TNT 오염 토양의 광범위한 감소는 특히 부분적으로 감소된 제품의 복잡한 혼합물로 구성된 오래된 오염 물질의 생물학적 정화를 위한 비용 효율적이고 간단한 옵션을 나타냅니다. 오염된 토양에 대한 15N-TNT 혐기성/호기성 처리와 함께 14C-TNT 및 NMR 연구를 사용한 조사에서 알 수 있듯이, 특히 혐기성 단계가 니트로 그룹의 광범위한 감소를 허용하는 경우 TNT 및 동종 오염 물질의 공유 결합이 가능합니다.
수생 생물(Photobacterium phosphoreum, Daphnia magna 및 Scenedesmus subspicatus) 및 토양(Lepidium satium, Eisenia fetida 및 호흡 및 질산화 활동을 위한 미생물)을 포함한 수성 토양 추출물에 대한 생태독성 테스트는 정화된 토양에서 잔류 독성 영향이 감지될 수 없음을 보여줍니다. (Lenke et al., 1998). 따라서 이 소재는 녹지 및 휴양지로 재사용하는 것이 좋습니다.
이 공정의 단순화는 TNT로 오염된 토양을 퇴비화하는 것일 수 있으며, 여기에서 쉽게 분해 가능한 바이오매스를 추가하여 퀴노이드 또는 세미퀴노이드 휴믹 전구체와 반응성이 높은 매트릭스가 생성됩니다. 이 매트릭스는 아미노니트로톨루엔(Fritsche et al., 2000)과 같은 덜 반응적인 종과도 결합할 수 있습니다. 오염 물질의 화학 흡착에 가장 적합한 첨가제를 선택하여 결합 매트릭스를 조작하는 접근 방식은 광범위한 환원 처리 없이도 안전한 정화 제품을 달성할 수 있습니다. 그러나 이 대안의 이면에 있는 프로세스는 훨씬 더 복잡하며 퇴비화 과정에서 화학 흡착의 메커니즘과 동역학에 대한 깊은 이해가 필요합니다.
4.2. 술폰화
아조 염료 방향족 설폰산 그룹과 아조 결합은 모두 호기성 조건에서 설폰화된 아조 염료의 생물학적 지속성의 주요 원인으로 간주됩니다. 방향족 니트로 그룹에 대해 위에서 설명한 것처럼 아조 결합은 혐기성 미생물 군집에 의해 비특이적 무상 환원의 대상이 될 수도 있습니다(Wuhrmann et al., 1980). 설폰화된 아조 염료는 극성이 높기 때문에 손상되지 않은 미생물 세포에 의한 흡수는 중요한 단계이며 정의되지 않은 배양 및 정의된 배양에서 환원성 아조 결합 절단의 알려진 모든 활동은 다소 낮습니다(Mechsner 및 Wuhrmann, 1982).
그러나 최근 관찰에서는 산화환원 매개체 및 박테리아 세포에서 아조 화합물로 전자를 왕복하는 역할을 할 수 있는 하이드로퀴논과 같은 저분자량 환원제가 확인되었습니다(그림 4). 따라서 아조 결합의 실제 감소는 세포외에서 발생하며 juglone 또는 anthrahydroquinone sulfonates와 같은 산화환원 매개체를 추가함으로써 상당히 가속화될 수 있습니다(Keck et al., 1997; Keck, 2000). 아조 결합의 환원 절단은 방향족 핵의 전자 결핍을 소멸시켜 생성된 방향족 아미노 화합물이 후속 산화 및 광물화될 수 있습니다(아래 참조).
4.3. 폴리염화 에텐
염소의 음이온 제거 및 수소에 의한 대체는 일반적으로 아세토겐 또는 메타노겐과 같은 혐기성 미생물 컨소시엄에서 불필요한 변환으로 설명되었습니다(El Fantroussi et al., 1998; Mohn and Tiedje, 1992). 그러나 최근 관찰에 따르면 적절한 전자 공여체의 존재 하에 이러한 탈할로겐화 중 적어도 일부는 에너지 보존과 결합될 수 있습니다. 이 과정은 ‘dehalorespiration’으로 지정되었습니다. 이론적으로 H2(Eo H+/H2= -414mV)와 테트라클로로에텐(PCE)(PCE/DCE= +530mV) 사이의 전위차는 제거된 염화물 1몰당 2~3ATP의 합성을 가능하게 합니다. PCE 호흡 유기체 Dehalospirillum multiorans(그림 5)의 성장 수율이 방출된 염화물 mol당 건조 중량이 2.8g에 불과하기 때문에(H2를 전자 공여체로 사용하고 아세테이트를 유일한 탄소원으로 사용) 탈염소 자유 에너지의 일부만 보존되다.
환원성 탈할로겐화 및 호흡에 대한 결합의 기전은 완전히 이해되지 않았지만 최근 연구에 따르면 PCE 및 클로로아렌에 대해 효율적인 환원성 탈할로게나제는 코리노이드를 포함하는 막 관련 효소이며 아마도 철 황 클러스터를 보조 인자로 포함합니다(검토를 위해 Holliger et al 참조). ., 1999). 오염된 장소의 개선을 위해 이 이화작용 잠재력을 사용하는 관점에서 높은 탈할로겐화율은 PCE 및 TCE에 국한되며 시스디클로로에텐이 주요 생성물이라는 점을 언급해야 합니다.
오염된 지역에 일반적으로 존재하는 클로로에텐 혼합물의 완전한 광물화를 달성하기 위해서는 결합된 혐기성/호기성 공정이 필요합니다. PCE 또는 TCE의 부분적 탈염소화는 α-전자 시스템의 전자 결핍을 감소시키기 때문에 탈할로겐화 생성물인 cDCE 및 염화비닐은 공동산화될 수 있고 완전히 광물화될 수도 있습니다.