• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제16권5호
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• pp.74-81
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• 2011

The fluorene-degrading strain Sphingobacterium sp. KM-02 was isolated from PAHs-contaminated soil near a mineimpacted area by selective enrichment techniques. Fluorene added to the Sphingobacterium sp. KM-02 culture as sole carbon source was 78.4% removed within 120 h. A fluorene degradation pathway is tentatively proposed based on identification of the metabolic intermediates 9-fluorenone, 4-hydroxy-9-fluorenone, and 8-hydroxy-3,4-benzocoumarin. Further the ability of Sphingobacterium sp. KM-02 to bioremediate 100 mg/kg fluorene in soil matrix was examined by composting under laboratory conditions. Treatment of microcosm soil with the strain KM-02 for 20 days resulted in a 65.6% reduction in total amounts. These results demonstrate that Sphingobacterium sp. KM-02 could potentially be used in the bioremediation of fluorene from contaminated soil.

• 대한환경공학회지
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• 제27권2호
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• pp.198-205
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• 2005

본 연구에서는 marsh와 pond의 조합으로 구성된 회분식과 연속식 습지 반응조를 이용하여 화약물질인 TNT(2,4,6-trinitrotoluene)를 처리하는 실험을 수행하였다. 회분식 실험결과 10 mg/L의 TNT가 20일 이내에 marsh와 pond 반응조 내에서 모두 제거되었다. TNT의 분해에 따른 주요 분해 부산물들은 2,4-diamino-6-nitrotoluene(2,4-DANT), 2,6-diamino-4-nitrotoluene(2,6-DANT), 4-diamino-2,6-nitrotoluene(4-ADNT), 그리고 2-diamino-4,6-nitrotoluene(2-ADNT)이었으며 시간이 경과하면서 이들 부산물도 점차 감소하는 경향을 보였다. 다음으로 Marsh와 pond의 조합으로 이루어진 연속식 반응조를 이용하여 TNT를 처리한 결과 회분식 반응조와 비슷한 경향을 보였으며, 2일 이내에 수중에서 거의 모든 TNT가 제거되었다. 주요 부산물은 marsh와 pond 단일조합 반응조에서는 ADNT(mono amino-dinitrotoluene)계열의 부산물이었던 반면, marsh-pond, pond-marsh 연속식 반응조에서는 분해가 된 DANT(diamino-mononitrotoluene)가 주된 부산물로 관찰되어 혐기성과 호기성 조건을 동시에 가지는 연속식 조합 습지 시스템이 TNT의 분해에 더 효과적임을 알 수 있었다. 또한 습지의 유입수와 처리수의 독성을 평가하기 위해 Microtox Assay를 통하여 분석한 결과, marsh와 pond의 연속식 복합 반응조의 처리수는 $EC_{50}$를 계산할 수 없을 정도로 독성이 감소됨을 알 수 있었다. 이들 실험결과를 통하여 marsh와 pond의 조합으로 혐기성과 호기성을 동시에 마련한 인공습지 시스템을 이용하여 수중에 존재하는 TNT를 안정적으로 처리할 수 있었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제2권3호
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• pp.224-236
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• 2015

겨울철 한강과 낙동강에서 규조 Stephanodiscus hantzschii에 의한 조류발생이 빈번하게 일어나며, 이로 인한 수자원의 질적변화와 정수과정에 많은 경제적 손실을 주고 있다. 본 연구진은 조류대발생의 원인종인 S. hantzschii을 제어할 수 있는 naphthoquinone (Nq) 화합물을 개발하였다. 본 연구는 개발된 Nq 화합물 중 가장 친환경적인 화합물을 선정하기 위한 실험으로 물질의 살조범위 실험과 낙동강 현장수를 이용한 10 L 규모의 미소생태 실험을 수행하였다. 그 결과 Nq 4-6 화합물의 살조범위는 원반형 규조류에 특이적으로 나타났으며, 남조류 및 녹조류에 대해 살조 활성이 나타나지 않았다. 미소생태 실험 결과, 대조구에서 S. hantzschii가 지속적으로 세포밀도가 증가한 반면, Nq 4-6 화합물을 접종한 처리구에서는 처리 7일째 대조구 대비 S. hantzschii가 94.4% 감소하였으며, S. hantzschii를 제외한 나머지 규조류 및 녹조류에서는 Nq 4-6 화합물 처리 후 살조활성이 관찰되지 않았다. 식물플랑크톤 군집 분석 결과 대조구에 비해 처리구에서 우점도는 낮게 나타났으며, 다양도, 풍부도, 균등도 등은 처리구에서 높게 나타났다. 물리화학적요인 (용존산소, pH, 영양염) 및 미소생물 (heterotrophic nanoflagellates, 섬모충, 박테리아) 등에서도 Nq 4-6 화합물 처리 후 특이적인 변화는 나타나지 않았다. 따라서 본 연구에서 개발된 Nq 4-6 화합물은 생태독성이 낮고, 겨울철 국내 하천에서 매년 대발생을 일으키는 규조 S. hantzschii만을 특이적으로 제어함을 확인하였으며, 적용 시 식물플랑크톤 종 다양성을 증진시키는 친환경적인 조류제어제로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.164-167
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• 2001

현장에서 채취한 토양을 이용하여 Microcosm test를 실시한 결과 온도 및 수분함량이 높을수록 BTEX 분해율이 증가하는 것으로 나타났으며 산소 농도는 21~32% 정도가 적당하였다. 그러나 BTEX 초기농도가 높은 경우에는 생분해율이 감소하는 것으로 나타났다. Bioventing 공법을 현장에 적용한 결과 OUR(Oxygen Utilization Rate)값은 6.3~16.3%O$_2$/day로 조사되었으며 Biodegradation rate 값은 3.4~8.8 mg hydrocarbon/kg soil/day로 조사되어 생물학적 처리 가능성이 있는 것으로 평가되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권12호
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• pp.1069-1074
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• 2009

본 연구에서는 CuO와 ZnO의 입자 크기가 옥수수의 성장과 토양 미생물 군집에 미치는 독성을 microcosm 실험을 통하여 살펴보았다. 나노 입자는 micro 입자에 비해 옥수수의 biomass를 약 30% 감소시켜 나노 입자가 옥수수의 성장을 저해하는 것으로 나타났다. 토양 미생물 활성 지표인 Dehydrogenase activity는 CuO 나노 입자에서는 낮게 나타났으나 ZnO 나노 입자에서는 높게 나타났다. Biolog test 결과, CuO 나노 입자와 ZnO micro 입자에서 토양 미생물 다양성이 감소하는 것으로 나타났다. 그러므로, metal oxide의 나노 입자가 micro 입자보다 항상 토양 미생물의 활성 및 다양성에 더 유해한 영향을 나타내는 것은 아니라고 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2000년도 추계학술대회
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• pp.167-170
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• 2000

The purpose of study is to evaluate the effects of physical parameters on diesel biodegradation in diesel contaminated soil. The parameters applied are concentration, temperature, moisture contents, electron acceptor(O$_2$). The results of this study showed that diesel were degraded faster at high temperature and moisture contents than at low temperature and moisture content. However concentration effect study indicates that diesel were more faster degraded at low concentration than at high concentration. The results of electron acceptor test showed concentration of oxygen did not affect the biodegradation rate of diesel in oxygen condition(10, 20%) of this study.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권9호
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• pp.1279-1286
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• 2013

Particle size and metal species are important to both soil microbial toxicity and phytotoxicity in the soil ecosystem. The effects of CuO and ZnO nanoparticles (NPs) and microparticles (MPs) on soil microbial toxicity, phytotoxicity, and bioaccumulation in two crops (Cucumis sativus and Zea mays) were estimated in a soil microcosm. In the microcosm system, soil was artificially contaminated with 1,000 mg/kg CuO and ZnO NPs and MPs. After 15 days, we compared the microbial toxicity and phytotoxicity by particle size. In addition, C. sativus and Z. mays were cultivated in soils treated with CuO NPs and ZnO NPs, after which the treatment effects on bioaccumulation were evaluated. NPs were more toxic than MPs to microbes and plants in the soil ecosystem. We found that the soil enzyme activity and plant biomass were inhibited to the greatest extent by CuO NPs. However, in a Biolog test, substrate utilization patterns were more dependent upon metal type than particle size. Another finding indicated that the metal NP uptake amounts of plants depend on the plant species. In the comparison between C. sativus and Z. mays, the accumulation of Cu and Zn by C. sativus was noticeably higher. These findings show that metal oxide NPs may negatively impact soil bacteria and plants. In addition, the accumulation patterns of NPs depend on the plant species.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.255-259
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• 2004

본 연구에서는 유류오염 토양현장샘플을 이용한 실험실 규모의 회분식 실험을 통해 다양한 환원조건하에서 BTEX와 MTBE의 자연정화 평가 및 현장 생복원 기술 적용 타당성을 검토하는데 있다. 첫째, 오염토양과 비오염 토양에서 충분한 전자수용체의 존재는 유류오염물질의 생분해능을 증가시킬 수 있었음 알았다. 둘째, 같은 토양이라도 전자수용체의 종류와 유류오염물질의 특성에 따른 생분해능의 다양성을 확인할 수 있었다. 셋째, BTEX에 비해 MTBE의 분해가 매우 느림을 확인하였다. 본 실험은 아직 초기 단계의 실험으로 현장 조건을 충분히 만족 시키지는 못한다. 추가적인 pH 변화에 따른 전자수용체의 이용 특성 및 토양-지하수 microcosm test, 혐기성 생분해 부산물인 $CO_2$, $N_2$ 또는 $N_2$O, TBA의 연구가 실시되어야 하겠다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권2호
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• pp.52-58
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• 2005

본 연구는 사염화에틸렌(Perchloroethylene) 또는 트리클로로에틸렌(Trichloroethylene)으로 오염된 국내 지하수 내에 국외에서 보고된 환원성 탈염소화 미생물의 존재 유무와 사염화에틸렌의 생물학적 탈염소화 활성도를 평가하였다. 마이크로코즘 테스트(microcosm tests)는 4개의 오염지역(창원 A, 창원 B, 부천 및 양산) 지하수와 다양한 전자공여체 (sodium lactate, sodium propionate, sodium butyrate, sodium fumarate)를 이용하여 수행하였다. 단일 전자공여체 와 창원 A 혹은 창원 B 지하수를 주입한 전 마이크로코즘에서 사염화에틸렌 완전 탈염소화 분해 시 발생하는 최종 산물인 에틸렌이 배양 90일 후에 검출되었고, 부천 혹은 양산 지역의 지하수를 주입한 마이크로코즘에서는 배양 90 일 후 시스-1,2-디클로로에틸렌(cis-1 ,2-Dichloroethylene)만이 검출되었고, 염화비닐(Vinyl chloride) 과 에틸렌은 검출되지 않았다. 완전 탈염소화 생분해가 확인된 창원 B 지역 지하수와 불완전 탈염소화 생분해가 확인된 양산 지역 지하수 내 미생물 군집을 비교하기 위해 분자생물학적 방법을 이용한 실험을 수행하였다. 창원 B 지역 지하수의 클론 라이브러리(Clone library)에서 사염화에틸렌 완전 탈염소화 미생물, uncultured bacterium clone DCE47과 매우 유사한 염기서열 클론이 확인되었다. 그러나 양산 지역의 클론 라이브러리에서는 기존의 염화에틸렌 탈염소화 미생물과 유사한 염기서열 클론이 확인되지 않았다. 본 연구 결과를 통하여 국내 일부 지역의 지하수 내에 사염화에틸렌을 완전 탈염소화하여 무해한 에틸렌으로 분해하는 미생물이 존재함을 확인하였고, 적절한 전자공여체를 공급하는 경우 그 분해 활성도가 증가함을 확인하였다. 이 결과는 사염화에틸렌 혹은 트리클로로에틸렌으로 오염된 국내 지하수를 경제적인 공법인 환원성 탈염소화 생물학적 공정으로 복원할 수 있는 기능성을 보여주는 중요한 지표라고 사료된다.

• Journal of Microbiology
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• 제40권4호
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• pp.274-281
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• 2002

The competitive quantitative PCR method targeting pcbC gene was developed for monitoring 4-chlorobiphenyl(4CB)-degrading bacteria, Pseudomonas sp. strain DJ-12, in soil microcosms. The method involves extraction of DNA from soil contaminated with 4CB, PCR amplification of a pcbC gene fragment from the introduced strain with a set of strain-specific primers, and quantification of the elec-trophoresed PCR product by densitometry. To test the adequacy of the method, Pseudomonas sp. strain DJ-12 was introduced into both contaminated and non-contaminated soil microcosms amended with 4CB. Pseudomonas sp. strain DJ-12 was monitored and quantified by a competitive quantitative PCR in comparison with 4CB degradation and the result was compared to those obtained by using the conventional cultivation method. We successfully detected and monitored 4CB-degrading bacteria in each microcosm and found a significant linear relationship between the number of 4CB-degrading bacteria and the capacity for 4CB biodegradation. The results of DNA spiking and cell-spreading experiments suggest that this competitive quantitative PCR method targeting the pcbC gene for monitoring 4CB- degrading bacteria appears to be rapid, sensitive and more suitable than the microbiological approach in estimating the capacity of 4CB biodegradation in environmental samples.