• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권11호
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• pp.1598-1609
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• 2013

Organochlorine pesticide residues continue to remain as a major environmental threat worldwide. Lindane is an organochlorine pesticide widely used as an acaricide in medicine and agriculture. In the present study, a new lindane-degrading yeast strain, Pseudozyma VITJzN01, was identified as a copious producer of glycolipid biosurfactant. The glycolipid structure and type were elucidated by FTIR, NMR spectroscopy, and GC-MS analysis. The surface activity and stability of the glycolipid was analyzed. The glycolipids, characterized as mannosylerythritol lipids (MELs), exhibited excellent surface active properties and the surface tension of water was reduced to 29 mN/m. The glycolipid was stable over a wide range of pH, temperature, and salinity, showing a very low CMC of 25 mg/l. Bio-microemulsion of olive oil-in-water (O/W) was prepared using the purified biosurfactant without addition of any synthetic cosurfactants, for lindane solubilization and enhanced degradation assay in liquid and soil slurry. The O/W bio-microemulsions enhanced the solubility of lindane up to 40-folds. Degradation of lindane (700 mg/l) by VITJzN01 in liquid medium amended with bio-microemulsions was found to be enhanced by 36% in 2 days, compared with degradation in 12 days in the absence of bio-microemulsions. Lindane-spiked soil slurry incubated with bio-microemulsions also showed 20-40% enhanced degradation compared with the treatment with glycolipids or yeast alone. This is the first report on lindane degradation by Pseudozyma sp., and application of bio-microemulsions for enhanced lindane degradation. MEL-stabilized bio-microemulsions can serve as a potential tool for enhanced remediation of diverse lindane-contaminated environments.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제15권6호
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• pp.114-121
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• 2010

Oxygen sensitivity and substrate requirement have been known as possible reasons for the intricate growth of Dehalococcoides spp. and limiting factors of for routinely applying bioaugmentation using anaerobic Dehalococcoides-containing microbes for remediating chlorinated organic compounds. To explore the effect of the short-term exposure of the short-term exposure of oxygen on Dehalococcoides capability, dechlorination performance, and hydrogen production fermentation from formate, an anaerobic reductive dechlorination mixed-culture (Evanite culture) including dehalococcoides spp. was in this study. In the results, once the mixed-culture were exposed to oxygen, trichloroethylene (TCE) degradation rate decreased and it was not fully recovered even addition of excess formate for 40 days. In contrast, hydrogen was continuously produced by hydrogen-fermentation process even under oxygen presence. The results indicate that although the oxygen-exposed cells cannot completely dechlorinate TCE to ethylene (ETH), hydrogen fermentation process was not affected by oxygen presence. These results suggest that dechlorinating microbes may more sensitive to oxygen than fermenting microbes, and monitoring dechlorinators activity may be critical to achieve an successful remediation of a TCE contaminated-aquifer through bioaugmentation using Dehalococcoides spp..

• Journal of Ecology and Environment
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• 제30권3호
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• pp.271-276
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• 2007

A simple and efficient protocol was developed for culturing Cu-tolerant and Cu-accumulating plants via pre-adaptation to Cu during plant tissue culture. We induced multiple shoots from begonia (Begonia evansiana Andr.) leaf explants on MS medium supplemented with naphtaieneacetic acid and benzyladenine. After 3 months, small plantlets were transferred to MS medium supplemented with $100{\mu}M\;CuCl_2$ for pre-adaptation to Cu and cultured for 5 months. Then, these plantlets were individually planted in pots containing artificial soil. An additional 500 mg of Cu dissolved in 1/4 strength MS solution was applied to each pot during irrigation over the course of 2 months. We planted pre-adapted and control begonias in soil from the II-Kwang Mine, an abandoned Cu mine in Pusan, Korea, to examine their ability to tolerate and accumulate Cu for phytore-mediation. Pre-adapted begonias accumulated $1,200{\mu}g$ Cu/g dry root tissue over the course of 45 days. On the other hand, non-Cu-adapted controls accumulated only $85{\mu}g$ Cu/g dry root tissue. To enhance Cu extraction, chelating agents, ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA)-dipotassiun and pyridine-2,6-dicarboxylic acid (PDA), were applied. While the chelating agents did not enhance accumulation of Cu in the roots of control begonias, EDTA application increased the level of Cu in the roots of pre-adapted begonias twofold (to $2,500{\mu}g$ Cu/g dry root tissue). Because pre-adapted begonias accumulated a large amount of Cu, mainly in their roots, they could be used for phytostabilization of Cu-contaminated soils. In addition, as a flowering plant, begonias can be used to create aesthetically pleasing remediation sites.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권1호
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• pp.68-77
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• 2009

본 연구에서는 토양수세법의 적용이 곤란한 낮은 투수성의 중금속오염이 심각한 E 유수지의 퇴적토에 대하여 동전기법의 적용성을 검토하였다. 이를 위하여 퇴적토 내 총 Cr, Pb,Cd농도 및 퇴적토의 물리화학적 특성을 조사하고, 또한 BCR 연속추출법을 통하여 동전기복원 전후 중금속들이 어떤 형태로 존재하는지를 살펴봄으로써 오염 퇴적토 내 중금속의 처리 가능부분에 대한 평가 하였다. 동전기를 적용한 결과, 총 Cr 및Pb는 양극 쪽으로 이동하였으며, 반면 Cd의 경우는, 동전기정화 전 대부분이 이온교환/탄산염 결합태를 차지하고 있어 제거가 용이할 것으로 판단되었지만, 양극 쪽 보다는 토양 체의 중간에 가장 높게 그리고 전체적으로 음극 쪽으로 이동하는 경향을 보이고 있다. 이 때, 양그 쪽의 총 Cr농도는 초기 농도보다 약 3.5배 증가한 반면, 음극 쪽에서는 대부분 제거되고 매우 낮은 경향을 나타냈다. 동전기복원전과 처리 후 퇴적토 내 중금속 결합형태를 각 구간 중 양극부분과 음극부분과 비교한 결과, 총 Cr은 잔류태가 양극과 음극 쪽에서 감소한 반면, 산화물 태는 증가한 경향을 보였다, Pb의 경우도 반응 전에 비해 반응 후 반잔류태 부분이 감소하고 산화물 태 부분이 다소 큰 폭으로 변화된 것을 나타내고 있었으며, 양극 부분 보다는 음극부분에서 분율이 증가되어있다. 그러나 Cd는 반응 전 대부분을 차지하던 이온교환/탄산염 결합 태부분은 양극과 음극부분에서 모두 감소한 것으로 나타난 반면 반응 전 무시할 정도로 낮았던 잔류 태 부분 및 산화물 태가 증가한 경향을 보였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제12권1호
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• pp.1-6
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• 2014

우라늄으로 오염된 토양을 복원하기 위해 실규모의 동전기제염장치로 제염하는 과정에서 많은 산폐액이 발생한다. 발생한 산폐액에 CaO를 가해 우라늄수산화물을 침전시켜 여과한 다음, 방사성 폐액을 줄이기 위하여 이 용액을 재사용하였다. 그러나 이 용액을 동전기에 재사용할 경우, 높은 농도의 칼슘 때문에 양극실에서 음극실로 용액이동 속도가 감소하여 여과포의 약화, 전선 부식, 음극면에 산화물 부착 등의 문제점이 발생하였다. 이 문제들을 해결하기 위하여 재생액에 황산을 넣어 $CaSO_4$로 침전시켜 칼슘을 제거하였다. 칼슘이 제거된 재생액을 사용하여 소형 동전기 장치에서 20 일간 토양제염 실험을 수행한 결과는 세척후 토양내 우라늄 잔류 농도가 0.35 Bq/g로 감소하였으며, 이는 증류수 제염한 결과와 유사하게 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.59-65
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• 2012

본 연구에서는 비소 오염 토양의 비소 처리를 위해 고형화/안정화 공법을 적용하였으며, 4가지 종류의 바인더(시멘트, 영가철(Zero Valent iron, ZVI), monosulfate와 ettringite(시멘트계 합성물질))를 이용하였다. 1 N HCl 용출법을 통해 비교한 결과 바인더 함유량 20%에서, 시멘트(71.41%) > monosulfate(47.45%) > ettringite(46.36%) > 영가철(33.08%)의 비소가 용출되었다. 또한, 시멘트에 첨가제(monosulfate, ettringite, calcium sulfoaluminate, CSA)를 혼합하여 바인더를 제작하여 비소 저감 능력을 평가하였다. 1N HCl 용출법을 통해 비교한 결과 3가지 혼합바인더 모두 혼합비 4:1에서 최대의 비소농도 저감효과를 나타냈으며, CSA(86.27%) > monosulfate(84.78%) > ettringite(84.71%) > 시멘트(71.41%)의 비소를 안정화하여 기존의 시멘트만 단독으로 사용했을 경우보다 더 높은 비소(As(V)) 저감 능력을 가지고 있는 것으로 평가된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제17권2호
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• pp.15-21
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• 2012

MTBE (Methyl tertiary-butyl ether) has been commonly used as an octane enhancer to replace tetraethyl lead in gasoline, because MTBE increases the efficiency of combustion and decreases the emission of carbon monoxide. However, MTBE has been found in groundwater from the fuel spills and leaks in the UST (Underground Storage Tank). Fenton's oxidation, an advanced oxidation catalyzed with ferrous iron, is successful in removing MTBE in groundwater. However, Fenton's oxidation requires the continuous addition of dissolved $Fe^{2+}$. Zero-valent iron is available as a source of catalytic ferrous iron of MFO (Modified Fenton's Oxidation) and has been studied for use in PRBs (Permeable Reactive Barriers) as a reactive material. Therefore, this study investigated the condition of optimization in MFO-PRBs using waste zero-valent iron (ZVI) with the waste steel scrap to treat MTBE contaminated groundwater. Batch tests were examined to find optimal molar ratio of MTBE : $H_2O_2$ on extent to degradation of MTBE in groundwater at pH 7 with 10% waste ZVI. As the results, the ratio of optimization of MTBE to hydrogen peroxide for MFO was determined to be 1:300[mM]. The column experiment was conducted to know applicability of MFO-PRBs for MTBE remediation in groundwater. As the results of column test, MTBE was removed 87% of the initial concentration during 120days of operational period. Interestingly, MTBE was degraded not only within waste ZVI column but also within sand column. It means the aquifer may affect continuously the MTBE contaminated groundwater after throughout the waste ZVI barrier. The residual products showed acetone, TBF (Tert-butyl formate) and TBA (Tert-butyl acetate) during this test. The results of the present study showed that the recycled materials can be effectively used for not only a source of catalytic ferrous iron but also a reactive material of the MFO-PRBs to remove MTBE in groundwater.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권4호
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• pp.54-61
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• 2008

폐금속 광산 지역 등지에서 중금속으로 오염된 지하수의 정화 및 오염 확산 방지를 위하여 투수성 반응벽체를 사용할 수 있다. 본 연구에서는 제강슬래그가 중금속 오염지하수의 이동, 확산 방지를 위한 투수성 반응벽체 충전물질로서 사용가능한지를 평가하기 위하여 카드뮴, 구리, 납에 대한 이동성을 평가하였다. 중금속으로 오염된 현장의 조건을 고려하여, 1) 단일 및 혼합상태에 따른, 2) 카드뮴의 경우 초기 농도에 따른 영향을 주상실험을 이용하여 평가하였다. 또한 평형흡착을 가정한 이류-확산 방정식의 해석해를 이용하여 정량적인 평가도 수행하였다. 중금속 종류별로는 단일오염과 복합오염에 상관없이 카드뮴이 구리보다 지연정도가 적게 나타났다. 카드뮴의 지연계수는 혼합인 경우 3.94였고, 구리의 경우 단일에서는 40.3, 혼합에서는 25였다. 카드뮴과 구리의 지연정도의 차이는 전기음성도에 의한 친화력이 다르기 때문으로 판단된다. 전기음성도가 비슷한 구리와 납의 경우 비슷하게 파과가 진행되었지만, 납의 경우 파과가 진행되다가 유출수에서의 농도가 현저하게 줄어 나타난데 반해 구리는 파과진행 후 유출수에서 초기 농도보다 높은 농도가 나타났다. 이는 납이 흡착되어 있던 구리를 탈착시키고 그 공간에 흡착되었기 때문이라고 사료된다. 결국 흡착되어 있던 중금속이 다른 중금속에 의하여 탈착되는 현상이 나타났다. 제강슬래그에서는 중금속이 반응하면서 흐름특성이 변화하는 것으로 나타났다. 카드뮴의 초기농도가 증가함에 따라 지연정도는 감소하여 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권6호
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• pp.87-94
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• 2009

대수층에 존재하는 휘발성 오염물질을 제거하는 새로운 공법으로서 Surfactant-enhanced air sparging(SEAS)은 지하수의 표면장력을 감소함으로써 지하수 폭기효율의 증대를 도모한다. 그러나 SEAS기술도 기본적으로 오염물질의 휘발에 의한 물질이동에 의존함으로써 휘발성이 낮은 오염물질의 제거에는 매우 제한적이다. 본 연구는 승온된 조건에서 SEAS기술을 준휘발성 물질인 n-decane에 대하여 적용함으로써 SEAS기술의 확장여부를 시험하였다. 지하수 폭기실험은 내경 5 cm, 길이 80 cm의 1차원 토양(모래)컬럼을 사용하여 실시하였다. 실험은 총 3회 실시하였으며, 상온에서 증류수로 포화된 조건에서 1회, 상온($23^{\circ}C$)에서 음이온계 계면활성제(sodium dodecylbenzene sulfonate, SDBS) 수용액으로 포화된 조건에서 1회(상온 SEAS), 그리고 승온상태($73^{\circ}C$)에서 SDBS수용액으로 포화된 조건에서 1회(승온 SEAS) 실시하였다. 계면활성제가 적용된 경우의 폭기에 의한 공기포화율(57%)은 증류수로 포화된 조건의 공기포화율(10%)보다 높게 측정되었다. 승온 및 상온조건에서의 공기포화율은 거의 차이가 없었으나 n-decane의 제거속도는 현저한 차이를 나타내었다. 토양유출 가스에 포함된 n-decane의 농도는 상온조건에 비하여 승온조건에서 10배 이상 높았으며, 따라서 제거속도도 10배 이상의 차이를 나타내었다. 본 연구 결과에 따라 상온에서 휘발성이 낮으나 수 십도의 온도상승으로 증기압이 획기적으로 늘어날 수 있는 준휘발성 물질에 대하여 SEAS 기술이 효과적으로 응용될 수 있을 것으로 보인다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권1호
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• pp.35-42
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• 2005

유류로 오염된 토양의 생물학적 복원에서 휘발성 유기화합물(VOCs)을 제거하기 위한 biofilter의 적용 가능성에 대하여 알아보았다 대표 오염물질로 diesel을 선정한 후 총 86일 동안 ceramic과 polymer,이 두 종류의 담체를 사용하여 SV(공간속도)와 유량, 입구농도 등을 조사하여 최적의 운전조건을 찾고자하였다. 운전초기 30일간 SV를 $153\;h^{-1}$ 고정하여 입구농도를 증가시키며 ceramic 및 polymer biofilter의 제거효율 변화에 대하여 알아보았다. Ceramic 및 polymer 담체에서는 총 VOCs의 입구농도가 10 ppmv 이하일 때 각각 평균 $67\%$ 및 $15\%$의 제거효율을 보였으나, 입구농도를 30 ppmv까지 증가시켰을 때 ceramic 담체는 제거 효율이 $60\%$까지 저하되었고, polymer 담체의 경우 $80\%$의 제거효율을 보였다. 또한, Diesel VOCs의 입구농도와 공간 속도의 증가에 따른 총 VOCs의 제거효율에 미치는 영향을 알아보았다. 공간속도가 $153\;h^{-1}$에서 $204\;h^{-1}$와 $306\;h^{-1}$로 증가함에 따라 총 VOCs의 제거 효율은 점차적으로 감소하여 polymer 담체의 경우 평균 제거효율이 $82\%$에서 $80\%,\;77\%$로 약 $5\%$ 감소함을 관찰하였다. Polymer 담체에서는 공간속도의 증가에도 불구하고 benzene과 toluene모두 약 $81\~86\%$의 영역에서 일정한 제거효율을 보이는 것으로 나타났다. 반면, ceramic 담체에서 benzene의 경우 공간속도 $153\;h^{-1}$에서 평균 $87\%$의 제거효율을 보였고, 공간속도가 $204\;h^{-1}$에서 $306\;h^{-1}$로 증가함에 따라 $79\%$에서 $74\%$로 약 $5\%$가 감소하였다. Toluene의 제거효율은 공간속도의 증가에 따라 $80\%$에서 $76\%$로 $4\%$ 감소하였다.