• 한국환경과학회지
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• 제16권10호
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• pp.1147-1155
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• 2007

The applicability of in situ biobarrier or microbial filter technology for the remediation of groundwater contaminated with chlorinated solvent was investigated through column study. In this study, the effect of packing materials on the reductive dechlorination of PCE was investigated using Canadian peat, Pahokee peat, peat moss and vermicompost (or worm casting) as a biobarrier medium. Optimal conditions previously determined from a batch microcosm study was applied in this column study. Lactate/benzoate was amended as electron donors to stimulate reductive dechlorination of PCE. Hydraulic conductivity was approximately $6{\times}10^{-5}-8{\times}10^{-5}\;cm/sec$ and no difference was found among the packing materials. The transport and dispersion coefficients determined from the curve-fitting of the breakthrough curves of $Br^-$ using CXTFIT 2.1 showed no difference between single-region and two-region models. The reductive dechlorination of PCE was efficiently occurred in all columns. Among the columns, especially the column packed with vermicompost exhibited the highest reductive dechlorination efficiency. The results of this study showed the promising potential of in situ biobarrier technology using peat and vermicompost for the remediation of groundwater contaminated with chlorinated solvents.

• 환경생물
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• 제17권2호
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• pp.129-138
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• 1999

난분해성 유기화합물의 일종인 염화 방향족화합물은 냉각제, 소화제, 페인트, 용매, 플라스틱류, 유압제, 제초제, 농약, 그리고 화학합성에 필요한 전구물질 등에 널리 사용된다. 이들은 친지질 특성을 가지므로 생물체의 세포막에 쉽게 흡착되며 먹이사슬에 의한 생물학적 농축과정을 통해 인간을 포함하는 각종 생물체에 축적된다. 그 결과 생물체의 세포막 구조가 변화되고 기능이 저해될 뿐더러 암과 돌연변이를 유발하고 $\ulcorner$환경호르몬$\lrcorner$으로서 생물체의 내분비계 기능을 교란하는 등 심각한 보건학적 그리고 환경생물학적 문제를 일으키고 있다. 염화 방향족화합물들은 벤젠고리 구조와 벤젠고리에 염소가 치환된 탄소-염소 결합을 공통적으로 가지고 있으며 벤젠고리에 치환된 염소의 수와 같은 수의 염소라도 붙어있는 위치에 따라 난분해 특징이 결정된다. 염화 방향족화합물들의 분해를 위해서는 미생물에 의한 벤젠 구조의 개환과정과 함께 벤젠 고리구조로부터 염소 치환기를 제거하는 탈염소화 과정이 반드시 일어나야만 한다. 호기적 환경에서 미생물에 의한 탈염소화는 분해 초기단계에서 dehalogenase라는 효소에 의해 촉매되는 oxygenolytic, reductive, 그리고 hydrolytic catalysis에 의해 일어나거나, 분해 대사과정 중에 저절로 염소치환기가 떨어져 나가는 경우도 있다. 탈염소화 과정을 거쳐 분해하는 미생물들을 이용한 염화 방향족 오염물질의 생물학적 분해방법은 이미 사용되고 있는 물리ㆍ화학적 방법보다 경제적이며 2차 오염의 부작용 없이 그 오염물질들을 매우 효과적으로 처리할 수 있다. 따라서 탈염소화 기작을 포함한 분해과정의 이해는 생물학적 분해의 기본적인 정보를 제공할 뿐더러 난분해성 환경 오염물질의 분해처리를 위하여 보다 집중적으로 연구해야 할 과제라고 할 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권5호
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• pp.304-311
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• 2012

산업용제로 널리 이용되고 있는 PCE (Perchloroethylene)나 TCE (Trichloroethylene)와 같은 염화에틸렌화합물은 안정된 세정력을 가지고 있어 널리 이용되고 있지만 무분별한 사용과 부주의한 취급으로 인해 최근 토양 및 지하수 오염지역이 늘어나고 있다. 본 연구에서는 퇴적토, 슬러지, 토양, 지하수 등 다양한 지역에서 총 10개의 시료를 식종원으로 이용하여 생물학적 PCE 탈염소화 가능성을 평가하고, 가장 우수한 탈염소화 능력을 보인 낙동강 퇴적토 시료를 대상으로 PCE를 에틸렌까지 안정적으로 탈염소화 가능한 혼합미생물을 농화배양하였다. 농화배양된 탈염소화 미생물을 생물전기화학시스템(Bioelectrochemical System, BES)의 환원부에 식종하여 전극을 전자공급원으로 이용한 탈염소화 가능성을 평가한 결과, PCE가 TCE, cis-dichloroethylene, vinyl chloride를 거쳐 최종산물인 에틸렌으로 탈염소화됨을 확인할 수 있었다. Polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE)를 이용한 미생물군집 분석결과, 농화배양액에서 구축된 탈염소 미생물 군집과 BES 환원전극부내 미생물 군집 구조는 다르게 나타났으며, 전기화학적 활성을 지닌 다양한 미생물이 존재함을 확인할 수 있었다. BES 환원전극부에서 부유성장하는 미생물과 전극에 생물막을 형성하는 미생물 군집구조에도 큰 차이가 있었으며, 이는 탈염소화 메커니즘의 차이에 기인하는 것으로 판단된다. 추가적인 연구를 통해서 자세한 생물전기화학적 탈염소화 메커니즘을 밝혀낸다면 생물전기화학적 탈염소화 기술은 염화에틸렌 오염 토양/지하수의 획기적인 생물정화기술로 자리잡게 될 것이다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2007년도 추계학술발표회
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• pp.185-185
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• 2007

20세기에 들어 산업, 군사 및 다양한 목적으로 비인화성 용매인 PCE와 TCE의 사용량이 증대하였다. 주의를 필요로 하는 물질임에도 불구하고 부주의한 사용과 보관으로 인해 토양, 퇴적토, 지하수에 심각하게 오염되었다. High-chlorinated ethenes은 호기성 박테리아의 oxygenation에 의해 분해되지 않는다. PEC및 TCE의 완전한 탈염소화는 혐기성조건에서만 관찰되어지며, 지난 10연년간의 연구에 의해서 탈염소화 혐기성 미생물의 수의 보고는 증가되었다. 혐기성 조건에서 탈염소화 미생물에 의해 PCE와 TCE는 less-chlorinated ethenes 또는 무해한 ethene으로 전환이 가능하다. 본 연구는 lactate를 electron donor로 이용해 PCE에서 ethene까지 완전히 탈염소화하는 혐기성 배양을 수행했다. PCE로 오염된 퇴적토 시료로부터 혐기성 미생물 배양을 성공했다. PCE가 ethene까지 완전히 분해되는 것이 관찰되었다. 추가적으로 혐기성 미생물 배양액에서 1,2-cis-dichloroethene (cis-DCE)와 vinyl chloride (VC)의 축적이 일어남을 관찰하였다. 혐기성 미생물 배양액에서 Dehalococcoides 16S rRNA gene sequences에 특이적으로 반응하는 primer를 이용한 DGGE를 통해 미생물 군집을 분석하였다. 결론적으로, 우리의 연구에서 PCE를 감소시키는 배양액을 배양했으며, 이 배양엑에는 Dehalococcoides sp. 존재하는 것을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제13권4호
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• pp.389-404
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• 2003

광주광역시의 하남산업단지 주변 및 도심지 광주천 일대의 37개 조사관정 중 21개 관정의 지하수에서 VOCs가 검출되었다. 염소계지방족 탄화수소는 37개 조사관정 중 18개 관정의 지하수에서 검출되었으며, 그 중 총트리할로메탄(TTHM)은 $0.1~36.2{\;}\mu\textrm{g}/L$의 분포를 보이고, CFC는 42.3~190{\;}\mu\textrm{g}/L$의 범위를 보이며, PCE, TCE 및 그 분해물들은 $0.1~124.2{\;}\mu\textrm{g}/L$의 농도를 보인다. 방향족탄화수소는 5개 관정의 지하수에서 10가지 성분이 검출되었으나, $0.2{\;}\mu\textrm{g}/L$ 미만의 낮은 농도로 나타났다. 하남산업단지 주변에서는 염소계지방족 탄화수소 성분이 광주천 인근 지하수 보다 검출빈도와 농도가 높게 나타나며, 지하수 시료중의 VOCs 성분은 TCE를 제외하고는 미국 음용수 기준치를 초과하지 않는다. TCE의 경우 하남산업단지에 소재하는 2개 지점의 지하수에서 먹는물 기준치($5{\;}\mu\textrm{g}/L$)를 각각 5배, 25배를 초과하는 것으로 나타났다 하남산업단지 지하수 시료중의 TCE 오염은 H8과 H10 관정에서, CFCs는 H8과 H11관정 부근의 지하수에서 검출되었다. 하남산업단지 주변 및 광주천 일대에서 검출된 TTHM은 상수도 및 하수도의 누출로부터 기원하는 것으로 판단된다. 연구 대상지역은 일부지역을 제외하고는 호기성지대로 구성되어 대부분의 방향족탄화수소는 분해가 잘되는 환경이나 염소계지방족 탄화수소는 대부분 생분해 반응이 서서히 일어나는 환경에 해당한다.

• 대한화학회지
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• 제20권3호
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• pp.229-235
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• 1976

페닐아세트산을 이황화탄소와 사염화탄소 용매에서 광염소화시켜 $43{\%}$ 수득률로 ${\alpha}$-클로로페닐아세트산을 얻었다. 여기에 암모니아를 가하여 가열해 주었더니 $16\sim27{\%}$수득률로 페닐글리신이 합성되었다. 또한 글리신유도체에 광페닐화 반응을 아세톤, 벤조페논 증감제와 benzoylperoxide를 써서 시도하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.62-65
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• 2002

Permeable reactive barriers (PRBs) are in-situ barriers constructed in a subsurface to treat contaminated groundwater using various reactive media. The common reactive medium used in PRB is zero-valent iron, which has been widely used to treat chlorinated solvents (i.e., PCE, TCE). A disadvantage of iron media is high cost. In this study, waste foundry sands were tested to determine the feasibility of their use as a low cost reactive medium. Batch and column tests were conducted with TCE to determine transport parameters and reactivity of the foundry sands. The reactivities of foundry sands for common groundwater contaminants are comparable to or slightly higher than those for Peerless iron, a common medium used in PRBs. In addition, the TOC and clay in foundry sands can significantly retard the movement of target contaminant, which may result in lower effluent concentration of contaminant due to biodegradation. In general, PRBs 1-m thick can be constructed with many foundry sands to treat TCE provided the zero-valent iron content in the foundry sand is higher than 1%.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.218-222
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• 2004

Batch slurry experiments were conducted to develop cement/slag/Fe(II) system that could treat hazardous liquid wastes containing halogenated organic solvents. Portland cement in combination with Fe(II) was reported to reductively dechlorinate chlorinated organics in a modified solidification/stabilization process. TCE (trichloroethylene) was used a model halogenated organic solvent. The objectives of this study were to assess the feasibility of using cement and steel converter slag amended with Fe(II) as a low cost abiotic reductive dechlorination and to investigate the kinetics of TCE dechlorination over a wide range of TCE concentration. From the result of screening experiments, cement/slag/Fe(II) system was identified as a potentially effective system to treat halogenated organic solvent. Kinetic studies were carried out to further investigate degradation reaction of TCE NAPL (Non Aqueous Phase Liquids) in cement/slag/Fe(II) systems by using batch slurry reactors. Degradation rate of TCE solution in this system can be explained by pseudo-first-order rate law because the prediction with the rate law is in good agreement with the observed data.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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• pp.117-121
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• 2002

A numerical model that describes the reductive dechlorination of tetrachloroethene(PCE) to ethene via cis-dichloroethene(CDCE) was developed. The model included two separated dehalogenator groups : one for PCE transformation to cDCE via TCE and the other for cDCE dehalogenation to ethene via VC, competitive inhibition between different chloroethene electron accepters, and competition for H$_2$ between dechlorination and methanogens. Model simulations suggest first, that PCE dechlorinators are better competitive with methanogens than cDCE dechlorinators. Second, not only the initial relative population size of dehalogenators and H$_2$-utilizing methanogens but also electron donor delivery strategies used greatly affects the degree of dehalogenation. As a result, all of factors in the above must be considered in order to achieve economical and successful bioremediation of contaminated soil and groundwater with chlorinated solvents.

• 대한화학회지
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• 제41권10호
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• pp.535-540
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• 1997

탄산칼륨 존재하에서 사염화규소는 1차, 2차, 3차 및 벤질알코올 유도체 뿐 만 아니라 시클로헥산올과 같은 고리형 알코올, 알릴 알코올등의 염소화반응에 효과적임을 알 수 있었다. 탄산칼륨이 사염화규소의 반응성이 큰 규소-염소 결합과 반응하여 생성될 수 있는 불안정한 중간체인 Trichlorosilyloxy carbonylchloride 혹은 최종적으로 평형농도 만큼 소량씩 생성되리라 예상되는 Phosgene은 모두 반응메카니즘적으로 알코올의 염소화반응에 관여할 수 있음을 알았다.