The Effect of Soil Characteristics on Aquifer Microbial bioavailability using FDA in the Presence of Arsenic and Nitrate

Abstract

기후변화의 심화에 따른 다양한 가용수 확보의 목적으로 안정적인 수자원인 지하수가 주목받으면서, 지하수에 대한 의존도는 전 세계적으로 증가하고 있다[1]. 지하수 사용시 각 용도별 수질기준에 적합하여야 하며, 생활용수 및 식수로 사용시 수인성 미생물에 의한 오염분석이 필수적이다. 본 연구에서는 미생물 측정방법 중 하나인 FDA(fluorescein diacetate, 3‘,6’-diacetylfluorescein)법을 이용하여 지하수 내 미생물의 활성도(bioavailability)를 측정하였으며, 광물에 따른 영향을 평가하였다. 또한, 지하수에서 비소와 질산성질소 오염 존재 시 미생물 활성도 평가하였다. 지하수 모사를 위해 nutrient/buffer solution(K2HPO4 0.5 × 10-5 M, NH4NO3 2.5 × 10-3 M, NaOAc 1.5 × 10-2 M, NaHCO3 1.0 × 10-3 M)을 사용하였으며, 실험 조건에 맞추어 광물을 주입하고 국내 대수층에서 흔히 발견되는 미생물인 Pseudomonas jinjuenesis을 접종 후, 시간에 맞추어 시료를 채취하였다. 채취된 시료는 FDA법을 이용하여 미생물 활성도를 측정하였다. 또한, 비소 3가(As3+), 비소 5가(As5+) (1 ppm)와 질산성질소(NO3-) (20 ppm)가 미생물 활성도에 미치는 영향을 평가하였다. 실험결과 sand와 Fe oxide인 hematite가 함께 존재 시 가장 큰 흡광도를 보였고, sand와 clay인 bentonite는 가장 작은 흡광도를 보였다(그림 1. (a)). 또한, 비소 존재 시에 비오염 수질에서 모든 토양의 특성에서 활성도가 낮았으며, 특히 더 독성이 높은 3가에서는 비오염대비 미생물의 활성도가 약 60%, 5가에서는 약 40% 감소했다(그림 1. (b, c)). 질산성질소의 경우 미생물이 성장하면서 N을 영양소로 사용하여 약 30% 증가한 활성도를 보였다(그림 1. (d)).