Microbial degradation of hydrocarbons is found to be an attractive process for remediation of contaminated habitats. However the poor bioavailability of hydrocarbons results in low biodegradation rates. Cyclodextrins are known to increase the bioavailability of variety of hydrophobic compounds. In the present work we purified the Cyclodextrin Glucanotransferase (CGTase) enzyme which is responsible for converting starch into cyclodextrins and studied its role on biodegradation of diesel oil contaminated soil. Purification of CGTase from Enterobacter cloacae was done which resulted in 6 fold increase in enzyme activity. The enzyme showed maximum activity at pH 7, temperature $60^{\circ}C$ with a molecular weight of 66 kDa. Addition of purified CGTase to the treatment setup with Pseudomonas mendocina showed enhanced biodegradation of diesel oil ($57{\pm}1.37%$) which was similar to the treatment setup when added with Pseudomonas mendocina and Enterobacter cloacae ($52.7{\pm}6.51%$). The residual diesel oil found in treatment setup added with Pseudomonas mendocina at end of the study was found to be $73{\pm}0.21%$. Immobilization of Pseudomonas mendocina on alginate containing starch also led to enhanced biodegradation of hydrocarbons in diesel oil at 336 hours.
The objective of this study was to investigate biodegradation of TPA(terephthalic acid) and EG (ethylene glycol), treatment efficiency of polyester weight loss wastewater and microbial characteristics by aerated submerged biolfilm(ASB) p.rocess. In a batch reactor, pH increased from 7.0 to 8. 5 in the biodegradation of TPA. Whereas, in case of EG, decreased from 7.0 to 5.2. COD concentration rapidly decreased within 24hr in the biodegradation of TPA and EG. COD removal velocity constant(k) were 0.065-0.088 hr$^{-1}$. The biodegradation velocity of TPA was 1.4 times faster than that of EG. The ratio of suspended biomass to the total biomass in the reactor was 18.3-33.3%, increased as a high ratio of EG content. Biofilm thickness, biofilm dry density and attached biomass were 346-432 $\mu$m, 41.8-61.9 mg/cm$^3$, 1.45-2.67 mg/cm$^2$, respectively. There values increased as a high ratio of TPA content. In the hydraulic retention time of 36 hr, organic loading rate of 4 kgCOD/m$^3\cdot$ day and packing ratio of 70%, the effluent concentrations of TCOD, SCOD in a continuous flow reator were 1,388 mg/l, 147 mg/l and removal efficiencies were 77%, 97.6%, respectively.
Dyes are released into the environment from industrial wasterwater. They are considered to be a pollution problem because of the wide spread into environment with a variety of colors. In order to biological treatment of industrial dyes waste water, biodegradation of reactive dyes such as Rifacion Red H-3EB, Rifazol Blue BT, Rifacion Yellow P-4G and Rifacion Brown RT were carried out decolorized by Aspergillus sojae B-10. Aspergillus sojae B-10 showed the almost completely biodegradation ability when it was cultivated in a 2.0% glucose, 0.06% sodium nitrite, 0.1% $KH_2PO_4$, 0.5% $MgSO_4\cdot 7H_2O$ containing each reactive dyes (500 ppm) under the optimal conditions of 32$\circ$C and pH 5. The mycelium of Aspergillus sojae B-10 was produced extracellular enzyme which has concerned responsible for dyes biodegradation. Under optimal conditions, reactive dyes started being decolorized within 24 hr and its was almost decolorized c ompletely after 5 days incubation. Rifazol blue RT was not completely decolorized until 5 days of cultivation. Rafacion Red BT, Rifasol blue BT and Rifacion yellow P-4G were completely decolorized after 5 days cultivation.
Anaerobic biodegradation of diesel with coexisting heavy metals (Pb) was monitored in batch mode. Two different groups of the indigenous bacteria from a site contaminated with diesel and lead were used in this research: the first group was composed of a single species and the second group was composed of several species. The effect of heavy metals on the microbial population was monitored and confirmed the biodegradation mechanism in each combined contaminant. Growth of the microorganisms in 21 days was observed Diesel > Diesel + Pb > Diesel + Cu > Diesel + Pb + Cu > Diesel + Cr > Diesel + Pb + Cr. Indigenous microorganisms showed the adaptation in the Pb contaminate. Interactive toxic effect using AMES test observed larger synergistic effect than antagonistic in Diesel + Cr and Diesel + Pb + Cr. Therefore, the main effects of diesel biodegradation in the present of heavy metals are likely to exist other factors as well as toxic of heavy metals. This is a necessary part of the future studies.
The degradation of phenanthrene, a model PAH compound, by microorganisms either in the mixed culture or individual strain, isolated from oil-contaminated soil in oil refmery vicinity sites, was examined. The effects of pH, temperature, initial concentration of phenanthrene, and the addition of carbon sources on biodegradation potential were also investigated. Results showed that soil samples collected from four oil refinery sites in Korea had different degrees of PAH contamination and different indigenous phenanthrene-degrading microorganisms. The optimal conditions for phenanthrene biodegradation were determined to be 30$^{circ}C$ and pH 7.0. A significantly positive relationship was observed between the microbial growth and the rate of phenanthrene degradation. However, the phenanthrene biodegradation capability of the mixed culture was not related to the degree of PAH contamination in soil. In low phenanthrene concentration, the growth and biodegradation rates of the mixed cultures did not increase over those of the individual strain, especially IC10. High concentration of phenanthrene inhibited the growth of microbial strains and biodegradation of phenanthrene, but was less inhibitory on the mixed culture. Finally, when non-ionic surfactants such as Brij 30 and Brij 35 were present at the level above critical micelle concentrations (CMCs), phenanthrene degradation was completely inhibited and delayed by the addition of Triton X100 and Triton N101.
In order to find the most fitted biodegradation model, biodegradation models to the initial 4-chlorophenol concentrations were investigated and had been fitted by the linear regression. The degrading bacterium, EL-091S, was selected among phenol-degraders. The strain was identified with Pseudomows sp. from the result of taxonomical studies. The optimal condition for the biodegradation was as fellows: secondary carbon source, concentration of ammonium nitrate, temperature and pH were 200mg/l fructose, 600 mg/l, $30^{\circ}C$ and 7.0 respectively. The highest degradation rate of the 4-chlorophenol was about 58% for 24 hours incubation on the optimal condition. Biodegradation kinetics model of 5 mg/l 4-Chlorophenol, 10 mg/l 4-chlorophenol and 50 mg/l 4-chlorophenol were fitted the zero order kinetics model, respectively. Key Words : 4-chlorophenol, Pseudomonas sp., zero order kinetics model.
Poly (3-hydroxybutyrate)(PHB) 의 Penicillium pinophilum에 의한 생분해성을 변형 Sturm Test 법으로 조사하였다. 활성오니를 사용한 경우보다 PHB의 생분해성이 비교적 재현성있게 측정되었으며 PHB의 생분해를 가장 빠르게 진행시키는 최적 포자 접균량은 1 %(v/v)이었다. 생분해 속도는 시료의 표면적에 따라 증가하였으나 비례적으로 상승하지 않아 분해가 시료의 표면 뿐만 아니라 내부에서도 진행됨을 나타내었다. 반응 배지내의 질소원 함량에 따라 PHB의 생분해 속도는 증가하다가 점근값을 보여 질소원이 depolymerase 효소의 합성에 필요한 원소임을 보였다.
This study evaluated the kinetics of acrylamide (AM) biodegradation by mixed culture bacteria and Enterobacter aerogenes (E. aerogenes) in sequencing batch reactor (SBR) systems with AQUASIM and linear regression. The zero-order, first-order, and Monod kinetic models were used to evaluate the kinetic parameters of both autotrophic and heterotrophic nitrifications and both AM and chemical oxygen demand (COD) removals at different AM concentrations of 100, 200, 300, and 400 mg AM/L. The results revealed that both autotrophic and heterotrophic nitrifications and both AM and COD removals followed the Monod kinetics. High AM loadings resulted in the transformation of Monod kinetics to the first-order reaction for AM and COD removals as the results of the compositions of mixed substrates and the inhibition of the free ammonia nitrogen (FAN). The kinetic parameters indicated that E. aerogenes degraded AM and COD at higher rates than mixed culture bacteria. The FAN from the AM biodegradation increased both heterotrophic and autotrophic nitrification rates at the AM concentrations of 100-300 mg AM/L. At higher AM concentrations, the FAN accumulated in the SBR system inhibited the autotrophic nitrification of mixed culture bacteria. The accumulation of intracellular polyphosphate caused the heterotrophic nitrification of E. aerogenes to follow the first-order approximation.
The biodegradability of polylactic acid(PLA) fabrics was evaluated by two methods: enzyme and soil degradation. Three different enzymes were selected to evaluate. Degradation times were measured at optimal enzyme treatment conditions. Biodegradation by enzymatic hydrolysis was compared with soil degradation. As a result, biodegradation created cracks on the fiber surface, which led to fiber thickening and shortening. In addition, new peak was observed at $18.5^{\circ}$ by degradation. Moreover, cracks indicating biofragmentation were confirmed by enzyme and soil degradation. By enzyme and soil degradation, the weight loss of PLA fabrics was occurred, there through, the tensile strength decreased about 25% by enzyme hydrolysis when 21 days after, and 21.67% by soil degradation when 60 days after. Furthermore, the biodegradability of PLA fabrics by enzymatic and soil degradation was investigated and enzymatic degradation was found to be superior to soil degradation of PLA fabrics. Among the three enzymes evaluated for enzymatic degradation, alcalase was the most efficient enzymes. This study established the mechanism of biodegradation of PLA nonwovens, which might prove useful in the textile industry.
Wastewater sludge and composted food wastes were examined as the alternatives of a landfill cover for soils to eliminate the emission of VOCs. The benefit of these alternatives is in their high sorption capacity, which is 5 to 50 times higher than natural soils. After sorption is finished, biodegradation is an important mechanism in decrease of VOCs concentration. In order to investigate appropriate VOCs degradation condition, biodegradation batch experiment is being conducted with isolated strain X9-c. Both benzene and TCE were degraded only in soil with 12%(water volume/sorbent volumn) water condition. When the water condition varied from 12 to 48% in compost, optimum water conditions of composted food waste was 36%.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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