Perchloroethylene (PCE)와 trichloroethylene (TCE)는 염소계 유기화합물로 우수한 탈지능력과 세정력을 가지고 있어 광범위하게 활용되어 왔다. 이런 염소계 유기화합물의 처리는 유지관리 비용이 많이 드는 물리 화학적 방법보다 생물학적 처리법이 경제적이고 친환경적인 방법 각광받고 있다. 본 연구에서는 하천 및 해양의 저니로부터 염소계 유기화합물인 PCE 및 TCE의 혐기성 탈염소화에 관련하는 미생물을 농화배양하여 DGGE 방법으로 미생물 군집 분석을 시행했다.
<h1>서 론</h1><p>산업화에 따라 수많은 유기성 물질이 대량으로 생산되어 토양 및 지하수를 오염시키고 있다. 이들 중 perchloroethylene (PCE)와 trichloroethylene (TCE)는 염소계 유기화합물로 우수한 탈지능력과 세정력을 가지고 있어, 드라이클리닝, 금속 산업의 세정용매 등으로 널리 사용되어 왔다. 그러나 사용 후 부실한 관리로 인해 자연계에 방출되어 지하수와 지표수를 오염시키고 있다. 염소계 유기화합물은 휘발성이 매우 강하고, 발암성을 가지고 있으며, 분자구조가 매우 안정한 난분해성 물질로, 처리에 있어서 많은 시간과 비용이 요구된다. 따라서 염소계 유기화합물의 오염에 따른 광범위한 수질오염과 이들이 인체에 미치는 영향에 대한 심각성이 제기되어 국내에서도 1993년부터 PCE 및 TCE를 폐수 배출기준에 포함시켰으며, 현재 먹는 물 수질기준의 경우 PCE와 TCE는 각각 \( 0.01 \mathrm{mg} / \mathrm{L} \)와 \( 0.03 \mathrm{mg} / \mathrm{L} \)로 규제되고 있다.</p><p>이러한 염소계 유기화합물의 처리는 유지관리 비용이 많이 드는 물리-화학적 방법보다 생물학적 처리법이 경제적이고 친환경적인 방법으로 알려지고 있다. 생물학적 처리에 있어서 PCE나 TCE는 호기성 조건에서는 분해되기 어려우나 혐기성 조건에서 hydrogenolysis에 의해 PCE의 염소 이온이 수소이온과 치환되는 환원반응에 의해 단계적으로 PCE, TCE, cis-1,2-dichloroethene (cis-DCE), vinyl chloride(VC), ethene으로 탈염소화 된다. 또한, 치환된 염소수가 많을수록 환원전위가 증가하여 환원적 탈염소화 반응이 더 잘 일어난다고 알려져 있다. 자연계에는 다양한 미생물이 존재하지만 미생물 탐색 및 분리의 어려움으로 지금까지 밝혀진 혐기성 탈염소화 미생물종은 매우 적으며, 혐기성 상호대사에 의한 탈염소화가 미생물이 염소화합물을 분해하는 주된 기작으로 여겨지고 있다. Dehalococcoides ethenogenes strain 195와 Dehalococcoides sp. strain FL2는 각각 PCE와 TCE를 ethene으로 완벽하게 탈염소화시키는 능력을 가지고 있다. 그러나, Dehalococcoides sp. 195와 FL2는 무해한 ethene으로의 전환이 항상 나타나는 것이 아니며, cis-DCE, VC에서 탈염소화반응이 종결되는 경우도 자주 관찰되고 있다. 하지만, PCE와 TCE에서 ethene으로 전환시 영향을 미치는 요인(전자 수용체, 전자 공여체, 온도등)에 의해서 저해되거나 촉진되는지에 대한 명확한 규명이 현재까지 밝혀지지 않았다. 이러한, 알려지지 않은 성장요인에 의하여 일반적인 분리 및 배양이 매우 어렵기 때문에, 미생물 단독에 대한 연구가 힘든 상황이다. 그리고, 각각의 미생물들은 주변 환경에 따라 다른 미생물들과 상호작용을 통해 군집을 형성하기 때문에, 미생물군집의 특성은 개별적으로 존재하는 미생물과는 다른 특성을 가지며, 매우 복잡한 상호작용을 통해 발현적 특성을 가진다. 따라서 미생물 각각을 이해하는 것보다 미생물군집을 이해하는 것이 매우 중요하게 여겨지고 있다. 이러한 미생물 군집 구조와 다양성을 이해하기 위한 조사하는 방법으로 16S rRNA 염기서열 분석을 이용하는 Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE), Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP), Fluorescent in situ Hybridization (FISH) 등 여러 분자생물학적 방법들이 개발되어, 생태학적인 관계를 규명하기 위해 사용되고 있다.</p><p>본 연구에서는 하천의 저니와 해양의 저니로부터 염소계 유기화합물인 PCE 및 TCE의 혐기성 탈염소화에 관련하는 미생물을 농화배양하여 DGGE 방법으로 미생물 군집 분석을 수행하였다. 본 연구를 통한 생태학적인 기초 지식과 미생물간의 탈염소화 과정에서의 상호작용 이해는 성공적인 생물정화에 기여할 것으로 판단된다.</p>