 분류할 수 있다 (표 1). 이러한 지방족 탄화수소는 다양한 미생물들에 의해서 자연계 내에서 분해가 이루어지며, 표 2에는 지방족 탄화수소를 이용할 수 있는 미생물들을 표시하였다. 이러한 미생물들은 오염토양이나 탄화수소의 종류에 따라 우점 군집분포에 다소 차이가 있으며, 총 미생물 군집의 약 20% 가량을 차지하는 것으로 알려져 있다. 또한 유류 화합물로 오염된 토양일수록 그 분포율이 높은 것으로 알려져 있다 (Britton, L. N. 1984. Microbial degradation of aliphatic hydrocarbons. p 89-129. In D. T. Gibson (ed.). Microbial degradation of organic compounds. Marcel Dekker Inc. New York, N.Y.).For example, there was the case of aliphatic hydrocarbons comprises 30 ~ 50% of oil components, mainly normal alkane (n -alkane), isoalkanes (branched-chain alkane), alkene (alkene), cyclo alkanes (cycloalkane) such as Can be classified as (Table 1). These aliphatic hydrocarbons are decomposed in nature by various microorganisms, and Table 2 shows microorganisms that can use aliphatic hydrocarbons. These microorganisms are somewhat different in the dominant community distribution according to the contaminated soil or the type of hydrocarbon, and are known to occupy about 20% of the total microbial community. In addition, the more soil contaminated with oil compounds are known to be high that the distribution ratio (Britton, LN 1984. Microbial degradation of aliphatic hydrocarbons. P 89-129. In DT Gibson (ed.). Microbial degradation of organic compounds . Marcel Dekker Inc. New York, NY).
일반적으로 지방족 탄화수소의 생분해는 분자상의 산소가 모노옥시게나아제 (monooxygenase)라는 효소의 존재 하에서 말단의 메틸기를 알코올기로 산화시킴으로써 시작된다. 산화된 알코올기는 다시 알데하이드기를 통해 카르복실기로 전환되어 지방산을 형성하게 된다. 이렇게 형성된 지방산은 생물체의 물질대사에서 보편적인 에너지원으로서 베타 산화(β-oxidation)에 의해서 대사가 된다. 그 결과로서 생성되는 C2 단위의 화합물 (아세틸-CoA)은 TCA 회로를 통하여 최종적으로 이산화탄소와 물로 분해된다 (도 2). 지방족 탄화수소의 생분해 과정으로는 베타 산화 이외에 알파 산화(α-oxidation)과 오메가 산화(ω-oxidation) 등이 있다. 그리고 불포화 지방족 탄화수소의 생분해는 불포화 이중결합의 디하이드록실레이 션(dihydroxylation), 불포화 결합의 에폭시화, 말단의 포화 메틸기의 산화 등에 의해 이루어진다.In general, the biodegradation of aliphatic hydrocarbons is initiated by the oxidation of the terminal methyl group to an alcohol group in the presence of an enzyme called molecular oxygen monomonogenase (monooxygenase). The oxidized alcohol group is converted back to a carboxyl group via an aldehyde group to form a fatty acid. The fatty acids thus formed are metabolized by beta oxidation as a common energy source in the metabolism of organisms. The resulting compound of C 2 units (acetyl-CoA) is finally broken down into carbon dioxide and water via the TCA circuit (FIG. 2). Biodegradation of aliphatic hydrocarbons includes alpha oxidation (α-oxidation) and omega oxidation (ω-oxidation) in addition to beta oxidation. Biodegradation of unsaturated aliphatic hydrocarbons is accomplished by dihydroxylation of unsaturated double bonds, epoxidation of unsaturated bonds, oxidation of saturated methyl groups at the end, and the like.
지방족 탄화수소의 산화 시스템은 세균의 종에 따라 다양한 기질 특이성을 나타내고 있다. 예를 들면, 슈도모나스 푸티다(Pseudomonas putida) PbG6(Oct)는 탄소수가 6~10개의 탄화수소에서, 아시네토박터 종(Acinetobacter sp.) HO1-N은 그보다 더 긴 사슬의 탄화수소에서 성장도가 높은 것으로 알려져 있다 (Nieder, M. and Shapiro J. 1975. Physiological function of Pseudomonas putida PpG6 (Pseudomonas oleovarans) alkane hydroxylase: monoterminal oxidation of alkanes and fatty acids. J. Bacteriol. 122, 93-98; Singer, M. E. and Finnerty W. R. 1984. Genetics of hydrocarbon-utilizing microorganisms. In Petroleum Microbiology, ed. R. M. Atlas, pp. 299-354. New York: Macmillan).Oxidation systems of aliphatic hydrocarbons exhibit various substrate specificities depending on the species of the bacteria. For example, Pseudomonas putida ) PbG6 (Oct) is known to have high growth rate in hydrocarbons having 6 to 10 carbon atoms and Acinetobacter sp. HO1-N in longer chain hydrocarbons (Nieder, M. and Shapiro J.). 1975. Physiological function of Pseudomonas putida PpG6 ( Pseudomonas oleovarans) alkane hydroxylase:... monoterminal oxidation of alkanes and fatty acids J. Bacteriol 122, 93-98; Singer, ME and Finnerty WR 1984. Genetics of hydrocarbon-utilizing microorganisms In Petroleum Microbiology , ed.RM Atlas, pp. 299-354.New York: Macmillan).
표 1. 유류성분에 따른 미생물 분해경로 및 대표적 미생물 예Table 1. Microbial Degradation Paths and Typical Microbial Examples According to Oil Components
표 2. 지방족 탄화수소를 대사하는 미생물Table 2. Microorganisms Metabolizing Aliphatic Hydrocarbons
방향족 탄화수소의 경우 자연적이거나 또는 인위적인 여러 가지의 경로를 통하여 자연환경에 유입되고, 여러 방법에 의해서 자연계에서 점차 소멸되어지게 되는데, 일차적으로 광산화(photooxidation)나 자연산화(autooxidation) 등에 의해 미량의 분해가 일어나게 된다. 그러나 대부분은 오염된 환경에 서식하고 있는 여러 미생물에 의해서 분해가 이루어진다. 일반적으로 나프탈렌(naphthalene), 안트라센(anthracene), 페난트렌(phenanthrene) 등과 같이 분자량이 작은 물질들은 현재까지 많은 종의 미생물들이 분해할 수 있는 것으로 보고되어 있지만, 벤젠고리가 4개 이상으로 연결되어져 있는 고분자 물질들에 분해능을 나타내는 미생물은 잘 알려져 있지 않다 (Mueller, J. G., C. E. Cerniglia, and P. H. Prichard. 1996. Bioremediation of environments contaminated by polycyclic aromatic hydrocarbons. In Crawford, R. L. and D. L. Crawford. (ed.) Bioremediation : Principles and applications. Cambridge Univ. Press. p 125-194). 표 3에는 방향족 탄화수소를 분해하는 여러 종류의 미생물들을 표시하였다 (Cerniglia, C. E. 1992. Biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons. Biodegradation. 3, 351-368).Aromatic hydrocarbons enter the natural environment through various natural or artificial pathways, and are gradually extinguished in nature by various methods. In the first place, a small amount of decomposition is caused by photooxidation or autooxidation. Get up. However, most of them are degraded by various microorganisms that live in polluted environments. Generally, small molecular weight materials such as naphthalene, anthracene, and phenanthrene are reported to be able to decompose many kinds of microorganisms, but benzene rings are linked to four or more. microorganism indicating the resolution in the high-molecular substance is not known (Mueller, JG, CE Cerniglia, and PH Prichard 1996. Bioremediation of environments contaminated by polycyclic aromatic hydrocarbons in Crawford, RL and DL Crawford (ed) Bioremediation....: Principles and applications.Cambridge Univ.Press.p 125-194). Table 3 shows the different types of microorganisms that degrade aromatic hydrocarbons (Cerniglia, CE 1992. Biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons. Biodegradation . 3, 351-368).
방향족 탄화수소의 분해기작은 도 3과 같이 미생물 종류에 따라 차이를 나타내고 있다. 세균이나 조류의 경우에는 디옥시게나아제에 의해 두 산소원자를 이용해서 방향족 고리로부터 시스-디하이드로디올(cis-dihydrodiol)을 생성하고, 다시 디하이드로게나아제(dehydrogenase)에 의해 카테콜(catechol)을 형성하게 된다. 페난트렌, 안트라센, 파이렌(pyrene), 벤조아파이렌(banzo[a]pyrene) 등은 여러 개의 벤젠고리가 복합적으로 구성되어 있기 때문에, 세균이 시스-디하이드로디올을 생성하기 위해 다양한 위치에서 대사를 하게 된다. 이러한 과정을 통해 생성된 카테콜은 벤젠고리 분해과정(ring-cleavage)을 통하여 최종적으로 여러 다른 미생물들이 이용 가능한 지방족 탄화수소인 대사산물을 형성하게 된다. 한편, 벤젠고리 분해과정에는 오르토-분열(ortho-cleavage)과 메타-분열(meta-cleavage) 두 가지를 들 수가 있으며, 오르토-분열에 의해서는 여러 경로를 거쳐서 최종적으로 아세트알데히드와 피루브산이 형성되고, 메타-분열에 의해서는 최종적으로 호박산과 아세틸-CoA가 형성되게 됨으로써 대사가 이루어지게 된다 (Mueller, J. G., C. E. Cerniglia, and P. H. Prichard. 1996. Bioremediation of environments contaminated by polycyclic aromatic hydrocarbons. In Crawford, R. L. and D. L. Crawford. (ed.) Bioremediation : Principles and applications. Cambridge Univ. Press. p 125-194).Decomposition mechanism of the aromatic hydrocarbon shows a difference depending on the type of microorganism as shown in FIG. In the case of bacteria and algae, cis -dihydrodiol is produced from an aromatic ring using two oxygen atoms by deoxygenase, and then catechol is generated by dehydrogenase. To form. Since phenanthrene, anthracene, pyrene, and benzozopyrene (banzo [a] pyrene) are composed of multiple benzene rings, bacteria are metabolized at various positions to produce cis-dihydrodiol. Will be The catechol produced through this process forms a metabolite, an aliphatic hydrocarbon that is finally available to different microorganisms through ring-cleavage. On the other hand, the benzene ring is ortho decomposition - and the number of the division (meta -cleavage) two, ortho-cleavage (ortho -cleavage) and metadata via the multiple paths by the division finally acetaldehyde and pyruvic acid is formed , meta- by division by being finally succinate and acetyl -CoA is to be formed becomes metabolism is achieved (Mueller, JG, CE Cerniglia, Prichard and PH 1996. Bioremediation of environments contaminated by polycyclic aromatic hydrocarbons in Crawford, RL.. and DL Crawford. (ed.) Bioremediation: Principles and applications.Cambridge Univ.Press.p 125-194).
곰팡이나 시안세균(cyanobacteria)은 세균의 경우와는 다른 기작을 사용하고 있다. 대부분의 곰팡이의 경우에는 시토크롬 P-450 모노옥시게나아제, 즉, 산소 원자 한 개만을 사용하여 산화를 시작하게 되고, 그러한 반응에 의해 주로 아렌 옥사이드(arene oxide)를 형성하게 된다. 또한 대부분의 아렌 옥사이드는 불안정하기 때문에 효소의 수화작용(enzymatic hydration)이나 에폭사이드 가수분해효소(epoxide hydrolase)에 의해 트랜스-디하이드로디올(trans-dihydrodiol)을 형성하거나 비효소적 재배열(non-enzymatic rearrangenment)에 의해 포도당, 황산염, 크실로오스, 글루쿠론산 등과 결합할 수 있는 페놀을 형성한다. 하지만, 방향족 탄화수소를 이산화탄소로 분해시킬 수 있는 곰팡이는 그리 많지 않으며, 대부분은 생물전환 시키거나 독성이 약한 산물로 공동대사(cometabolize) 하기도 한다 (Mueller, J. G., C. E. Cerniglia, and P. H. Prichard. 1996. Bioremediation of environments contaminated by polycyclic aromatic hydrocarbons. In Crawford, R. L. and D. L. Crawford. (ed.) Bioremediation : Principles and applications. Cambridge Univ. Press. p 125-194).Fungi and cyanobacteria use mechanisms different from those of bacteria. In most molds, oxidation is initiated using cytochrome P-450 monooxygenase, that is, only one oxygen atom, and the reaction mainly forms arene oxide. In addition, most arene oxides are unstable and thus form trans -dihydrodiol or non-enzymatic rearrangements by enzymatic hydration or epoxide hydrolase. The enzymatic rearrangement produces phenols that can bind to glucose, sulfates, xylose, and glucuronic acid. However, few fungi can decompose aromatic hydrocarbons into carbon dioxide, most of which are bioconverted or cometabolized with weakly toxic products (Mueller, JG, CE Cerniglia, and PH Prichard. 1996. Bioremediation . of environments contaminated by polycyclic aromatic hydrocarbons In Crawford, RL and DL Crawford (ed.) Bioremediation:.... Principles and applications Cambridge Univ Press p 125-194).
표 3. 방향족 탄화수소를 대사하는 미생물Table 3. Microorganisms Metabolizing Aromatic Hydrocarbons
다음으로, 난분해성 화합물인 대사산물 화합물(레진)로 원유 내에서 대사산물 화합물(레진)은 질소, 황 혹은 산소를 소량 함유하고 있는 극성 화합물로 분해속도가 매우 느리며 유류 유출사고 후 바위 등에 부착한 채로 검게 남아있어 시각적인 오염효과를 자극하게 된다 (Rotani, J. F., F. Bosser-Joulak, E. Rambeloarisoa, J. C. Bertrand, G. Giusti, and R. Faure. 1985. Analytical study of ASTHART crude oil: asphaltenes biodegradation. Chemosphere. 14: 1413-1422). 원유내 대사산물 화합물의 성분분석은 원유와 마찬가지로 매우 다양한 물질로 구성되어 있고 중합 고분자 화합물종류로 자세한 성분을 분석한 자료가 매우 희귀하나 아타바스카 비투멘 (Athabasca Bitumen)에 의해 대사산물 성분에 질소를 함유하고 있는 카르바졸(carbazole)계, 황을 함유하고 있는 티오펜(thiophene)계, 산소를 함유하고 있는 푸란(furan)계 및 플루레놀(fluorenol), 플루레논(fluorenone), 카르복실산, 술폭시드 등이 포함되어 있다고 보고된 바가 있다(Mackay. D. 1987. Formation and stability of water-in-oil emulsions. DIWO-Report No. 1). 가웰(Gawel)의 문헌 [Gawel, I. 1987. Structural investigation of asphalts produced from paraffinic-base crude oil by different methods. Fuel 66: 618-621]에는 USSR 파라핀족 원유(paraffinic crude oil) 중 대사산물 성분의 평균 분자식이 C78.9H105.11N0.74S1.25O0.99인 것으로 밝혀져 있고, 문헌 [Ali, M. F., A. Bukhari, and M. Hassan. 1989. Structural characterization of Arabian heavy crude oil residue. Fuel Sci. Technol. Int. 7: 1179-1208]에는 아라비안 라이트 원유의 대사산물 성분이 대부분 알킬 그룹이나 극성기가 결합된 방향족 화합물인 것으로 보고되어 있다 (Venkateswaran. K, Hoaki. T, Kato. M, and Maruyama. T. 1995. Microbial degradation of resins fractionated from Arabian light crude oil. Can. J. Microbiol. 41: 418-424). 이 중 티오펜계의 대표적 물질인 디벤조티오펜(dibenzothiophene, DBT)의 경우 다환 방향족 황 헤테로사이클의 모델 화합물(model compound)로서 20년 이상 이 물질의 생분해에 대한 연구가 진행되어 왔고, 이들 응축된 티오펜 (condensed thiophene)은 다환방향족탄화수소(PAH) 보다도 분해가 어려워 원유 유출사고 후 생물체에 오랜 기간 농축되어, 경우에 따라 다환방향족탄화수소(PAH) 보다 높은 독성을 나타낸다고 알려져 있다 (Kropp, K. G., and P. M. Fedorak. 1998. A review of the occurrence, toxicity, and biodegradation of condensed thiophenes found in petroleum. Can. J. Microbiol., 44: 605-622). 그럼에도 불구하고, 이들 물질에 대한 생물학적 보고는 극히 미미하며, 국내에서는 한국해양연구원에서 연구하는 것이 전부이다. 이와 같은 이유는 이들 물질이 생물학적으로도 분해가 어려울 뿐 더러 환경규제 물질로도 분류가 되어있지 않기 때문인 것으로 사료된다. Next, metabolite compound (resin), which is a hardly decomposable compound, is a polar compound containing a small amount of nitrogen, sulfur, or oxygen in crude oil, and the decomposition rate is very slow and attached to rocks after oil spill accident. Remain black, stimulating visual contamination (Rotani, JF, F. Bosser-Joulak, E. Rambeloarisoa, JC Bertrand, G. Giusti, and R. Faure. 1985. Analytical study of ASTHART crude oil: asphaltenes biodegradation Chemosphere. 14: 1413-1422). The component analysis of metabolite compounds in crude oil is composed of a wide variety of substances like crude oil, and the analysis of detailed components by polymerized polymer compounds is very rare, but the nitrogen in the metabolite component by Athabasca Bitumen Carbazole-containing, thiophene-containing sulfur, furan-containing and fluorenol, fluorenol, fluorenone, carboxylic acid, Sulfoxide has been reported (Mackay. D. 1987. Formation and stability of water-in-oil emulsions. DIWO-Report No. 1). Gawel, I. 1987. Structural investigation of asphalts produced from paraffinic-base crude oil by different methods. Fuel 66: 618-621 discloses that the average molecular formula of the metabolite component in USSR paraffinic crude oil is C 78.9 H 105.11 N 0.74 S 1.25 O 0.99 , see Ali, MF, A. Bukhari, and M. Hassan. 1989. Structural characterization of Arabian heavy crude oil residue. Fuel Sci. Technol. Int . 7: 1179-1208, it is reported that the metabolite components of Arabian Light crude oil are mostly aromatic compounds with alkyl groups or polar groups (Venkateswaran. K, Hoaki. T, Kato. M, and Maruyama. T. 1995. Microbial degradation of resins fractionated from Arabian light crude oil.Can.J. Microbiol. 41: 418-424). Among these, the typical thiophene-based dibenzothiophene (DBT) is a model compound of polycyclic aromatic sulfur heterocycle, and has been studied for biodegradation of this substance for more than 20 years. Condensed thiophene is more difficult to decompose than polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and is concentrated in organisms for a long time after a crude oil spill, which is known to be more toxic than polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) (Kropp, KG, and PM Fedorak. 1998. A review of the occurrence, toxicity, and biodegradation of condensed thiophenes found in petroleum. Can.J. Microbiol. , 44: 605-622). Nevertheless, the biological reports on these substances are extremely small, and all of them are studied by Korea Maritime Research Institute. The reason for this is that these substances are difficult to decompose biologically and are not classified as environmentally regulated substances.
한편, 원유내 대사산물 화합물의 생분해에 대한 연구는 문헌 [Venkateswaran. K, Hoaki. T, Kato. M, and Maruyama. T. 1995. Microbial degradation of resins fractionated from Arabian light crude oil. Can. J. Microbiol. 41: 418-424]에 의해 보고되었기는 하나 일반적으로 생분해되기는 어려운 것으로 알려져 왔고, 이들 분해 미생물에 대한 보고도 미미한 실정이며 분해경로 또한 불명확하다. 알려진 미생물 분해경로는 보조대사(co-metabolism)에 의한 분해이거나 기질 특이성이 폭넓은 방향족화합물 분해경로를 가진 미생물에 의한 것이라고 보고되었다 (Venkateswaran. K, Hoaki. T, Kato. M, and Maruyama. T. 1995. Microbial degradation of resins fractionated from Arabian light crude oil. Can . J. Microbiol. 41: 418-424).Meanwhile, studies on biodegradation of metabolite compounds in crude oil are described in Venkateswaran. K, Hoaki. T, Kato. M, and Maruyama. T. 1995. Microbial degradation of resins fractionated from Arabian light crude oil. Can. J. Microbiol. 41: 418-424, but has generally been known to be difficult to biodegrade, and reports of these degraded microorganisms are insignificant and the pathway of degradation is unclear. Known microbial degradation pathways have been reported to either be degraded by co-metabolism or by microorganisms with a wide range of aromatic compounds degradation pathways (Venkateswaran. K, Hoaki. T, Kato. M, and Maruyama. T). . 1995. Microbial degradation of resins fractionated from Arabian light crude oil Can J. Microbiol 41:... 418-424).
본 발명의 목적은 유류성분 및 이의 대사산물, 특히 대사산물의 분해능이 우수한 균주 및 이러한 균주를 사용하여 유류오염된 토양을 생물학적으로 정화시키는 방법을 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a strain having excellent resolution of oil components and metabolites thereof, in particular metabolites, and a method for biologically purifying oil contaminated soil using such strains.
대표적 제품유인 경유, 휘발유, 등유 및 항공유의 경우 이들 대사산물 성분은 거의 존재하고 있지 않으나 (도 4), 만성오염토양 내에서 잔류유류의 성분을 분석하여보면 상당부분의 대사산물 화합물 부분(아스팔트(Asphalts)=레진(Resin)+아스팔텐(Asphaltene))이 검출되는 것을 볼 수 있다 (도 5).In the case of diesel, gasoline, kerosene, and aviation, which are typical product oils, these metabolite components are hardly present (FIG. 4). However, when analyzing the components of residual oils in chronic contaminated soils, a large part of the metabolite compound parts (asphalt) Asphalts) = Resin + Asphaltene) can be seen (FIG. 5).
이들 물질은 유류가 풍화되면 유래되는 극성 물질로 자세한 구조적 분석은 이루어져 있지 않으나, 통상적으로 유류의 산화과정에 나온 것으로 케톤 계열, 카르복실산 계열, 알코올 계열일 것으로 추정할 수 있다. 이는 유류의 생물학적 분해 결과 생성되는 대사산물과 유사한 것으로 이들 대사산물이 토양내 축적되면 유류분해 미생물의 유류분해능을 저해시키는 요인이 된다 (도 6).These materials are polar substances derived from the weathering of oil, and detailed structural analysis is not carried out. However, these substances are usually obtained from oxidation of oil, and may be assumed to be ketone series, carboxylic acid series, or alcohol series. This is similar to metabolites generated as a result of biodegradation of oil, and when these metabolites accumulate in the soil, it becomes a factor that inhibits the oil-degrading ability of the oil-degrading microorganism (FIG. 6).
따라서, 유류분해 미생물의 생물학적 유류 분해를 증진시키기 위해서는 반드시 이들 대사산물을 토양내에서 제거시켜주어야만 한다.Therefore, these metabolites must be removed from the soil in order to enhance the biological oil degradation of the oil-degrading microorganisms.
따라서, 유류오염토양의 생물학적 정화를 위해서는 다양한 종류의 유류분해 미생물이 필요하고 이들 미생물간의 상호보완관계가 잘 이루어지도록 혼합하는 기술이 필요하다.Therefore, various kinds of oil-degrading microorganisms are required for the biological purification of oil-contaminated soils, and a technique for mixing them to achieve a complementary relationship between these microorganisms is required.
한편, 유류분해 미생물이 유류를 섭취하는 기작(Hydrocarbon Uptake Mode)에 따라 미생물 군을 4부류로 분류할 수 있으며(고성환, 이홍금, 김상진. 1998. Hydrocarbon uptake modes에 따른 유류분해 미생물 혼합제가 원유분해에 미치는 효과, 한국생물공학회지, 13(5), 606-614; 도 7). 첫 번째는 유류분해 미생물이 생물 계면활성제를 분비하여 유류를 자기 자신보다 작게 만들어 가용해화(pseudo-solubilized) 오일을 섭취하는 부류로 이들 미생물은 세포표면의 소수성은 낮고 유 화능은 높은 미생물이다(도 8). 두 번째는 유류표면에 직접 붙어서 유류를 섭취하는 부류(Direct contact)로 이들 미생물은 세포표면이 소수성이고 유화능은 거의 없어 유류분해 기간 동안 서로 응고되어 성장한다(도 9). 세 번째는 물에 녹은 유류만을 섭취할 수 부류로 성장 속도는 다른 부류에 비해 늦은 편이다. 마지막으로 이들 세 가지 섭취기작을 모두 취한 부류로 나눌 수 있다 (Ko, S. H., and J. M. Lebeault. 1997. Effect of a mixed culture on co-oxidation during the degradation of saturated hydrocarbon mixture. J. Appl . Microbiol ., 86: 1008-1016).On the other hand, according to the mechanism of ingesting oil by the oil-degrading microorganisms (Hydrocarbon Uptake Mode), the microbial group can be classified into four types (Go Sung-hwan, Hong-geum Lee, and Sang-jin Kim. 1998. Effect, Korean Journal of Biotechnology and Bioengineering, 13 (5), 606-614; The first is a class of lyolytic microorganisms that secrete biological surfactants to make oil smaller than themselves and consume the solubilized oils. These microorganisms are low in hydrophobicity and high in oilability. 8). The second is the direct contact with the oil surface to ingest the oil (Direct contact), these microorganisms are hydrophobic cell surface and little emulsification capacity, so they coagulate and grow with each other during the oil decomposition period (Fig. 9). The third is to consume only oil dissolved in water, and the growth rate is slower than other classes. Finally, these three intake mechanism can be divided into classes taken by all (Ko, SH, and JM Lebeault . 1997. Effect of a mixed culture on co-oxidation during the degradation of saturated hydrocarbon mixture. J. Appl. Microbiol., 86: 1008-1016).
여기서, 흥미로운 사실은 이들 각 부류의 유류분해 미생물은 유류분해능 매우 우수하나, 보다 높은 유류분해를 유도하기 위해 부류간의 혼합을 실시할 때, 경우에 따라 유류분해능이 오히려 저해되는 현상이 관찰되었다는 보고가 있다. 즉, 유화능이 높은 그룹과 소수성이 높은 그룹의 미생물 군을 혼합시키면 섭취기작의 극명한 차이에 의해 서로 저해효과가 일어난 다는 것이다. 반면에, 혼합형 섭취기작을 취하는 미생물 군은 어떠한 종류의 그룹과도 잘 어우러져 분해능이 증대되는 효과를 가져왔으며, 실제로 다양한 종류의 토착 미생물 군과도 잘 어우러진다고 알려졌다. It is interesting to note that the oil-degrading microorganisms of each of these classes are very good in oil-resolving ability, but in some cases, when the mixing of the classes is carried out in order to induce higher oil-degrading, a phenomenon in which the oil-degrading ability is rather inhibited is observed. have. In other words, when the microbial group of the high emulsifying group and the high hydrophobic group is mixed, the inhibitory effect is caused by the difference in intake mechanism. On the other hand, microbial groups that take a mixed intake mechanism have been well matched with any kind of group, resulting in increased resolution, and are known to be well matched with various indigenous microbial groups.
본 발명자들은 유류 오염 지역의 최종적인 생물학적 복구를 위해 대사산물을 탄소 및 에너지원으로서 이용하는 미생물을 분리하기 위해 다양한 지역을 대상으로 미생물을 분리하였다. 분해율이 우수한 균주를 대상으로 원유를 가지고 탄화수소 및 대사산물의 분해능을 조사하여 균주를 선별하였으며 소규모(Microcosm) 실험을 시행하여 선별된 대사산물 분해균주들을 유류 분해 미생물 혼합제제에 첨가하여 유류 분해율을 측정하였다. The inventors have isolated microorganisms in various regions to isolate microorganisms using metabolites as carbon and energy sources for final biological recovery of oil contaminated regions. Strains were selected by investigating the degradability of hydrocarbons and metabolites with crude oil, and microscale experiments were performed to measure the degradation rate of oil by adding the selected metabolite degradation strains to the oil degradation microbe mixture. It was.
실시예
본 실시예에서 대사산물이라 함은 “레진”화합물을 말하며 “레진”화합물의 대표물질로 “디벤조티오펜(DBT)”을 가지고 실험하였다. Example
In this embodiment, the metabolite refers to the "resin" compound and was tested with "dibenzothiophene (DBT)" as a representative material of the "resin" compound.
실시예 1. 대사산물 분해 미생물 분리 및 우수 대사산물 분해 균주 선발Example 1 Metabolite Degradation Microbial Isolation and Selection of Excellent Metabolite Degradation Strains
1.1 대사산물 분해 미생물 분리1.1 Metabolite Degradation Microbial Isolation
1.1.1 재료 및 방법1.1.1 Materials and methods
1.1.1.1 연구지역 및 시료채취1.1.1.1 Research Area and Sampling
대사산물을 유일 탄소원으로 이용하여 성장할 수 있는 균을 분리하기 위하여 토양의 오염이 심할 것으로 예상되는 유류 유출 사고지역 일대와 주유소, 정유공장의 오염토양시료를 채취하였다. 채취한 시료는 모아서 잘 섞어주어 준 후 냉장하여 실험실로 옮기고 배양을 시작하였다.In order to isolate the bacteria that can grow by using metabolites as the sole carbon source, soil samples were collected from oil spill areas, gas stations, and refineries. The collected samples were collected, mixed well, refrigerated, transferred to a laboratory, and cultured.
1.1.1.2 대사산물 분해 균주 분리1.1.1.2 Isolate Metabolite Degrading Strains
가. 대사산물을 탄소원으로 이용한 농후배양end. Rich culture using metabolite as carbon source
고농도의 대사산물만을 기질로 성장하게 되면 대사산물을 탄소원으로 이용하지 못 하는 미생물은 점차 도태되고 대사산물을 기질로 이용할 수 있는 미생물만이 생존하게 된다. 이 같은 전제하에 채취된 시료는 대사산물이 첨가된 미네랄배지에 30℃, 120 rpm에서 진탕배양 되었으며 1주일 간격으로 3회에 걸쳐 1 ㎖의 배양액을 새로운 배지에 접종하였다. 배양액은 멸균증류수에 연속 희석하여 미네랄 한천배지에 도말하여 30℃에서 5일간 배양하였다. When only high concentrations of metabolites are grown as substrates, microorganisms that cannot use metabolites as carbon sources are gradually eliminated, and only microorganisms that can use metabolites as substrates survive. Samples collected under this premise were shaken at 30 ° C. and 120 rpm in mineral medium to which metabolites were added, and 1 ml of the culture solution was inoculated in fresh medium three times a week. The culture solution was serially diluted in sterile distilled water and plated on mineral agar medium and incubated at 30 ° C. for 5 days.
나. 대사산물 분해 균주의 분리I. Isolation of Metabolite Degrading Strains
배지 상에 형성된 미생물 집락을 형태적 특징으로 구분하여 단일 균주로 판단될 때까지 순수분리하여 계대배양하였고, 성장된 콜로니 형태특성과 광학현미경 관찰을 통해 분리하였다. 분리된 균주는 20% 글리세롤 용액에 현탁하여 -70℃에 보존하였다. Microbial colonies formed on the medium were divided into morphological features and subcultured by pure separation until determined as a single strain, and separated through growth of colony morphology and optical microscopy. The isolated strain was suspended in 20% glycerol solution and stored at -70 ° C.
1.1.1.3 대사산물 우수 분해 균주 선발1.1.1.3 Selection of Metabolic Excellent Degrading Strains
가. 대사산물 우수 분해 균주 선발을 위한 분해능 조사end. Degradation Investigation for Selection of Metabolic Excellent Strains
분리된 대사산물 분해 미생물들은 대사산물 200 ppm이 첨가된 미네랄 배지 20 ㎖에 접종하여 30℃, 120 rpm으로 1주일 동안 진탕배양 하였고, 분해율은 배양액을 클로로포름으로 추출한 후 TLC/FID를 이용하여 분석하였다. 또한 N/P 공급원만이 첨가된 고체배지를 만들어 균을 희석 도말한 후, 1,000 ppm이 되도록 대사산물을 클로로포름에 녹여 분무한 뒤 30℃ 배양기에서 배양하여 콜로니가 형성되는지 관찰하였다. 이상의 방법에서 대사산물의 높은 유화 정도와 분해율이 좋은 균주를 1차 선별하였다. Isolated metabolite degradation microorganisms were inoculated in 20 ml of mineral medium containing 200 ppm of metabolite and shaken for 1 week at 30 ° C. and 120 rpm. The degradation rate was analyzed by TLC / FID after extraction of the culture medium with chloroform. . In addition, after diluting the bacteria by making a solid medium added only the N / P source, the metabolite was dissolved in chloroform to spray up to 1,000 ppm and sprayed, and then cultured in a 30 ℃ incubator to observe whether colonies were formed. In the above method, strains having high degree of emulsification and good degradation rate were selected first.
나. 선발 균주의 탄화수소 분해 범위 조사I. Investigation of hydrocarbon decomposition range of selected strains
여러 가지 탄화수소가 같이 존재할 때 대사산물을 1차로 이용할 수 있는 균주를 선발하기 위해 1차 선발균주의 탄화수소 분해 범위를 조사하였다. 탄화수소 분해 범위 조사를 위해 대사산물, 지방족 혼합 화합물(SHM), 다환 방향족 탄화수소 혼합 화합물(AHM), 아라비안 라이트 원유, 대사산물의 표준물질로 디벤조티오펜(DBT)을 선정하였다. In order to select a strain that can use metabolites as a primary when several hydrocarbons are present, the range of hydrocarbon degradation of the primary starting strain was examined. Dibenzothiophene (DBT) was selected as a standard for metabolites, aliphatic mixed compounds (SHM), polycyclic aromatic hydrocarbon mixed compounds (AHM), arabian light crude oil and metabolites.
미네랄배지 20 ㎖이 첨가된 플라스크에 지방족 혼합 화합물(SHM), 다환 방향족 탄화수소 혼합 화합물(AHM), 아라비안 라이트 원유를 2,000 ppm이 되도록 첨가한 뒤 각 균주를 접종하여 1주일 동안 30℃, 120 rpm에서 진탕배양 하였다. 대사산물과 DBT의 분해능 조사를 위하여 이들 물질을 클로로포름에 녹인 뒤 각각의 최종 농도가 200 ppm이 되도록 플라스크에 첨가한 후 후드(hood)속에 하루정도 놓아두어 클로로포름이 완전히 제거되었을 때 미네랄배지 20 ㎖을 첨가한 다음 각 균주를 접종하여 30℃, 120 rpm에서 진탕배양 하였다. Aliphatic mixed compound (SHM), polycyclic aromatic hydrocarbon mixed compound (AHM) and Arabian Light crude oil were added to 2,000 ppm in a flask to which 20 ml of mineral medium was added, and each strain was inoculated at 30 ° C. and 120 rpm for one week. Shake culture was performed. In order to investigate the resolution of metabolites and DBT, these substances were dissolved in chloroform and added to the flask so that their final concentration was 200 ppm, and then left in a hood for one day to remove 20 ml of mineral medium when chloroform was completely removed. Each strain was inoculated after the addition and shaken at 30 ° C. and 120 rpm.
(1) TLC/FID 분석(1) TLC / FID Analysis
잔류 대사산물을 확인하기 위하여 TLC/FID를 사용하여하여 분석하였다 (도 10). Analysis was done using TLC / FID to identify residual metabolites (FIG. 10).
총 잔류량을 확인하기 위하여 배양시료 10 g에 클로로포름 30 ㎖을 넣고 60℃ 초음파 수조(sonic bath)에서 10분간 추출하였다. 이 과정을 5회 반복하여 얻은 유류량을 무게에 의하여 측정하였고, 이 시료에 다시 TLC/FID 분석을 위해 표준물질인 스테아릴 알코올을 기름무게에 1%(w/w) 되도록 첨가한 후 클로로포름을 적당량 넣고 TLC/FID 용 로드(rod)에 일정량을 점적한 후 용매를 이용하여 전개시킨 다음 불꽃이온화검출기로 스캐닝(scanning)하여 분리된 스팟(spot)을 검정함으로써 정성 및 정량분석이 가능하였다. In order to confirm the total amount of residue, 30 ml of chloroform was added to 10 g of the culture sample, and extracted for 10 minutes in a 60 ° C. ultrasonic bath. The amount of oil obtained by repeating this process five times was measured by weight, and again, stearyl alcohol, a standard substance, was added to the weight of oil to 1% (w / w) for TLC / FID analysis, and then chloroform was added. Appropriate amount was added to the TLC / FID rod for a predetermined amount, and then developed by using a solvent, and then scanned by a flame ionization detector (spot) by assaying the separated spot (spot) was possible qualitative and quantitative analysis.
추출된 유류를 수십 ㎎/㎖ 농도가 되도록 클로로포름에 용해시킨 후 1 ㎕를 TLC/FID용 전개 유리막대(Chromarod-SIII, 실리카로 코팅됨, Japan)에 점적하였다. 점적된 유리막대는 100% 노말 헥산(n-hexane)을 1차 전개용매로 하여 10 ㎝정도 전 개시켰다(약 30분소요). 2차 전개용매로는 노말 헥산: 톨루엔 (1:4, v/v)을 사용하며 약 5 ㎝정도 전개시켰다(약 10분소요). 2차에 걸친 전개 후 지방족성분이 약 10 ㎝ 정도 전개되어 스팟(spot)을 형성하고 방향족탄화수소성분이 약 5 ㎝ 정도 전개되었고, 원점에는 대사산물 성분이 남았다. 이아트로스캔(Iatroscan) MK6(Iatroscan Lab., Japan)을 이용하여 스캐닝하여 각 성분의 상대면적을 계산하면 측정 대상 유류내의 성분을 알아 볼 수 있다. The extracted oil was dissolved in chloroform to a concentration of several tens mg / ml, and then 1 μl was added to a developing glass rod (Chromarod-SIII, coated with silica, Japan) for TLC / FID. Dropped glass rods were developed about 10 cm using 100% normal hexane (n-hexane) as the primary developing solvent (takes about 30 minutes). As a secondary developing solvent, normal hexane: toluene (1: 4, v / v) was used and developed about 5 cm (about 10 minutes). After two rounds of development, the aliphatic component developed about 10 cm to form a spot, and the aromatic hydrocarbon component developed about 5 cm, and the metabolite component remained at the origin. Scanning using Iatroscan MK6 (Iatroscan Lab., Japan) to calculate the relative area of each component, it is possible to determine the components in the oil to be measured.
분석 조건은 다음과 같다: 적분기(Integrator), HP 3396 II(Hewlett Packard), 감쇠(attenuation) = 25, 차트 속도(chart speed) = 10 ㎝/min; 검출기(Detector), 불꽃이온화 검출기(FID, Flame Ionization Detector), 스캐닝 속도(scanning speed) = 30 sec/rod; 가스 순환(Gas flow), 160 ㎖/분. Analysis conditions were as follows: integrator, HP 3396 II (Hewlett Packard), attenuation = 2 5 , chart speed = 10 cm / min; Detector, Flame Ionization Detector (FID), scanning speed = 30 sec / rod; Gas flow, 160 ml / min.
본 실험에서는 지방족 혼합 화합물(SHM), 다환 방향족 탄화수소 혼합 화합물(AHM), 아라비안 라이트 원유 분석용 표준물질로 스테아릴 알코올을 이용하였는데, 이는 3차 전개 후 대사산물 부분과 겹치게 되므로 2차 전개까지만 하였고 그 결과 유류성분은 지방족화합물, 방향족화합물, 스테아릴 알코올 순으로 전개되고 대사산물은 원점에 머물게 된다. 한편, 대사산물과 디벤조티오펜(DBT) 분석용 표준물질로서 노말 헥사데칸(n-hexadecane)을 사용하여 3차 전개하였다. 대사산물 분석은 TLC/FID를 이용하였고, 디벤조티오펜(DBT)의 분해능은 GC/FID를 이용하여 분석한다. In this experiment, aliphatic mixed compounds (SHM), polycyclic aromatic hydrocarbon mixed compounds (AHM), and stearyl alcohol were used as the standard for Arabian light crude oil analysis, which overlapped with the metabolite portion after the third development. As a result, the oil component develops in the order of aliphatic compound, aromatic compound, stearyl alcohol, and the metabolite stays at the origin. Meanwhile, normal development was performed using normal hexadecane as a standard for metabolite and dibenzothiophene (DBT) analysis. Metabolite analysis was performed using TLC / FID, and resolution of dibenzothiophene (DBT) was analyzed using GC / FID.
(2) GC/FID 분석(2) GC / FID Analysis
① 시료의 전처리① Sample pretreatment
토양오염공정시험법에 따라 초음파추출법으로 시료를 추출하였다. 토양시료 10g을 비이커에 넣고 시료가 분말형태로 유지되도록 무수황산나트륨을 적당량 넣어 잘 흔들어 섞고 디클로로메탄 100㎖를 넣은 다음 초음파추출기로 10분간 초음파로 추출한다. 이와 같은 추출조작을 2회 이상 반복하여 얻어진 추출액을 여지(5B)를 깐 부흐너 깔때기로 진공 여과한 다음, 소량의 디클로로메탄으로 씻어내었다. 이 유출액을 회전증발농축기로 2㎖가 될 때까지 농축하고 실리카겔로 정제하였다. The samples were extracted by ultrasonic extraction according to the soil pollution process test method. Add 10 g of soil sample to the beaker, add an appropriate amount of anhydrous sodium sulfate to keep the sample in powder form, shake well, add 100 ml of dichloromethane, and extract by ultrasonic for 10 minutes using an ultrasonic extractor. The extraction solution obtained by repeating this extraction procedure two or more times was vacuum filtered with a Buchner funnel covered with a filter paper (5B), and then washed with a small amount of dichloromethane. This effluent was concentrated to 2 ml with a rotary evaporator and purified by silica gel.
② 시료의 분석② Analysis of the sample
추출, 정제된 시료를 마이크로시린지를 사용하여 2㎕씩 가스크로마토그래프에 주입하여 분석하였다. TPH 분석에는 실리카 충진 캐필러리 칼럼(fused silica capillary column) (30 m × 0.25 ㎜ i.d., Chrompack CP-Sil 8CB-MS)이 장착된 GC/FID (Varian 3900 GC)와 갤럭시 워크스테이션 프로그램(Galaxie workstation program)을 이용하였다. 이송용 가스로는 고순도 헬륨이 이용되었으며 분석시 오븐(oven)의 온도조건은 다음과 같다. 초기 오븐 조건은 50℃에서 2분간 유지하였으며 50℃에서 320℃까지 분당 8℃씩 온도 상승하였고 320℃에서 10분간 유지하였다.Extracted and purified samples were analyzed by injecting 2 µl each into a gas chromatograph using a micro syringe. TPH analysis includes GC / FID (Varian 3900 GC) with a fused silica capillary column (30 m × 0.25 mm id, Chrompack CP-Sil 8CB-MS) and the Galaxy workstation program program). High purity helium was used as the transport gas, and the temperature conditions of the oven during analysis were as follows. Initial oven conditions were maintained at 50 ° C. for 2 minutes and the temperature was increased by 8 ° C. per minute from 50 ° C. to 320 ° C. and maintained at 320 ° C. for 10 minutes.
1.1.2 결과 및 고찰1.1.2 Results and Discussion
1.1.2.1 대사산물 분해 미생물 분리 및 분해능 조사1.1.2.1 Separation and Degradation of Metabolite Degradation Microorganisms
배지 상에 성장된 콜로니 형태특성과 광학현미경 관찰을 통해 유류 유출 사고지역 일대에서 채취한 토양시료로부터 12균주, 주유소 오염토양에서 10균주, 정유공장에서 채취한 토양에서 5균주를 분리하여 총 27종의 대사산물 분해 후보 균주 를 선별하였다(표 5). 27 strains were isolated from 12 strains from soil samples collected from oil spill area, 10 strains from gaseous contaminated soil, and 5 strains from soil from oil refinery. Candidate metabolite degradation strains were selected (Table 5).
분리된 27균주 중 1,000 ppm의 대사산물이 첨가된 배지에서 2주 이상 동안 배양한 결과 높은 분해율(10% 이상)을 보인 10균주를 1차로 선발하였다(표 6, 도 11). 이들 1차 선발균주 중 균주 SBS-8의 대사산물의 분해능이 39.4±5.9%로 가장 높았고 SBS-10, OB-8이 각각 32±3.6%, 30±5.2%의 분해능을 나타내었고, 나머지 균주들은 10.8~15.9%정도의 분해율을 나타내었다. Among the 27 strains, 10 strains showing high degradation rate (10% or more) were selected as a primary result after culturing for 2 weeks or more in a medium to which 1,000 ppm of metabolite was added (Table 6, FIG. 11). The highest resolution of the metabolite of strain SBS-8 was 39.4 ± 5.9%, and SBS-10 and OB-8 showed 32 ± 3.6% and 30 ± 5.2% resolution, respectively. The decomposition rate was about 10.8 ~ 15.9%.
1.1.2.2 선발 균주의 탄화수소 분해 범위 조사 1.1.2.2 Investigation of hydrocarbon decomposition range of selected strains
1차 선발된 균주의 탄화수소 분해 범위를 조사하기 위해 대사산물외에 지방족탄화수소화합물(SHM, 포화 탄화수소 혼합물), 방향족탄화수소화합물(AHM, 방향족 탄화수소 혼합물), 아라비안 라이트 원유 및 디벤조티오펜(DBT) 등을 이용하였다. 지방족탄화수소화합물(SHM), 방향족탄화수소화합물(AHM), 아라비안 라이트 원유(Arabian light crude oil)는 2,000 ppm의 농도로, 대사산물과 디벤조티오펜(DBT)은 200 ppm의 농도로 미네랄 배지에 첨가하여 10일간 배양하였다. In addition to metabolites, aliphatic hydrocarbon compounds (SHM, saturated hydrocarbon mixtures), aromatic hydrocarbon compounds (AHM, aromatic hydrocarbon mixtures), Arabian light crude oil and dibenzothiophene (DBT), etc. Was used. Aliphatic hydrocarbons (SHM), aromatic hydrocarbons (AHM) and Arabian light crude oil are added to the mineral medium at concentrations of 2,000 ppm, metabolites and dibenzothiophene (DBT) at concentrations of 200 ppm. Incubated for 10 days.
실험 결과 도 14 내지 도 17에서 보는 바와 같이 이들 균주 모두가 지방족탄화수소화합물(SHM), 방향족탄화수소화합물(AHM), 대사산물 및 디벤조티오펜(DBT)에 대해서는 비교적 분해능이 우수한 것으로 나타나 폭넓은 탄화수소 분해 범위를 가지고 있는 것으로 관찰되었다. 특히, 지방족탄화수소화합물(SHM)의 경우 균주 SBS-8이 70%, SBS-10이 66%, SBS-12가 50%의 높은 분해율을 나타냈고(도 12), 방향족탄화수소화합물(AHM)의 경우 SBS-2가 50%, SBS-3이 49%의 분해율을 나타내었다(도 13). 대사산물의 경우 SBS-8이 49%, OB-8이 36%의 분해율을 나타내었고 (도 14), 디벤조티오펜(DBT)의 경우 SBS-10이 53%로 가장 높은 분해율을 나타내었고 SBS-8이 34%, OB-8이 36%의 높은 분해율을 나타내었다 (도 15). As a result of the experiment, as shown in FIGS. 14 to 17, all of these strains were found to be relatively degradable for aliphatic hydrocarbon compound (SHM), aromatic hydrocarbon compound (AHM), metabolite and dibenzothiophene (DBT). It was observed to have a decomposition range. In particular, the aliphatic hydrocarbon compound (SHM) showed a high decomposition rate of 70% strain SBS-8, 66% SBS-10, 50% SBS-12 (Fig. 12), in the case of aromatic hydrocarbon compound (AHM) SBS-2 showed 50% degradation and SBS-3 showed 49% degradation (FIG. 13). The metabolite showed 49% degradation of SBS-8 and 36% of OB-8 (Fig. 14). The highest degradation rate of SBS-10 was 53% for dibenzothiophene (DBT). -8 showed 34% degradation and OB-8 showed 36% degradation (FIG. 15).
그러나 아라비안 라이트 원유의 경우 대부분의 균주가 지방족화합물 및 방향족화합물 성분에 대해서는 분해능을 나타냈다. 하지만 SBS-8 균주가 대사산물 부분을 약 30%, SBS-10이 24%, SBS-12가 10% 정도를 분해하였고 다른 균주들에 의해서는 분해되지 않았고 오히려 증가된 것으로 나타났다 (도 16). 이와 같이 각 균주가 폭넓은 탄화수소 분해 범위를 가지고 있으면서도 원유의 성분중 이용하기 쉬운 지방족화합물 및 방향족화합물을 먼저 분해하고 차후로 대사산물을 분해하는 것으로 사료된다. 따라서 원유성분의 완전한 분해를 위해서는 장기간의 시간이 필요할 것으로 사료된다. 또한 결과에서 대사산물 성분이 증가된 것은 원유내 지방족화합물 및 방향족화합물이 분해되면서 발생될 수 있는 대사산물의 축적의 결과로 사료된다. 따라서 본 결과를 종합하면 지방족화합물 및 방향족화합물 분해능이 좋은 균주와 선별된 대사산물 분해 균주를 적절히 혼합한 미생물제제를 유류오염지역에 적용하면 생물학적 처리가 보다 빠르고 안정적으로 이루어질 것으로 사료된다. However, in the case of Arabian Light crude oil, most strains showed degradability for aliphatic and aromatic compounds. However, the SBS-8 strain degraded about 30% of the metabolite portion, about 24% for SBS-10, and about 10% for SBS-12 and was not increased by other strains, but rather increased (FIG. 16). In this way, each strain has a wide range of hydrocarbon decomposition, but it is considered that the aliphatic and aromatic compounds which are easy to use in the components of crude oil are first decomposed and then metabolites are decomposed. Therefore, long time is required for complete decomposition of crude oil. In addition, the increase of metabolite component in the result is considered to be a result of the accumulation of metabolites that can be generated by decomposition of aliphatic and aromatic compounds in crude oil. Therefore, it is concluded that the biological treatment will be faster and more stable if the microbial agent, which is a good mixture of aliphatic and aromatic compounds with good degradation ability and selected metabolite degradation strains, is applied to oil pollution area.
표 5. 미네랄 한천 배지상에서의 선별된 대사산물 분해 세균의 집락 형태.TABLE 5 Colony Forms of Selected Metabolite Degrading Bacteria on Mineral Agar Media.
표 6. 선별된 대사산물 분해 세균에 의한 미네랄 배지에 첨가된 대사산물 (레진 200 ppm) 화합물의 분해율Table 6. Degradation Rate of Metabolites (Resin 200 ppm) Compounds Added to Mineral Media by Selected Metabolite Degrading Bacteria
1.1.2.3 균주의 기탁1.1.2.3 Deposit of Strains
선발된 균주 중에서 대사산물에 대해 특히 우수한 분해능을 나타내는 2개의 균주를 바실러스 종(Bacillus sp.) SBS-10 (KCTC 11070BP) 및 마이크로코커스 종 (Micrococcus sp.) SBS-8 (KCTC 11071BP)로 명명하였고, 이들 균주를 2007년 2월 15일자로 한국생명공학연구원 유전자원센터 유전자은행에 기탁하여 각각 수탁번호 KCTC 11070BP 및 KCTC 11071BP를 부여받았다.Of the strains selected, two strains showing particularly good resolution for metabolites were named Bacillus sp. SBS-10 (KCTC 11070BP) and Micrococcus sp. SBS-8 (KCTC 11071BP). These strains were deposited on February 15, 2007, at the Genetic Center Genetic Bank of Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology, and were given accession numbers KCTC 11070BP and KCTC 11071BP, respectively.
실시예 2. 소규모(Microcosm) 실험Example 2 Microcosm Experiments
통상적으로 유류분해 과정에서 화합물의 생물전환된 물질은 이를 생성한 미생물에 의한 분해가 어려우며 이로 인해 분해활성에 저해(피드백 억제)를 받는다. 분해활성의 증가를 위해 다른 미생물 (heterotrophic bacteria)에 의해 2차 분해가 필요하게 된다. 결론적으로, 이와 같은 토양에는 외부에서 다른 유류분해 미생물과 대사산물 분해 미생물을 투여하여만 된다는 결론이 유출된다. 따라서 생물학적 분해 타당성 조사시 대사산물 분해 미생물 투여 효과의 관찰이 필요하였다.Typically, the bioconverted material of the compound in the process of oil decomposition is difficult to be degraded by the microorganism that produced it, thereby inhibiting the degradation activity (feedback inhibition). Secondary degradation is required by other microorganisms (heterotrophic bacteria) to increase degradation activity. In conclusion, the conclusion is that such soils must be administered externally with other lysogenic and metabolite microorganisms. Therefore, it was necessary to observe the effect of metabolite decomposing microorganisms upon biodegradation feasibility study.
따라서 본 실험은 선발된 대사산물 분해 미생물을 이용하여 유류오염토양의 분해가능성을 타진하기 위해 시행되었다. 실험실내에서 스테인레스 용기에 소규모 실험구(Microcosm)를 만들어 단 기간에 생물학적 분해가능성을 알아보았다. 유류분해율은 정량적인 분석보다는 정성적인 분석개념으로 자연저감 적용성 시험구(대조구)와 토착미생물활성법(생물자극biostimulation)) 시험구 및 외부 유류분해 미생물(대사산물 분해 미생물 포함) 투여법(생물첨가(bioaugmentation)) 시험구로 구별 하여 효율성을 보고자 하였다.Therefore, this experiment was conducted to investigate the degradability of oil contaminated soil using selected metabolite degrading microorganisms. In a laboratory, small scale microcosm was made in a stainless steel container to examine biodegradability in a short time. The oil degradation rate is a qualitative analysis concept rather than a quantitative analysis. It is a natural reduction applicability test (control), indigenous microbial activation (biostimulation) test, and external oil-degrading microorganisms (including metabolite-degrading microorganisms). Bioaugmentation) The purpose of this study was to determine the efficiency.
2.1 재료 및 방법2.1 Materials and Methods
2.1.1 오염토양2.1.1 Contaminated Soil
소규모(Microcosm) 실험에 사용된 오염토양시료의 특성은 표 4에 요약 정리하였다. 토양 pH는 6.45로 비교적 미생물 활동에 적합한 상황이었으며, 수분유지력(water holding capacity)의 29% 정도 되었으나 수분함량이 7.9%~9.1% 정도로 나타나 미생물 활동에는 비교적 척박한 상태였다. 토질의 상태는 마사토와 점토가 8:2정도로 혼합되어 있는 상태였다 (도 17). 토양시료내 총 석유계 탄화수소(TPH)는 PetroFLAG (USEPA 공식방법, 현장측정 키트)으로 측정한 결과 17,030ppm으로 나타났으며 TLC/FID 및 GC/FID으로 분석한 결과 두 분석방법 모두 유사한 값을 나타내었다. 유류에 오염된 시료는 평균 14,000 ppm으로 검출되었다 (표 7). The characteristics of contaminated soil samples used in microcosm experiments are summarized in Table 4. Soil pH was 6.45, which was relatively suitable for microbial activity. It was 29% of water holding capacity, but water content of 7.9% ~ 9.1% was relatively poor for microbial activity. The state of the soil was in a state where masato and clay were mixed about 8: 2 (Fig. 17). Total petroleum hydrocarbons (TPH) in soil samples were 17,030 ppm as measured by PetroFLAG (USEPA Official Method, Field Measurement Kit), and similar results were obtained by TLC / FID and GC / FID. It was. Samples contaminated with oil were detected at an average of 14,000 ppm (Table 7).
TLC/FID 결과를 분석해 보면 유류의 성분 중 풍화가 일어나면 나타나는 현상인 극성물질의 대사산물 성분비가 12.5% 정도로 검출되었다. 순수한 경유의 경우 대사산물이 거의 검출되지 않은 것에 비해 오염원의 풍화가 상당히 일어났음을 관찰할 수 있었다 (도 18). Analysis of TLC / FID results showed that the metabolite component ratio of polar substances, which is a phenomenon that occurs when weathering occurs in oil, was found to be about 12.5%. In the case of pure diesel, it was observed that the weathering of the pollutant occurred considerably compared to that in which little metabolite was detected (FIG. 18).
표 7. 오염토양시료의 특성Table 7. Characteristics of Contaminated Soil Samples
2.1.2 실험구 설치2.1.2 Experiment site installation
이 실험을 위해 준비된 오염토양 시료를 3L 스테인레스 사각용기에 0.5kg 씩 넣고 대조구에는 수분만을 조정하여 주었다. 토착미생물 활성구에 첨가될 영양염제는 (주) 에코필이 생산하는 Ecoguard MS I을 사용하였으며 총석유계 탄화수소(TPH) 1,000ppm 당 350ppm(C/N/P = 100/10/1 비율로 첨가) 투여하였다. 그리고 유류분해 미생물 투여구에는 미생물제제로 (주)에코필이 생산하는 EcoGuard CDM에 선별된 2종의 대사산물 분해 미생물 (SBS-8 및 SBS-10)을 혼합하여 3kg/㎥-토양 비율(106 MPN/g-토양 비율로 투여)이 되도록 첨가하였고, 영양염제로는 EcoGuard MS I을 토착미생물 활성구와 동일조건으로 첨가하여 주었다 (도 19).Contaminated soil samples prepared for this experiment were placed in a 3L stainless steel square container at 0.5 kg each, and only the moisture was adjusted to the control. Nutrients to be added to indigenous microorganisms were Ecoguard MS I produced by Ecofil Co., Ltd. and added at a rate of 350 ppm (C / N / P = 100/10/1) per 1,000 ppm of total petroleum hydrocarbon (TPH). ) Administration. And by administering the microorganism to Legitime obtain the microbial agent is mixed Co. echo filter to produce a second metabolite degrading microorganisms (SBS SBS-8 and-10) of species selected on CDM EcoGuard to 3kg / ㎥- Land ratio (10 6 MPN / g-to-soil ratio) was added, and as a nutrient, EcoGuard MS I was added under the same conditions as the indigenous microorganism activator (FIG. 19).
각 실험구를 25℃ 항온조에 넣고, 하루에 2회씩 잘 혼합시켜주었으며, 3일에 한번씩 수분조절을 해주었으며, 1, 2, 5, 9, 12일과 16일에 각각의 실험구에서 시료를 채취하여 TLC/FID와 GC/FID로 유류성분의 변화와 잔유량을 분석하였다.Each experiment was placed in a 25 ℃ thermostat, mixed well twice a day, controlled once every three days, and samples were taken from each experiment at 1, 2, 5, 9, 12 and 16 days. TLC / FID and GC / FID were used to analyze the changes of oil components and residual flow.
2.1.3 잔류 유류 분석2.1.3 Residual Oil Analysis
토양내에 존재하는 잔류 유류량을 확인하기 위하여 TLC/FID(Thin Layer Chromato- graphy/Flame Ionization Detector), GC/FID와 PetroFLAG을 사용하여 분석하였다.In order to identify the residual oil in the soil, TLC / FID (Thin Layer Chromatography / Flame Ionization Detector), GC / FID and PetroFLAG were analyzed.
가. TLC/FID 분석end. TLC / FID Analysis
상기 실시예1의 항목 1.1.1.3의 “나. 선발 균주의 탄화수소 분해 범위 조사” 부분에 기재된 분석법과 동일하다. Clause 1.1.1.3 of Example 1 above. Same as the assay described in the section "Investigation of Hydrocarbon Degradation Range of Selected Strains".
나. GC/FID 분석I. GC / FID Analysis
상기 실시예1의 항목 1.1.1.3의 “나. 선발 균주의 탄화수소 분해 범위 조사” 부분에 기재된 분석법과 동일하다. Clause 1.1.1.3 of Example 1 above. Same as the assay described in the section "Investigation of Hydrocarbon Degradation Range of Selected Strains".
다. PetroFLAG 분석All. PetroFLAG Analysis
현장에서 현재 일어나고 있는 현상을 신속히 찾아내기 위해 미국 환경보호청(USEPA)에서 공인한 현장이나 실내에서 간편하게 분석할 수 있는 PetroFLAG 장비를 이용하여 잔류유량을 분석하였다 (도 20).In order to quickly find out what is happening at the site, the residual flow rate was analyzed using PetroFLAG equipment that can be easily analyzed at the site or indoors authorized by the US Environmental Protection Agency (USEPA) (FIG. 20).
2.1.4 미생물 분석2.1.4 Microbial Analysis
토양 1 g을 10 ㎖의 멸균된 생리식염수(0.9% NaCl 용액)에 첨가하여 220 rpm에서 3시간 동안 균질화 시킨 후 적절히 희석하여 세균분석을 위한 시료로 사용하였다. 종속영양세균의 검출을 위하여 3M사에서 제조한 페트리필름(USA)에 각 시료들을 균일하게 희석하여 희석액 1㎖씩 접종한 후 30℃에서 5일간 배양하여 붉은 색으로 발색된 집락만을 계수하였다. 1 g of soil was added to 10 ml of sterile saline solution (0.9% NaCl solution), homogenized at 220 rpm for 3 hours, and then diluted appropriately to use as a sample for bacterial analysis. In order to detect heterotrophic bacteria, each sample was uniformly diluted in Petri Film (USA) manufactured by 3M Inc., inoculated with 1 ml of diluting solution, and then cultured at 30 ° C. for 5 days to count only colonies colored in red.
유류분해 미생물은 최적확수(Most probable number: MPN)계수법을 이용하여 측정하였다 (Wreen and Venosa, 1996). MPN배지로는 부셀하스(Bushnell-hass, Difco)배지를 사용하였고, 유일 탄소원으로는 노말 헥사데칸(n-hexadecan, 5%, w/v)을 이용하였다. 접종된 배지는 30℃에서 10일간 배양하고 0.3% 요오도니트로테트라졸리움 클로라이드 (Iodonitrotetrazolium chloride) (INT, Sigma, USA) 50 ㎕을 첨가하고 24시간 더 배양하여 붉은색의 침전이 형성된 것을 양성반응으로 간주하였으며 토마스의 단순 공식 (Thomas' simple formula)을 이용하여 유류분해 세균수를 계수하였다 (도 21).Lipolytic microorganisms were determined using the Most probable number (MPN) coefficient method (Wreen and Venosa, 1996). Bushel-hass (Difco) medium was used as the MPN medium, and normal hexadecane (n-hexadecan, 5%, w / v) was used as the only carbon source. The inoculated medium was incubated at 30 ° C. for 10 days, and 50 µl of 0.3% Iodonitrotetrazolium chloride (INT, Sigma, USA) was added and incubated for 24 hours to form a red precipitate. The number of lyolytic bacteria was counted using Thomas' simple formula (FIG. 21).
2.2 결과 및 고찰2.2 Results and Discussion
본 실험에서 TLC/FID결과 온도와 습도만을 조절한 대조구는 약 5% 가량 유류오염저감을 확인할 수 있었다. 하지만 이는 타당성 실험을 통하여 습도, 온도라는 환경적 인자를 인공적으로 조절하여 얻어낸 결과이며 초기 오염농도 14,000 ppm으로 오염이 매우 높다는 점과 토양 내 환경 조건(TN, TP)이 빈약한 상태에서 자연적인 유류오염저감효과를 기대하기 힘들 것으로 사료된다. In this experiment, the control that controlled only temperature and humidity was able to reduce oil pollution by about 5%. However, this is a result obtained by artificially adjusting the environmental factors such as humidity and temperature through feasibility experiments and natural oils in the state that the pollution is very high at the initial pollution concentration of 14,000 ppm and the environmental conditions (TN, TP) in the soil are poor. It is difficult to expect a pollution reduction effect.
영양염제만을 투여한 실험구 (토착미생물 활성구)의 경우 유류분해율이 약 33% 정도로 대조구(약 5%)보다는 비교적 높은 오염저감효과를 보이지만 미생물제제(EcoGuard CDM & 대사산물 분해미생물첨가)와 영양염제를 혼합 투여한 실험구(약 59%)보다 낮은 유류분해활성을 보이는 것으로 조사되었다. In the experimental group (indigenous microorganism active group) administered only nutrients, the oil degradation rate was about 33%, which was relatively higher than that of the control group (about 5%), but the microorganisms (EcoGuard CDM & metabolite decomposition microorganisms) and nutrients It was found to have lower oil degradation activity than the experimental group (59%) with the mixed agent.
대사산물 분해 미생물과 유류분해 미생물을 첨가한 실험구에서는 16일 동안 초기 오염농도를 기준으로 약 59% 정도의 높은 분해율을 보였다. 이는 대사산물 분해 미생물 첨가로 인하여 유류오염에 대한 매우 높은 저감효과에 따른 결과로 사료되며 유류분해율도 동일 시간동안 다른 실험구와 비교할 때 빠르고 안정적인 오염 저감도를 나타내는 것으로 조사되었다 (표 8, 표 9, 도 22 및 도 25). 또한 GC/FID결과도 TLC/FID결과와 유사한 경향으로 나타났으며 TLC/ FID 결과를 반증하였다. In the experimental group containing the metabolite-degrading microorganism and the oil-degrading microorganism, the degradation rate was about 59% based on the initial contaminant concentration for 16 days. This resulted in very high reduction effect on oil pollution due to metabolite degradation microorganism addition, and the oil degradation rate was also shown to show fast and stable pollution reduction compared with other experimental groups for the same time (Table 8, Table 9, 22 and 25). In addition, GC / FID results showed similar trends with TLC / FID results and disproved TLC / FID results.
유류분해 미생물 및 대사산물 분해 미생물 첨가 실험구는 다른 실험구에 비해 높은 세균수를 보였으며 동일 시간동안 최대 108 ~ 109 CFU 또는 MPN/g-토양 까지 증가하였으며 이에 따른 유류저감효과도 유사한 경향을 나타내는 것으로 조사되었다 (도 23 및 도 24). 미생물 투여 후 16일 만에 초기 평균 TPH 14,790 ppm이 5,737 ppm으로 낮아진 것은 평균적으로도 하루에 약 566 ppm 씩 감소된 것으로 매우 높은 제거율을 나타내었다. Hydrolyzed microorganisms and metabolite-degrading microorganisms showed higher bacterial counts than other experiments and increased up to 10 8 to 10 9 CFU or MPN / g-soil during the same period. It was investigated to show (FIG. 23 and FIG. 24). Lowering the initial average TPH of 14,790 ppm to 5,737 ppm only 16 days after microbial administration, on average, decreased by about 566 ppm per day, indicating a very high removal rate.
본 실험의 결과를 종합해보면 채취한 시료의 평균 TPH는 약 14,000ppm 이였고 영양염만을 투입하고 처리해주는 토착미생물 활성법으로는 유류분해미생물 및 대사산물 분해미생물이 추가로 투입되는 방법에 비해 두배의 기간과 비용이 요구된다. 따라서 경제적인 생물학적정화를 수행하기 위해서 반드시 유류분해미생물과 대사산물 분해 미생물이 혼합되어 있는 상태로 투입하는 방법을 선택하는 것이 효과적이다. Based on the results of this experiment, the average TPH of the sample collected was about 14,000 ppm, and the indigenous microbial activity method, which adds and processes only nutrients, is twice as long as the additional method of adding oil- and microorganism-degrading microorganisms. And cost is required. Therefore, in order to perform economic biological purification, it is effective to select a method in which a microorganism with a microorganism degraded with oil is mixed.
표 8. 각 실험구별 최종 유류 분해율(%).Table 8. Final Oil Degradation Rate (%) for each experiment.
표 9. 실험 기간 동안의 유류농도, 총세균수 및 유류분해 세균수 변화.Table 9. Changes in oil concentrations, total bacterial counts and number of lysogenic bacteria during the experimental period.
이상과 같이, 본 발명은 유류성분 및 이의 대사산물을 분해할 수 있는 신균주, 이의 분리방법 및 이를 함유하는 미생물제제를 제공하고, 특히 이러한 미생물제제는 기존의 미생물제제와 병용하여 사용시에 유류오염 토양을 보다 빠르고 안정적이고 환경친화적으로 복원시킬 수 있는 효과를 나타낸다. As described above, the present invention provides a new strain capable of decomposing oil components and metabolites thereof, a separation method thereof, and a microbial agent containing the same, and in particular, such microbial agents may be used in combination with existing microbial agents to contaminate oil. The effect is to restore the soil faster, more reliably and more environmentally friendly.
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KR101063195B1 (en) | 2008-05-27 | 2011-09-08 | 한국외국어대학교 연구산학협력단 | How to Dispose of Food Waste Using Micrococcus Alkanovora SL-010 Strains |
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- 2007-03-28 KR KR1020070030345A patent/KR100817256B1/en active IP Right Grant
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