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(국문) 크롬환원 효소발현 재조합 미생물 개발 및 크롬도금 폐액의 처리 (영문) Development and application of chrome reducing recombinant microorganisms for the treatment of metal plate wastewater

연구사업구분 산학연협력기술개발 고유번호 00-4-10-12
연구기간 주관기관 명지대학교
연구책임자 정병철
연구목적 - 국내외 도금산업은 70년대 이후 급속한 팽창으로 인한 도금폐수의 배출
양이 늘어나고 있으며 도금 폐수에 속해 있는 유해 중금속에 의한 환경 오
염 문제와 함께 생물농축(biomagnification)에 의한 인체 유독성을 가져오
게 됨

- 도금 폐수 속에 있는 유해 중금속은 주로 hexavalent chromium,
aluminum, zinc, nickel등을 포함하고 있는 것으로 알려져 있으며, 이런
유해 중금속을 기존의 제거 기술로서 흡착, 침전, 산화, 여과, 증발, 전
기 화학적 처리, 추출, 이온교환수지 등 물리화학적 방법을 사용하였음


- 그러나 위와 같은 기술은 단위공정을 거쳐야하며, 이로 인해 막대한 에
너지 소모와 유지경비 및 부산물로 생성되는 슬러지 처리 문제 및 2차 오
염 문제가 발생됨


- 따라서 최근 미생물을 이용한 중금속 처리 기술이 연구되고 있으며, 하
수 슬러지의 중금속 처리시 생물학적 처리방법을 이용하면 물리화학적 처
리방법에 비해 비용을 80% 절감할 수 있다는 보고가 있음


- 미생물을 이용한 중금속 제거기술은 고효율 미생물의 확보 및 공정개발
에 크게 의존하고 있어 국제적으로는 신규 미생물 및 공정에 관한 특허 출
원이 급증하고 있음


- 미생물에 의한 중금속 제거 기작은 크게 살아있는 미생물의 대사작용의
일환인 축적 미생물 표면 또는 미생물이 생산하는 기능성 유용물질의 작용
에 의한 흡착으로 구분됨


- 또한 중금속 제거능을 가지고 있는 미생물의 고정화 및 중금속 제거 기
작과 관련이 있는 유전자를 분리를 하여 재조합 균주를 제조하여 기존의
미생물이 가지고 있는 중금속 제거능을 개선하는 기술이 보고되고 있음


- 본 사업팀은 Escherichia coli ATCC 33456균주가 가지고 있는, Cr(VI)
를 Cr(III)로 변환시켜, 수중에 존재하는 OH-와 침전을 유도하는 Cr(VI)
reductase를 이미 분리하였으며, Citrobacter sp. N14 균주가 가지고 있
는, phosphatase를 분리중에 있음


- 선진국에서는 10여년 정도 집중적인 연구를 진행하고 하였고, 미국의 경
우 EPA(US environmental Protection Agency)의 지원을 받아 기업, 연구
소, 대학 등에서 활발한 연구가 수행되어 미생물을 이용한 일부 중금속 처
리기술이 실용화되기 시작하였으나 아직 개발 초기단계임


- 향후 기술 향상의 잠재력이 높아 국내기술로도 집중적인 연구를 통하여
선진국 수준으로의 진입이 가능하고 판단됨


- 1995년대 미생물을 이용한 중금속제거기술과 관련된 시장은 5억 달러규
모였으며 현재도 급격한 증가를 보이고 있음
연구내용 크롬환원 효소발현 재조합 미생물 개발 및 크롬도금 폐액의 처리
활용계획

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