• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권3호
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• pp.413-424
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• 2021

식물과 근권미생물을 이용해 토양 오염물질을 제거하는 rhizoremediation의 효율을 높이기 위해서는 오염물질을 제거함과 동시에 식물 생장을 촉진시키는 미생물 자원 개발이 필요하다. 본 연구에서는 중금속 및 유류 복합 오염 토양에서 서식하고 있는 옥수수와 톨페스큐의 근권으로부터 중금속(구리, 카드뮴 및 납) 내성을 가진 근권세균을 순수분리하였고, 식물 생장 촉진능, 중금속 내성능 및 디젤 분해능을 정성적으로 평가하였다. 그 결과 중금속 내성, 식물 생장 촉진 활성 및 디젤 분해능을 가진 6종의 균주를 분리하였다. 옥수수 근권에서 분리한 CuM5와 CdM2 균주는 Cupriavidus sp.로 동정되었다. 톨페스큐 근권에서 분리한 CuT6, CdT2, CdT5 및 PbT3는 각각 Fulvimonas soli, Cupriavidus sp., Novosphingonium sp. 및 Bacillus sp.로 동정되었다. Cupriavidus sp. CuM5와 CdM2는 중금속 내성과 디젤 분해능은 상대적으로 낮았으나, 식물 생장 촉진능이 상대적으로 우수하였다. 6종 중에서 디젤 분해능이 가장 우수한 균주는 Cupriavidus sp. CdT2와 Bacillus sp. PbT3이었다. 특히, Bacillus sp. PbT3는 3종의 중금속에 대해 상대적으로 우수한 내성을 가졌고 식물 생장 촉진능도 우수하였다. 본 연구에서 분리한 근권세균은 유류와 중금속 복합 오염 토양을 정화시키며 식물 생장을 촉진시키는 새로운 미생물 자원으로 활용 가능하다.

• 한국환경과학회지
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• 제26권6호
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• pp.797-802
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• 2017

This study aimed to remove organic matter and heavy metals that could affect the recycling of soils contaminated by heavy metals, by means of electrolysis, carried out simultaneously with the leaching of the soil. To ensure better experimental equipment, a soil electrolysis apparatus, equipped with spiral paddles, was used to agitate the heavy-metal-contaminated soil effectively. The heavy-metal-contaminated soil was electrolyzed by varying the voltage to 5 V(Condition 1), 15 V(Condition 2), and 20 V(Condition 3), under the optimal operating conditions of the electrolysis apparatus, as determined through previous studies. The results showed that the pH of the electrolyte solution and the heavy-metal-contaminated soil, after electrolysis, tended to decrease with an increase in voltage. The highest removal efficiencies of TOC and $COD_{Cr}$ were 18.8% and 29.1%, 38.8% and 4.2%, and 33.3% and 50.0%, under conditions 1, 2 and 3, respectively. Heavy metals such as Cd and As were not detected in this experiment. The removal efficiencies of Cu, Pb and Cr were 4.7%, 8.3% and 2.1%, respectively, under Condition 1, while they were 42.9%, 15.2% and 22.1%, respectively, under Condition 2, and 4.7%, 23.0%, and 24.9%, respectively, under Condition 3. These results suggest that varying the voltage with the soil electrolysis apparatus for removing contaminants for the recycling of heavy-metal-contaminated soil allows the selective removal of contaminants. Therefore, the results of this study can be valuable as basic data for future studies on soil remediation.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제14권3호
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• pp.15-32
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• 2011

This study was carried out to investigate the soil characteristics and propose the management for the Monument Beobsoo Marsh, Korea. The soil properties of O.M, $Ca^{2+}$, $Na^+$ and CEC were higher and the soil properties of pH_{1:5}$ and $P_2O_5$ were lower the studied sites than other marsh sites in Korea. Although the Heavy metals such as Pb, Hg, Cd, Cu, Zn, Cr and As were lower compare to the safety standard of soil pollution in Korea, the overall conservation management plan based on long-term monitoring should be considered just because it varied by the point and non-point source pollution within the studied marsh. The source of water pollution varied due to non-point polluting origins such as sewage inlet, degraded terrain for agriculture, fishing sites, sites of removed water grasses, pesticides, chemical fertilizers, as well as fallen leaves. The creation of an artificial marsh is recommended due to the soil environment of the studied sites may be changed owing to the accumulated contaminants from the sources of both of point or non-point contaminants. The establishment of the zones of core, buffer and transition which is basic management structure of the UNESCO MaB could be applied to manage the studied site. Simultaneously the promotion of voluntary participation and education of the local residents are needed.

• 생태와환경
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• 제39권3호통권117호
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• pp.285-295
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• 2006

본 연구에서는 (1) 선진외국 및 기타국가의 농업용수 수질기준을 검토하고 (2) 선진외국과 국내의 농업용수 수질기준을 항목별로 심층 비교 분석하여, 현행 농업용수 수질기준의 적정성을 평가하였다. 또한 (3) 국내 농업용수 수질기준의 문제점을 파악하고 추가로 기준설정이 요구되는 수질기준 항목을 도출하였다. 우리나라의 농업용수 수질기준은 따로 마련되어 있는 것이 아니라, 수질환경기준의 4등급에 해당하는데, 이는 관리목적의 기준으로 이수목적의 농업용수로 필요한 항목들이 누락되어 있는 실정이다. 예를 들어 캐나다의 경우 농약과 비료에 의한 오염 등을 고려하여 관개용수 수질기준을 제시하고 있으며 일본의 경우 우리나라와 달리 EC, Zn, 그리고 Cu항목을 설정해 두고 있다. FAO에서도 주요항목으로 염도와 토양 침투율 그리고 특정이온의 독성에 대해 제시하고 있으며 중국의 경우 벼에 대한 농업용수 수질기준을 따로 제시하고 있는 실정이다. 국내 농업용수 수질기준의 추가항목 필요성은 수질환경기준의 8항목과 사람의 건강보호항목 9항목으로 나누어 세밀하게 검토한 결과, 국내 농업용수 수질기준에 추가되어야 할 수질항목으로 나트륨, 전기전도도, 미생물항목. 그리고 5개의 미량원소 (염소, 붕소, 구리, 철, 아연)가 제안되었다. 전기전도도 (EC) 는 염도의 지표로 식물뿌리 주변에 염농도가 높으면 수분결핍과 이온 독성을 나타낸다. 하수처리수를 재이용하여 농업용수로 이용할 경우 분변성 오염은 공중위생상 문제가 되며 병원성 미생물의 공존가능성을 시사하기 때문에 미생물항목이 필요하다. 또한, 염소, 붕소, 구리, 철, 아연의 5개의 원소는 이미 선진국에서는 기준설정이 되어 있는 수질항목들로, 식물생장에 필수원소들이지만 일정량 이상이 되면 식물독성을 유발하는 원소로 제시되었다. 우리나라의 농업용수 수질기준이 농작물을 보호하고, 나아가 인체건강을 고려하는 실질적인 이수목적의 기준이 되기 위해서는 추가로 제안된 수질항목들에 대한 기준이 선정된 필요가 있는 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권4호
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• pp.565-571
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• 2012

This study was conducted to investigate the tolerance of some resistant fungal strains from soils contaminated with heavy metals. Various fungal strains were isolated from soil samples collected from studied sites which heavy metals and other pollutants have been emitted in effluents for several years. Fungi isolated belong to different genera; however, Penicillium spp. showed the most frequent species. The microbial number was remarkably higher in the control soil than contaminated soil samples collected from mining areas. $Pb^{2+}$ and $Zn^{2+}$ had the highest concentration in the polluted soils ranging from 89 - 3,521 ppm and 98 - 4,383 ppm, respectively. The minimum inhibition concentrations (MICs) of $Pb^{+2}$ and $Zn^{+2}$ showed the highest values against the fungal strains. $Ni^{+2}$ and $Co^{+2}$ were the lowest contaminants in the polluted soils with the concentration of 5 to 12.1 ppm and 1.8 to 4.8 ppm, respectively. The tested resistant strains showed the strongest inhibition for $Ni^{+2}$ and $Co^{+2}$ up to 200-400 ppm. Cadmium was the most highly toxic heavy metal for most of strains, however, 1 mM of $Cr^{3+}$, $Cu^{2+}$ and $Pb^{2+}$ accelerated the growth of Penicillium verrucosum KNU3. $Cu^{+2}$ and $Zn^{+2}$ at concentration of 1 mM did not affect the growth rate P. funiculosum KNU4. Tolerance of fungal species to heavy metals appears to be strain and origin dependent.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.29-38
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• 2013

본 논문에서는 생분해 배수재를 이용한 오염토양 정화기술의 현장적용성을 평가하기 위하여 생분해 배수재의 물리적 특성시험을 수행하였으며, 이를 이용한 현장실험을 통하여 중금속 오염토양의 정화효율을 분석하였다. 두 종류(실린더 코어형, 하모니카형)의 생분해 배수재에 대한 시험결과, 실린더 코어형 배수재의 경우, 한국산업규격 표준시방에서 제시하는 기준치를 모두 만족하였으며, 하모니카형 생분해성 배수재는 실린더 코어형 배수재에 비해 배수성능이 상당히 낮은 결과를 나타내었다. 또한 오염토양 복원시 사용한 세정제로는 자체독성이 적어 생태계에 미치는 영향을 최소화하며, 생물학적 재순환시스템과의 최적인 조건을 지니고 있는 시트르산(ctric acid)을 선정하여 중금속 중 Cd, Cu, Pb을 현장실험 대상 오염물질로 선정 후 실험을 수행하였다. 현장실험은 3가지 설치조건을 고려하여 정화효율을 분석하였으며, 반응물질이 도포된 생분해 배수재를 이용하여 세척제를 주입 추출을 동시에 수행한 경우가 복원효율이 가장 높은 것으로 평가되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권5호
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• pp.846-853
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• 2016

We displayed four types of Solanum nigrum metallothionein (SMT) for the first time on the surface of Saccharomyces cerevisiae using an α-agglutinin-based display system. The SMT genes were amplified by RT-PCR. The plasmid pYES2 was used to construct the expression vector. Transformed yeast strains were confirmed by PCR amplification and custom sequencing. Surface-expressed metallothioneins were indirectly indicated by the enhanced cadmium sorption capacity. Flame atomic absorption spectrophotometry was used to examine the concentration of Cd²⁺ in this study. The transformed yeast strains showed much higher resistance ability to Cd²⁺ compared with the control. Strikingly, their Cd²⁺ accumulation was almost twice as much as that of the wild-type yeast cells. Furthermore, surface-engineered yeast strains could effectively adsorb ultra-trace cadmium and accumulate Cd²⁺ under a wide range of pH levels, from 3 to 7, without disturbing the Cu²⁺ and Hg²⁺. Four types of surfaceengineered Saccharomyces cerevisiae strains were constructed and they could be used to purify Cd²⁺-contaminated water and adsorb ultra-trace cadmium effectively. The surface-engineered Saccharomyces cerevisiae strains would be useful tools for the bioremediation and biosorption of environmental cadmium contaminants.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제21권3호
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• pp.252-258
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• 2004

This study was performed to evaluate characteristic of acid mine drainages (AMD) from abandoned mines in Kangwon-Do. Youngdong abandoned mine, and Soo and Hambaek abandoned mines in Hamtae were selected for this study. Average pHs of the mine drainages were 3-6.5, and those of Youngdong and Hambaek drainages were very acidic as 3-4. $SO_4^{-2}$ of Youngdong and Hambaek drainages were over 1,600 mg/L, which higher than average value (845 mg/L) of acid mine drainages in nationwide. Cu, Mn, and As concentrations of the drainages were lower than ‘Pollutant Discharge Permission'. Fe concentrations of Youngdong and Hambaek drainages were approximately 96 mg/L, which were two times higher than average value in nationwide. From correlation analysis using SPSS, significant correlation was not discovered between 'contaminants' analyzed in three acid mine drainages.

• 상하수도학회지
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• 제26권1호
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• pp.47-54
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• 2012

This study analyzed influence factors and the correlation among pollutants which affect occurrence of leaked pollution based on the long-term runoff flow and water quality investigation results to understand the characteristics of highway rainfall runoff pollution load. According to the result of correlation analysis on TSS (Total Suspended Solid) concentration, anteceded dry days, rainfall intensity, traffic volume and etc. as major influence factors of highway rainfall runoff pollution loads, the correlations were weak or scarce in most items. These results might be attributed that runoff pollutant concentration changes vary severely on changes of rainfall intensity and rainfall duration within rainfall and it is affected by disturbances of vehicles and street cleaning and etc. as characteristics of the highway. While Cu, Fe and Zn which are discharged with high concentrations out of heavy metals showed high correlation with particulate matter, organic matter(COD), nutrient(TN, TP), Ni and Pb showed relatively low correlation in a correlation evaluation by pollutant. Significant correlation with traffic volumes was not shown and TSS concentration even decreased in accordance with increase of the traffic volume. In the comparison with precedent studies, it was considered necessary additional analysis of the effects of rainfall section analysis, road type, disturbances of surface contaminants by vehicles, rainfall and climate conditions, surrounding terrains etc.

• 한국환경농학회지
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• 제24권3호
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• pp.222-231
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• 2005

광산주변의 광해대책 없이 방치된 대부분의 잔류광미는 광산지역의 하류 농경지뿐만 아니라 재배 작물의 중금속 오염의 주원인이 될 수 있다. 본 연구는 폐금속광산의 중금속 오염 특성을 평가하기 위하여 국내 25개 광산 주변에서 채취한 광미를 대상으로 수용성, 산가용성 및 전함량 중금속을 분석 검토하였다. 광미 중 수용성 무기이온들의 함량은 ${SO_4}^{2-}>Ca^{2+}>Mn^{2+},\;Na^+,\;Al^{3+}>Mg^{2+},\;Fe^{3+}>Cl^-$ 순으로 높았으며, 특히 pH, EC, ${SO_4}^{2-}$ 및 $Ca^{2+}$ 함량은 광산별로 큰 편차를 보였다. 광미중의 중금속 전함량은 Cd 31.8, Cu 708, Pb 4,961, Zn 2,275 및 As 3,235 mg/kg이었고, 중금속 중 Cd, Zn 및 As는 우리나라 토양환경보전법의 토양오염대책 기준을 초과하였다. 광미 중 전함량에 대한 수용성 중금속 비율은 Cd > Zn > Cu > Pb > As 순으로 높게 나타나 토양 환경내에서 이동성이 높은 순위와 일치하였다. 또한 0.1M-HCl 산가용성 침출비율은 각각 Cd 17.4, Cu 10.2, Pb 6.5, Zn 6.8 및 As 11.4%(1M-HCl 추출성)이었고, 광미 중 중금속 전함량에 대한 수용성 함량비율은 화학성분 조성과 관련성이 큰 것을 알 수 있었다. 광미중의 중금속 부화계수(EF)는 As > Pb > Cd > Cu > Zn 순이었고, 오염지순(PI)는 Au-Ag 광산이 다른 광산보다 높은 것으로 나타났다. 이러한 광산 주변 광미의 중금속 부화계수와 오염지수를 근거로 볼 때 심각한 수준으로 중금속이 농집되어 있어 폐광산 주변의 주요 오염원은 광미를 포함한 광산폐기물로 판단할 수 있었다. 따라서 폐광산 주변에서 중금속을 다량 함유된 광미의 유실 및 강우에 의한 유출은 하부 수계 및 농경지에 심각한 문제를 야기 시키며,특히 산성 황화물을 함유하는 광산폐수는 산성배수를 일으켜 중금속 용출 부화를 가중시킬 수 있어 이에 대한 대책이 강구되어야 할 것이다.