Use of Plant Materials for Decontamination of Waste Water Polluted with 2,4-Dichlorophenol

2,4-Dichlorophenol로 오염된 폐수의 정화를 위한 식물체의 이용

This study was performed to estimate the possibility of use of plant materials as catalytic agents fur the decontamination of waste waters contaminated with organic pollutants by using 2,4-dichlorophenol(2,4-DCP) as a model pollutant. Plant materials containing high peroxidase activity were selected as catalysts for the removal of 2,4-DCP. Peroxidase activity, which plant materials were containing, was measured, and the greatest peroxidase activity was observed in shepherd's purse, followed by turnip, sweet potato, Chinese cabbage and white radish. The peroxidase activity in shepherd's purse was four times higher than that of horseradish purchased in U.S.A. Using shepherd' s purse and turnip, it was investigated the effect of various factors on the decontamination of 2,4-DCP through oxidative coupling. The removal of 2,4-DCP was extremely fast, and a maximal removal could be achieved within 3 min for shepherd' s purse and 15min for turnip. The pH range was from 3.0 to 8.0 and the amount of $H_2O_2$ added was 9mM when maximal removal was achieved(over 90%). No increasing removal of 2,4-DCP was observed due to increasing the amount of $H_2O_2$ added (over 9mM). The initial concentration affected the transformation of 2,4-DCP incubated with plant materials. When turnip was used as catalytic agent, it was observed decreasing transformation of 2,4-DCP due to increasing initial concentration.

수중에서 유기합성화합물의 oxidative coupling을 통한 제거에 촉매제로서 식물체의 직접적인 이용 가능성을 검토하기 위하여 제지, 염료 및 전자회사 등에서 배출되고 있는 phenol성 화합물인 2,4-DCP를 이용하였다. 이 제거반응은 식물체에 포함된 산화환원효소에 의해 매개되어지는 oxidative coupling반응에 의해 유기독성화합물들간의 중합 반응으로 생성된 polymer가 침전됨으로서 야기되었다. 여러식물체들을 선별하여 이들 식물체가 가지고 있는 peroxidase의 활성을 측정한 결과 냉이에서 가장 높은 peroxidase의 활성이 관찰되었고 순무, 고구마, 배추 그리고 무 뿌리의 순이었다. Peroxidase의 활성이 비교적 높은 것으로 나타난 순무와 냉이를 이용해 다양한 실험조건하에서 2,4-DCP의 제거정도를 조사한 결과 2,4-DCP의 최대제거는 냉이의 경우 3분 이내, 순무의 경우 15분 이내로 아주 신속하게 이루어졌으며, 실험을 수행한 pH 전 범위(pH 3.0-8.0)에서 높은 제거율(90% 이상)을 유지하였다. 전자수용체로 작용하는 hydrogen peroxide를 9mM 첨가하였을 때 최대 제거율을 보였으며, 그 농도를 증가시키더라도 제거율은 더 이상 증가되지 않았다. 초기농도를 달리하여 냉이와 순무에 의한 2,4-DCP의 제거율을 조사한 결과 냉이로 매개된 2,4-DCP의 제거율은 초기농도 1,600ppm까지 90% 이상의 제거율을 나타내었으나, 순무로 매개된 2,4-DCP의 경우 초기농도 1,200ppm까지 90%이상의 제거율을 나타내다가 초기농도가 1,600ppm로 증가되었을 때 78.8%로 제거율이 감소되어 유기독성물질의 초기농도는 식물체를 이용한 유기독성물질의 제거에 약간의 영향을 미치는 것으로 나타났다.