생물공학적 방법을 활용한 광산폐수의 자원화 전략

목차

Ⅰ. 서론
1. 연구 배경 및 필요성
2. 연구 방법

Ⅱ. 산성광산폐수의 발생원인
1. 산성광산폐수(Acid mine dringe)의 특징
2. 산성광산폐수(Acid mine dringe)의 발생원인

Ⅲ. 산성광산폐수 복원 기술
1. 산성광산폐수 발생억제방법
2. 산성광산폐수의 생물공학적 복원기술

Ⅳ. 미생물을 이용한 중금속의 선택적 수집
1. 세균의 운동성과 Chemotaxis
2. 중금속 이온과의 결합
3. Chemotaxis를 이용한 중금속 수집기 설계

Ⅴ. 산성광산폐수를 이용한 전기생산
1. 미생물 연료전지(Microbial fuel cell)
2. 산성광산폐수-연료전지(AMD-FC)
3. 수생식물의 산소공급을 통한 미생물 연료 전지

Ⅵ. 바이오 에너지 생산
1. 산성광산폐수를 이용한 목질계 바이오매스의 전처리
2. 녹색조류를 이용한 바이오 디젤 생산

Ⅶ. 종합적인 생물학적 시스템

Ⅷ. 결론

Ⅸ. 참고문헌

본문내용

21세기를 맞이하면서 환경에 대한 오염문제가 세계적인 이슈화가 되어가고 있으며, 국내의 경우에도 과거 산발적으로 진행되어 온 일반인의 환경오염에 대한 관심들이 점차 조직화 되면서 환경오염에 따른 공중보건 문제가 사회적인 주요 관심사로 떠오르고 있다. 한 연구결과에 따르면 금속광산 318개, 석탄광산 379개 및 비금속광산 1173개를 포함하여 총 1,870개소의 광산 중 약 80%가 휴폐광산으로 보고되었다고 한다(문옥란., 신대윤. et al. 2008). 더욱이 산성광산폐수의 직접적인 원인이 되는 휴폐광산 갱내수는 152개, 206개 탄광 갱구에서 하루 10만 톤 이상이 아무런 조치 없이 유출되고 있으며, 그 결과 주변 하천 오염 구간이 약 152km에 이르는 등 그 심각성이 보고된바 있다. 이러한 휴폐광산에 의한 하천의 중금속 오염문제는 광산 주변의 오염뿐만 아니라 하천생태계까지 파괴하고, 더 나아가 농축된 생물을 통해 고농도의 중독 오염 요인이 존재하게 된다. 더욱이 인간에게 질병을 일으키는 중금속 중독현상은 장기간 체내 축적이 진행된 후에야 그 효과가 서서히 나타나는 점 때문에 이러한 불안이 더욱 가중되고 있는 실정이다. 광산폐수에 의한 자연경관 파괴도 심각한 문제로 대두되고 있다. 또한 기존의 폐광지역을 관광지로 육성하는 정책적인 측면에도 있어 산성광산폐수에 의해 하천 바닥이 붉은색으로 침전되는 현상이 발생해 관광객에게 심리적인 불쾌감을 주는 등 정책추진에 걸림돌로 작용하고 있다. 선진국의 경우 이러한 산성광산폐수의 위험성 때문에 이미 1970년대 이전부터 산성광산폐수에 관해 본격적인 연구가 시작된 바 있지만, 국내에는 아직 광물자원의 채굴에만 몰두하였기 때문에 이를 나서서 지적하는 경우가 드물었다. 그러나 1980년대로 접어들어 품질악화, 원유가격 하락, 인건비 상승 등으로 인한 경영악화의 이유로 많은 광산들이 폐쇄되면서 폐갱 구를 통해 흘러나온 물이 주변 하천을 심각하게 오염시키자 비로소 산성광산폐수로 인한 심각성을 인식하기 시작하였고, 1990년대에 이르러서야 비로소 공중보건에 대한 관심이 급증하게 되면서 관심이 제고되고 있는 실정이다.

참고 자료

강창용 and 박현태 "바이오매스 이용의 사회경제적 유용성."
문옥란., 신대윤., et al. (2008). 폐광지역 오염실태 및 관리 방안에 관한 연구. 대한환경위생공학회 2008년 춘계학술발표회, 대한환경위생공학회.
박정수, 안삼영, et al. (2004). "미역에 의한 중금속 이온의 흡착 특성에 관한 연구." 화학공학의 이론과 응용 제 10권(No. 1): 421-424.
석탄산업합리화사업단 (1995). 폐광에 따른 광산지역 환경개선 연구 : 폐수, 폐석, 한국자원연구소.
손은화, 김은선, et al. (2002). 바이오농약, 정보통신연구진흥원.
윤영상 (2009). "[연구실소개] 전북대학교 환경생물공학연구실 - 고성능 선택특이성 생체흡착 소재의 설계 기술 개발 -." News & Information for Chemical Engineers Vol.27(No.2): 186-189.
전순원, 최윤상, et al. (2003). "생물학적 처리에 의한 중금속 제거에 관한 연구." 세명대학교 환경공학과 졸업논문집 제 1집.
정흥석 (2000). 광산폐수 및 해수로부터 고부가 원자력 소재 금속 회수 장치 개발 한국원자력연구소.
최정찬 (2005). 산성폐수 발생원인 및 저감대책, 대한지질공학회: 1-16.
Breck, Ed. (2006). Breck Biology of Microorganisms 11/e, Pearson Prentice Hall, Inc.
Chen, M., Z. Shen, et al. (1995). "Structure of Saccharomyces cerevisiae alpha-Agglutinin." Journal of Biological Chemistry 270(44): 26168.
Cheng, S., B. Dempsey, et al. (2007). "Electricity generation from synthetic acid-mine drainage (AMD) water using fuel cell technologies." Environmental Science & Technology 41(23): 8149-8153.
Costa, M. and J. Duarte (2005). "Bioremediation of acid mine drainage using acidic soil and organic wastes for promoting sulphate-reducing bacteria activity on a column reactor." Water, Air, & Soil Pollution 165(1): 325-345.
Harvey, T. (2002). The Role Of Biological Technologies In The Advancement Of Mineral Processing Technology.
Jennett, J. C., J. M. Hassett, et al. (1980). "The use of algae to control heavy metals in the environment." Environmental Geochemistry and Health 2(1): 26-31.
Jung Ho Back, M. S. K., Hyuk Cho, In Seop Chang, Jiyoung Lee, Kyung Sik Kim, Byung Hong Kim, Young In Park, Ye Sun Han, (2004). "Construction of bacterial artificial chromosome library from electrochemical microorganisms." FEMS Microbiology Letters 238(1): 65-70.
Kleinmann, R. and P. Erickson (1981). "Field evaluation of a bactericidal treatment to control acid drainage." Proceedings of the 198 1: 7-1.
Kloepper, J., J. Leong, et al. (1980). "Enhanced plant growth by siderophores produced by plant growth-promoting rhizobacteria."
Kuroda, K. and M. Ueda (2003). "Bioadsorption of cadmium ion by cell surface-engineered yeasts displaying metallothionein and hexa-His." Applied Microbiology and Biotechnology 63(2): 182-186.
Larminie, J. and A. Dicks (20003). Fuel cell systems explained, Chichester: John Wiley & Sons.
Leathen, W., S. Braley, et al. (1953). "The Role of Bacteria in the Formation of Acid from Certain Sulfuritic Constituents Associated with Bituminous Coal 1 I. Thiobacillus thiooxidans." Applied and Environmental Microbiology 1(2): 61-64.
Liu, Z. and R. Hider (2002). "Design of clinically useful iron (III)-selective chelators." Medicinal Research Reviews 22(1).
Rabaey, K. and W. Verstraete (2005). "Microbial fuel cells: novel biotechnology for energy generation." TRENDS in Biotechnology 23(6): 291-298.
saferenvironment (2008). "Alage Biodiesel - Tremendous potential for next-generatin Green Energy."
Shen, Z., L. Wang, et al. (2001). "Delineation of functional regions within the subunits of the Saccharomyces cerevisiae cell adhesion molecule a-agglutinin." Journal of Biological Chemistry 276(19): 15768-15775.
Strik, D. P., H. V. M. Hamelers, et al. (2008). "Green electricity production with living plants and bacteria in a fuel cell." International Journal of Energy Research 32(9).
Teitzel, G. and M. Parsek (2003). "Heavy metal resistance of biofilm and planktonic Pseudomonas aeruginosa." Applied and Environmental Microbiology 69(4): 2313-2320.
Travieso, L., R. O. Cañizares, et al. (1999). "Heavy Metal Removal by Microalgae." Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology 62(2): 144-151.
Tsezos, M. (2007). "Biological Removal of Ions: Principles and Applications." Advanced Materials Research Vols. 20-21: 589-596.
Wackett, L. (2008). "Microbial-based motor fuels: science and technology." Microbial Biotechnology 1(3): 211-225.
Zhang, L., S. Zhou, et al. (2008). "Microbial fuel cell based on Klebsiella pneumoniae biofilm." Electrochemistry Communications 10(10): 1641-1643.