• 대한환경공학회지
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• 제35권7호
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• pp.479-484
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• 2013

본 연구에서는 회분식 실험 및 $A_2/O$ 공법의 연속식 실험으로 구리가 생분해, 산소소모율 및 질산화에 미치는 영향을 검토하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 구리 영향 실험 결과 유기물 분해는 회분식 실험의 경우 구리 농도 4.5 mg/L 이상, 연속식은 구리 농도 2.0 mg/L 이상일 때 영향을 미쳤다. 질산화 및 질소 제거의 경우 회분식은 구리 농도 4.5 mg/L 이상에서 질산화에 영향을 미쳤으며, 연속식의 경우 구리 농도 1 mg/L 이상일 때 질소 제거에 영향을 미쳤다. 인 제거의 경우 회분식은 구리 농도 4.5 mg/L, 연속식은 구리 농도 2 mg/L 이상일 때 영향을 미치는 것으로 나타났다. 산소소모율의 경우 회분식과 연속식 모두 구리 농도 1.5 mg/L 이상일 경우 미생물 활성에 나쁜 영향을 주어 산소소모율이 낮아졌다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제25권1호
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• pp.25-36
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• 2020

In a redox transition zone, geochemical reactions are facilitated by active bacteria that mediate reactions involving electrons, and arsenic (As) and iron (Fe) cycles are the major electron transfer reactions occurring at such a site. In this study, the effect of repetitive redox changes on soil bacterial community in As-contaminated soil was investigated. The results revealed that bacterial community changed actively in response to redox changes, and bacterial diversity gradually decreased as the cycle repeated. Proportion of strict aerobes and anaerobes decreased, while microaerophilic species such as Azospirillum oryzae group became the predominant species, accounting for 72.7% of the total counts after four weeks of incubation. Bacterial species capable of reducing Fe or As (e.g., Clostridium, Desulfitobacterium) belonging to diverse phylogenetic groups were detected. Indices representing richness (i.e., Chao 1) and phylogenetic diversity decreased from 1,868 and 1,926 to 848 and 1,121, respectively. Principle component analysis suggests that repetitive redox fluctuation, rather than oxic or anoxic status itself, is an important factor in determining the change of soil bacterial community, which in turn affects the cycling of As and Fe in redox transition zones.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVII)
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• pp.450-455
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• 2005

To treat wastewater efficiently by a one-step process of nitrogen removal, a new strain of $N_2-producing$ bacteria from $NH{_4}{^+}$ under an aerobic condition was isolated and identified. By 16S-rDNA analysis, the isolate was identified as Enterobacter asburiae with 96% similarity. The isolate shows that the capacity of $N_2$ production under an oxic condition was approximately three times higher than that under an anoxic condition. The optimal conditions (pH, temperature and C/N ratio) of the immobilized isolate for $N_2$ production were found to be 7.0, $30^{\circ}C$ and 5, respectively. Under all the optimum reaction conditions, the removal efficiency of $COD_{Cr}$ and TN reached 56.1 and 60.9%, respectively. The removal rates of $COD_{Cr}$ and TN were highest for the first 2.5 hrs (with the removal $COD_{Cr}$ ratios of 32.1), and afterwards the rates decreased as reaction proceeded. For application of the immobilized isolate to a practical process of ammonium removal, a continuous bioreactor system exhibited a satisfactory performance at HRT of 12.1 hr, in which the effluent concentrations of $NH{_4}{^+}-N$ was measured to be 15.4 mg/L with its removal efficiency of 56.0%. The maximum removal rate of $NH{_4}{^+}-N$ reached 1.6 mg $NH{_4}{^+}-N/L/hr$ at HRT of 12.1 hr (with N loading rate of 0.08 $Kg-N/m^3-carrier/d)$. As a result, the application of the immobilized isolate appears a viable alternative to the nitrification-denitrification processes.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권3호
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• pp.198-207
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• 1999

시화호 내 5개 정점에서 채취한 주상시료들을 지화학적으로 분석하여 시화방조제 건설이후 퇴적환경 및 중금속오염에 대해 연구하였다. 시화호내 퇴적환경은 유기물의 C/N비와 C/S비에 의해 무산소환경, 산화환경, 그리고 두 환경이 공존하는 지역으로 세분되었다. 산화환원환경을 지배하는 요인은 수심과 퇴적물의 공급차인것으로 사료된다. 주상시료에서 분석된 지화학적 원소중 Mn-U-Mo간의 상관관계는 각 정점간의 산화 환원환경의 지시자로 사용이 가능하다. 주상시료들의 Al과 Ti 함량은 퇴적물특성에 의해 구분되며, 5개 중금속(Cr, Ni, Cu, Zn 및 Pb)함량은 중금속에 의한 오염정도를 지시한다. 중금속의 상대적 함량은 방조제에 가까운 시화호 중심부분에서 보다 안산-반월공단에 가까운 지역에서 높게 축적되어 있다. 특히 주상시료의 표층퇴적물은 시화호 중앙부보다 시화-반월공단쪽이 약 2-8배 정도로 중금속축적이 높다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권4호
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• pp.228-233
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• 2015

본 연구에서는 회분식 실험 및 $A^2/O$ 공법의 연속식 실험으로 아연이 생분해, 산소 소모율, 질산화 및 탈질에 미치는 영향을 검토하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 아연 영향 실험 결과 유기물 분해는 회분식 실험의 경우 아연 농도 12 mg/L까지 영향을 미치지 않았으며, 연속식 실험의 경우 아연 농도 3.0 mg/L 이상일 때 생분해성이 낮아졌다. 질산화 및 질소 제거의 경우 회분식은 아연 농도 6.0 mg/L 이상일 때 질산화율이 낮아졌으며, 연속식의 경우 아연 농도 3.0 mg/L 이상일 때는 질소 제거율이 낮아졌다. 인 제거의 경우 회분식은 아연 농도 6.0 mg/L, 연속식은 아연 농도 3.0 mg/L 이상일때 인 제거율이 낮아지는 것으로 나타났다. 산소 소모율의 경우 연속식의 아연 농도가 3.0 mg/L 이상이면 미생물 활성에 영향을 주어 산소 소모율이 낮아졌다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.542-548
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• 2005

부착 미생물을 이용한 다공성 담체 유동상 반응기는 하폐수중의 유기물 및 질소제거에 많이 적용되어져 왔다. 특히 생물막이 형성된 담체에서는 호기, 무산소 그리고 혐기영역이 공존하여 동시적 질산화/탈질 반응에 의한 질소제거에 유리한 환경이 제공된다고 알려져 있다. 이러한 반응을 활성화시키기 위해서는 담체표면과 내부에서 산소와 유기물등의 적절한 기질확산이 이루어져야 한다. 그러나 하폐수중의 유기물농도나 생물막의 마찰조건등 운전조건에 따라서는 표면에서의 종속영양균의 과잉성장에 의해 질소 제거 반응이 저해되기도 한다. 다공성 담체 유동상 반응기에 막모듈을 결합시킨 하이브리드 반응기는 단일조내에서 활성화된 동시적 질산화/탈질 반응으로 종래의 유동상 반응기에 비해 30% 이상 질소제거 효율이 증가하였다. 미소전극 연구를 통해 담체내부의 탈질율을 조사할 수 있으며 유동상 반응기에 비하여 하이브리드 반응기내 담체내부에서는 탈질반응에 대한 유기물의 확산에 대한 제한인자가 작으며 따라서 보다 높은 탈질율을 유지할 수 있음을 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권8호
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• pp.831-838
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• 2008

본 연구는 호기조에 유동상 접촉여재를 충전한 실험실 규모의 A$_2$O 공법을 이용하여 낮은 C/N비(COD$_{Cr}$/T-N = 1.24) 하수처리시에 외부 탄소원 주입량 여부에 따른 탈질 및 미생물 군집구조 변화특성을 검토하였다. 미생물 군집구조 특성 분석은 퀴논분석을 이용하여 수행하였다. 실험으로부터 얻어진 결론은 다음과 같다. C/N비가 낮은 유입하수의 미생물 군집특성은 유비퀴논(UQ) 동족체 비율이 UQ-8 > UQ-10 > UQ-9 > 기타의 순으로 감소하고 메나퀴논(MK) 동족체는 UQ 동족체에 비해 존재비(f)가 적고 단순하였다. MK/UQ비는 0.41 이하, 비유사도(D)는 0.26 이하이었다. 외부탄소원 미주입 경우, 각 공정에서의 미생물 군집 특성은 혐기조에서는 퀴논종이 3종으로 MK-8이 우점이고 DQ와 EQ값이 작았다. 무산소조에서는 UQ/MK비가 2.3으로 호기성 미생물의 존재비가 높았다. 호기조에서는 부유성인 경우 우점퀴논이 UQ-7이며, 접촉여재 부착성인 경우 우점 퀴논이 UQ-8이었다. 외부탄소원을 주입한 경우, 미생물 군집 구조특성은 미주입시보다 혐기조에서 MK-8 비가 감소하고 UQ-8비, 퀴논종수, DQ값과 EQ값는 증가하였다. 외부탄소원 주입시 탈질향상은 주로 무산소조에서 일어났으며 UQ/MK비가 2.3에서 1.4으로 감소하였다. 이는 주로 UQ-8의 감소와 MK-7 및 MK-8의 증가에 의한 요인으로 미생물군집구조가 Pseudomonas sp.에서 Bacillus 및 Micrococcus sp. 같은 종의 구조로 변화함을 의미한다. 호기조에서 부유성인 경우 우점퀴논이 UQ-7에서 UQ-8으로, 부착성인 경우 UQ-8에서 UQ-10으로 변하였는데 이는 부유성에서 Nitrosomonas가 부착성에서 Nitrobactor의 존재비가 증가하였음을 의미한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권4호
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• pp.503-515
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• 2014

최근 하수처리장의 질소 및 인 방류수 수질기준이 강화되고 슬러지의 해양투기가 금지됨에 따라 기존 표준활성슬러지공법의 고도처리공법으로의 증설 및 새로운 하수슬러지 처리공법에 대한 환경성, 경제성 평가의 필요성이 증가하고 있다. 이러한 고도처리 및 슬러지 처리공법은 운영 단계뿐만 아니라 건설, 폐기를 포함한 전과정에 걸쳐 환경 전반에 영향을 미치며 경제적 비용을 소모하므로, 본 연구에서는 건설에서부터 폐기까지의 전과정을 고려하여 고도처리공정 및 슬러지 처리 공법의 환경성, 경제성을 평가하고자 한다. 고도처리공법으로 Anaerobic/Anoxic/Oxic ($A_2O$), Bamard Denitrification Phosphate (Bardenpho), Virginia Initiative Plant (VIP), Modified University of Cape Town (MUCT) 공법을, 슬러지 처리공법으로는 매립, 소각, 퇴비화를 선정하였다. 각 공법에 따른 환경성, 경제성 평가를 위하여 International organization for standardization (ISO)에서 제시하는 가이드라인을 따라 전과정평가를 수행하였으며, 전생애비용을 산정 비교하였다. 각 고도처리 공법에 대한 평가 결과, 환경영향 측면에서는 운영 단계에서의 생물학적 처리로 인한 온실가스 배출이, 경제성 측면에서는 운영 단계에서의 전력소모가 가장 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 가장 친환경적인 하수처리 및 슬러지 처리공법은 $A_2O$ 공법과 퇴비화로 환경에 가장 큰 영향을 미치는 CAS 공법과 매립에 비해 환경영향을 52% 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 경제적인 측면에서는 가장 많은 비용을 소요하는 CAS 공법과 매립 적용 시에 비해 MUCT 공법과 퇴비화가 전생애비용을 62% 절약할 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 고도처리 공법으로의 증설 및 슬러지 처리에 대한 전과정을 고려하여 친환경적이며 경제적인 공법을 선정하기 위해 전과정평가를 수행하고 전생애비용을 산출하여 각 공법을 비교 및 평가하였으며, 전과정평가의 환경성 및 경제성에 중요한 영향인자를 분석하였다. 따라서 본 연구의 방법론을 통하여 환경부하 및 경비 절감을 고려한 고도처리공법의 개보수 공정 및 슬러지 공정 선택이 가능할 것으로 예상된다.

• 생태와환경
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• 제38권3호통권113호
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• pp.372-381
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• 2005

본 연구는 PAC를 응집제로 사용한 가압부상법에 의한 부영양저수지의 수질과 퇴적물의 개선효과를 평가하기 수행되었다. 얕은 부영양 저수지에 설치한 mesocosm에서 (가로 ${\times}$ 세로 ${\times}$ 높이: 6 ${\times}$ 6 ${\times}$ 3 m), 입자성물질과 용존성물질의 변화와 노즐에 의한 퇴적물 교란 전 ${\cdot}$ 후의 퇴적물로부터 인용출률을 조사하였다. 부유물질 (SS)과 휘발성고형물의 제거효율은 각각 54.4 ${\sim}$ 71.2%와 57.3 ${\sim}$ 78.5%였다. 총인과 엽록소 a 농도는 제거효율은 각각 73.5 ${\sim}$ 91.5%, 53.7 ${\sim}$ 97.8% 였다. 생화학적 산소요구량은 86% 이상의 제거효율을 나타냈으나 화학적 산소요구량의 제거효율은 28.9 ${\sim}$ 62.8%로 낮았다. 조류의 성장에 쉽게 이용될 수 있는 용존무기인 (DIP)과 용존총인은 각각 34.1 ${\sim}$ 88.2%와 61.8 ${\sim}$ 87.6%의 제거효율을 나타냈다. 퇴적물 부상분리 전 호기적 조건과 혐기적 조건의 산소 환경에서 용존무기인 용출율은 각각 0.821 mg $m^{-2}$$day^{-1}$과 2.270 mg $m^{-2}$$day^{-1}$이였다. 반면에 부상분리 후에는 각각0.684 mg $m^{-2}$$day^{-1}$와 1.760 mg $m^{-2}$$day^{-1}$로 호기적 조건에서는 17%, 혐기적 조건에서는 23%정도의 감소효과를 나타냈다. 용존총인 용출율 또한 가압부상 후에 호기적 조건과 혐기적 조건에서 각각 33% (5.62 ${\to}$ 3.78 mg $m^{-2}$$day^{-1}$)와 20% (6.23 ${\to}$ 4.99 mg $m^{-2}$$day^{-1}$)의 감소가 나타났다. 이러한 결과들은 가압부상시 수체 내 입자상물질의 제거 뿐만 아니라 퇴적물로 부터의 인용출이 억제되므로 얕은 부영양 저수지의 수질개선을 위한 효과적인 대안이 될 수 있음을 제시한다.

• 자원환경지질
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• 제55권6호
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• pp.727-736
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• 2022

얼음쐐기는 영구동토 지역의 토양층에서 관찰되는 얼음체로, 형성 당시의 강수 및 토양이 유입되어 형성되며, 높은 농도의 용질 및 고체함량을 가진다. 이러한 얼음쐐기는 그 형성 및 분포적 특성으로 인해 최근 고기후 및 고환경 복원을 위한 연구에 활용될 수 있는 가능성이 제시되고, 이에 대한 연구가 제한적으로 시작되고 있다. 하지만 얼음쐐기에 포함된 용질 및 고체 혹은 광물입자들을 고기후 및 고환경 복원 프록시로 사용하기 위해서는 이들의 물리화학적 특성 보존이 필수적이다. 만약 얼음쐐기 시료의 해동과정에 의한 물리화학적 특성 변화가 야기된다면, 이를 활용한 고기후 및 고환경 해석에 오류를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 동시베리아 쑤야(Cyuie) 지역에서 채취된 얼음쐐기를 이용하여 해동조건이 얼음쐐기 내 용질 및 고체상에 미치는 영향을 조사하였다. 쑤야(Cyuie) 지역의 얼음쐐기 시료에 대해 해동온도와 산소유무를 고려하여 네 가지 해동조건(4℃-유산소, 4℃-무산소, 23℃-유산소 혹은 23℃-무산소)에서 회수된 용액 및 고체시료의 특성을 분석하였다. 온도와 산소의 영향이 가장 제한적일 것으로 예상되는 4℃-무산소 조건에서 측정된 결과를 기준으로 비교한 결과, 얼음쐐기 내 고체입자들에 대한 해동조건의 영향은 미미하였다. 반면, 용액의 화학적 특성(pH, 전기전도도, 알칼리도와 주양이온 및 미량원소의 농도)은 기준조건에 비해 4℃-유산소 조건에서 일관성 있게 유의미한 차이를 보였다. 본 연구결과, 얼음쐐기 시료의 해동조건에 따라 시료의 화학적 특성에 변화를 야기할 수 있으며, 이는 시료처리 방법 및 절차가 얼음쐐기를 이용한 고기후 및 고환경 복원 결과에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.