The microcosm type wetland systems were constructed in order to treat wastewater contaminated with parathion. The microcosm reactor consisted of marsh and pond type. The experiment was carried out using batch (marsh or pond) and continuous (marsh-pond and pond-marsh type) systems. In the batch reactor, marsh-type wetland completely removed parathion in water within 8 days, while pond reactor removed 97% of parathion during the same period. During parathion degradation, the amount of 4-nitrophenol production, one of the metabolites from parathion degradation, was higher in marsh-type batch reactor. In the continuous systems, both marsh-pond and pond-marsh combination systems effectively removed parathion from water, and the production of 4-nitrophenol was also minimal. In the extraction experiment, the parathion and its metabolite were not found in the wetland soil and the plant. In order to achieve both aerobic and anaerobic conditions, the continuous wetland system combining marsh and pond type can be the alternative for the non-point source pollutants such as parathion pesticide.
Hollow gold-silver bimetallic nanoparticles (AuAg-HNPs) have been synthesized and their optical and structural properties were characterized. Initially Ag nanoparticles (Ag-NPs) were prepared using poly(ethylenimine) (PEI) as a reducing and a stabilizing agent simultaneously. AuAg-HNPs could then be synthesized via galvanic replacement reaction in a PEI aqueous solution by reacting sacrificial Ag template with a precursor compound of Au, i.e., $HAuCl_4$. Due to the presence of abundant amine functional groups in PEI, which could act as the dissolving ligand for AgCl, the precipitation problem of $Ag^+$ in the presence of Cl from $HAuCl_4$ salt was avoided. On this basis, the relatively high concentrations of $HAuCl_4$ and PEI-stabilized Ag nanoparticles could be used for the fabrication of AuAg-HNPs. Because of their increased surface areas and reduced densities, the AuAg-HNPs were expected and confirmed to outperform their solid counterparts in applications such as catalysis for the reduction of 4-nitrophenol in the presence of $NaBH_4$.
This study evaluated the use of iron-impregnated SBA-15 (Fe/SBA-15) as a catalyst for the oxidative degradation of persistent phenol analogues, such as 2-chlorophenol (2-CP), 4-chlorophenol (4-CP), 2-nitrophenol (2-NP), 4-nitrophenol (4-NP) and 2,4,6-trichlorophenol (2,4,6-TCP) in water. The oxidation reactions were carried out with reaction time, concentration of the phenols, amount of the catalysts, reaction temperature, pH of the reaction mixture as the process variables with or without using hydrogen peroxide as the oxidizing agent. The conversion achieved with Fe/SBA-15 at 353 K for 2-CP, 4-CP, 2-NP, 4-NP, 2,4,6-TCP was 80.2, 71.2, 53.1, 62.8, 77.3% in 5h with a reactant to $H_2O_2$ mole ratio of 1:1, and 85.7, 65.8, 61.9, 63.7, 78.1% in the absence of $H_2O_2$, respectively. The reactions followed pseudo first order kinetics. The leachability study indicated that the catalyst released very little iron into water and therefore, the possibility of secondary pollution is negligible.
Kalmakhanova, Marzhan Seitovna;Diaz de Tuesta, Jose Luis;Kabykenovna, Bakytgul;Gomes, Helder Teixeira
Environmental Engineering Research
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제25권2호
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pp.186-196
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2020
Pillared clays with Zr and Fe/Cu/Zr polycations have been prepared from natural clays found in large deposits of Kazakhstan and assessed as catalysts for the catalytic wet peroxide oxidation (CWPO), using 4-nitrophenol (4-NP) as model compound. The performance of the catalysts was followed by measuring the concentration of 4-NP, H2O2 and the total organic carbon (TOC), considering C4-NP = 5 g L-1, $C_{H_2O_2}$ = 17.8 g L-1, Ccat = 2.5 g L-1, initial pH = 3.0 and T = 50℃. At those selected conditions, the pillared clays showed higher activity than natural clays in the CWPO of 4-NP. The conversion of the model pollutant was complete when Fe/Cu/Zr-PILCs were used, with the TOC removal reaching 78.4% after 24 h with the best Fe/Cu/Zr-PILC. The H2O2, 4-NP and TOC time-evolution was well described by a kinetic model based on TOC lumps in three blocks, considering the initial TOC (corresponding to 4-NP), the production of oxidizable intermediates and the formation of refractory products.
In this work, we synthesized a novel electrochemical sensing materials based on tetracarboxylic copper phthalocyanine (TcCuPtc) conjugated PANI (TcCuPtc@PANI). The synthesized materials were employed to modify the screen-printed carbon electrode (SPCE) for the selective sensing of 4-nitrophenol. The TcCuPtc was conjugated with conducting polymer of PANI through the electrostatic interaction and π-π electron conjugation, the polymer film of PANI to inhibit the leakage of TcCuPtc from the surface of the electrode. The prepared TcCuPtc@PANI were characterized and confirmed by scanning electron microscopy (SEM) with EDX, ATR-IR, UV-vis absorption spectroscopy, cyclic voltammetry, and differential pulse voltammetry techniques. The prepared TcCuPtc@PANI/SPCE showed an excellent electrocatalytic sensing of 4-NP in the linear concentrations from 3 to 500 nM with a LOD of 0.03 nM and a sensitivity of 8.8294 ㎂/nM cm-2. However, the prepared TcCuPtc@PANI/SPCE showed selective sensing of 4-NP in the presence of other interfering species. The practical applicability of the TcCuPtc@PANI/SPCE was employed for the sensing of 4-NP in different water samples by standard addition method and showed satisfactory recovery results.
본 연구에서는 골프장 등에서 살충제로 사용하는 대표적인 농약 중 fenitrothion에 대해 ZVI를 사용하여 분해경로를 파악하고 분해특성을 회분식 반응기를 이용하여 연구하였다. 또한 ZVI에 의한 순수 fenitrothion과 스미치온에 함유되어 있는 fenitrothion 분해율을 비교하였다. ZVI에 의한 fenitrothion의 분해 과정에서 3-methyl-4-nitrophenol과 4-amino-m-cresol이 생성되는 것을 알 수 있었다. ZVI에 의한 순수 fenitrothion 및 스미치온에 함유된 fenitrothion의 분해반응은 1차 반응으로 나타낼 수 있으며, 주입농도가 증가 할수록 분해율 및 1차반응 속도상수 값도 증가하였다. 순수 및 스미치온에 함유된 fenitrothion의 비표면적 1차 속도상수 값은 각각 0.0398 및 $0.1312L/m^2{\cdot}hr$으로 스미치온에 함유된 fenitrothion이 순수 fenitrothion에 비해 ZVI에 빨리 분해되었다. 이는 스미치온에 함유된 계면활성제가 fenitrothion의 용해도를 증가시키며 ZVI의 분산력을 향상시킨 것에 기인하는 것으로 판단된다.
대전 근교의 농약으로 오염된 토양으로부터 파라치온을 분해하는 81균주를 분리한 후, 분리균주들중 파라치온 이용능이 가장 우수한 한 균주를 최종선별하였다. 최종 선별된 균은 생리생화학적 조사와 16S rRNA 염기 서열분석 등을 통하여 Pseudomonas rhodesiae H5로 확인되었다. Pseudomonas rhodesiae H5는 다양한 당을 이용하였으나 sorbose는 이용하지 못하였다. 또 이 균주는 ampicillin, spectinomycin, mito-mycin C에는 일부 저항성을 가지나 kanamycin, chloram-phenicol에는 저항성을 나타내지 않았다. 그리고 $BaCl_2$, LiCl, $MnSO_4$등의 중금속에서는 mg/ml 단위까지 강한 내성을 나타냈다. Pseudomonas rhodesiae H5의 최적 생장 조건은 3$0^{\circ}C$, pH 7.0 이었고, 이 균주는 파라치온의 organophosphate bond를 가수분해하여 p-nitrophenol를 생성한 후 ortho-ring cleavage를 거쳐 중심대사에 연결되는 것으로 추정된다.
Kim, Kyung-Duk;Ahn, Jae-Hyung;Kim, Tae-Sung;Park, Seong-Chan;Seong, Chi-Nam;Song, Hong-Gyu;Ka, Jong-Ok
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제19권2호
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pp.113-120
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2009
Twenty-seven fenitrothion-degrading bacteria were isolated from different soils, and their genetic and phenotypic characteristics were investigated. Analysis of the 16S rDNA sequence showed that the isolates were related to members of the genera Burkholderia, Pseudomonas, Sphingomonas, Cupriavidus, Corynebacterium, and Arthrobacter. Among the 27 isolates, 12 different chromosomal DNA fingerprinting patterns were obtained by polymerase chain reaction(PCR) amplification of repetitive extra genic palindromic(REP) sequences. The isolates were able to utilize fenitrothion as a sole source of carbon and energy, producing 3-methyl-4-nitrophenol as the intermediate metabolite during the complete degradation of fenitrothion. Twenty-two of 27 isolates were able to degrade parathion, methyl-parathion, and p-nitrophenol but only strain BS2 could degrade EPN(O-ethyl-O-p-nitrophenyl phenylphosphorothioate) as a sole source of carbon and energy for growth. Eighteen of the 27 isolates had plasmids. When analyzed with PCR amplification and dot-blotting hybridization using various specific primers targeted to the organophosphorus pesticide hydrolase genes of the previously reported isolates, none of the isolates showed positive signals, suggesting that the corresponding genes of our isolates had no significant sequence homology with those of the previously isolated organophosphate pesticide-degrading bacteria.
Diazotized chitin (CHITN) was synthesized reacting with NaN3 and HCl to alkaline hydrolyzed chitin for the support of immobilized enzyme. Immobilized $\beta$-glucosidase on diazotized chitin(CHITN-Gase) was produced reacting with glutaraldehyds as bifunctional reagent. CHITN-Gase activities were determined reacting with p-nitrophenol-$\beta$-D-glucopyranoside in plug flow reactor as a reference. Optimum temperature, optimum pH, reaction constant and deactivation rate were determined with variation of flow rate and H/D. The particle size of immobilized enzyme in the best was, 35 mesh (CHITN35-Gase). The optimum conditions of immobilized enzyme were $70^{\circ}C$ in temperature and 5.0 in pH. Diameter and flow rate of plug flow reactor in the best was 8.5mm in diameter and 0.8ml/min in flow rate. Reaction constant was mainly influenced by electrostatic force. The best glucose hydrolizing activities of CHITN3 5-Gase was 3.34$\times$10-5 M/1. while that of native-$\beta$-glucosidase was 2.44$\times$10-5 M/1.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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