채취한 슬러지는 식종하기 전에 동일 부피의 mineral medium을 사용하여 3번 세척하여 슬러지액에 잔존하는 용해된 유기물이나 \( \mathrm{Cl}^{-} \)를 제거한 후 실험에 사용하였다. Table 1에서 사용한 abiotic control은 접종된 미생물이 없을 경우에 배양 기간 동안 \( \mathrm{ClO}_{4}^{-} \)의 농도를 조사하기 위한 것이었고, biotic control은 외부에서 첨가한 전자 공여체가 없을 때 접종된 미생물이 \( \mathrm{ClO}_{4}^{-2} \)를 분해할 수 있는지를 조사하기 위한 것이었다. 반응기는 butyl rubber가 장착된 screw cap으로 봉할 수 있는 \( 250 \mathrm{ml} \) Wheaton bottles을 사용하였다. PRB 농화배양은 11 Wheaton bottle로 된 반응기를 사용하여 Table 1의 AS-S \( { }^{0} \)반응기와 같은 조성으로 구성하였으며, 반응기내의 반응액의 부피는 \( 500 \mathrm{~ml} \)이었다. 이 때 반응기로부터 제거된 100\( \mathrm{~ml} \)배지는 원심 분리해서 상등액은 버린 다음 침전된 미생물을 새 배지로 현탁하여 반응기에 공급했다.
<h1>재료 및 방법</h1> <h2>접종균과 시약</h2> <p>회분반응 실험에 식종 미생물로서 사용한 활성 슬러지(activated sludge, AS)는 부산시 하수처리장(부산시 환경시설공단 강변사업소)에서 채취한 잉여 슬러지를 사용하였다. 채취한 슬러지는 식종하기 전에 동일 부피의 mineral medium을 사용하여 3번 세척하여 슬러지액에 잔존하는 용해된 유기물이나 \( \mathrm{Cl}^{-} \)를 제거한 후 실험에 사용하였다.</p> <p>최종 식종된 biomass 농도는 \( 0.02 \mathrm{~g} \) VSS/l이었다. VSS 측정은 Standard method에 따라 실시하였다. Mineral medium의 조성은 다음과 같다: \( 2 \mathrm{~mg} \mathrm{~MgSO}_{4} 7 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}, 47 \mathrm{~mg} \)\( \mathrm{K}_{2} \mathrm{HPO}_{4}, 27 \mathrm{~mg} \mathrm{~NaH}_{2} \mathrm{PO}_{4} \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}, 16 \mathrm{~mg} \mathrm{~NH}_{4} \mathrm{H}_{2} \mathrm{PO}_{4}, 1\mathrm{~g} \)\( \mathrm{NaHCO}_{3}, 40 \mu \mathrm{g} \mathrm{~NiCl} \mathrm{N}_{2} 6 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}, 40 \mu \mathrm{g} \mathrm{~Na} \mathrm{Na}_{2} \mathrm{SeO}_{3} 5 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \). 배지는 초순수(ultrapure water)를 사용하여 제조하였으며 언급이 없는 한 mineral medium의 초기 \( \mathrm{pH} \)는 7.8이었다. 본 연구에 사용된 sodium perchlorate \( \left(\mathrm{NaClO}_{4}\right. \), 순도\( \ge99.98 \% \))는 ACROS Organics (New Jersey, USA)에서 구입하였다. 한편 입자상 원소 황 \( \left(S^{0}\right. \), 순도≥ \( \ge99.98 \% \); 지름\( 2-3 \mathrm{mm} \))은 (주)미원상사(한국, 울산)에서 구입하였다. 그 외 시약들은 모두 Sigma-Aldrich Chemical Company, Inc.(St. Louis, MO, USA)로부터 구입하였으며 가장 순도(순도 ≥99%)가 높은 것이었다.</p> <h2>회분배양</h2> <p>회분배양 실험에 사용된 반응기들의 조성은 Table 1과 같다. Table 1에서 사용한 abiotic control은 접종된 미생물이 없을 경우에 배양 기간 동안 \( \mathrm{ClO}_{4}^{-} \)의 농도를 조사하기 위한 것이었고, biotic control은 외부에서 첨가한 전자 공여체가 없을 때 접종된 미생물이 \( \mathrm{ClO}_{4}^{-2} \) 를 분해할 수 있는지를 조사하기 위한 것이었다. 한편 medium control은 본 연구에 사용된 배지 성분이 배양기간 동안 \( \mathrm{ClO}_{4}^{-} \)의 농도에 영향을 주는지를 조사하기 위한 것이었다</p> <p>반응기는 butyl rubber가 장착된 screw cap으로 봉할 수 있는 \( 250 \mathrm{ml} \) Wheaton bottles을 사용하였다. 초기 \( \mathrm{ClO}_{4}^{-} \) 농도가 \( 24 \mathrm{mg} / 1 \)가 되도록 조절하여 배지 \( 200 \mathrm{ml} \) 를 반응기에 넣고 이에 \( 20 \mathrm{~g} / 1 \)의 황 입자를 첨가하였다. 반응기 내부는 질소기체\( (99.99 \%) \)로 2분간 purge하여 봉한 후 \( 25^{\circ} \mathrm{C} \)의 어두운 곳에서 진탕(150 rpm)배양하였다. 모든 실험은 triplicate로 실시하였다. \( \mathrm{ClO}_{4}^{-} \) 제거효율은 식 4에 의해 계산하였다. 식 4에서 \( \mathrm{C}_{0} \)는 배양초기의 \( \mathrm{ClO}_{4}^{-} \)농도이고, 한편 \( \mathrm{C}_{\mathrm{t}}\)는 \( \mathrm{t} \)시간 후의 \( \mathrm{ClO}_{4}^{-} \) 농도이다.</p> <p>\( \mathrm{ClO}_{4}^{-} \) 제거효율\( (\%)=\frac{\left(\mathrm{C}_{0}-\mathrm{C}_{\mathrm{t}}\right) \times 100}{\mathrm{C}_{0}} \)<caption>(식 4)</caption></p> <h2>농화배양(enrichment culture)</h2> <p>PRB 농화배양은 11 Wheaton bottle로 된 반응기를 사용하여 Table 1의 AS-S \( { }^{0} \) 반응기와 같은 조성으로 구성하였으며, 반응기내의 반응액의 부피는 \( 500 \mathrm{~ml} \)이었다. 식종균은 활성 슬러지를 사용하였다. 회분반응 실험과는 달리 농화 배양의 경우는 일주일에 한 번씩 반응기로부터 배지 \( 100 \mathrm{~ml} \)을 제거하고 새 배지 \( 100 \mathrm{ml} \)를 주입하여 반응기 내 배지의 성분이 약 20\( \mathrm{mg} \mathrm{ClO}_{4}^{-} / 1 \)가 되도록 하였다. 이 때 반응기로부터 제거된 100\( \mathrm{~ml} \) 배지는 원심 분리하여 상등액은 버리고 침전된 미생물을 새 배지로 현탁하여 반응기에 공급하였다. 반응기를 봉하기 전에는 회분배양실험에 기술된 것과 같이 질소기체로 purge하였다.</p>