Microbiology and Biotechnology Letters (한국미생물·생명공학회지)

The Korean Society for Microbiology and Biotechnology (한국미생물·생명공학회)
권호 표지

Isolation and Culture Conditions of a Pseudomonas Strain Capable of Removing $NH_4^+\;and\; NO_3^-$ Simultaneously in Anaerobic Conditions

혐기성 상태에서 암모니움 이온과 질산성 질소를 제거하는 미생물의 분리 및 배양조건

  • Kim Young-Ju (Department of Civil and Environmental Engineering, University of Ulsan) ;
  • Song Young Chae (Division of Civil and Environmental System Engineering, Korea Maritime University) ;
  • Kim Jong Oh (Division of Construction Engineering Kyeongsang Nation University) ;
  • Park Hung-Suck (Department of Civil and Environmental Engineering, University of Ulsan)
  • 김영주 (울산대학교 건설환경공학부) ;
  • 송영채 (한국해양대학교 토목환경시스템공학부) ;
  • 김종오 (경상대학교 건설공학부) ;
  • 박흥석 (울산대학교 건설환경공학부)
  • Published : 2005.03.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

A bacterial strain AE-1-3, isolated from soil and wastewater identified as Pseudomonas strain, removed $NH_4^+\;and\; NO_3^-$ simultaneously in anaerobic cultivation in a medium containing $0.1\%\;NH_4NO_3\;and\;3.0\%$ glucose. The strain removed $NH_4^+\;,\;NO_3^-\;and\;NO_2^-$ completely in 15 days of anaerobic cultivation. Though N03- removed completely, $33\%\;of\;NH_4^+$ remained in 15 day of incubation in $1\%$ glucose and $0.1\%\;NH_4NO_3$ medium. The bacterium could remove $0.1\%\;NH_4NO_3$ completely in a short time by addition of $Cu^{2+},\;Zn^{2+},\;Sn^{2+}\;in\;0.5\%$ glucose medium. By chaning the metal concentration, $0.3\%\;NH_4NO_3$ could be removed completely.

$NH_4NO_3$을 유일한 질소원으로 하는 배지를 제작하여 혐기적 조건에서 P. aeruginosa AE-1-3을 분리하였다. 이 균은 $1.0\%$ glucose를 배지에 첨가한 조건에서 $0.1\%\;NH_4NO_3$를 완전히 제거하였다. P. aeruginosa AE-1-3은 $0.5\%$ glucose존재 하에서도 $0.1\%\;NH_4NO_3$를 완전히 제거하였으며 균의 활성을 높이기 위해 배지에 $Cu^{2+},\;Sn^{2+},\;Zn^{2+}$를 첨가함으로써 $0.3\%\;NH_4NO_3$도 제거할 수 있었다. 본 균의 $NH_4NO_3$거시의 유기물 이용경로를 알아보기 위해 COD를 측정한 결과 $0.1\%\;NH_4NO_3$의 $NO_3^-$가 완전히 제거되고 $NH_4^+$가 $50\%$제거되는 동안 glucose를 전혀 필요로 하지 않는 결과를 확인했다. 이 결과로 본 균이 heterotrophy 이지만 혐기성 및 무유기물 조건에서 $NO_3^-$및 $NH_4^+$를 제거한다는 것을 알 수 있다. P. aeruginosa AE-1-3은 autotrophy보다 높은 생육과 높은 $NH_4^+$ 및 $NO_3^-$제거 능력을 보여주었다. 본 균은 저 유기물상태에서 고농도 $NH_4^+$ 및 $NO_3^-$를 완전히 제거할 수 있는 가능성을 보여 주고 있다. 본 균은 우리나라처럼 C/N비가 낮은 축산폐수 및 하$\cdot$폐수를 처리하는데 응용될 수 있다면 폐수 속의 유기물만으로도 수중에서 질소를 효과적으로 제거할 수 있는 방법이 될 수 있을 것으로 기대된다.

Keywords

References

  1. Koenig, A. and L. H. Liu. 2001. Kinetic model of autotrophic denitrification in sulphur packed-bed reactors. Wat. Res. 35: 1969-1978 https://doi.org/10.1016/S0043-1354(00)00483-8
  2. APHA, 1998. Standard Methods for the examination of water and wastewater 20th ed., New York
  3. Anzai, Y, H. Kim, J. Y Park, H. Wakabayashi, and H. Oyaizu. 2000. Phylogenetic affiliation of the Pseudomonas based on 16S rRNA sequence. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 50: 1563-1589 https://doi.org/10.1099/00207713-50-4-1563
  4. Maartje, D., T. Vasiliky, GInes, L. Rosa, V. Carlos, and V. Javier. 2001. Effect of heavy metals on nitrate assimilation in the eukaryotic microalga Chlamydomonas reinhardtii. Plant Physiol. Biochem. 39: 443-448 https://doi.org/10.1016/S0981-9428(01)01257-8
  5. Francisco, J. G, D. A. De la Rosa, and J. Gomez. 2001. nitrogen removal from wastewater at low C/N ratios with ammonium and acetate as electron donors. Biores. Technol. 79: 165-170 https://doi.org/10.1016/S0960-8524(01)00046-3
  6. Ingo, S., S. Olav, M. Schmid, E. Bock, J. Fuerst, J. G Kuenen, M. S. M. Jetten, and M. Strous. 2003. New concepts of microbial treatment processes for the nitrogen removal in wastewater. FEMS Microbiol. Rev. 27: 481-492 https://doi.org/10.1016/S0168-6445(03)00039-1
  7. Jetten, M. S. M., M. Sttous, K. T. van de Pas-schoonen, J. Schalk, U.G J. M. van Dongen, M. M. C. van Loosdrecht, and J. G Kuenen. 1999. The anaerobic oxidation of ammonium. FEMS. Microbiol. Rev. 22: 421-437 https://doi.org/10.1111/j.1574-6976.1998.tb00379.x
  8. Kim, Y-J., M. Yosizawa, S. Takenaka, S. Murakami, and K. Aoki. 2002. Isolation and cultural conditions of a Klebsiella pneumoniae strain that can utilize ammonium and nitrate ions simultaneously under controlled iron and molybdate ions. Biosci. Biotechnol. Biochem. 66: 996-1001
  9. Kim, Y-J., M. Yosizawa, S. Takenaka, S. Murakami, and K. Aoki. 2002. Ammonia assimilation in Klebsiella pneumoniae F-5-2 that can utilize ammonium and nitrate ions simultaneously: Purification and characterization of glutamate dehydrogenase and glutamine systhetase. J. Biosei. Bioeng, 193: 584-588
  10. Kizai, H. M. 1997. Bukino tiltuso to ryoujou no ntaisya. Tokyokagakutouinn, pp. 258-260. In Saiboukinou totaisya Map, Japan
  11. van Dongen, L.G J. M., M. S. M. Jetten, and M.C.M. van Loosdrecht. 2001. The combined Sharon/Anamox process. Found. Appl. Wat. Res. 23-29
  12. Strous, M., J. A Fuerst, F. H. M K. Ramer, S. logemann, G Muyzer, van de Pas-Schoonen, K. T., Kuenen, J. G, and M. S. M. Jetten, 1999. Missing lithotroph identified as new planctomycete. Nature 400: 446-449 https://doi.org/10.1038/22749
  13. Kim, Y-J. 2002. Metabolism of ammonium and nitrate ions by Klebsiella pneumoniae F-5-2 under anaerobic conditions. Kobe University, 43-52