풍정광산 주변 오염 토양 내 토착미생물에 대한 탄소원 공급이 중금속과 비소의 지구미생물학적 거동에 미치는 영향
The Effects of Carbon Sources Supply to Contaminated Soil in the Vicinity of Pungjeong Mine on Geomicrobiological Behavior of Heavy Metals and Arsenic
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초록
중금속 및 비소로 오염된 풍정 폐금속광산 주변 밭토양을 대상으로 탄소원 공급에 의한 혐기성 토착미생물 활성화가 독성 원소의 지구미생물학적 거동에 미치는 영향을 조사하였다. 토양 내 토착미생물을 분리, 동정한 결과 철환원균인 Clostridium과 황산염환원균인 Desulfotomaculum이 확인되었으며 액체 배지 내에서 이들에 의한 철황화물 형성이 관찰되었다. 토양에 다양한 탄소원을 공급하여 토착미생물을 활성화한 결과 포도당 및 포도당과 메틸알콜 혼합 탄소원의 경우 미생물에 의한 pH 증가로 인하여 비교시료에 비하여 중금속의 용출량이 감소하였다. pH 증가로 인한 중금속의 용출량 감소는 pH 5.0 및 6.1 조건에서 실험으로 확인하였다. 탄소원으로 퇴비를 공급한 결과 대부분의 중금속 용출량이 신속하게 감소하였으며 이는 토착 황산염환원균이 활성화되어 중금속을 황화물 형태로 고정시킨 것으로 판단하였다. 그러나 비소의 경우 철환원균의 활동에 의한 철 (수)산화물의 환원성 용해로 인하여 이들과 결합되어 있던 비소가 용출되는 결과를 나타내었다. 비소 용출량 감소방법에 대한 추가 연구가 수행되면 중금속과 비소의 효과적인 미생물학적 원위치 고정화 기술개발이 가능할 것이다.
Abstract
The effects of activation of indigenous anaerobic microorganisms through carbon sources supply on geomicrobiological behavior of heavy metals and arsenic were investigated for farmland soil in the vicinity of abandoned Pungjeong metal mine. Clostridium and Desulfotomaculum, Fe(III)- and sulfate-reducing bacteria, respectively, were isolated and identified from the soil and microbial formation of Fe sulfide was observed in liquid nutrient medim. The concentrations of dissolved heavy metals decreased when glucose and mixture of glucose and methyl alcohol were supplied as carbon sources to indigenous bacteria in the soil, which was due to microbial increase of pH. In the case of compost supply, most dissolved heavy metals were rapidly removed as a result of metal sulfide formation by activation of indigenous sulfate-reducing bacteria. However, activation of Fe(III)-reducing bacteria and subsequent reductive dissolution of Fe (hydr)oxides led to extraction of arsenic which had been incorporated in the Fe (hydr)oxides.
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