• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제6권3호
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• pp.13-20
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• 2001

본 연구에서는 고농도 유류오염토양 처리를 위해 ${H_2}{O_2}$/$Fe^0 시스템을 이용한 Fenton-like oxidation을 제시하였다. 주요 반응조건인 초기 PH, $Fe^0 및 ${H_2}{O_2}$ 주입량과 초기 오염농도를 변화시켜가며 본 산화처리 시스템의 반응특성을 회분식 실험을 통하여 알아보았다. 유류 오염물은 디젤을 사용하였으며 오염농도는 가스 크로마토그래피를 사용하여 TPH (Total Petroleum Hydrocarbon)로 나타내었다. 제거효율을 보면 적정 ${H_2}{O_2}$/$Fe^0 주입조건인 10% ${H_2}{O_2}$+ 20% Fe$^{0}$ 에서 반응시간 24이내에 약 65% 이상의 제거율(초기 TPH 농도 : 10,000mg/kg)을 나타내었으며, 초기 pH조건은 높은 제거효과를 얻기 위해서 3~4범위이내가 적정함을 알 수 있었다. 기존의 과산화수소의 분해촉매로 사용하는 철 염($FeSO_4)과의 비교실험에서는 $Fe^0를 촉매로 사용하였을 때 유류오염토양의 화학적 산화 처리가 처리효율과 경제성에서 더 효과적임을 알 수 있었고, 특히 고농도 오염토양 처리에서 더 유리한 것으로 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권4호
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• pp.339-345
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• 2009

We evaluated the activity and abundance of the crude-oil-degrading bacterium Nocardia sp. H17-1 during bioremediation of oil-contaminated soil, using real-time PCR. The total petroleum hydrocarbon(TPH) degradation rate constants(k) of the soils treated with and without H17-1 were $0.103\;d^{-1}$ and $0.028\;d^{-1}$ respectively. The degradation rate constant was 3.6 times higher in the soil with H17-1 than in the soil without H17-1. In order to detect and quantify the Nocardia sp. H17-1 in soil samples, we quantified the genes encoding 16S ribosomal RNA(16S rRNA), alkane monooxygenase(alkB4), and catechol 2,3-dioxygenase(23CAT) with real-time PCR using SYBR green. The amounts of H17-1 16S rRNA and alkB4 detected increased rapidly up to 1,000-folds for the first 10 days, and then continued to increase only slightly or leveled off. However, the abundance of the 23CAT gene detected in H17-1-treated soil, where H17-1 had neither the 23CAT gene for the degradation of aromatic hydrocarbons nor the catechol 2,3-dioxygenase activity, did not differ significantly from that of the untreated soil($\alpha$=0.05,p>0.22). These results indicated that H17-1 is a potential candidate for the bioaugmentation of alkane-contaminated soil. Overall, we evaluated the abundance and metabolic activity of the bioremediation strain H17-1 using real-time PCR, independent of cultivation.

• 한국환경과학회지
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• 제17권5호
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• pp.479-484
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• 2008

The application of microwave technology has been investigated in the remediation of diesel-contaminated soil. The paper deals with economic assessment by means of cost analysis and degradation characteristics at different microwave powers for total petroleum hydrocarbon (TPH) in diesel contaminated soils. The soils from S Mountain around the D University were sampled. The samples were screened with 2.0 mm mesh and dried for 6 hours before the diesel was added into the dried soils. The diesel-contaminated soil (3,300 mg THP/kg soil) was prepared with diesel (S Co.). The drying process was carried out in a microwave oven, a standard household appliance with a 2,450 MHz frequency and 700 W of power. The experiments were conducted from 0 to 20 minutes as the microwave powers increased from 350W to 500W to 700W. The concentrations of TPH were analysed using a gas chromatography/mass spectrometer (GC/MS). The initial concentration of TPH was 3,300 mg TPH/kg soil. The weight of contaminated soil was 200g. The concentration of TPH was decreased to 1,828 mg TPH/kg soil (44.7%), 1,347 mg TPH/kg soil (59.2%) and 1,014 mg TPH/kg soil (69.3%) at 350W, 500W and 700W for 15 minutes respectively. In addition, the curve was best fit with first order kinetics using the least-square method. The ranges of a first order rate constant k and r-square were $0.0298{\sim}0.0375min^{-1}$ and $0.9373{\sim}0.9541$ respectively.

• 대한환경공학회지
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• 제37권8호
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• pp.458-464
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• 2015

본 연구에서는 사산화삼철과 활성탄을 발열체로 하여 벙커C유 오염토양에 마이크로파를 조사한 후 온도변화 양상 및 TPH 제거효율을 살펴보았다. 사산화삼철 및 활성탄 함유 오염토양에 100~500 Watt로 마이크로파를 조사하였을 때 승온율은 $1.4{\sim}1.6^{\circ}C/Watt$로 나타났다. 조사시간에 따른 온도의 변화는 활성탄보다 사산화삼철 함유토양에서 민감하게 나타났으며, 사산화삼철과 활성탄의 경우 발열체 함량이 각각 10% 이상과 25%에서 열탈착을 위한 충분한 온도가 확보될 수 있음을 관찰하였다. 사산화삼철은 평균 44.1%, 활성탄은 평균 89.4%의 TPH 제거 효율을 나타났으며, 벙커C유의 제거 양상은 활성탄이 함유되었을 때 사산화삼철 보다 고분자탄화수소의 휘발이 더욱 원활하게 진행되고 있음을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권11호
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• pp.776-780
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• 2013

본 연구에서는 마이크로파 조사를 통하여 디젤오염토양의 TPH (Total Petroleum Hydrocarbon) 제거양상을 살펴보고자 하였다. 건조토양을 마이크로파로 조사하였을 때 토양 내 온도의 상승은 완만하였으나 수분이 공급된 상태에서 온도 상승이 급격하게 나타났다. 함수량이 20% 이내 범위에서는 수분함량이 증가할수록 온도가 상승하였으나 20% 이상에서는 오히려 온도가 저하되었다. 100~700 W의 전력량으로 마이크로파를 조사한 후 각각의 TPH의 제거량을 확인하였을 때 300 W 이상의 범위에서는 전력량이 높아짐에도 TPH 제거량에 차이가 많지 않았다. 초기 수분량 20%에서 마이크로 조사 시 최종 TPH 제거량은 60%로 나타났으나 추가적으로 수분을 공급하여 토양 내 함수량을 일정하게 유지하였을 때 약 25%의 TPH 제거 증대효과가 나타났다. 이는 마이크로파를 이용할 때 반응이 지속됨에 따라 수분손실과 더불어 온도가 감소하므로 토양 내 함수량을 유지하는 것이 효율적인 TPH제거를 위해 중요한 요인이 될 수 있다는 것을 나타낸다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.17-23
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• 2011

본 연구에서는 석유계총탄화수소와 톨루엔을 토양세정에 의해 제거하기 위하여 일련의 실험을 수행하였다. 회분식 실험 결과 Triton X-100과 SWA 1503의 경우 각각 79.0%와 69.0%의 TPH 제거효율을 나타내었다. 계면활성제의 농도 1-11mmol/L에서 계면활성제 농도 증가에 따라 TPH 제거효율은 증가하였으나 주입량 대비 제거효율 고려 시 최적 농도는 1mmol/L로 나타났다. 칼럼 실험 결과 최적의 유속은 0.3mL/min으로 나타났다. PAM(Physical Aquifer Model) 실험 결과 3 PV(Pore Volume) 동안 토양세정을 통해 주입한 톨루엔 중 약 5.5%가 제거된 것으로 나타났다. 따라서 토양세정의 효율을 증가시키기 위해서는 계면활성제의 재순화 또는 재이용을 통한 최적 운전조건의 도출이 필요하다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제23권5호
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• pp.26-36
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• 2018

Total petroleum hydrocarbon (TPH) is a mixture of various oil substances composed of alkane, alkene, cycloalkane, and aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, etc.). In this study, we investigated 92 groundwater wells around 36 gas stations to evaluate distribution characteristics of petroleum hydrocarbons. Groundwater in the wells was sampled and monitored twice a year. The fraction analysis method of TPH was developed based on TNRCC 1006. The test results indicated aliphatic and aromatic fractions accounted for 28.6 and 73.8%, respectively. The detection frequencies of TPH in the monitoring wells ranged in 21.6 - 24.2%. The average concentration of TPH was 0.11 mg/L with the concentration range of 0.25~0.99 mg/L. In the result of TPH fraction analysis, in aliphatic fractions were 19% (C6-C8 : 0.2%, C8-C10 : 0.4%, C10-C12 : 0.4%, C12-C16 : 0.5%, C16-C22 : 1.0%, C22-C36 : 16.6%), and aromatic fractions were 81% (C6-C8 : 1.1%, C8-C10 : 0%, C10-C12 : 2.9%, C12-C16 : 0.3%, C16-C22 : 4%, C22-C36 : 66.8%). Fractions of C22-C36 were detected in about 83% of the monitoring wells, suggesting non-degradable characteristics of hydrocarbons with high carbon content.

• 한국토양환경학회지
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• 제2권3호
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• pp.49-57
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• 1997

천연 토양 속에 많이 존재하는 철광식인 goethite, magnetite와 과산화수소수를 이용해 펜톤 유사 반응(Fenton-like oxidation)을 유도하여 디젤과 등유로 각각 오염된 모래(silica sand)를 회분식 시스템으로 처리하여 보았다. 과산화수소수의 농도(0%, 1%, 15%), 초기 오염물의 농도(0.2, 0.5, 1.0g디젤, 등유/kg 모래), 그리고 철광석(iron minerals)의 양(0, 1, 5wt% magnetite or goethite)을 달리하여 반응조건들을 조사하였다. 모래-철광석-$H_2O$$_2$system에서의 오염물의 분해는 잔존 Total Petroleum Hydrocarbon(TPH)의 농도를 분석하여 확인하였다. 디젤이 silica sand에 오염된 경우(1.0g오염물/kg soil, 5wt% magnetite)에 과산화수소수의 농도를 0%, 1%, 그리고 15%로 달리하여 본 결과 8일후 각각 0%, 25%, 60%의 TPH 감소를 보였다. 철광석의 양이 lwt%에서 5wt%로 증가되었을 경우, 오염물의제거량이 magnetite의 경우 16%, goethite의 경우 13.1%만큼 증가하였다. 등유가 사용된 경우에 있어서의 오염물 분해는 디젤이 사용된 경우와 비슷하게 나타났다. Magnetite system은 iron(II)과 iron(III)이 공존하며, 미량의 철성분이 용해되므로 goethite system보다 오염물의 분해가 더 많이 일어나는 것으로 보인다. 그러나 용해된 철성분은 철광석 표면에 침전물의 형태로 쌓이게 되어 철광석 표면의 전자교환능력을 감소시키고 과산화수소수를 quenching시키는 것으로 사료된다. 그리하여 goethite system에서 과산화수소수가 적게 소모되어 magnetite system보다 나은 처리효율을 가지는 것으로 나타났다. 이 연구의 결과를 통하여 볼 때 천연토양속에는 magnetite와 goethite같은 철광석이 함유되어 있으므로 별도의 철성분 첨가없이 과산화수소수의 처리만으로도 석유로 오염된 토양의 처리가 가능할 것으로 보인다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.885-893
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• 2014

중금속과 총 석유 탄화수소(TPH)로 동시 오염된 복합오염 토양을 정화하기 위해 펜톤 산화와 토양 세정법에 활용되고 있는 $H_2O_2$와 sodium dodecyl surfate (SDS)를 활용하여 강화된 동전기를 연구하였다. 또한, 토양 고유의 특성 차이 및 전극액 농도에 따른 정화 효율의 영향을 확인하기 위해 토양과 농도를 달리하여 실험하였다. 인공적으로 오염시킨 토양에서 10% $H_2O_2$와 20mM SDS를 활용한 실험에서 중금속 정화 효율이 가장 높게 나타났으며, 반면에 같은 농도의 용산 토양 실험에서 토양 고유의 높은 산 완충능력으로 중금속 정화 효율이 떨어졌다. 20% $H_2O_2$와 20mM SDS으로 전극액 농도를 높인 실험을 통해 높은 전류는 토양의 pH에 영향을 주었으며, 이로 인해 중금속 정화에 영향을 미쳤다. TPH의 정화 효율의 경우 용산토양의 높은 산 완충능력과 유기물 함량으로 인해 인공적으로 오염시킨 토양에 비해 산화 효율이 저하되었다. 게다가 40mM의 sodium dodecyl surfate (SDS)의 농도가 주입될 경우, SDS의 scavenger 영향 때문에 TPH 정화에 악영향을 주었다. 토양 고유의 구성성분 및 전극액 농도가 동전기-펜톤 공정의 전기화학적 현상 및 전기삼투유량, 오염물질 정화에 매우 큰 영향을 주는 인자로 판명되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권5호
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• pp.47-51
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• 2015

Biocatalytic degradation of total petroleum hydrocarbons (TPHs) in contaminated soil by hemoglobin and hydrogen peroxide is an effective soil remediation method. This study used a laboratory soil reactor experiment to evaluate the effectiveness of a nonspecific biocatalytic reaction with hemoglobin and H₂O₂ for treating TPH-contaminated soil. We also quantified changes in the soil microbial community using real-time PCR analysis during the experimental treatment. The results show that the measured rate constant for the reaction with added hemoglobin was 0.051/day, about 3.5 times higher than the constant for the reaction with only H₂O₂ (0.014/day). After four weeks of treatment, 76% of the initial soil TPH concentration was removed with hemoglobin and hydrogen peroxide treatment. The removal of initial soil TPH concentration was 26% when only hydrogen peroxide was used. The soil microbial community, based on 16S rRNA gene copy number, was higher (7.1 × 10⁶ copy number/g of bacteria, and 7.4 × 10⁵ copy number/g of Archaea, respectively) in the hemoglobin catalyzed treatment. Our results show that TPH treatment in contaminated soil using hemoglobin catalyzed oxidation led to the enhanced removal effectiveness and was non-toxic to the native soil microbial community in the initial soil.