Glyphosate degradation by immobilized bacteria: laboratory studies showing feasibility for glyphosate removal from waste water.
Can J Microbiol · 1992 · 38:921-8 · PMID 1464067 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 노출과 잔류 > 섭취량 추정 · 미생물 · AMPA
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초록 전문 번역 · gemma4:e4b
수용성 산업 폐수로부터 저농도의 글리포세이트(N-phosphonomethylglycine)를 제거하기 위한 고정화 박테리아 기술을 평가하고자 하였다. 활성 슬러지로 접종된 충진 및 배출 증식 반응기에서 얻은 글리포세이트 분해 활성을 가진 미생물들을 먼저 500–2000 mg glyphosate/L를 함유한 글리포세이트 생산 폐수에 노출시켰다. 이후 이 미생물들을 상향 흐름 플렉시글라스 컬럼에 담긴 규조토 바이오캐리어에 흡착시켜 고정화하였다. 컬럼은 공기를 주입하고, pH 7.0–8.0으로 유지하며, 25°C에서 배양하였고, $\text{NH}_4\text{NO}_3$ (50 mg/L)를 보충하였으며, 바이오캐리어를 통해 상향 흐름으로 주입되는 글리포세이트 공정 폐수에 노출시켰다. 글리포세이트가 아미노메틸포스폰산으로 분해되는 비율은 초기 21일 동안 > 96%였으며, 이 기간 동안의 유속은 수리학적 체류 시간(HRT)이 42분까지 짧게 나타났다. 더 높은 유속에 대한 연구에서는 HRT가 23분일 때 폐수 흐름으로부터 50 mg glyphosate/L를 > 98% 제거할 수 있음을 보여주었다. 유사한 조건에서 글리포세이트 분해 활성이 높은 것으로 알려진 박테리아인 Pseudomonas sp. strain LBr의 순수 배양균으로 접종된 컬럼에서는 HRT가 37분일 때 > 99%의 글리포세이트 제거율을 달성하였다. 고정화된 박테리아 컬럼에 산 처리(pH 2.8에서 18시간)를 한 후, 재접종 없이도 4일 이내에 글리포세이트 분해 활성이 회복되었다. 비록 실험실 환경에서 미생물 성장과 글리포세이트 분해가 낮은 유기 영양분 조건에서는 유지되지 않았으나, 산업 폐수 내의 낮은 수준의 분해 가능 탄소(45–94 mg/L)는 장기간의 글리포세이트 분해 활성을 지지하기에 충분하였다. 이러한 결과들은 고정화 박테리아 기술이 대용량 액체 폐수 흐름에서 저농도의 글리포세이트를 제거하는 데 효과적임을 입증하였다.ORIGINAL ABSTRACT
To evaluate immobilized bacteria technology for the removal of low levels of glyphosate (N-phosphonomethylglycine) from aqueous industrial effluents, microorganisms with glyphosate-degrading activity obtained from a fill and draw enrichment reactor inoculated with activated sludge were first exposed to glyphosate production wastes containing 500-2000 mg glyphosate/L. The microorganisms were then immobilized by adsorption onto a diatomaceous earth biocarrier contained in upflow Plexiglas columns. The columns were aerated, maintained at pH 7.0-8.0, incubated at 25 degrees C, supplemented with NH4NO3 (50 mg/L), and exposed to glyphosate process wastes pumped upflow through the biocarrier. Glyphosate degradation to aminomethylphosphonic acid was initially > 96% for 21 days of operation at flows yielding hydraulic residence times (HRTs) as short as 42 min. Higher flow rate studies showed > 98% removal of 50 mg glyphosate/L from the waste stream could be achieved at a HRT of 23 min. Glyphosate removal of > 99% at a 37-min HRT was achieved under similar conditions with a column inoculated with a pure culture of Pseudomonas sp. strain LBr, a bacterium known to have high glyphosate-degrading activity. After acid shocking (pH 2.8 for 18 h) of a column of immobilized bacteria, glyphosate-degrading activity was regained within 4 days without reinoculation. Although microbial growth and glyphosate degradation were not maintained under low organic nutrient conditions in the laboratory, the low levels of degradable carbon (45-94 mg/L) in the industrial effluent were sufficient to support prolonged glyphosate-degrading activity. The results demonstrated that immobilized bacteria technology is effective in removing low levels of glyphosate in high-volume liquid waste streams.| 저자 | Heitkamp, M. A.; Adams, W. J.; Hallas, L. E. |
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| 저널 | Canadian journal of microbiology |
| 권·호·쪽 | 38(9), 921-8 |
| PMID | 1464067 |
| DOI | 10.1139/m92-149 |
| MeSH | Bacteria; Glycine; Herbicides; Microbiological Techniques; Pseudomonas; Water Pollutants; Glyphosate |