• 미생물학회지
• /
• 제54권4호
• /
• pp.343-353
• /
• 2018

이전 연구에서 우리는 RDX (hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine) 분해세균 Pseudomonas sp. HK-6에서 xenobiotic reductase B를 암호화하는 xenB 유전자의 돌연변이 균주를 이용하여 RDX 스트레스에 대한 xenB 유전자의 역할에 관하여 연구를 보고하였다[Lee et al. (2015) Curr. Microbiol. 70(1): 119-127]. 본 연구에서는 Pseudomonas sp. HK-6 xenA 돌연변이 균주로 연구 범위를 확대하여 RDX 스트레스 조건에서 세포반응과 프로테옴 프로필의 변화를 분석하였다. RDX 첨가 배지에서 xenA 돌연변이 균주는 야생균주와 비교하여 RDX를 약 2배 정도 느리게 분해하였으며, RDX 스트레스 하에서 xenA 돌연변이 균주의 생장률과 생존율은 야생균주와 비교하여 낮았다. RDX 스트레스에 의한 심한 형태적 손상이 xenA 돌연변이 균주의 세포 표면에 발생하는 것이 주사전자현미경을 통해서 확인되었다. RDX 스트레스 하에서 야생균주에서 발현된 충격단백질인 DnaK 및 GroEL의 양은 배양 초기 혹은 상대적으로 낮은 RDX 농도에서는 증가하였으나, 배양시간이 길어지거나 높은 RDX 농도에서는 다소 감소하였다. 그러나 xenA 돌연변이 균주에서는 DnaK와 GroEL의 발현양은 RDX 농도가 증가함에 따라 점차 감소되었다. RT-qPCR에 의해 측정된 야생균주에서 dnaA와 groEL의 전사 수준은 RDX 스트레스가 증가된 상태에서 잘 유지되었으나, xenA 돌연변이 균주에서는 점차 감소되어 결국에는 소멸되었다. RDX 스트레스에서 xenA의 돌연변이에 의한 프로테옴 프로필의 변화를 2-DE PAGE를 통해서 관찰한 결과에 따르면 27개 단백질이 감소하고 3개가 증가한 것으로 나타났다. 이들 결과로 보아, 정상적인 xenA 유전자는 RDX 스트레스 하에서 세포의 온전한 형태 유지와 효율적인 RDX 분해 과정을 수행하기 위해서 필요하다는 것을 의미하였다.

• 청정기술
• /
• 제15권4호
• /
• pp.233-238
• /
• 2009

초임계유체공정은 고폭화약이나 추진제로 사용되는 고에너지 물질을 미세입자로 제조하기 위한 새롭고 환경친화적인 방법으로 큰 관심을 받아 왔다. 본 연구에서는 고폭화약 대상물질로서 RDX(cyclotrirnethylenetrinitramine)을 선정하여 초임계역용매 재결정공정을 이용하여 RDX를 미세입자로 제조하는 연구를 수행하였다. 제조된 입자의 크기와 형상에 미치는 초임계공정 운전변수의 영향을 관찰하였다. 본 연구에서는 RDX를 용해시키기 위한 유기용매로 N,N-dimethylformamide를 사용하였다. 초임계역용매 재결정공정에 의해 RDX 입자들의 크기는 $10\;{\mu}m$ 이하로 뚜렷하게 감소하였다. 본 연구에서 설정한 공정변수의 범위에서 재결정되는 RDX 입자들의 크기를 관찰한 결과, 313.15K, 150 bar, 그리고 주입용액에서의 RDX의 농도가 15wt%일 때 가장 작은 RDX 입자가 재결정되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제20권6호
• /
• pp.85-94
• /
• 2015

RDX (hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine) is the most important explosive contaminant, both in concentration and in frequency, at military shooting ranges in which green technologies such as phytoremediation or constructed wetlands are the best option for mitigation of explosive compounds discharge to the environment. A study was conducted with two identical lab-scale plug flow constructed wetlands planted with Amur silver grass to treat water artificially contaminated with 40 mg/L of toxic explosive compound, RDX. The reactor was inoculated with or without RDX degrading mixed culture to evaluate plant-microorganism interactions in RDX removal, transformation products distribution, and kinetic constants. RDX and its metabolites in water, plant, and sediment were analyzed by HPLC to determine mass balance and kinetic constants. After 30 days of operation, the reactor reached steady-state at which more than 99% of RDX was removed with or without the mixed culture inoculation. The major transformation product was TNX (Trinitroso-RDX) that comprised approximately 50% in the mass balance of both reactors. It was also the major compound in the plant root and shoot system. Acute toxicity analysis of the water samples showed more than 30% of toxicity reduction in the effluent than that of influent containing 40 mg/L of RDX. In the Amur silver grass mesocosm seeded with the mixed culture, the specific RDX removal rate, that is 1st order removal rate normalized to plant fresh weight, was estimated to be 0.84 kg⁻¹ day⁻¹ which is 16.7% higher than that in the planted only mesocosm. Therefore, the results of this study proved that Amur silver grass is an effective plant for RDX removal in constructed wetlands and the efficiency can be increased even more when applied with RDX degrading microbial consortia.

• 대한환경공학회지
• /
• 제33권10호
• /
• pp.723-730
• /
• 2011

본 연구는 토양이나 지하수 원위치 화학적 산화법(In-Situ Chemical Oxidation, ISCO)에서 사용할 수 있는 산화제 Persulfate를 상온에서 활용할 수 있도록 RDX를 처리대상물질로 연구하였다. Persulfate로 RDX를 처리한 결과, 반응은 유사1차반응으로 나타났으며 온도가 증가함에 따라 분해속도도 증가하였고, 이 때 활성화에너지(Activation energy)는 $1.14{\times}10^2kJ/mol$으로 산정되었다. Persulfate에 의한 RDX의 분해반응속도는 pH에 비례하여 증가하였으며, pH값이 4, 6, 8일 때 반응속도의 변화가 크지 않았다. 그러나 pH 10에서는 13배 이상 증가하였는데, persulfate에 의한 산화가 아니라 alkaline hydrolysis로 나타났다. Persulfate에 의한 RDX의 분해반응속도는 persulfate/RDX의 몰 비율에 따라 선형적으로 증가하였으며, $70^{\circ}C$에서 측정한 비례상수는 $4{\times}10^{-4}$ ($min^{-1}$/몰 비율)이었다. 용액 내 천연유기물(NOM) 농도가 증가함에 따라 persulfate에 의한 RDX 분해속도 선형 감소하였으며 $70^{\circ}C$, persulfate/RDX 몰비 10/1에서 측정한 비례상수는 $1.21{\times}10^{-4}$ ($min^{-1}{\cdot}L/mg-NOM$)이었다. 반응속도의 감소는 NOM 첨가량에 선형적으로 비례하였다. NOM 20 mg/L을 첨가한 반응의 Ea값은, 무첨가 반응에서 산정된 Ea값과 3.3% 오차에 불과하였는데, 이는 NOM의 첨가가 본래의 산화반응을 변화시키지는 않음을 의미한다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.75-82
• /
• 2003

환경 오염원으로서 폭약 hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine(RDX)에 대한 RDX 분해세균 Pseudomonas sp. HK-6의 세포반응과 형태변화에 대하여 조사하였다. 아치사조건의 RDX농도와 노출시간에 따른 균주 HK-6의 생존율을 분석한 결과, 이 세균의 생존율은 스트레스 충격 단백질의 생성과 비례하였다. 총세포 지방산 조성분석에서 균주 HK-6는 trypticase soy agar(TSA)에서 자랄 때 보다 RDX배지에서 자랄 때 여러 가지 종류의 지방산이 생성되거나 사라지는 것이 밝혀졌다. Anti-DnaK와 anti-GroEL을 이용하여 SDS-PAGE와 Western blot을 통한 분석으로 균주 HK-6는 70 kDa DanK와 60 kDa GroEL을 포함하는 몇가지 스트레스 충격단백질을 생성하는 것으로 밝혀졌다. RDX에 노출된 HK-6배양에서 수용성 단백질 분획에 대하여 2-D PAGE를 실시하였으며, pH 3에서 pH 10 범위에서 약 300 spots가 silver로 염색된 gel상에서 관찰되었다. 그 결과, RDX에 대한 반응으로 10여개의 spots가 현저히 유도 발현되었다. RDX(0.135mM, 12시간)에 노출된 세포는 구멍이 나타나고 표면의 불규칙적인 형태 변화가 일어나 죽게되는 것이 주사 전자현미경을 통하여 관찰되었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제36권4호
• /
• pp.237-245
• /
• 2014

경기도 북부에 위치한 3개 사격장 식생조사를 통해 우점 식물인 물억새와 갈풀을 수경재배조건에서의 RDX 흡수실험 대상 식물로 선정하였다. 화약물질 비오염토에서 재배한 두 종 식물의 유식물을 사용하여 대조군, 무처리군 및 RDX 농도 10, 20, 30 및 40 mg/L인 1/4 Hoagland 용액에서 4배수로 수경재배하였다. 실험기간 15일 동안 배양액을 주기적으로 채취하여 pH와 RDX 농도를 관측하고, 실험이 종료된 다음에는 식물체 내 RDX를 추출하여 지상부 및 지하부 내 함량을 측정하였다. RDX에 노출된 기간 동안, 두 종의 식물에서 RDX에 의한 어떤 식물독성도 보이지 않았다. RDX에 대한 유사1차반응 제거상수는 물억새와 갈풀에서 각각 $0.0143{\sim}0.0484day^{-1}$ and $0.0971{\sim}0.1853day^{-1}$의 범위이었다. 식물체량에 평균화한 RDX 제거 상수는 RDX 초기농도에 따라 감소하였고, 물억새와 갈풀에서 각각 $0.27{\sim}1.01mL{\cdot}g^{-1}day^{-1}$ and $0.87{\sim}1.66mL{\cdot}g^{-1}day^{-1}$의 범위에 있는 것으로 산정되었다. 처리 15일 후, 물억새 처리구에서 반응조 용액 내 RDX 제거비율은 초기 RDX 농도가 증가함에 따라 49.0%에서 23.7%로 감소하였고 평균 7.3%의 RDX는 식물체내 잔류하였다. 갈풀을 식재한 반응조에서 초기 RDX량의 16.8% 및 5%가 각각 반응조 내 용액과 식물체에 잔류하였다. 물억새에서는 발견되지 않았던 미확인 극성물질이 갈풀 지상부 및 지하부에서 다량 검출되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제30권6호
• /
• pp.839-847
• /
• 2020

In the present study, an anaerobic microbial consortium for the degradation of hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine (RDX) was selectively enriched with the co-addition of RDX and starch under nitrogen-deficient conditions. Microbial growth and anaerobic RDX biodegradation were effectively enhanced by the co-addition of RDX and starch, which resulted in increased RDX biotransformation to nitroso derivatives at a greater specific degradation rate than those for previously reported anaerobic RDX-degrading bacteria (isolates). The accumulation of the most toxic RDX degradation intermediate (MNX [hexahydro-1-nitroso-3,5-dinitro-1,3,5-triazine]) was significantly reduced by starch addition, suggesting improved RDX detoxification by the co-addition of RDX and starch. The subsequent MiSeq sequencing that targeted the bacterial 16S rRNA gene revealed that the Sporolactobacillus, Clostridium, and Paenibacillus populations were involved in the enhanced anaerobic RDX degradation. These results suggest that these three bacterial populations are important for anaerobic RDX degradation and detoxification. The findings from this work imply that the Sporolactobacillus, Clostridium, and Paenibacillus dominant microbial consortium may be valuable for the development of bioremediation resources for RDX-contaminated environments.

• 공업화학
• /
• 제26권6호
• /
• pp.730-736
• /
• 2015

Cyclotrimethylene trinitramine (RDX)은 대표적인 니트라민 계열 고폭 화약으로 충격, 마찰, 열, 정전기 등 비의도적인 자극에 대한 둔감화를 위해 서브마이크론 크기 RDX 입자 제조가 요구되고 있다. 본 연구에서는 drowning-out 결정화에 의한 서브마이크론 RDX 입자 제조 조건을 최적화하기 위하여 RDX 농도, 반용매 온도, 반용매 질량을 독립변수로 설정하였으며 반응 표면 분석법의 일종인 중심합성회전설계에 의한 실험 계획이 수립되었다. 도출된 회귀 모델의 수정 결정계수(adjusted determination coefficient, adj. $R^2$)는 0.9984이며 p 값은 0.01 이하로 유의했다. 회귀 분석에 의해 독립 변수간 자기상관성은 없으며 교호작용 효과가 확인되었다. 중심합성회전설계에 의한 최적화로부터 도출된 최소 평균 입경의 RDX 입자 제조 조건은 RDX 농도 3 wt%, 반용매 온도 $0.2^{\circ}C$, 반용매 질량 266 g이었다. 회귀 모델에서 예측된 RDX 입자의 평균 입경은 $0.53{\mu}m$이며 실제 제조된 RDX 입자의 평균 입경도 $0.53{\mu}m$이었다. X선 회절 분석과 FT-IR 분석으로부터 RDX 입자의 결정형은 ${\alpha}$형이었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.482-488
• /
• 2017

근래 무기 체계는 IM에 대한 능력을 중요시하고 있다. 화약은 무기체계에 반드시 필요한 에너지 물질이면서 가장 위험한 물질로 IM을 위해 반드시 개선해야 할 주요 부품이라 할 수 있다. RDX는 1930년대부터 사용되어 현재는 가장 널리 사용되는 에너지 물질 중 하나이며 저렴한 가격과 높은 에너지 특성으로 인하여 탄두 화약의 대부분을 그리고 근래에는 화포용 추진제 및 로켓용 추진제에도 많이 사용되고 있는 물질 중 하나이다. 그러나, RDX는 근래에 개발된 NTO나 DADNE등의 둔감 화약에 비해 감도가 민감하다는 단점을 가지고 있어 이를 극복하기 위한 둔감 RDX의 연구 개발이 국내외에서 지속 수행되어 왔다. 본 연구에서는 RDX를 둔감화한 RS-RDX의 연구를 Pilot Scale과 양산 Plant에 적용하여 개발하였으며 그 결과를 Shock 감도를 통해 확인 할 수 있었다.

• 공업화학
• /
• 제23권3호
• /
• pp.352-357
• /
• 2012

1,3,5-trinitro-1,3,5-triazacylohexane (RDX)와 octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine (HMX)의 입자크기에 대한 열적 특성을 알아보기 위해서 DSC (Differential Scanning Calorimetry)와 TGA (Thermo-Gravimetric Analysis)를 사용하였다. 활성화 에너지와 빈도인자는 Kissinger 방법과 Vyazovkin 방법으로 계산하였다. DSC를 이용할 경우 RDX의 경우에는 고에너지 분자화약의 높은 분해열에 의하여 입자크기에 따른 활성화에너지의 경향성이 없었으나, TGA를 이용할 경우 입자크기가 클수록 활성화에너지가 커짐을 알 수 있었다. 그러나 HMX의 경우에는 DSC와 TGA의 방법 모두 입자 크기에 따라 활성화 에너지가 커지는 경향성을 보였다. 또한, Vyazovkin 방법을 이용하여 RDX와 HMX의 분해정도에 따른 활성화 에너지의 변화로 분해반응의 메커니즘을 이해할 수 있었다.