Abstract
Perchlorate ($ClO_4^-$) is an emerging contaminant of soil/groundwater and surface water. $ClO_4^-$ has been shown to inhibit iodide uptake into the thyroid gland and cause a reduction in thyroid hormone production. $ClO_4^-$ is highly soluble and very stable in water. Biodegradation by $ClO_4^-$-reducing bacteria (PRB) is considered the most important factor in natural attenuation of $ClO_4^-$. Rivers in an industrial complex have potential to be contaminated with $ClO_4^-$ discharged from point or non-point sources. In this study, water samples were taken from the rivers running through the Gumi industrial complexes and used for batch test to analyze $ClO_4^-$-degradation potential of river microorganisms. The results of 83-h batch culture showed that $ClO_4^-$-removal efficiency of all samples was 0.77% or less without addition of an external electron ($e^-$) donor. However $ClO_4^-$-removal efficiency was higher when an $e^-$ donor (acetate, thiosulfate, $S^0$, or $F^0$) was added into the batch culture, showing up to 100% removal efficiency. The removal efficiency was various depending on type of $e^-$ donor and site of sampling. When acetate was used as an $e^-$ donor, the highest $ClO_4^-$-removal efficiency was observed among the $e^-$ donors used in this study, suggesting that activity of heterotrophic PRB was dominant. The results of this study provide basic information on natural attenuation of $ClO_4^-$ by river microorganisms. The information can be useful to prepare a strategy to enhance efficiency of $ClO_4^-$ biodegradation for in situ bioremediation.
퍼클로레이트($ClO_4^-$)는 지표수는 물론이고 토양지하수의 신규 오염물이다. $ClO_4^-$는 요오드가 갑상선에 흡수되는 것을 방해하므로 갑상선 호르몬 생성을 저하시킨다. $ClO_4^-$는 물에서 매우 용해도가 높고 안정적이라는 특징으로 인해 $ClO_4^-$를 환원하는 세균(PRB)에 의한 생분해가 자연저감의 가장 중요한 요인으로 여겨지고 있다. 산업단지 내 하천은 점 또는 비점오염원으로부터 배출된 $ClO_4^-$에 오염될 잠재성이 있다. 그래서 본 연구에서는 구미지역 산업단지 내 하천에서 물시료를 채취하여 하천미생물의 $ClO_4^-$ 분해 잠재능을 회분배양으로 조사하였다. 외부 전자공여체를 첨가하지 않고 83시간 동안 배양한 결과 모든 시료는 $ClO_4^-$ 제거효율이 0.77% 이하로 매우 낮은 것으로 나타났다. 그러나 외부 전자공여체(acetate, thiosulfate, $S^0$, 또는 $F^0$)를 첨가한 경우는 제거효율이 최고 100%로 나타났고, 첨가된 전자공여체의 종류와 시료채취지점에 따라 제거효율은 다양한 것으로 나타났다. 본 연구에서 사용한 전자공여체 중에서는 acetate를 사용했을 때 $ClO_4^-$분해효율이 가장 우수한 것으로 나타나 종속영양방식 PRB의 활성이 우세함을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 산업단지 내 하천 미생물에 의한 $ClO_4^-$ 자연저감에 대한 기초정보를 제공하여 원위치 생물복원처리에서 $ClO_4^-$ 생분해를 증진하기 위한 전략마련에 유용하게 사용될 것이다.