순천만 갯벌 미생물을 이용한 금속 환원 및 생광물화작용

김유미; 박정은; 이주영; 홍민선; 노열

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김유미 (전남대학교) 박정은 (전남대학교) 이주영 (전남대학교) 홍민선 (전남대학교) 노열 (전남대학교)

저널정보: 대한지질학회 지질학회지 지질학회지 제47권 제1호

발행연도: 2011.2

수록면: 19 - 30 (12page)

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연구결과

이 논문의 연구 히스토리 (7)

2015

미생물 생성 나노 자철석을 이용한 6가 크롬 오염수의 정화

김유미 , 서현희 , 정혜민 외 1명 대한지질학회 학술대회 2015.10 학술대회자료

2014

갯벌퇴적물에서 농화배양된 미생물에 의한 금속(Fe, Cr, Se, Ag) 환원 및 철 생광물화작용

김유미 지구환경과학과 2014.01 학위논문

KURT 지하심부 지하수 내 토착 금속환원미생물의 종 다양성 및 철/망간의 환원과 생광물화작용

김유미 , 오종민 , 정혜연 외 2명 자원환경지질 2014.01 학술저널

2013

갯벌 퇴적물에서 농화배양된 미생물에 의한 스트론티아나이트(SrCO₃) 침전

김유미 , 강서구 , 정현이 외 1명 대한지질학회 학술대회 2013.10 학술대회자료

2011

순천만 갯벌 미생물을 이용한 금속 환원 및 생광물화작용

김유미 , 박정은 , 이주영 외 2명 지질학회지 2011.02 학술저널

2008

미생물(Clostridium 종)에 의한 자철석 합성 연구

김유미 , 노열 대한지질학회 학술대회 2008.10 학술대회자료

2007

갯벌 미생물에 의한 나노미터크기의 자철석 형성 연구

김유미 , 노열 대한지질학회 학술대회 2007.10 학술대회자료

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갯벌 내에는 다양한 종류의 미생물들이 서식하며 이들 미생물의 활동은 유기탄소와 금속이온의 순환에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 이 연구는 순천만 갯벌 내 금속 환원 미생물의 종 다양성을 밝히고, 갯벌 퇴적물로부터 농화배양한 금속 환원 미생물을 이용한 산화환원에 민감한 금속의 환원과 생광물화작용을 연구하는데 목적이 있다. 순천만 갯벌 내에 서식하는 금속 환원 미생물의 종은 16S rRNA분석을 통해 확인하였고, 미생물에 의한 금속 환원은 3가 철을 포함한 akaganeite (β-FeOOH), 6가 크롬(potassium chromate, K2CrO4그리고 6가 셀레늄(sodium selenate, Na2SeO4)을 전자수용체로 이용하여 연구하였다. 미생물에 의한 생광물화작용을 통해 형성된 광물과 금속 환원 작용은 XRD, TEM-EDX, UV분석을 통해 확인되었다. 연구 결과, 순천만 갯벌 퇴적물 내에는 금속 환원 미생물로 잘 알려진 Shewanella sp., Clostridium sp., Vibrio sp. 등이 존재하는 것으로 확인되었고, 이러한 미생물은 전자수용체로 이용된 akaganeite, 6가 크롬 그리고 6가 셀레늄을 모두 환원시켰다. UV분석 결과, 미생물 생체량이 증가함에 따라 Cr(Ⅵ)농도가 현저하게 감소함으로써 미생물 활동에 의한 6가 크롬에서 3가 크롬으로의 환원작용이 확인되었다. 또한 육안관찰, XRD, TEM-EDX 분석결과, 갯벌 금속 환원 미생물은 유기물(glucose)의 산화와 더불어 akaganeite를 환원시켜 자철석을 형성하며 6가 셀레늄을 환원시켜 셀레늄 금속을 침전시켰다. 따라서 갯벌에는 다양한 종류의 금속 환원 미생물이 서식하며, 이들 금속 환원 미생물은 금속이온을 환원시켜 탄소와 금속의 생지화학적 순환에 영향을 줄 뿐만 아니라 이러한 과정을 통해 광물 합성 및 중금속 오염 정화에 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다.

Diverse metal-reducing bacteria are existing in the intertidal flat sediments and recent experiments have shown that the metal-reducing bacteria play important roles in the cycling of metals and organic carbon and biomineralization in the subsurface environments. The objective of this study was to investigate microbial diversity and metal reduction as well as biomineralization by the metal-reducing bacteria from inter tidal flat sediments of Suncheon Bay, Jeonnam province, Korea. 16S rRNA analysis was used to identify microbial diversity of the metal-reducing bacteria. Metal reduction and biomineralization experiments using the metal-reducing bacteria enriched from the intertidal flat sediments were conducted using akaganeite (β-FeOOH), potassium chromate (K2CrO4) and sodium selenate (Na2SeO4) as electron acceptors and glucose as an electron donor. XRD and TEM-EDX analyses were used for mineralogical, geochemical, and morphological characteristics of the formed minerals and precipitated metals. UV-vis analysis was used to figure out the correlation between changes of microbial biomass and Cr(Ⅵ) concentrations. The metal-reducing bacteria enriched from intertidal flat sediments of Suncheon Bay mainly consisted of Shewanella sp., Clostridium sp., and Vibrio sp. These bacteria reduced the diverse metals such as akaganeite (β-FeOOH) to magnetite (Fe3O4), sodium selenate (Na2SeO4) to elemental selenium (Se0), and potassium chromate (K2CrO4) to chromium hydroxide (Cr(OH)3), with changes of color and turbidity. In case of Cr(Ⅵ) reduction, decreasing of Cr(Ⅵ) concentration was accompanied by increasing of microbial biomass. These results indicate that metal-reducing bacteria in the intertidal flat sediment may play one of important roles for bioremediation of heavy metals and cycles of organic matter and metals in the subsurface environments.

#금속환원 #생광물화작용 #금속환원미생물 #중금속 #갯벌 #생물학적 정화 #metal reduction #biomineralization #metal-reducing bacteria #heavy metals #intertidal flat sediment #bioremediation

참고문헌 (36)

참고문헌 신청

1. [학술지(정기간행물)] - 고명수 / 2009 / 탄소원을 공급한 폐금은광산 주변 논토양 내 중금속의 지구미생물학적 거동 연구 / 자원환경지질 42 (5) : 413 ~ 426

2. [단행본] - 김병홍 / 2003 / 제3개정판 미생물 생리학 / 아카데미서적 : 379 ~ 380

4. [단행본] - 김영민 / / 일반생물학(제7판) / 라이프사이언스 : 118 ~ 123

5. [학술지(정기간행물)] - 노열 / 2000 / 철 환원 박테리아를 이용한 자철석 합성 / 한국광물학회지 13 (2) : 65 ~ 72

6. [학술지(정기간행물)] - 노열 / 2002 / 철환원 박테리아에 의한 금속 환원 및 광물형성 / 한국광물학회지 15 (3) : 231 ~ 240

이 논문의 저자 정보

김유미

소속기관 부산대학교

주요연구분야 인문학 > 어문학 > 문학 일반 자연과학 > 지구과학 > 지질학

논문수 31 이용수 3,208

박정은

소속기관 연세대학교

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 건축공학 일반 TOP 10% 예술체육학 > 디자인 TOP 10%

논문수 51 이용수 14,952

이주영

소속기관 홍익대학교

주요연구분야 자연과학 > 지구과학 > 지질학 예술체육학 > 디자인

논문수 16 이용수 3,839

홍민선

소속기관 전남대학교

주요연구분야 자연과학 > 지구과학 > 지질학

논문수 2 이용수 1,451

노열

소속기관 전남대학교

주요연구분야 자연과학 > 지구과학 > 지질학 TOP 5% 공학 > 건축공학 > 환경공학

논문수 85 이용수 6,455

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