Urban streams have been severely degraded with wastewater and concrete structure over a prolonged period. The Chonggyecheon Restoration Project recovered a stream in the downtown Seoul with landscaping, plantings and bridges after the cover concrete and elevated asphalt road were removed. The project has been criticized partly because it is not an ecological restoration but rather the development of an urban park with an unnaturally straight flowing stream, artificial building structures, and artificial water pumping from the Han River. Nevertheless, the public have praised the project and almost 100,000 visitors per day come to see the reeds, catfish, and ducks. The stream restoration project is attractive to central and regional government decision makers because it increases the public concern of landscape amenity. Several projects such as Sanjichon and Kaeumjungchon are on going and proposed. These projects have a common and different respect in scope and procedure. The Chonggyecheon project in the process of environmental impact assessment (EIA) and prior environmental review system (PERS) reviewed the environmental impacts before development. Kaeumjungchon in the PERS and Sanjichon without EIA and PERS are reviewed. EIA and PERS systems contribute to checking the ecological sustainability of the restoration projects. A stream restoration project is a very complex task, so an integrated approach from plan to project is needed for ecologically sound restoration. Ecological stream restoration requires 1) an assessment of the entire stream ecosystem 2) establishing an ecologically sound management system of the stream reflecting not only benefits for people but also flora and fauna; 3) developing the site-specific design criteria and construction techniques including habitat restoration, flood plains conservation, and fluvial management; 4) considering the stream watershed in land use plan, EIA, PERS, and strategic environmental assessment (SEA). Additionally the process needs to develop the methodologies to enhance stakeholder's participation during planning, construction, and monitoring.
생태산업단지의 주요 목표인 무배출(zero-emission)을 달성하기 위해서는, 기업간의 효과적인 용수 재이용망의 구축이 요구된다. 다양한 서브시스템과 의사결정과정을 포함한 복잡한 망 구조를 이루기 때문에 생기는 모델링 부분에서의 문제점을 해결하기 위하여, 본 연구에서는 새로운 모델링 기법인 에이전트기반 모델링(agent based modeling, ABM)을 도입하였다. 에이전트기반 모델링 기법을 이용해 물질교환망 내의 기업을 에이전트화 하고 이를 토대로 전체 시스템을 모사하는 방법론을 제시하였으며, 이를 이용해 실제 산업단지 내 기업에 대한 간단한 용수교환망 설계 모델을 구축하였다. 에이전트기반 모델에 기초한 용수재이용망은 용수공급에서 35% 감소를 보이며 폐수 배출량은 약 50%가 감소하였다. 실제 산업단지 모델링 결과 에이전트기반 모델은 시스템 변동시에도 전체 시스템을 수정할 필요가 없으며, 시스템이 확장하는 경우에도 그 적용이 용이하기 때문에 생태산업단지와 같은 복잡한 시스템의 모델링과 설계시 유용한 기술로 사용될 수 있음을 보였다.
석유화학 공업으로부터 생산되는 방향족 탄화수소 화합물질들은 여러 가지 산업과정에서 널리 활용되고 있으나, 자연계에 오염될 때에는 쉽게 분해되지 않는다는 점에서 환경 오염물질로 주목받고 있다. 방향족 탄화수소 물질의 미생물 분해는 산화반응에 의한 benzene고리의 개환으로부터 시작되기 때문에 이 개환 작용을 갖는 미생물의 분리와 함께 그 분해 기능을 연구하는 것은 매우 중요한 일이다. 본 연구에서는 여천 화학공업단지 폐수로부터 benzoate와 catechol 등의 방향족 탄화수소에 대하여 분해능이 우수한 균주를 분리하여 생화학적 특성과 세포 지방산 분석에 의하여 동정한 결과 Pseudomonas putida로 밝혀졌다. 따라서 이 균주를 Pseudomonas putida Z104라 명명한 후, benzoate와 catechol의 분해과정을 검토하였다. Pseudomonus putida Z104의 catechol분해능에 대하여 환경요소의 영향을 실험한 결과, 3$0^{\circ}C$와 pH 7.0 그리고 0.5mM의 농도에서 왕성한 세포의 생장과 catechol의 분해능을 보였으다. 그러므로 Z104 균주는 benzoate를 연속적으로 완전분해시키는 유전자를 모두 가지고 있다는 점에서 활용가치가 있는 균주라고 판단된다.
마산만유역의 창원시 수계에서 발생한 오염부하는 차집관로를 통하여 하수종말처리장으로 운반되거나 창원시 하천을 거쳐 봉암갯벌을 경유한 후 마산만으로 유입된다. 즉 마산만 하구 갯벌인 봉암갯벌은 도심에 위치하여 있고 민관산학의 협력으로 보존되어 생태학습장으로 이용되는 귀중한 갯벌이다. 특히 최근 몇 년 동안 조개류, 어류와 물새 등 다양한 생물이 관찰되고 있으며 우리나라 최초의 마산만특별관리해역 연안오염총량관리의 중심 지역에 해당한다. 1970년에 시작한 창원기계공업단지의 가동으로 마산만의 하구와 내만은 중금속으로 오염되었음이 보고되었다. 봉암갯벌의 저서생물의 서식지인 퇴적물에 존재하는 잔류성이 강한 주요 중금속 오염물질의 변화를 분석하였다. 아연, 구리, 납이 오염퇴적물 기준의 상위 기준 또는 심한 오염 기준을 초과하였고 인근 지점 별로도 95% 신뢰구간에서 차이를 보였다. 2006년과 2009년의 자료를 비교할 때 모든 중금속 농도가 점차 감소하고 있었다.
Bacterial strain No. P08 isolated from wastewater at the Cheongju industrial complex was found to be capable of degrading 4-chlorobenzoate under aerobic condition. P08 was identified as Comamonas sp. from its cellular fatty acid composition and 16S rDNA sequence. The fcb genes, responsible for the hydrolytic dechlorination of 4-chlorobenzoate, were cloned from the plasmid pJJl of Comamonas sp. P08. The fcb gene cluster of comamonas sp. PO8 was organized in the order fcbB-fcbA-fcbTl-fcbT2-fcbT3-fcbC. This organization of the fcb genes was very similar to that of the fcb genes carried on the chromosomal DNA of pseudomonas sp. DJ-12. However, it differed from the fcbA-fcbB -fcbC ordering of Arthrobacter sp. SU. The nucleotide sequences of the fcbABC genes of strain P08 showed 98% and 53% identities to those of Pseudomonas sp. DJ-12 and Arthrobacter sp. SU, respectively. This suggests that the fcb genes might have been derived from Pseudomonas sp. DJ-12 to form plasmid pJSl in Comamonas sp. P08, or that the fcb genes in strain DJ-12 were transposed from Comamonas sp. P08 plasmid.
산업공단지역의 폐수에서 분리한 유기용매 내성 Pseudomonas sp. BCNU 154 리파아제의 최적조건은 $37^{\circ}C$, pH8로 조사되었다. BCNU 154의 crude 리파아제는 toluene에서 2시간 반응시 효소활성 약 6.01 U/ml (117.53%)로 가장 안정한 것으로 나타났다. 한편 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $NH_4{^+}$, $Na^+$ 이온 및 triton X-100은 효소를 활성화시킨 반면에 $Ba^{2+}$, $Hg^{2+}$ 및 $Zn^{2+}$ 이온은 효소활성을 억제하였다. Pseudomonas sp. BCNU 154 리파아제는 상용 고정화 효소인 Novozym 435와 비교해서도 안정한 활성을 보였다. 그러므로 유기용매 내성 리파아제는 별도의 고정화 처리없이도 화학산업공정에서 가능성 있는 whole cell 생물촉매로서 유용할 것으로 판단된다.
Bacteria that mediate the anaerobic oxidation of ammonium (anammox) have been detected in natural ecosystems, as well as various wastewater treatment systems. In this study, sludge from a particular landfill leachate anaerobic treatment system was selected as the incubation seed for anammox microorganism enrichment owing to its possible anammox activity. Transmission electron microscopy observation, denaturing gradient gel electrophoresis analysis, and cloning/sequencing techniques were applied to identify the diversity of anammox microorganisms throughout the incubation. During the early stage of operation, the diversity of anammox microorganisms was similar to the original complex microbes in the seed sludge. However, as incubation time increased, the anammox microorganism diversity within the system that was originally dominated by Candidatus (Ca.) Brocadia sp. was replaced by Ca. Anammoxoglobus propionicus. The domination of Ca. Anammoxoglobus propionicus produced a stable removal of ammonia (70 mg-N/l) and nitrite (90 mg-N/l), and the total nitrogen removal efficiency was maintained at nearly 95%. The fluorescence in situ hybridization results showed that Ca. Anammoxoglobus propionicus was successfully enriched from $1.8{\pm}0.6%$ initially to $65{\pm}5%$ after 481 days of operation. Therefore, the present results demonstrated the feasibility of enriching Ca. Anammoxoglobus propionicus from leachate sludge, even though the original cell count was extremely low. Application of this seldom found anammox organism could offer an alternative to current ammonia-nitrogen treatment.
The complex combination of organic contaminants in the wastewater made water treatment challenging; hence, organic matter in water bodies is usually measured in terms of organic carbon. Since it is important to identify the types of compounds when deciding suitable treatment methods, this study implemented a quantitative and qualitative analysis of the organic matter content in an actual graywater sample from Ulsan, Republic of Korea using mass spectroscopy (MS). The graywater was treated using adsorption to remove the organic contaminants. Using orbitrap MS, the organic matter content between an untreated graywater and the treated effluent were compared which yielded a significant formula count difference for the samples. It was revealed that CHON formula has the highest removal count. Isotherm studies found that the Freundlich equation was the best fit with a coefficient of determination ($R^2$) of 0.9705 indicating a heterogenous GAC surface with a multilayer characteristic. Kinetics experiments fit the pseudo-second order equation with an $R^2$ of 0.9998 implying that chemisorption is the rate-determining step between the organic compounds and GAC at rate constant of $52.53g/mg{\cdot}h$. At low temperatures, the reaction between GAC and organic compounds were found to be spontaneous and exothermic. The conditions for optimization were set to achieve a maximum DOC and TN removal which yielded removal percentages of 94.59% and 80.75% for the DOC and TN, respectively. The optimum parameter values are the following: pH 6.3, 2.46 g of GAC for every 30 mL of graywater sample, 23.39 hrs contact time and $38.6^{\circ}C$.
경기만에 건설된 인공호수 시화호 표층 퇴적물의 지화학 성분의 시 공간적 분포를 파악하기 위하여 2007년 7월에 14개 정점에서 시료를 채취하였으며, 각 성분은 CHN 분석기와 ICP/MS를 이용하여 분석하였다. 금속 농도는 반월 및 시화 공단, 주변 도시 등 다양한 인위적인 유입원에 의한 오염물질 유입 때문에 시화호의 내측에서 배수자문 방향으로 갈수록 감소하는 경향이었다. 또한 세립 퇴적물의 퇴적에 의하여 호수의 중앙에서도 높은 금속 농도를 나타내었다. 방조제 건설 이후 시화호의 환경을 개선하기 위하여 여러가지 방안이 시도되었지만 환경을 만족스럽게 개선하기에는 충분하지 못하였다. 따라서 환경 개선을 위한 지속적인 방안들이 추진되어야 할 것이다.
기후변화에 대처하기 위한 온실가스 저감 노력은 상하수도 분야에서도 활발하게 진행되어 왔으며, 특히, 상수도 생산 및 공급과정에서 많은 에너지를 소비하는 상수관망의 에너지를 절감하기 위한 많은 기술개발이 이루어져왔다. 상수관망의 에너지 절감은 지형의 기복으로 발생되는 구조적 손실의 저감과 누수 및 마찰손실로 인한 운영 상 손실의 효율화를 통해 성취될 수 있음에도 실제 상수관망의 에너지 수지를 분석하는 단계에서 이들 인자들 상호간의 복합적 작용으로 인해 해석적인 접근뿐 아니라 수치모형을 이용한 모의에서도 한계를 노출하여 왔다. 본 연구에서는 지형의 기복, 누수 및 마찰손실의 유무에 따라 변화하는 유량, 압력수두 및 에너지를 5가지의 상수관망 상태(가설적 상태, 이상적 상태, 누수가 포함된 이상적 상태, 누수가 배제된 실제 상태, 실제 상태)에 대하여 수리 물리적 방정식을 도출하고, 이를 단순한 형태의 상수관망에 적용함으로서 에너지의 정량적 분석 및 분류, 각종 에너지 수지 구성요소별 분석과 이를 이용한 상수도 시스템의 에너지 진단이 가능하도록 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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