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부유 및 부착성장 질화균에 미치는 구리 독성의 영향
Effect of Copper toxicant on Suspended and Attached Growth Nitrifying Bacteria

김금용    (충북대학교 공과대학 환경공학과   ); 백주헌    (충북대학교 공과대학 환경공학과   ); 이상일    (충북대학교 공과대학 환경공학과  );
  • 초록

    본 연구에서는 질산화 반응이 활발히 진행되고 있는 기존 하수처리장 슬러지를 이용하여 3개월 이상 농축 배양한 후에 부착 및 부유성장 상태로 적응시킨 질화균을 이용하여 독성물질에 대한 영향을 조사하였다. 본 실험의 목적은 부유 및 부착성장 질화균을 이용하여 이들의 비표면적에 따른 독성물질의 영향을 상호비교하기 위한 것이다. 이를 위하여 부유 및 부착상태의 농축 질화균의 비표면적을 다르게 하여 각각에 대한 독성물질의 영향을 조사하였다. 연구 결과 부착성장 질화균 및 부유성장 질화균의 경우 비표면적이 클수록 독성에 대한 영향을 더 많이 받는 것으로 나타났다. 부착상태와 탈착상태의 질화균을 사용한 실험에서, 독성물질에 대한 영향은 탈착상태보다 부착상태에서 독성의 영향을 적게 받았으며, Nitrosomonas의 경우에는 1.12배, Nitrobacter의 경우에는 1.09배 독성의 영향을 적게 받았다. 부유성장 질화균을 사용한 경우에는 분쇄 전보다 분쇄 후에 독성의 영향을 더 크게 받았으며, Nitrosomonas의 경우에 1.46배, Nitrobacter의 경우에 1.35배 독성의 영향을 적게 받았다. 또한, 기질에 아질산염을 주입하지 않고 실험한 결과에서도 유사한 결과를 얻었다. 부착상태와 탈착상태의 질화균을 사용한 실험에서, 독성물질에 대한 영향은 탈착상태보다 부착상태에서 독성의 영향을 적게 받았으며, Nitrosomonas의 경우에는 1.83배, Nitrobacter의 경우에는 1.78배 독성의 영향을 적게 받았다. 부유성장 질화균을 사용한 경우에는 분쇄 전보다 분쇄 후에 독성의 영향을 더 크게 받았으며, Nitrosomonas의 경우에 1.27배, Nitrobacter의 경우에 1.32배 독성의 영향을 적게 받았다.


    The effect of toxicant on the inhibition of nitrification was investigated, using concentrated nitrifying bacteria of both attached and suspended growth. This nitrifying organism was originally obtained from the activated sludge of sewage treatment plant and cultivated for more than three months. The object of this experiment is to determine the effect of the specific surface area and the growth condition of nitrifying bacteria on toxicity of heavy metal. The results of this study were as follows. The specific surface area of both attached and suspended growth of nitrifying organism was proven to be a major factors in determining the inhibition of nitrification of heavy metal such as $Cu^{++}$ ion. When the condition of attachment and detachment was compared in an experiment using attached growth nitrifier, the effect on toxicant was 1.12 times less in attached condition than in detached condition for Nitrosomonas, and 1.09 times less for Nitrobacter. In case of suspended growth nitrifier, the effect on toxicant was 1.46 times less in non-ground condition than in ground condition for Nitrosomonas, and 1.35 times less for Nitrobacter. Also, similar results were obtained in a set of experiments, without adding nitrite to the substrate. In an experiment that compared attached condition using attached growth nitrifier with detached condition using attached growth nitrifier, the effect on toxicant was 1.83 times less in attached condition than in detached one for Nitrosomonas, and 1.78 times less for Nitrobacter. In case of suspended growth nitrifier, the effect on toxicant was 1.27 times less in non-ground condition than in ground condition for Nitrosomonas, and 1.32 times less for Nitrobacter.


  • 주제어

    부착성장 미생물 .   부유성장 미생물 .   비표면적 .   독성물질.  

  • 참고문헌 (17)

    1. Dangcong et al., P. Dangcong, N. Bernet, J. Delgenes and R. Moletta, 'Effects of oxygen supply methods on the performance of a sequencing batch reactor for high ammonium nitrification,' Water Environ. Res. 72, 195-200(2000) 
    2. Bitton, G., 'Bacterial and biochemical tests for assessing chemical toxicity in the aquatic environment,' A review, Crit. Rev. Environ. Control, 13, 51-67(1983) 
    3. Bitton, G., Wastewater Microbiology, John Wiley & Sons, INC., New York, NY, 89-198,(1994) 
    4. Painter, H. A. and Loveless, J. E. 'Effect of temperature and pH value on the growth-rate constants of nitrifying bacteria in the activated-sludge precess', Water Res., 17(3), 237-248 (1983) 
    5. APHA-AWWA-WPC.F., Standard Methods for Examination of Water and Wastewater (21st ed.), Am. Public Health Ass, Washington DC, U.S.A. (2005) 
    6. Koopman B. and Bitton G., Toxicity screening in wastewater systems. In: Toxicity testing Using Microorganisms Dutka B.J.and Bitton G.(eds.), CRC Press, Boca Raton, Fla, USA. 101-132(1986) 
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    8. Yakup K. 'The impact of toxicity of metals on the activity of ureolytic mixed culture during the precipitation of calcium', J. Hazard. Mat., 163(2-3), 1063-1067(2009) 
    9. Herbert H. P. Fang, Li-Chong Xu, Kwong-Yu Chan, 'Effects of toxic metals and chemicals on biofilm and biocorrosion,' Water Res., 36(19), 4709-4716(2002) 
    10. 원성연, '질산화 반응에 미치는 환경인자의 영향' 충북대학교, 박사학위논문(1999) 
    11. Hu et al., Z. Hu, K. Chandran, D. Grasso and B. F. Smets, 'Effect of nickel and cadmium speciation on nitrification inhibition,' Environ. Sci. Technol. 36, 3074-3078(2002) 
    12. Skinner, F. A. and Walker, N., 'Growth of Nitrosomonas europaea in Bath and Continuos Culture,' Arch. Microbiol., 38, 339(1961) 
    13. U. S. Environmental protection Agency(EPA), Manual nitrogen control, EPA/625/R-93/010, office of water, washington, D.C., (1995) 
    14. Prakasam,T. B. S. and Loehr, R. C., 'Microbial Nitrification and denitrification in concentrated wastes', Water Res., 6, 859-869(1972) 
    15. 임정훈, 우혜진, 전병희, 고주형, 이상일, 김창원, 'MBBR에서 부하에 따른 생물막내 미생물종, 개체수 및 산소농도 분포', 대한환경공학회, 24(11), 2009-2018(2002) 
    16. Loveless J. E. and Painter H. A., 'The influence of metal ion concentration and pH value on the growth of a Nitrosomonas strain isolated from activated sludge'. J.Gen. Microbiol., 52, 1-14(1968) 
    17. Beckman, W. J., 'Design and Operation of Combined Carbon Oxidation Nitrification Activated Sludge Plant', J. Wat. Pollut. Control. Fed. 44, 1916(1972) 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Jung, Hyo-Sang ; Lee, Gangchoon 2011. "Effect of Operating Parameters on the Removal Performance of Copper Ion by Electrodialysis" 水質保全 = Journal of Korean Society on Water Quality, 27(1): 54~60     

 저자의 다른 논문

  • 김금용 (8)

    1. 2005 "하수의 독성평가를 위한 표준독성시험법과 온도증가 단기독성평가법의 비교 평가" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers 27 (2): 191~197    
    2. 2009 "질산화 반응조에서 유기물 부하에 따른 암모니아 제거 특성" 환경위생공학 = Journal of environmental and Sanitary engineering 24 (3): 7~15    
    3. 2011 "인 제거를 위한 흡착제로서 란타늄-황토 복합체의 흡착특성" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers 33 (2): 143~148    
    4. 2011 "고농도의 불소함유폐수 처리시 칼슘원에 따른 영향" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers 33 (5): 307~313    
    5. 2011 "Struvite 결정화 반응을 이용한 고온 소화 여과액의 N, P 처리 특성" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers 33 (11): 783~789    
    6. 2012 "호소 퇴적층으로부터 용출되는 인 제거를 위한 황토 복합체 개발" 한국물환경학회지 = Journal of Korean Society on Water Environment 28 (1): 50~56  
  • 백주헌 (0)

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