실험균주의 배양과 균체의 최대 생산을 위하여 배지, 탄소원, 질소원, 염화나트륨 농도, 온도, \(\mathrm{pH}\)별로 배양상의 생육정도를 검토하였고, 분광광도계로 생육도를 측정했다. 표준 중금속 시료 건조 균체를 가한 후에 원자 흡광광도계를 이용하여 잔존 중금속 이온 농도를 확인하였고 중금속 이온에 관한 균체의 흡착력과 흡착 평형에 필요한 시간을 확인하였다. 중금속의 양이온과 간체의 음이온 결합의 강도를 전처리제를 이용하여 높였고, 제거된 중금속량을 통하여 탈착제의 성능을 확인하였다.
<p>\( \mathrm{K} \) : 흡착 용량 \( \frac{1}{n} \) :흡착강도</p> <p>\( q=K \times \mathrm{Ceq}^{\frac{1}{n}} \) : Freundlich, Langmuir 상수식 (3) \( \mathrm{q} \) : 흡착제 무게당 중금속의 흡착량 (mg/g biomass) \( \mathrm{Ceq} \) : 잔류 중금속 평형농도 \( (\mathrm{mg} / \ell) \)</p> <p>\( \mathrm{K}, \frac{1}{n} \) : 흡착제의 특성에 따라 결정되는 매개변수</p> <p>\( \ln q=\frac{b Q \max C e q}{1+b C e q} \) : 단분자 흡착을 전제로 하여 얻어진 Langmuir 흡착 등온식 (4)</p> <p>\( \mathrm{q} \) : 흡착제 무게당 중금속의 흡착량 ( (mg/g biomass) \( \mathrm{b} \) : 흡착으로 인한 자유도 감소와 에너지 상태의 차이를 반영하는 평형 상수 Qmax : 최대 흡착량 (mg/g biomass) Ceq : 용액의 평형 농도 \( (\mathrm{mg} / \ell) \) \( \frac{1}{q}=\frac{1}{b Q \max } \times \frac{1}{C e q}+\frac{1}{Q \max }:(4) \) 식의 선형화식 (5)</p> <h2>균체 생산을 위한 배양 최적화 조건</h2> <p>실험균주의 배양과 균체의 최대 생산을 위해 배지, 탄소원, 질소원, \( \mathrm{NaCl} \) 농도, 온도 \( \left(20^{\circ} \mathrm{C}, 28^{\circ} \mathrm{C}, 38^{\circ} \mathrm{C}\right), \mathrm{pH}(2-8) \) 별로 달리하여 배양상의 생육정도를 검토하였으며, 전배양액 (1 %)을 접종한 배지에서 일정량을 채취하여 분광광도계로 생육도 \( (600 \mathrm{~nm}) \)를 측정하였다.</p> <h2>흡착실험 및 최적 흡착조건</h2> <p>중금속 이온에 대한 균체의 흡착력과 흡착 평형에 필요한 시간을 확인하기 위해 표준 중금속 시료 \( (100 \mathrm{mg} / \ell, 100 \) \( \mathrm{m} \ell) \)에 \( 0.6 \mathrm{~g} \) 건조 균체를 가한 후 진탕배양기 \( \left(28^{\circ} \mathrm{C}, 140\right. \) \( \mathrm{rpm} \) )에서 교반시키며 일정 시간별로 \( 1 \mathrm{m \ell} \)의 시료를 채취하였고, 원심분리 \( (10,000 \times g, 10 \) 분)한 후 상등액만을 취하여 중금속 농도를 희석하여 원자 흡광광도계를 사용하여 각각의 잔존 중금속 이온의 농도를 측정하였다. 흡착 최적조건을 위하여 각각의 중금속 시료에 \( 0.2 \mathrm{~g}, 0.4 \mathrm{~g}, 0.6 \mathrm{~g} \), \( 0.8 \mathrm{~g}, 1.0 \mathrm{~g}, 1.2 \mathrm{~g} \)의 건조균체를 첨가한 후 일정 시간별로 반응을 관찰하여 흡착 정도를 확인하였다. 또한 최적 균체량에 대해 반응 온도를 \( 20^{\circ} \mathrm{C}, 30^{\circ} \mathrm{C}, 40^{\circ} \mathrm{C} \)로 변화시켜 흡착평형정도를 비교하였으며 최적 균체량과 온도의 조건에서 pH를 2-7의 범위로 조절 후 시간별로 흡착평형의 결과를 검토하였다.</p> <h2>전처리 및 탈착</h2> <p>중금속의 양이온과 간체의 음이온 결합의 강도를 높이기 위하여 \( 0.1 \mathrm{M} \)의 \( \mathrm{NaOH}, \mathrm{KCl}, \mathrm{CaCl}_{2} \)의 전처리제를 조제하고 건조 균체를 현탁한 후 4시간 정도 반응시킨 후 균체를 회수하고 탈 이온수로 세척한 상태에서 유리 column \( (18 \times 130 \mathrm{~mm}) \)에 충진한 후 흡착 평형에서 제거된 중금속량을 정랑하였다. 한편 중금속 회수를 위한 탄착제의 성능을 \( 0.1 \mathrm{M} \) 농도의 \( \mathrm{HCl}, \mathrm{HNO}_{3}, \mathrm{EDTA} \)를 이용하여 \( 1000 \mathrm{mg} / \) \( \ell \) 농도의 용액중 \( 100 \mathrm{m \ell} \)을 취하여 \( 0.6 \mathrm{~g} \) biomass로 흡착시킨 후 상등액에서 잔존 중금속량을 정량하여 제거된 중금속량을 계산하여 기준값으로 하고 탈착제를 처리하고 난 후의 상등액의 동일 부피내의 중금속 농도를 측정하여 탈착윤을 측정하여 가장 효율적인 탈착제를 확인하였다.</p>