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첨단기술정보

어떻게 황이 철을 공략하나

전문가 제언: 많은 미생물들은 에너지를 보존하기 위해 질산염, 철(III) 산화물, 황산염, 이산화탄소와 같은 다양한 전자수용체를 사용할 수 있다. 전자수용체는 미생물이 얼마나 많은 에너지를 보존하느냐에 따라 다른데, 예를 들면 같은 전자공여체를 사용했을 시에 철(III) 산화물은 원소 황(sulfur)보다 더 많은 에너지를 미생물에 공급한다. 이와 같이 간단한 열역학적 규칙은 중성 pH (pH 7)에서 유기체가 활동하는 동안은 잘 들어맞는다.

미생물이 이용할 수 있는 에너지는 대사반응 화학에 크게 의존한다. 전자수용체로서 철(III) 산화물인 침철석(goethite)의 경우, 양성자 16 몰이 1몰의 포름산염(formate)을 CO2로 산화시키는데 필요한데, pH 7 또는 그 이하에서는 양성자 농도가 이러한 반응을 일으키기에 충분하게 높다. 하지만 pH 9에서는 철(III) 환원으로 미생물이 잘 자라기에 필요한 자유양성자는 거의 없고, 반면에 황 환원과 밀접히 연결되어 있는 포름산염 산화는 양성자를 방출한다. pH 9에서 행하여진 연구에 의하면, 전자공여체인 포름산염을 가지고 황을 환원하는 것은 매우 유리하지만, 침철석 환원은 그러하지 못하였다.