지하수에서 구리의 미생물 부식 = Microbiological influenced corrosion of copper in underground water

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 구리 배관에 발생한 공식에 대해서 생물학적 부식의 가능성을 조사하였다. 공식 주변의 부식생성물에서 존재하는 박테리아를 배양하여 구리부식에 어떠한 영향을 주는지에 대해 연구하였다. SEM과 금속 현미경으로 구리 배관의 부식 양상을 관찰하였으며, 부식생성물을 채취 및 배양하여 침적 부식 실험을 하였다. 침적 부식 실험 후에 구리 표면을 관찰하였으며, atomic absorption(AA) 분석으로 구리 농도를 측정하여 부식이 일어난 정도를 확인하였다.
실험한 결과 공식이 발생한 구리 배관의 부식 양상은 hemispherical 형상으로 관찰되었다. 부식생성물을 배양한 결과 호기성 분위기에서는 Micrococcus luteus, Bacillus sp.의 2종의 미생물이 발견되었으나 혐기성 분위기에서는 어떠한 박테리아도 발견되지 않았다. 구리배관에서도 박테리아가 증식되는 것을 확인하였다. 그러나 LB medium에서 Micrococcus luteus는 Bacillus sp.보다 약 20% 빠르게 증식되었다. Micrococcus luteus는 Luria-Bertani(LB) medium에서 구리의 부식에 거의 영향을 주지 않았으나 지하수에서는 구리 부식을 촉진하였다. Bacillus sp.의 경우 LB medium과 지하수에서 모두 구리 부식에 영향을 주지 않았다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1장. 서 론 1
• 제 2장. 이론적 배경 2
• 2.1. 구리 배관 2
• 2.1.1 구리 배관의 특징 2
• 2.1.2 구리 배관의 공식 2
• 2.2. 미생물 부식 5
• 2.2.1 미생물 부식 5
• 2.2.2 MIC와 관련된 미생물 5
• 2.2.3 MIC와 연관된 미생물의 일반적인 특성 6
• 2.2.4 미생물의 신진대사 7
• 2.2.5 Biofilm의 형성 및 역할 8
• 2.2.6 Biofilm과 국부부식 10
• 2.2.6.1 농도차 전지 형성 12
• 2.2.6.2 Cathodic Depolarization 12
• 2.2.6.3 산(acid) 생성 14
• 2.2.6.4 금속의 석출 15
• 2.2.6.5 수소 생성 16
• 2.2.6.6 부식억제제 성능 저하 16
• 제 3장. 실험방법 17
• 3.1. 실험 개요 17
• 3.2. 공식이 발생한 구리 배관 19
• 3.2.1 표면관찰 19
• 3.2.2 부식생성물 배양 19
• 3.2.2.1 호기성 분위기 19
• 3.2.2.2 혐기성 분위기 19
• 3.2.3 박테리아 확인 20
• 3.3. 미생물 배지에서 구리의 미생물 부식 실험 21
• 3.3.1. 시편 준비 21
• 3.3.2. 박테리아 배양 21
• 3.3.3. 구리 농도 측정 22
• 3.3.4. 미생물 관찰 22
• 3.4. 지하수에서 구리의 미생물 부식 실험 23
• 3.4.1. 시편 Aging 23
• 3.4.2. 수질 분석 23
• 3.4.3. 박테리아 배양 24
• 3.4.4. 구리 농도 측정 24
• 3.4.5. 표면 관찰 및 성분 분석 24
• 제 4장. 결과 및 고찰 25
• 4.1. 공식이 발생한 구리배관의 표면관찰 25
• 4.1.1. 공식의 형상 관찰 25
• 4.1.2. 공식이 일어난 구리배관의 부식생성물 27
• 4.1.3. 박테리아 확인 30
• 4.2. 미생물 배지에서 구리의 미생물 부식 31
• 4.2.1 구리 농도 31
• 4.2.2 Optical density(탁도) 변화 33
• 4.2.3 pH 변화 34
• 4.2.4 미생물 관찰 35
• 4.3. 지하수에서 구리의 미생물 부식 38
• 4.3.1 구리 농도 38
• 4.3.2 pH 변화 40
• 제 5장. 결론 42
• 제 6장. 참고문헌 43
• 영문요약 47