경제 성장과 더불어 급변하는 산업화로 인해 중금속의 수요량이 증가하고 있으며, 이들은 인체 및 생태계에 광범위한 영향을 미치며 환경에 심각한 오염원이 될 수 있다. 또한 이들의 발생원으로는 주로 여러 공장과 페인트 제조 등에서 배출되며 수중의 중금속은 용해상태, 불용해 상태, 유기금속상태, 침전 또는 흡차된 형태로 존재한다. 따라서 중금속을 적절하게 처리하기 위해서는 상태를 변형하거나 잔존상태 그대로 처리해야 한다.
<h1>서 론</h1> <p>경제성장과 더불어 급변하는 산업화로 인해 중금속의 수요량은 하루가 다르게 중가하고 있다. 이들 대부분은 유독성으로 인해 인체 및 생태계에 광범위하게 영향을 미칠 뿐만 아너라 하천 및 토양 등의 환경에 심각한 오염원으로 작용하고 있다.</p> <p>이들의 발생원으로는 주로 도금공장, 제련공장, 피혁공장, 페인트 제조 둥이 있으며 음료수, 아이스크림제조업 둥에서도 상당량이 배출된다. 또한 광산에서는 대부분 \( \mathrm{Fe}, \mathrm{Zn}, \mathrm{Cu} \), \( \mathrm{Ni} \) 과 \( \mathrm{Mn} \) 둥이 배출되며 도시 및 가정하수에서는 부식수도관 등에서 용출된 \( \mathrm{Cu}, \mathrm{Pb}, \mathrm{Zn}, \mathrm{Cd} \) 등이 함유되어 있다.</p> <p>산업체에서 배출되는 폐수 중에는 중금속이 적절한 처리없이 배출될 경우 생태계의 먹이사슬에 의한 농축효과로 인해 그 피해가 심각해질 수 있다. 중금속 중 \( \mathrm{Pb}, \mathrm{Hg}, \mathrm{Cd} \) 은 체내에 축적되면 치명적이다. 음용수를 통한 \( \mathrm{Cu} \) 섭취량은 연수의 경우에 약 \( 1.4 \mathrm{mg} / \mathrm{day} \) 이고, 경수의 경우는 약 \( 0.05 \) \( \mathrm{g} / \) day 정도이며, 음용수에서의 \( \mathrm{Cu} \) 의 최대 허용농도를 \( 3,000 \mu \mathrm{g} / \mathrm{dm}^{3} \) 이하로 제시하였다.</p> <p>국내에서는 \( \mathrm{Cu} \) 의 경우 \( 1 \mathrm{mg} / \mathrm{L} \) 이하이며, \( \mathrm{Pb} \) 과 \( \mathrm{Hg} \) 의 경우 \( 0.01 \mathrm{mg} / \mathrm{L}, 0.001 \mathrm{mg} / \mathrm{L} \) 를 넘지 못하도록 먹는물 수질 기준에 명시되어있다[21](Table 1). 또한 \( \mathrm{Cu} \) 와 \( \mathrm{Pb} \) 도 일부 고등식물 및 미생물에 대해 유독한 금속이라 할 수 있으며, 포유동물에 대해서도 As 및 \( \mathrm{Hg} \) 과 더불어 가장 높은 독성을 나타내는 것으로 알려겨 있다.</p> <p>수중의 중금속들은 용해상태 또는 불용해 상태로 아니면 유기금속상태나 침전 또는 흡차된 형태로 존재 한다[12]. 이처럼 다양한 형태로 존재하는 중금속을 처리하기 위해서는 적당한 상태로 변형을 시키거나 잔존상태 그대로 처리하여야 한다.</p> <p>일반적인 중금속 처리방법으로는 침전법(precipitaion), 흡착법(adsorption), 이온교환법(Ion Exchange), 역삼투압법(reverse osmosis) 둥이 있다. 침전법은 가장 많이 이용되고 있는 방법으로서 주로 \( \operatorname{Lime}\left(\mathrm{Ca}(\mathrm{OH})_{2}\right) \) 을 이용하여 중금속을 침전 제거시키는 처리법이다[13]. 이 방법은 저비용으로 경제성이 우수하다는 장점이 있으나 용해도가 \( \mathrm{pH} \) 에 민감하여 좁은 범위의 최적 \( \mathrm{pH}^{2} \) 를 벗어날 경우 다시 용해되는 단점이 있다. 훕착법은 저농도의 중금속처리에는 효과적이나 높은 처리비용으로 인해 경제성이 낮다. 그 외 이온교환법은 단일 또는 특정성분의 제거에 탁월한 효과가 있으나 불순물이 많은 폐수처리 시 부적당한 방법으로 알려져 있다. 역삼투압법은 중금속 처리에 효과적이나 불순물이 있으면 fouling 이나 clogging이 일어나며 처리비용이 높아서 산업체에서 일반화하여 사용하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 효과적인 중금속처리를 위해서는 높은 제거효율과 저렴한 처리비용의 조건을 갖추어야 한다. 기존처리 방법의 문제점을 극복하고 경제적으로 중금속을 제거할 수 있는 방법으로 생물학적 용출 방법에 대한 연구가 최근들어 주목받고 있다.</p> <p>미생물에 의한 중금속 흡착공정(Biosorption)은 중금속에 대한 흡착능이 우수하고, 미생물의 종에 따라 선택적인 흡착이 가능하며, 발효공정이나 생물학적 처리공정 등에서 발생되는 폐슬러지를 값싸게 이용할 수 있어 폐기물의 재활용적인 측면에서도 고려해 볼만한 공정으로 알려져 있다.</p> <p>이처럼 미생물을 이용한 중금속처리는 저렴한 비용으로 다량의 biomass를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 미생물에 의한 중금속의 흡수와 탈착이 단시간 내에 이루어지면, 중금속의 선택적 분리가 용이하고, 고정화된 미생물은 재사용할 수 있으므로 중금속의 생물학적 처리방법은 현행 물리화학적 처리방법에 비하여 더 효율적이라 할 수 있다. 따라서, 미생물을 이용하여 슬러지의 중금속제거 특성에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다.</p> <p>본 연구에서는 분리균주 Exophiala sp. LH2 균주를 이용하여 중금속 농도를 달리하여 중금속 제거효율을 조사하였으며, 또한, 용액의 \( \mathrm{pH} \) 와 온도변화에 따른 상관관례를 알아보았다.</p>