선탄경석을 환경개선물질로 순환자원화하기 위해 철산화물과 혼합하여 중금속 불용화제를 제조하고 이의 적정제조 조건과 중금속에 대한 불용화 성능을 평가하였다 선탄경석을 분쇄한 후 철산화물의 분말을 혼합하여 구형의 펠릿을 제조하고 이를 가열하여 중금속 불용화제를 제조하였다. 온도별로 가열한 결과, $1100^{\circ}C$부터 선탄경석에 함유된 탄질분에 의해 영가철이 생성되었다. 제조된 불용화제는 구형의 다공체로서 공극률은 34.63%, 겉보기 밀도는 1.31 g/mL, 공극의 평균크기는 9.82 ${\mu}m$로 측정되었다. 불용화제를 비소(V), 구리(II), 크롬(VI), 카드뮴(II)이 함유된 각각의 중금속 용액과 반응시킨 결과, 영가철이 생성된 $1100^{\circ}C$에서 제조된 펠릿이 중금속 불용화도가 높고 pH를 더 높이는 것으로 나타났다. 중금속농도 10 ppm의 용액을 99.9%이상 불용화하기까지 비소의 경우 1시간, 크롬의 경우 2시간, 구리의 경우 4시간이 필요하였다. 그러나 카드뮴의 경우 불용화도가 낮게 나타났고 중금속농도가 높을수록 불용화도가 더 낮아지는 것으로 나타났다.
Electrokinetic remediation technique offers the opportunity to extract heavy metals from soils with high plasticity. The experiment demonstrated the applicability of electrokinetic remediation on metal-mining deposit and the decision of the enhancement method for four kinds of bench-scale studies. According to the sequential extraction of heavy metals in the "I" mining deposit, Pb and Cu were mostly associated with residual fraction and Zn and Cd were associated with water soluble and residual fraction. Therefore, removable fractions by electrokinetic technology was determined by the sum of the fraction of water soluble and exchangeable, which is Cu : 19.53%, Pb : 1.42%, Cd : 52.82%, Zn : 57.28%, respectively. When considering electrical potential, volume of effluent, soil pH, and eliminated rate of contaminant, results determined by sum of each weight were Citric aic+SDS (13) > 0.1N $HNO_3$ (10) > HAc (8) > DDW (4). Therefore, citric acid and SDS mixed solution was determined the best enhancing agent for the remediation of metal mining deposit.g deposit.
SRB(Sulfate Reducing Bacteria) converts sulfate into sulfide using an organic carbon source as the electron donor. The sulfide formed precipitates the various metals present in the AMD (Acid Mine Drainage). This study is the fundamental research on heavy metal removal from AMD using SRB. Two completely mixed anaerobic reactors were operated for cultivation of SRB at the temperature of $30^{\circ}C$ and anaerobic batch reactors were used to evaluate the effects of carbon source, COD/sulfate($SO_4^=$) ratio and alkalinity on sulfate reduction rate and heavy metal removal efficiency. AMD used in this study was characterized by low pH 3.0 and 1000mg/l of sulfate and dissolved high concentration of heavy metals such as iron, cadmium, copper, zinc and lead. It was found that glucose was an organic carbon source better than acetate as the electron donor of SRB for sulfate reduction in AMD. Amount of sulfate reduction maximized at the COD(glucose)/sulfate ratio of 0.5 in the influent and then removal efficiencies of heavy metals were 97.5% of Cu, 100% of Pb, 100% of Cr, 49% of Mn, 98% of Zn, 100% Cd and 92.4% of Fe. Although sulfate reduction results in an increase in the alkalinity of the reactor, alkalinity of 1000mg/1 (as $CaCo_3$) should be should be added continuously to the anaerobic reactor in order to remove heavy metals from AMD.
P. phosphoreum을 이용하여 연속 모니터링 시스템을 개발하고자 free cell과 고정화 세포의 중금속 물질에 대한 반응을 일차로 조사하였다. 고정화 물질로는 절차가 비교적 간단하고 bioluminescence 투과성에 영향을 주지 않는 sodium algmate를 사용하였다. Alginate는 발광미생물의 빛 발생 대사를 저해하지 않을 뿐만 아니라 bioluminescence의 투과성이 탁월하였다. 중금속 물질 중에서 $HgCl_2$, $CdCl_2$, $MnSO_4$, $ZnSO_4$를 선택하여 free cell과 alginate 혼합 세포 및 strontium alginate에 고정화한 세포에 노출시켜 반응을 조사하였으며, 또한 독성 및 strontium alginate에 고정화한 gel을 disc type으로 제조하여 중금속 물질에 대한 bioluminescence의 변화를 조사하였다. Free cell과 disc type의 세포가 alginate 혼합세포 및 strontium alginate로 고정화한 세포에 비해서 비교적 민감한 반응을 보였으며 중금속 물질의 농도에 대하여 bioluminescence intensity의 감소율이 비례하여 나타났다. 특히, 고정화 세포인경우 free cell 보다 중금속의 mass transfer에 미치는 영향 때문에 민감성은 떨어지지만 모두 linear regression curve를 나타내었다. Disc type의 경우 alginate에 혼합한 세포와 strontium alginate로 고정화한 세포보다 민감한 반응을 보인 것은 중금속에 노출된 면적이 넓기 때문으로 사료된다. 독성물질에 대한 반응분석을 위하여 Gamma value로부터 $EC_{50}$을 계산하였으며 이를 이용하여 각 중금속 물질의 농도와 P. phosphoreum의 bioluminescence intensity와의 상관관계 및 각 중금속 물질의 독성정도를 산출하였다. $EC_{50}$값을 이용하여 독성정도를 볼 때 4가지 type 모두 $HgCl_2$가 가장 독성이 강한 것으로 나타났다. 본 연구결과를 종합해 볼때 P. phosphoreum을 고정화 할 경우 bioluminescence에 거의 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라 bioluminescence의 안정성에도 기여하기 때문에 모니터링 시스템에 적용할 수 있다. 특히 disc type의 고정화 제재는 free cell과 동등한 민감도를 나타내었기 때문에 빛 안정성을 유지하면서 수질 모니터링을 위한 bioluminescence제재로 이용이 가능하다.
In this study, we investigated the inhibition effects of single and mixed heavy metal ions ($Zn^{2+},\;Ni^{2+},\;Cu^{2+},\;and\;Cd^{2+}$) on iron oxidation by Acidithiobacillus ferrooxidans. Effects of metals on the iron oxidation activity of A. ferrooxidans are categorized into four types of patterns according to its oxidation behavior. The results indicated that the inhibition effects of the metals on the iron oxidation activity were noncompetitive inhibitions. We proposed a reduced inhibition model, along with the reduced inhibition constant ($\alpha_i$), which was derived from the inhibition constant ($K_I$) of individual metals and represented the tolerance of a given inhibitor relative to that of a reference inhibitor. This model was used to evaluate the toxicity effect (inhibition effect) of metals on the iron oxidation activity of A. ferrooxidans. The model revealed that the iron oxidation behavior of the metals, regardless of metal systems (single, binary, ternary, or quaternary), is closely matched to that of any reference inhibitor at the same reduced inhibition concentration, $[I]_{reduced}$, which defines the ratio of the inhibitor concentration to the reduced inhibition constant. The model demonstrated that single metal systems and mixed metal systems with the same reduced inhibitor concentrations have similar toxic effects on microbial activity.
Mahmoud, Mohamed Rafat;Maher Mohamed Ahmed -Hamed;Ahmed, Iman Tawfik
Archives of Pharmacal Research
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제16권1호
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pp.78-81
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1993
Solution equilibria of the thmary systems $UO_2(II)$, La(III), Ce(III)-N-(2-acetamido)-iminodiacetic acid and dicarboxylic amino acids are studied potentiometrically. The formation of 1:1:1 mixed ligand complexes are inferred from the potentiometric titration curves. The formation constants of the different binary and thmary complexes in such system are evaluated at t=$24\pm{0.1}^\circ{C}\;and\;\mu=0.1\;mol\;dm^{-3}(kNO_3)$. It is deduced that the temary complex is more stable than the corresponding binary amino acid anion complex. Moreover, the order og stability of the binary or temary complexes in terms of nature of amino acid and metal ion is investigated and discussed.
This study was conducted to evaluate effect of chemical amendments on reducing bioavailable fraction of heavy metals in soil along with ecotoxicological effect on earthworms, Eisenia fetida. Three different chemical amendments, lime (L), steel slag (SS), and acid mine drainage sludge (AMDS), were applied with varied application ratio (1, 3, 5%). Heavy metal contaminated soil was mixed with chemical amedments and earthworms, Eisenia fetida, were cultivated for 28 days. Bioavailable fraction of heavy metals (Cd, Cu, Pb, and Zn) extracted with 0.1N HCl was monitored and also, mortality, growth, and metal concentration in earthworm were assessed. Result showed that all three amendments had high efficiency to reduce bioavailable fraction of heavy metals in soil. In particular, lime showed the highest reduction rate of Cu (63.9-87.7%), Pb (7.90-24.65%), and Zn (40.83-77.60%) among three amendments. No mortality of earthworm was observed during experimental period except 3% and 5% AMDS treatment indicating that application of chemical amendments is safe in terms of ecotoxicological aspect. However, no positive correlation was observed between reduction of bioavaialble fraction of heavy metals in soil and earthworms. Overall, application of chemical amendments in agricultural field can be adapted for reducing bioavailable fraction of heavy metals and detoxification in soil.
일반적으로 레미콘(ready-mixed concrete(RMC))은 시간이 경과하면 굳게 되므로 드럼내부의 잔류 콘크리트를 세척해야만 한다. 이에 따라 발생하게 되는 레미콘 세척수는 일반 토양에 그대로 방류하게 될 경우 강한 알칼리성분과 중금속에 의한 수질오염으로 생태계에 영향을 미치게 된다. 레미콘 공장에서 세척수로 사용되는 물의 약 10~15%가 토양이나 하천으로 방류되고 있으나 이로 인한 구체적인 토양오염 보고는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 전국 레미콘공장의 세척수를 채취 분석하고 이를 여러가지 투수성을 가진 토양에 침투시켰을 때 토양에 잔류하는 중금속 성분과 pH성분을 분석하였다. 실험에 사용된 시료는 풍화토와 각각 입경이 다른 모래를 사용하였으며, 일정한 층 두께를 유지하고 24시간 동안 침투시켰다. 세척수는 침전 처리 전(슬러지수)과 침전처리 후(상등수)로 나누어 토양에 침투시켰으며, 슬러지수를 토양에 침투시킨 결과 Cu와 Mn, Fe, Zn이 23~90% 이상 잔류하는 것으로 나타났다. 그러나 침전 처리를 거친 상등수는 풍화토에서만 Cu와 Mn이 60%이상 잔류하는 것으로 분석되었다.
대상지역 내 중금속 오염농경지 복원을 위해 설계된 안정화 공법에 대한 현장 적용성을 검토하기 위해 현장실증시험을 수행하였다. 대상오염 농경지에 처리구들을 설치하여 오염토양만을 채운 무처리구를 제외한 각 처리구에 중금속 안정화 재료로 선정된 석회석과 산업부산물인 제강슬래그를 각각의 혼합비로 채운 후, 관측기간동안 처리구 내 토양을 채취하여 이화학특성, 중금속농도(Cu, Cd, Pb, Zn, As) 그리고 중금속 분획특성 등을 분석하여 그 특성을 비교하였으며, 그 결과를 수록하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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