금호강(영천, 침산교, 팔달교, 달서천, 금호교)에서 널리 군락을 이루고 있는 갈퀴나물의 무기물 및 중금속 함량과 질소고정 활성의 변화양상을 비교 분석하였다. 금호강변 토양은 하류로 갈수록 무기물과 중금속 함량이 증가되었고, 더불어 식물체에도 높은 축적량을 보였다. 갈퀴나물은 비오염지에 비해 오염지역에서 지하부에 비해 지상부가 크게 발달되어 높은 T/R비를 보이면서 군락을 형성하였다. 식물체의 함수량은 생육후기 지상부에서 다소 높게 나타났고, 단위 g당 엽록소함량이 비교적 높게 나타났다. 근류는 4월에 형성되어 6월에 비오염지의 0.3 g/plant에 비해 침산교, 팔달교, 달서천 및 금호교에서 각각 0.27, 0.24, 0.06 및 0.14 g/plant로 최대치를 보였고, 비오염지 영천에서 23.1 μmol. C₂H₄·g fw nodule/sup -1/·h/sup -1/을 보인 근류의 질소고정 활성도 각각 16.8, 15.4, 8.5 및 5.3 μmol. C₂H₄·g fw nodule/sup -1/·h/sup -1/로, 하류지역으로 갈수록 감소된 활성을 보였고, 달서천과 금호교에서 심각한 저해를 보였다. 갈퀴나물은 흡수한 중금속 (Zn, Cu, Fe, Pb 등)을 지하부에서 높은 함량을 유지하였고, 질소함량은 생육후기로 갈수록 초기에 비해 지상부는 감소되었으나 지하부에서 높은 값을 보였다. 한편, 식물체내 총중금속량은 높은 T/R비로 인해 지상부에서 높은 값을 보였다. 흡수한 Ca는 대부분 지상부로 이동시켜 지하부에서 높은 함량을 보인 금속류와는 대조를 이루었다. 결과적으로, 갈퀴나물은 지상부에 높은 Ca함량을 나타내고, 지하부에 높은 중금속함량과 함께 질소의 함량도 높게 유지하면서 오염된 지역에서 생장 적응하는 것으로 판단된다.
Khan, Muhammad Imran;Wu, Liang;Hossain, Md. Masem;Pan, Jiefeng;Ran, Jin;Mondal, Abhishek N.;Xu, Tongwen
Membrane and Water Treatment
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제6권5호
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pp.365-378
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2015
Herein, the preparation of anion exchange membrane (AEM) from brominated poly(2,6-dimethyl 1,6-phenylene oxide) BPPO and dimethylaniline (DMA) by phase-inversion process is reported. Anion exchange membranes (AEMs) are prepared by varying the DMA contents. Prepared AEMs show high thermal stability, water uptake (WR) around 202% to 226%, dimensional change ratios of 1.5% to 2.6% and ion exchange capacities (IECs) of 0.34 mmol/g to 0.82 mmol/g with contact angle of $59.18^{\circ}$ to $65.15^{\circ}$. These membranes are porous in nature as confirmed by SEM observation. The porous property of membranes are important as it could reduce the resistance of transportation of ions across the membranes. They have been used in diffusion dialysis (DD) process for recovery of hydrochloric acid (HCl) from the mixture of HCl and ferrous chloride ($FeCl_2$). Presence of $-N+(CH_3)_2C_6H_5Br^-$ as a functional group in membrane matrix facilitates its applications in DD process. The dialysis coefficients of hydrochloric acid ($U_H$) of the membranes are in range of 0.0016 m/h to 0.14 m/h and the separation factors (S) are in range of 2.09 to 7.32 in the $HCl/FeCl_2$ system at room temperature. The porous membrane structure and presence of amine functional group are responsible for the mechanism of diffusion dialysis (DD).
ZnO nanostructures were grown on an Au seed layer by a hydrothermal method. The Au seed layer was deposited by ion sputter on a Si (100) substrate, and then the ZnO nanostructures were grown with different precursor concentrations ranging from 0.01 M to 0.3M at $150^{\circ}C$ and different growth temperatures ranging from $100^{\circ}C$ to $250^{\circ}C$ with 0.3 M of precursor concentration. FE-SEM (field-emission scanning electron microscopy), XRD (X-ray diffraction), and PL (photoluminescence) were carried out to investigate the structural and optical properties of the ZnO nanostructures. The different morphologies are shown with different growth conditions by FE-SEM images. The density of the ZnO nanostructures changed significantly as the growth conditions changed. The density increased as the precursor concentration increased. The ZnO nanostructures are barely grown at $100^{\circ}C$ and the ZnO nanostructure grown at $150^{\circ}C$ has the highest density. The XRD pattern shows the ZnO (100), ZnO (002), ZnO (101) peaks, which indicated the ZnO structure has a wurtzite structure. The higher intensity and lower FWHM (full width at half maximum) of the ZnO peaks were observed at a growth temperature of $150^{\circ}C$, which indicated higher crystal quality. A near band edge emission (NBE) and a deep level emission (DLE) were observed at the PL spectra and the intensity of the DLE increased as the density of the ZnO nanostructures increased.
폐광산에 방치되어 있는 폐광석으로부터 유용금속이온을 그 지역 토착박테리아를 이용하여 효과적으로 용출시키고자 하였다. 토착호산성박테리아를 중금속 이온에 내성이 형성될 수 있도록 중금속 이온에 주기적으로 반복 적응시켰다. 그 결과 적응실험이 진행될수록 성장-배양액의 pH가 더 안정적으로 감소하였다. $CuSO_4{\cdot}5H_2O$에 9주와 12주 동안 적응시킨 박테리아를 이용하여 42일 동안 미생물용출을 수행한 결과, 용출-배양액의 pH는 적응 횟수에 비례하여 더 빠르게 감소하였다. 황동석과 Cu 함량이 고성 폐광석에 비하여 상대적으로 적게 포함된 연화 폐광석에서 더 많은 박테리아들이 부착하였고, 또한 Cu와 Fe 함량은 고성 박테리아 시료(각각의 용출률 = 66.77%와 21.83%)에 비하여 연화 박테리아 시료(각각의 용출률 = 92.79%와 55.88%)에서 더 많이 용출되었다. 따라서 중금속으로 오염된 광산에 오랫동안 서식한 토착호산성 박테리아를 이용한다면 또한 이 박테리아들을 목적중금속 이온이 포함된 성장-배양액에 계속하여 주기적으로 적응시킨다면, 폐광석으로부터 유용금속이온을 더 효과적으로 용출시킬 수 있을 것으로 확신한다.
유류오염 토양에서 난분해성 물질인 PAH (polycyclic aromatic hydrocarbon)들을 잘 분해하는 균주 중 SOD (superoxide dismutase) 활성이 높은 균주인 Sphingomonas sp. KS 301의 SOD특성을 알아보기 위하여 Ammonium sulfate 침전, DEAE-Sepharose 크로마토그래피, Superose-12 겔 여과 크로마토그래피, Uno-Q1 이온교환 크로마토그래피를 이용하여 SOD 단백질을 정제하였다. Sphingomonas sp. KS 301은 DEAE-Sepharose 크로마토그래피로 분석한 결과, 기존의 알려진 세균들과는 달리 서로 다른 5가지의 SOD 활성을 가지고 있는 것으로 나타났으며 본 연구에서는 그중 SOD III를 부분 정제하였다. 정제한 SOD III는 Mn type 및 Fe type Escherichia coli SOD와 비교했을 때 비활성도(specific activity)가 5배로 높게 나타났다. SOD III의 분자량은 SDS-PAGE에서는 23 kDa으로 측정되었으며 Superose-12겔 여과 크로마토그래피 후 native 상태의 분자량은 71 kDa으로 정제한 SOD는 3개의 소단위체로 구성되어 있는 것으로 보여진다. 정제한SOD III의 최적 pH는 7.0 이었고 $20^{\circ}C$에서 최적의 활성을 보였다. 또한 SOD의 종류를 알 수 있는 억제물질 $NaN_{3},\;H_{2}O_{2},\;KCN$를 이용한 억제효과를 살펴보았더니 $NaN_{3}$에만 억제되어 Mn type의 SOD임을 알 수 있었다. 또한 이 효소의 아미노 말단의 아미노산 서열은 Psudomonase ovalis 및 Vibrio cholerae의 SOD와 가장 유사하였다.
Recently ultra-supercritical steam power plants operate at $1000^{\circ}F$ ($538^{\circ}C$) and 3500 psi (24.1 MPa). Thermal efficiency of power plant will be increased about 2% if steam temperature increases from $1000^{\circ}F$ to $1150^{\circ}F$ ($621^{\circ}C$). In this study valve materials Incoloy901 (IC901) and Inconel718 (IN718) were nitrided to improve the surface hardness and solid lubrication function of the valve materials. The hardness of both IC901 and IN718 increased about two times by ion nitriding. IC901, IN718 and their nitrided specimens were corroded under ultra super-critical condition (USC) of $621^{\circ}C$. and 3600 psi (24.8 MPa) for 2000 hours. Oxidations of both IC901 and IN718 were very small due to the formation of protective oxide layer on the surface. But the corrosion resistance of both nitrided specimens decreased because of the formation of non-protective nitride layer of $Fe_{4}N$, $Fe_{2}N$ and CrN on the surface layer. The hardness of both nitrided IC901 and IN718 at $20{\mu}m$ depth from the surface decreased about 30% and 20% respectively by USC 2000 hours.
알긴산을 선택적으로 분해하는 Bacillus licheniformis AL-577 균주가 생산하는 균체 외 효소를 정제하고 특성을 밝혔다. CM-Cellulose, DEAE-Sepharose 및 Gel 크로마토 그래프 등의 순서대로 정제하여 정제도가 약 98배 정도인 효소를 얻었다. 정제효소의 활성 최적 pH 및 온도는 5.0 및 $35^{\circ}C$이었고, pH 5.5이하와 pH 9.5이상의 반응조건에서는 불안정하였으며, $20^{\circ}C$이상의 온도에서는 불활성화가 쉽게 일어나는 효소였다. 얻어진 효소를 SDS-PAGE로 분자량을 측정한 결과 25,500 Da으로 추정되었다. NaCl 0.2 M 농도에서 최대의 활성을 나타내었고, 무첨가시에도 활성은 약간 나타내었다. $Cu^{2+},\;Fe^{2+},\;Mg^{2+},\;Zn^{2+}$ 등과 같은 2가 금속이 온에 의해서는 활성이 현저히 억제되었고, $K^+,\;Li^+$ 이온에 의해서 활성이 촉진됨을 알 수 있었다. 화학약품인 dithiothreitol 와 O-phenanthroline의 첨가로 인하여 약간의 활성 증가를 가져 왔으며 반면 EDTA, L-cysteine는 현저하게 감소하였다. 이 효소는 알긴산에만 특이적으로 작용함으로써 본 효소는 alginase 또는 alginate lyase인 것으로 판단되었다.
본 연구에서는 리튬 2차 전지의 양극물질 중 하나인 Li-Mn spinel ($LiMn_2O_4$)을 합성하기 위해 전구체로 K-Birnessite ($K_xMnO_2{\cdot}{yH_2O}$)를 이용하였다. K-Birnessite는 과망간산칼륨[$KMnO_4$]과 우레아[$CO(NH_2)_2$]를 사용하여 수열합성법으로 합성하였고, K-Birnessite와 LiOH를 수열 반응시켜 Li-Mn spinel 나노입자를 제조하였다. 리튬함량에 따른 Li-Mn spinel 의 구조 및 형상 변화와 전기화학적 특성에 대한 경향성을 알아보기 위해 LiOH와 K-Birnessite의 몰 비를 조절하여 Li-Mn spinel를 합성하였다. 합성된 분말은 X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), thermogravimetry (TG)를 이용하여 물질의 구조 및 형상을 분석하였고, 정전류법으로 양극재의 용량과 율 특성을 비교 분석하였다. 그 결과 LiOH/K-Birnessite의 몰 비가 0.8일 때 가장 큰 용량($117\;mAhg^{-1}$)을 나타냈고, 몰 비가 증가할수록 Li-Mn spinel 중 리튬함량이 증가하여 용량은 감소하였으나, 입자크기는 작아져서 율 특성은 점점 향상되는 경향을 보였다.
대전 근교의 유류로 오염된 토양으로부터 유류를 분해하는332개의 세균 콜로니를 분리한 후 이 중 lipase 활성이 우수한 한 균주를 최종 선별하여 생리생화학적 조사와 16S rRNA 염기서열분석 등을 통하여 동정한 결과 Acinetobactor sp. B2로 확인되었다. 최종 선별된 Acinetobactor sp. B2는 trehalose, mannitol을 제외한 다양한 당을 이용하였고, kanamycin, streptomycin, tetracycline, spectinomycin의 항생제에 대해서 약한 내성을, 그리고 Ba, Li, Mn, Al, Cr, Pb 등의 중금속에 대해서는 mg/ml 단위까지 강한 내성을 나타냈고 생장 최적 온도는 $30^{\circ}C$로 확인되었다. Acinetobactor sp. B2에서 정제된 lipase의 분자량은60 kDa이었고, 이 효소의 최적 온도와 PH는 각각 $40^{\circ}C$와 pH 10이었다. 그리고p-nitrophenyl palmitate (pNPP)를 가수분해하는데 필요한 활성에너지는 $4-37{\circ}C$의 범위에서 2.7 kcal/mol 이었고, $60^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 불안정한 효소임이 확인되었다. 또 pNPP에 대한 이 효소의 Michaelis constant (Km)와 최대속도상수 $(V_{max})$값은 각각 21.8 ${\mu}M$과 $270.3\;{\mu}M\;min^{-1}mg^{-1}$ 이었고, 이 효소는 $Cd^{2+},\;Co^{2+},\;Fe^{2+},\;Hg^{2+},$ EDTA, 2-mercaptoethanol에 의해 강하게 억제되었다.
Bacillus subtilis ED 213의 cytidine deaminase 의 활성부위에 존재하는 필수 아미노산잔기를 화학수식 방법으로 측정하였다. 본 효소는 1mM o-phenanthroline 에 의하여 효소활성이 43% 저해되어 효소활성 발현에 Fe\sup 2+\가 요구된다고 추정되며, 1mM ethylenediaminetetraacetic acid 에 의해서는 효소활성이 오히려 28% 정도 촉진되었다. 본 효소는 1mM N-bromosuccinimide, 1mM chloramine-T 와 1mM $\rho$-chloromercuribenzoic acid에 의하여 100% 저해되었으며, 그의 저해 양상은 경쟁적 저해 양상을 나타내었다. 본 효소의 효소활성은 1mM pyridoxal-5-phosphate 에 의항 36% 저해되었으며, 1mM 1ethyl-3-carbodiamide 와 1mM glycine methylester에 의해 저해된 효소활성이 5mM cysteine에 의해 완전히 회복되었다. 이상의 결과로부터 Bacillus subtilis ED 213 cytidine deaminase의 활성부위에는 tyrosine, methionine, cysteine 과 serine 잔기가 관여할 뿐만 아니라 lysine 과 glycine 도 효소활성에 관여하는 것으로 추정된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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