• 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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• 제20권10호
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• pp.1329-1336
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• 2011

The objectives of this study are to examine the processing of oils contamination soil by means of using a micronano-bubble soil washing system, to investigate the various factors such as washing periods, the amount of micro-nano bubbles generated depending on the quantity of acid injection and quantity of air injection, to examine the features involved in the elimination of total petroleum hydrocarbons (TPHs) contained in the soil, and thus to evaluate the possibility of practical application on the field for the economic feasibility. The oils contaminated soil used in this study was collected from the 0~15 cm surface layer of an automobile junkyard located in U City. The collected soil was air-dried for 24 hours, and then the large particles and other substances contained in the soil were eliminated and filtered through sieve No.10 (2 mm) to secure consistency in the samples. The TPH concentration of the contaminated soil was found to be 4,914~5,998 mg/kg. The micronano-bubble soil washing system consists of the reactor, the flow equalization tank, the micronano- bubble generator, the pump and the strainer, and was manufactured with stainless material for withstanding acidic phase. When the injected air flow rate was fixed at 2 L/min, for each hydrogen peroxide concentrations (5, 10, 15%) the removal percents for TPH within the contaminated soil with retention times of 30 minutes were respectively identified as 4,931 mg/kg (18.9%), 4,678 mg/kg (18.9%) and, 4,513 mg/kg (17.7%). And when the injected air flow rate was fixed at 2 L/min, for each hydrogen peroxide concentrations (5, 10, 15%) the removal percents for TPH within the contaminated soil with retention times of 120 minutes were respectively identified as4,256 mg/kg (22.3%), 4,621 mg/kg (19.7%) and 4,268 mg/kg (25.9%).

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제19권1호
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• pp.34-45
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• 2014

산업화의 영향으로 발생한 토양 지하수 내 중금속 및 유류 오염정화를 위해 다양한 시도가 이루어지고 있다. 그러나 미세토양이 상대적으로 많이 포함되어 있는 오염토양 정화시 오염물질의 rebound나 tailing 현상이 발생되어 정화기간이 장기화 되어왔다. 이러한 문제점은 미세토양과 미세공극이 존재하는 미세환경과 오염물질의 각각의 특성, 존재형태, 그리고 상호간의 다양한 반응 등으로부터 기인한다고 보고되었다. 따라서, 본 연구에서는 토양 지하수 미세환경과 오염정화 효율성과의 상관성에 대해 고찰하고 미세환경의 샘플링, 분석, 평가 기법을 소개 및 제안하며, 이를 활용한 오염정화효율 향상과 최적의 정화공법선정을 위한 정보를 제공하고자 하였다. 오염토양의 물리 화학 생물학적 특성 그리고 오염물질 종류 및 특성에 따른 정밀 평가를 통해 특정 정화공법 적용시 달성 가능한 정화기간과 정화수준을 예상할 수 있을 것이다. 따라서, 미세환경의 정밀 분석, 평가 기술을 바탕으로 정화 기술의 효율성과 타당성 검토가 가능할 것으로 판단되며 오염된 토양 지하수 복원을 위한 최적의 정화공법을 선정하는 기초자료로써 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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• pp.44-52
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• 2002

Low temperature thermal desorption (LTTD) has become one of the cornerstone technologies used for the treatment of contaminated soils and sediments in the United States. LTTD technology was first used in the mid-1980s for soil treatment on sites managed under the Comprehensive Environmental Respones, Compensation and Liability Act (CERCLA) or Superfund. Implementation was facilitated by CERCLA regulations that require only that spplicable regulations shall be met thus avoiding the need for protracted and expensive permit applications for thermal treatment equipment. The initial equipment designs used typically came from technology transfer sources. Asphalt manufacturing plants were converted to direct-fired LTTD systems, and conventional calciners were adapted for use as indirect-fired LTTD systems. Other innovative designs included hot sand recycle technology (initially developed for synfuels production from tar sand and oil shale), recycle sweep gas, travelling belts and batch-charged vacuum chambers, among others. These systems were used to treat soil contaminated with total petroleum hydrocarbons (TPH), polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), pesticides, polychlorinated biphenyls (PCBs) and dioxin with varying degrees of success. Ultimately, performance and cost considerations established the suite of systems that are used for LTTD soil treatment applications today. This paper briefly reviews the develpoment of LTTD systems and summarizes the design, performance and cost characteristics of the equipment in use today. Designs reviewed include continuous feed direct-fired and indirect-fired equipment, batch feed systems and in-situ equipment. Performance is compared in terms of before-and-after contaminant levels in the soil and permissible emissions levels in the stack gas vented to the atmosphere. The review of air emissions standards includes a review of regulations in the U.S. and the European Union (EU). Key cost centers for the mobilization and operation of LTTD equipment are identified and compared for the different types of LTTD systems in use today. A work chart is provided for the selection of the optmum LTTD system for site-specific applications. LTTD technology continues to be a cornerstone technology for soil treatment in the U.S. and elsewhere. Examples of leading-edge LTTD technologies developed in the U.S. that are now being delivered locally in global projects are described.

• 지질공학
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• 제33권1호
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• pp.85-103
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• 2023

점토와 같은 세립질 또는 유기물을 다량으로 함유하거나 다져진 지층을 대상으로 지중(in-situ) 정화를 진행하는 경우, 정화효율이 떨어져 정화비용이 증가하는 등의 한계가 발생한다. 또한, 토양조건이 양호하더라도 균일하지 않은 토질특성과 낮은 투수특성으로 인해 장기간에 걸쳐 정화를 수행하여 완료되는 것이 일반적이다. 본 연구는 기존 지중정화의 한계를 개선하기 위한 방법으로 공압파쇄, 진공추출, 플라즈마 블라스팅을 접목한 기술(PPV공법)의 정화효과 확인과 현장 적용성을 평가하고자 수행하였다. 상대적인 비교를 위하여 본 연구에 적용된 기술을 실험군으로 하고 기존 공법인 화학적산화공법을 대조군으로 하여 TPH로 오염된 토양에서80일에 걸쳐 각각 지중정화를 수행하였으며, 총 4차에 걸쳐 모니터링 시료를 채취하여 정화효과를 비교 평가하였다. 모니터링 결과, 대조군은 정화제 전달효과가 불량하여 오염도의 감소 경향성을 보이지 않는 반면 실험군(PPV공법) 적용에서는 정화시간이 경과함에 따라 뚜렷한 오염도 저감효과가 나타난다. 주입정으로부터 거리별 TPH 최고농도 저감율을 평가하면, 대조군은 경향성이 없으나 PPV공법은 주입정 반경 1 m 이내에서는 62.6%, 1.1~2.0 m에서 90.1%, 2.1~3.0 m에서 92.1%의 정화효과를 보인다. 주입정으로부터 거리별 TPH 평균농도 저감율을 평가하면, 대조군은 실질적인 정화효과가 없으나 PPV공법은 주입정 반경 1 m 이내에서는 53.6%, 1.1~2.0 m에서 82.4%, 2.1~3.0 m에서 68.7%의 정화효과가 확인되었다. TPH 최대 및 평균 오염농도의 변화를 토대로 실험군과 대조군의 정화효율을 평가한 결과, PPV공법은 대조군 대비 149.0~184.8%의 정화효과가 상승하는 것으로 평가할 수 있으며 평균 정화효과 상승률은 약167%이다. 시간경과에 대한 TPH 농도를 분석을 통해 상관관계식을 도출하고 이를 활용하여 최초 농도 대비 80% 저감기간을 평가한 결과 PPV공법을 적용하는 경우 화학적산화공법 적용시보다 184.4%의 정화시간 단축이 가능할 것으로 평가되었다. 다만, 단일 부지에 대한 평가 결과이기 때문에 모든 지층에 동일하게 적용될 수 없으므로 향후 이에 대한 추가적인 연구를 수행하여 그 효과를 보다 면밀히 검토할 필요가 있다.

• 지질공학
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• 제33권3호
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• pp.371-388
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• 2023

지층구성이 복잡하고 저투수성의 토양이 분포하는 경우 정화효율은 급격히 저하되고 실질적인 정화가 이루어지지 않거나 정화기간이 증가하는 등의 문제가 발생한다. 효율적인 정화를 위해서는 투수성이 개선되어 오염된 구간으로 정화제 주입하여 오염물질과 충분한 접촉이 이루어져야 한다. 본 연구는 균열형성과 효과적인 정화제 유도를 위해 플라즈마 블라스팅, 공압파쇄, 진공추출을 복합적으로 활용하는 PPV 공법의 유체 전달특성을 분석하고 기존공법과의 비교를 통해 개선효과를 평가하였다. 연구는 TPH(Total petroleum hydrocarbons)로 오염된 실제 오염부지에 대한 정화제 전달효과를 확인하기 위한 실증시험을 수행하였으며 정화제의 전달특성과 영향범위 등을 산정하기 위해 주입량과 주입시간을 모니터링하고, 정성적인 지중환경 변화요인을 확인하고자 전기비저항탐사를 수행하였다. 또한, 투수시험을 수행하여 각 공법에 대한 투수성 변화를 평가하였다. 정화제의 주입량 모니터링 결과, 주입량은 대조군 대비 실험군의 주입량이 약 4.74~7.48배 증가하였고, 단위 시간 당 주입 유량(L/min)은 약 5.00~7.54배 실험군의 전달률이 빠른 것으로 분석되었다. 전기비저항탐사 결과, 실험군의 비저항변화비는 대조군과는 달리 지표까지 영향을 주어 비저항값이 전체적으로 감소하는 경향을 보인다. 따라서 실험군은 지표 상부에 분포하는 토사층까지 과산화수소 등의 유체 확산이 이루어져 저비저항 변화비가 감소하는 것을 볼 수 있으며 주입정과 추출정 사이의 수평적 변화비는 약 1.12~2.38배 비저항값이 감소되었다. 투수성의 경우, 대조군과 실험군 모두 유사한 초기 투수성을 보였으나 과산화수소의 정화기작 영향으로 투수성이 감소하는 특성을 나타내는 것으로 확인되었다. 수리전도도의 변화를 정량적으로 평가하면, 대조군은 시험 종료 후 초기 수리전도도 대비 21.1%의 수리전도도를 나타내어 투수성이 급격히 저하되는 양상을 보였으나 실험군은 실험종료 후 초기치 대비 81.3%로 초기 수리전도도와 근접한 값을 나타내는 것으로 파악되었다. 현장조사로 확인된 수리전도도와 정화재 주입실험을 통한 정화제 주입용량(m³/hr), 토양특성분석(함수비, 밀도)을 통한 공극률(%)의 분석을 통해 영향반경(ROI)을 산정산 결과, PPV 공법의 영향반경(ROI)은 대조군에 비해 평균 220% 개선되는 것으로 확인되었다. 이와 같은 성과는 PPV 공법 적용으로 인하여 기존공법 대비 보다 넓은 범위에 걸쳐 효율적인 정화제 전달이 가능하고 정화기작에서 나타나는 투수성 저해요인을 상당부분 극복할 수 있으며, 약 2배 이상의 영향반경 증대를 통해 정화효율을 높일 수 있음을 지시하는 중요한 지표로 볼 수 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권1호
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• pp.67-73
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• 2007

The present study compared the microbial diversity and activity during the application of various bioremediation processes to crude oil-contaminated soil. Five different treatments, including natural attenuation (NA), biostimulation (BS), biosurfactant addition (BE), bioaugmentation (BA), and a combined treatment (CT) of biostimulation, biosurfactant addition, and bioaugmentation, were used to analyze the degradation rate and microbial communities. After 120 days, the level of remaining hydrocarbons after all the treatments was similar, however, the highest rate (k) of total petroleum hydrocarbon (TPH) degradation was observed with the CT treatment (P<0.05). The total bacterial counts increased during the first 2 weeks with all the treatments, and then remained stable. The bacterial communities and alkane monooxygenase gene fragment, alkB, were compared by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE). The DGGE analyses of the BA and CT treatments, which included Nocardia sp. H17-1, revealed a simple dominant population structure, compared with the other treatments. The Shannon-Weaver diversity index (H') and Simpson dominance index (D), calculated from the DGGE profiles using 16S rDNA, showed considerable qualitative differences in the community structure before and after the bioremediation treatment as well as between treatment conditions.

• 한국지리정보학회지
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• 제12권3호
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• pp.164-178
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• 2009

2007년 12월 7일 '허베이 스피리트호' 유류유출 사고 후 약 2개월간의 오염현황 조사 자료와 GIS를 이용하여 GIS 주제도로 제작하고, 해안선 오염정도의 시간적 변화 패턴을 분석하고자 하였다. 오염지도를 제작하기 위한 기초 작업으로 지상기준점을 측정하여 IKONOS 위성영상을 기하보정한 후, 이 영상을 이용하여 수치해도의 해안선을 정밀 편집하여 해안선 형태별 단위구역 해안선을 설정하였다. 네 차례에 걸쳐 조사한 해안오염 평가보고서로부터 추출한 유류오염 인자는 한국해양연구원에서 측정한 해안의 해수 내 총 유분(TPH) 자료(2007년 12월, 2008년 1월)와의 상관성을 분석하여 오염현황을 대표할 인자를 결정하였다. 이러한 대표적인 오염인자를 사용해 오염도를 계산하여 단위구역 해안선에 속성 값으로 입력하였다. 오염도가 포함된 해안선으로 제작한 조사기관별 GIS 유류오염 주제도는 사고 초기 약 2개월간의 오염상황을 어느 정도 반영하였다. 또한 각 기관에서 공통으로 조사한 지역인 만리포 주변해안 13.4km를 세부 연구지역으로 설정하여 해안선 형태별 시기적 오염변화 패턴을 분석하였다. 본 연구를 바탕으로 향후 유류오염사고 발생 시 보다 신속하고 정확한 오염현황도 제작 뿐 아니라, 방제활동이나 과학적인 오염조사 활동 등에 필요한 의사결정 지원에 도움이 되리라 기대된다.