생물학적 흡착제를 이용한 중금속 처리에 관한 연구

초록

본 연구에서는 토양박테리아의 일종인 Azotobacter vinelandi의 polysaccharide인 alginate를 이용하여 흡착에 의한 중금속 제거방법을 조사하였다. Calcium용액에서 고정화된 biosorbent는 중금속 수용액에서 이온교환이 일어나 중금속은 흡착되고 calcium은 용출되므로 이들의 교환비를 비교분석한 결과 반응 180분 후 구리 흡착량과 calcium의 용출량 간에는 1:1의 비를 보였지만 납은 3:1 혹은 4:1의 비를 보였다. 구리와 calcium의 이온교환율로 추이해 보면 구리는 carboxyl group과 결합하는 반면 납은 carboxyl group 외에 sulfhydryl 및 hydroxyl group 등과도 결합한 것으로 추정된다. 중금속의 선택도 및 흡착량의 측정을 위해 biosorbent를 직접 중금속 수용액에 넣어 흡착량을 측정한 결과 다른 중금속에 비해 납에서 특히 높은 선택도를 보였으며 pH 1.5에서 카드뮴, 니켈, 아연은 전혀 흡착되지 않았다. 중금속 흡착량은 pH가 상승할 수록 증가하며, 특히 납의 경우에는 pH가 높아질수록 계속 상승하다가 pH 6.5에서는 중금속 이온이 결정화되어 침전하는 것이 관찰되었다. 구리 수용액에서는 최적 pH가 4.5로 나타났고, pH 5.5에서도 흡착량이 유지되었지만 pH 6.5에서는 흡착되었던 중금속 이온이 용탈되었다. 반면 니켈, 카드뮴 및 아연의 경우 pH 4.5 이상에서는 흡착량에 큰 변화가 없었다.