• 한국환경보건학회지
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• 제34권6호
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• pp.403-413
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• 2008

Toxic effect of methyl tert-butyl ether (MTBE), tert-butyl alcohol (TBA) and formaldehyde (FA) on microbial activity and diversity was compared in rice field, leek patch, and tidal mud flat soil samples. MTBE, TBA and FA with different concentrations were added into microcosms containing these soil samples, and placed at room temperature for 30 days. Then the microbial activities such as dehydrogenase and viable cell numbers and microbial community using a DGGE (Denaturing gradient gel electrophoresis) fingerprinting method were measured. Among the samples, dehydrogenase activity in rice field was inhibited the most by MTBE, TBA and FA. The toxic effect was higher according to the following orders: FA > MTBE > TBA. Dominant species in the microcosms contaminated with MTBE, TBA and FA were Chloroflex, Bacilli, gamma-proteobacteria in the rice field sample, Sphingobacteria, Flavobacteria, Actinobacteria, Bacilli, gamma-proteobacteria in the leek patch sample, and Sphingobacteria, Flavobacteria, delta-proteobacteria, gamma-proteobacteria in the tidal mud flat sample.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제21권2호
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• pp.93-102
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• 2006

Methyl tert-butyl ether (MTBE), an octane booster that is added to the reformulated gasoline, has been a widespread contaminant in aquatic ecosystem. MTBE is a recalcitrant pollutant having low biodegradability. Due to its higher water solubility and low octanol-water partition coefficient, it can be rapidly transported to the surrounding water environment. Also, MTBE is a known animal carcinogen, and is classified as a possible human carcinogen by U. S. Environmental Protection Agency. The adverse effect of MTBE to aquatic biota was widely reported. In Korea, the recent detection of MTBE in groundwater near gasoline filling stations has drawn concern to public health and ecosystem. To address this concern, the effect of MTBE to human health and ecosystem was discussed in this review. Also, ecotoxicity data of MTBE for fish, invertebrates, and algae were extensively compared to estimate the hazard concentration 5($HC_5$) of MTBE as a screening level.

• 대한환경공학회지
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• 제32권8호
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• pp.767-773
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• 2010

최근, 가솔린 첨가물인 Methyl tert-butyl ether (MTBE)가 음용수로 사용되는 대수층으로 방출되는 것에 대해 상당한 관심이 되고 있다. MTBE는 친수성이고, 가솔린 유출과 새고 있는 저장탱크 누출에 의해 환경에 노출되어 물과 쉽게 섞이게 된다. 본 논문에서는 실험실 규모 반응기내에서 MTBE 용액의 탈기 및 오존산화반응을 연구하였다. 계산한 질량 전달율(N)은 $1.24{\times}10^{-6}\;mol{\cdot}sec^{-1}$으로 나타났다. MTBE의 오존산화반응 실험결과 COD와 TOC는 각각 8.3%와 6.5% 감소하였고 BOD/COD는 0.03으로 큰 변화가 나타나지 않았다. 유사 1차 반응속도 상수는 $3.75{\times}10^{-5}\;sec^{-1}$으로 나타났다. 활성화 에너지는 4.80 kcal.mol-1로 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권4호
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• pp.336-342
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• 2008

갯벌 토양 내 미생물 군집에 미치는 methyl tert-butyl ether(MTBE)와 그의 대사산물인 tert-butyl alcohol(TBA) and formaldehyde(FA)의 영향을 조사하였다. 서로 다른 농도의 MTBE, TBA 및 FA를 갯벌 토양 microcosm에 첨가한 후 30일 간 실온에 방치했다. Microcosm 시료의 pH, 수분함량, 유기물 함량 등의 물리 화학적 특성을 측정하였다. 총 세균수와 탈수소 효소 활성변화를 측정하였고, 미생물 군집 구조는 16S rRNA-PCR-DGGE(Denaturing gradient gel electrophoresis) fingerprinting 기법을 이용해 모니터링 했다. 그 결과, MTBE, TBA 및 FA 첨가 농도와 물리 화학적 요인들 사이에는 상관관계가 없었다(P>0.05). 탈수소효소 활성과 총 세균수는 MTBE, TBA 및 FA 농도가 증가 될수록 감소하였다(P<0.05). 각각의 독성 물질들이 미생물 활성에 저해 영향을 주었으며 이들의 저해 정도는 FA > MTBE > TBA 순이었다. MTBE, TBA 및 FA 노출 후 군집의 우점종을 살펴 본 결과 Sphingobacteria, Flavobacteria, delta-proteobacteria, gamma-proteobacteria로 크게 네 그룹으로 이뤄졌다. 미생물 군집의 다양성 지수는 MTBE및 대사산물의 주입농도의 영향을 받지 않았다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제19권5호
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• pp.9-17
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• 2014

This paper reported the use of real-time polymerase chain reaction (PCR), denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE), and the culture-based method in the intrinsic bioremediation study at a petroleum contaminated site. The study showed that phenol hydroxylase gene was detected in groundwater contaminated with benzene, toluene, ethylbenzene, xylene isomers (BTEX) and methyl tert-butyl ether (MTBE). This indicated that intrinsic bioremediation occurred at the site. DGGE analyses revealed that the petroleum-hydrocarbon plume caused the variation in microbial communities. MTBE degraders including Pseudomonas sp. NKNU01, Bacillus sp. NKNU01, Klebsiella sp. NKNU01, Enterobacter sp. NKNU01, and Enterobacter sp. NKNU02 were isolated from the contaminated groundwater using the cultured-based method. Among these five strains, Enterobacter sp. NKNU02 is the most effective stain at degrading MTBE without the addition of pentane. The MTBE biodegradation experiment indicated that the isolated bacteria were affected by propane. Biodegradation of MTBE was decreased but not totally inhibited in the mixtures of BTEX. Enterobacter sp. NKNU02 degraded about 60% of MTBE in the bioreactor study. Tert-butyl alcohol (TBA), acetic acid, 2-propanol, and propenoic acid were detected using gas chromatography/mass spectrometry during MTBE degraded by the rest cells of Enterobacter sp. NKNU02. The effectiveness of bioremediation of MTBE was assessed for potential field-scale application.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.136-139
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• 2001

In this study, we have examined potential degradation of MTBE (methy1 tert-butyl ether) by pure culture ENV425 and mixed culture isolated from gasoline contaminated soil using n-butane as the sources of carbon and energy. The results described in this study suggest that MTBE is degraded cometabolically by ENV425 and mixed culture grown n-butane, and the disappearance of TBA after complete degradation of MTBE suggest the further degradation of TBA. Butane and MTBE degradation was completely inhibited by acetylene, which indicated that both substrates were degraded by butane-utilizing bacteria. MTBE was degraded ENV425 and mixed culture grown n-butane, and TBA (tert-butyl alcohol) was produced as product of MTBE oxidation. TBA production was accounted 54.7% and 58.6% for MTBE oxidation by ENV425 and mixed culture, respectively. The observed maximal transformation yield (T$_{y}$) were 44.7 and 34.0 (nmol MTRE degraded/$\mu$mol n-butane Utilized) by ENV425 and mixed culture, respectively.y.

• 한국환경보건학회지
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• 제34권5호
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• pp.387-394
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• 2008

The toxicity of methyl tert-butyl ether (MTBE), tert-butyl alcohol (TBA) and formaldehyde (FA) on the indigenous microbial community in forest soil was studied. MTBE, TBA and FA with different concentrations were added into microcosms containing forest soil samples. After 10 and 30 days, total viable cell number and dehydrogenase activity in the microcosms were evaluated. Bacterial communities in the microcosms were also analyzed using a denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE). Dehydrogenase activity and total viable cell number were decreased according to the increase of MTBE, TBA and FA concentrations (P<0.05). FA toxicity was the highest, but TBA toxicity was the lowest. The results of principal component analysis using DGGE fingerprints showed that the microbial communities contaminated MTBE, TBA and FA were grouped by exposure time not exposure concentration. Dominant species in the microcosms were as follows: Photobacterium damselae sub sp. and Bacillus sp. KAR28 for MTBE; Mycobacterium sp. and Uncultured Clostridium sp. for TBA; and Uncultured Paenibacillaceae bacterium and Anxynobacillus, Flavithermus for FA.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.31-37
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• 2002

미국의 캘리포니아에서는 1995년도부터 휘발유의 옥탄가 향상제로 첨가되는 메틸 터셔리 부틸 이스(Methyl tert-Butyl Ether, MTBE)의 사용을 금지시켰다. MTBE의 사용이 금지된 가장 큰 이유는 MTBE의 물에 패한 용해도가 높아서 주유소 지하저장 탱크를 통하여 지하수를 오염시키고 저장탱크 바닥의 물을 배출시킴으로 인하여 지표수도 오염시키는 문제가 있었기 때문이다.(중략)

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제6권3호
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• pp.31-41
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• 2001

본 논문에서는 순수균주인 ENV425와 오염된 토양으로부터 분리한 혼합균주를 이용하여 가솔린 산화제인 MTBE에 대한 분해 가능성을 조사했다. MTBE는 n-butane에서 성장한 ENV425와 혼합균주에 의해 공대사적으로 분해가 이루어졌다. 또한 아세틸렌의 첨가에 의해 n-butane과 MTBE의 분해가 완전히 방해되어짐에 따라 두 기질 모두 부탄 분해 효소에 의해 분해되어짐을 알 수 있었다. n-butane에서 성장한 ENV42S와 혼합균주는 MTBE를 분해하고, MTBE의 분해산물로 TBA가 생성되었다. TBA의 생성은 분해된 MTBE에 대하여 ENV425와 혼합균주 각각 54.7%, 58.6%가 관찰되었다. 그러나, Resting cell 실험에서는 ENV425와 혼합균주에 의한 산화 생성물로 TBA와 TBF가 생성되었다. ENV425와 혼합균주에 의한 최대 MTBE 분해속도는 각각 52.3 그리고 62.3 (nmol MTBE degraded/hr/mg TSS), 최대 $T_y$ (Transformation yield)는 각각 44.7, 34.0 (nmol MTBE degraded/$\mu$mol n-butane utilized)으로 나타났고, 최대 $T_c$ (Transformation capacity)는 각각 199, 226 (nmol MTBE degraded/mg TSS used)으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권6호
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• pp.69-75
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• 2006

지하 저장 탱크로부터의 유류 유출로 인하여 전세계적으로 넓은 지역의 토양 및 지하수가 오염되고 있다. Methyl tert-butyl ether(MTBE)는 대기 오염 감소를 위하여 널리 사용되고 있는 유류 첨가제이지만 토양 및 지하수로 유입되어 섭취 되었을 때 발암 가능성이 있는 유독 물질이다. 본 연구는 고도 산화 처리 기법 중 유기 오염물의 분해에 높은 효율을 나타내는 고전적 Fenton reaction의 최대 단점인 강한 산성(pH 2.5-3) 의존성을 극복한 새로운 산화 처리 기법을 개발하여 고농도의 MTBE를 효과적으로 분해 하는 것을 그 목적으로 하여 자연 친화적인 chelating agents를 사용하여 중성 영역에서 Fenton reaction을 가능하게 하는 기법인 Modified Fenton reaction과 Ultra Violet light(UV)를 이용하여 분해효율을 극대화 하는 Photo-assisted Fenton reaction을 응용한 Modified Photo-Fenton reaction system을 개발하여 최적 반응 조건 및 반응 차수, 반응 메커니즘을 밝혀내었다. 낮은 독성과 높은 생분해성을 나타낸 Citrate ion을 chelating agents로 선정하였으며 최적 반응 조건은 [$Fe^{3+}$] : [Citrate] = 1 mM : 4 mM, 3% $H_2O_2$, 17.4 kWh/L UV dose, 초기 pH 6.0이며 이 조건에서 1000 ppm MTBE를 분해한 결과 6시간 후 86.75%, 16시간 후 99.99%의 높은 분해율을 나타냈으며 최종 pH는 6.02로 안정적이었다. 또한 Modified Photo-Fenton reaction을 이용한 MTBE 분해 반응은 유사 1차 반응을 나타내었으며 methoxy group이 ${\cdot}OH$ radical과 주로 반응하여 tert-butyl formate(TBF)가 주요 분해 산물이 되는 분해 경로를 따른 다는 것이 밝혀졌다. 본 연구로 개발된 Modified Photo-Fenton reaction에서 발생되는 산화제인 ${\cdot}OH$ radical의 비선택적 반응성을 고려할 때 본 system은 다른 종류의 유기 오염물 분해에도 효과적일 것으로 판단된다.