Rahman Raja Noor Zaliha Abd.;Ghazali Farinazleen Mohamad;Salleh Abu Bakar;Basri Mahiran
Journal of Microbiology
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제44권3호
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pp.354-359
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2006
This study examined the capacity of immobilized bacteria to degrade petroleum hydrocarbons. A mixture of hydrocarbon-degrading bacterial strains was immobilized in alginate and incubated in crude oil-contaminated artificial seawater (ASW). Analysis of hydrocarbon residues following a 30-day incubation period demonstrated that the biodegradation capacity of the microorganisms was not compromised by the immobilization. Removal of n-alkanes was similar in immobilized cells and control cells. To test reusability, the immobilized bacteria were incubated for sequential increments of 30 days. No decline in biodegradation capacity of the immobilized consortium of bacterial cells was noted over its repeated use. We conclude that immobilized hydrocarbon-degrading bacteria represent a promising application in the bioremediation of hydrocarbon-contaminated areas.
석유의 누출로 인해 토양과 지하수 오염이 점차 증가되면서, 토양환경에 대한 중요성이 점차 늘고 있다. 토양오염은 다른 환경오염에 비해 정화비용이 비싸며, 긴 정화기간이 요구된다. 본 연구에서는 토양오염을 발생시킬 수 있는 대표적 석유제품에 대한 물성분석과 함께 토양에 누유시킨 뒤, 석유계 총탄화수소화합물의 스펙트럼 패턴을 분석함으로써 유종들의 특성을 분석하였다. 이는 추후 석유에 의한 토양오염 발생 시, 어떤 석유제품에 의한 오염인지 쉽게 판단이 가능할 것이다.
Many methods have been developed for the remediation of contaminated soil and groundwater. Among those technologies, in-situ bioremediation is most likely to be cost-effective method for petroleum hydrocarbon contamination. But the in-situ bioremediation can require more time to remediate hydrocarbon-contaminated soil and groundwater than other methods. Therefore we intended to save time of in-situ bioremediation using a biological additive to activate indigenous microbes in soil. The additive, 'Inipol EAP 22' stimulates the growth of specific flora, significantly accelerating the speed at which hydrocarbons are biodegraded. And it hans been tested in accordance with protocol approved by the USEPA and is registered on the National Contingency Plan Product Schedule List. In the experiment, three soil samples contaminated with fuel oil were prepared in the same concentration. Inipol EAP 22 was not added to one sample and was added to the other two samples with 5% and 10% of hydrocarbon by weight respectively. And $CO_2$gas derived from bacterial respiration was analyzed in each samples for 15 days. As a result, 145% and 153% of $CO_2$ evolution (microbial respiration) against the sample without 'Inipol EAP 22' occurred in samples with 'Inipol EAP 22' addition of 5% and 10%, respectively
국내 토양오염의 60~70% 이상이 석유제품에 의한 오염이며, 석유제품에 의해 토양오염이 발생될 경우, 토양환경보전법 상 B T E X와 total petroleum hydrocarbon (TPH)를 분석하도록 명시하고 있다. 본 연구에서는 국내 유통 중인 석유제품에 대한 구간별 TPH 패턴을 분석하였다. 또한 $C_8{\sim}C_{40}$ 구간만을 분석하는 현행 토양오염공정시험기준의 문제점을 보완하여 석유제품 내 TPH를 정량분석 하였다. 분석결과, 토양오염공정시험기준 분석조건으로 분석한 결과값과 보완된 분석방법을 이용했을 시, 휘발유와 용제 1호 같은 저비점 유류의 경우, 최대 85%의 차이가 발생하는 것을 확인하였다.
To evaluate the biodegradability of contaminants in an aquifer, computer modeling with RT3D model (Clement, 1997) was used. The RT3D model simulates the biodegradation of organic contaminants using a number of aerobic and anaerobic electron acceptors. The RT3D model was applied to a well-studied petroleum hydrocarbon plume in a shallow unconfined aquifer in Uiwang, Korea. The results of this study demonstrate tile importance of biodegradation processes in the monitored natural attenuation and in reducing contaminant concentrations in a shallow aquifer. The modeling results tell that the amount of electron acceptors is the key factor affecting biodegradation of TEX, the petroleum hydrocarbon contaminant in shallow groundwater
본 실험은 석유의 주요성분인 benzene, toluene, p,m,o-xylene, ethylbenzene, n-propylbenzene, 1,2,4-trimethylbenzene, n-butylbenzene 등 light hydrocarbon에 오염된 토양의 회복에 필요한 최적 용매추출 조건을 밝히기 위하여 실시하였다. 토양의 수분함량이 증가할수록 추출효율은 감소하였으며, Methanol을 용매로 사용하였을때에 BTEX화합물은 1시간 추출시 최고 추출효율에 도달하였으며 고분자 hydrocarbon은 4시간이상 추출시 최고 추출효율에 도달하였다. 2-Propanol을 추출용매로 사용할때는 모든 light hydrocarbon은 추출 4시간 경과시 최고의 추출효율을 나타냈다. 추출용매와 토양의 비율이 2:1일때 가장 경제적이고 효율적이고 추출이 이루어 졌으며, 0.4mg/g이상의 토양오염 농도에서 최적의 추출효과가 나타났다. 위의 최적조건으로 light hydrocarbon 오염토양을 batch extraction을 이용하여 추출하였을 때 평균 66%의 light hydrocarbon이 회수되었으며, 회수율은 토양의 종류, 추출용매의 종류 그리고 hydrocarbon의 종류에 따라 좌우되었다. 본 연구의 결과는 석유에 오염된 토양의 회복을 위한 토양세척에 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
유류오염물질의 매립 및 국부적인 유류누출에 의한 토양오염지역에서 시험탐사구역을 설정하고 전기, 전자탐사 기술을 위주로 물리탐사 기술을 적용하여 매설물 탐지 및 오염범위 규명 가능성을 시험하였다. 먼저 매설관로 및 매립지역의 탐지에는 GPR 탐사와 더불어 다중주파수 이동송수신 전자탐사가 매우 효과적인 것으로 판명되었다 한편 수직 및 수평구배 측정방식 자력탐사의 경우 지표에 많이 존재하는 금속 파편 등에 의한 반응이 우세하여 매설관로 등의 탐지는 어려웠다. 유류오염 범위의 규명을 위해서는 전기비저항 탐사와 전자탐사, GPR 탐사가 적용되었다. 먼저 전기비저항 탐사자료의 2차원 역산 결과 및 공간 필터링을 적용한 후의 전자탐사 자료의 1차원 역산 결과로부터 각각 심도별 전기비저항 분포 영상을 작성하였다. 유류오염대가 주변 실트층에 비해 전기비저항이 높다는 가정하에 고비저항 이상대의 분포범위를 해석하였는데, 전기비저항 탐사와 전자탐사자료가 서로 잘 일치하였으며, 시료분석에 의한 오염범위와 대체적으로 일치하였다. GPR 탐사에서는 이 지역의 오염 특성상 유류오염 Plume에 의한 반사신호 등은 기록되지 않았으며, 단지 신호 에너지의 투과심도로부터 오염지역을 추정하였는데, 전기 및 전자탐사자료 해석의 보조적인 정보 제공 수준이었다 이러한 결과로부터 유류오염부지 조사를 위한 물리탐사기술의 적용성을 정리하였고 효과적인 탐사 흐름도를 제시하였다.
석유계 탄화수소 화합물로 인한 토양과 지하수 오염은 환경과 건강에 영향을 미치는 주된 원인으로 제기되어 왔다. 이러한 오염물질들은 흡착포, 활성탄 또는 중력 방식의 유수분리 장치 등을 이용하여 처리하고 있다. 하지만 이러한 경우 자유상 유류(free product)로 존재하는 경우에는 효과적이나 에멀젼 상태의 유류는 제거할 수 없는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 굴착시 예상되는 지하수의 고농도 현탁성 고형물로 인한 지하수 처리시 문제점과 TPH(Total Petroleum Hydrocarbon)를 어떻게 효율적으로 제거할 수 있는지 방안을 제시하고자 한다. 고분자 폴리머를 사용하여 혼화 응집 실험을 수행한 결과 5분 이내에 SS(Suspended Solids)와 COD(Chemical Oxygen Demand) 농도가 지하수 수질 기준을 만족하는 것을 나타났으나, TPH 농도는 방류수 수질 기준을 만족하지 못하는 것으로 나타났다. DAF(Dissolved Air Flotation) 실험 결과 단일 DAF 공정으로는 방류수 수질 기준을 만족하지는 못하였다. 단일 DAF 반응조를 이용하여 DAF와 혼화 응집 반응을 동시에 수행하는 경우 20분에 모든 기준을 만족하는 것으로 나타났다.
Hydrocarbon contamination is among the most challenging problems in soil remediation. Electrokinetic method can be a promising method to remediate hydrocarbon-contaminated soils. Electrokinetic method consists of different transport phenomena including electro-migration, electrophoresis, and electroosmotic flow. Electroosmotic flow is the main transport phenomenon for hydrocarbon removal in soil porous media. However, the main component of hydrocarbons is the hydrophobic organic which indicates low water solubility; therefore, it makes the electroosmotic flow less effective. The objective of the present study is to enhance electrokinetic remediation of diesel-contaminated silty sand by increasing the solubility of the hydrocarbons in the soil and then increase the efficiency. For this purpose, sodium dodecyl sulfate (SDS) was used as a catholyte. In this content, SDS 0.05 M was used as catholyte and $Na_2SO_4$ 0.1 M was used as an anolyte. Low (1 V/cm) and high (2 V/cm) voltage gradients were used in periodic and continuous forms. The best removal efficiency was observed for high voltage gradient (2 V/cm) in a periodic form, which was 63.86. This result showed that a combination of periodic voltage application in addition to the employment of SDS is an effective method for hydrocarbon removal from low permeable sand.
Resistivity cone penetrometer test (RCPT) can be employed at a relatively low cost for delineation of subsurface contamination in situ, and then be supplemented with a minimum confirmatory sampling and laboratory testing program. While the resistivity measurement have potential to investigate the subsurface contamination, resistivity measurements alone will lead to some degree of ambiguity in the results. In this study, capacitance measurement was incorporated into the RCPT to overcome the ambiguity inherent in electrical resistivity measurements for delineating the subsurface contamination. This study is focused on verifying the applicability of resistivity and capacitance measurements on CPT module to provide information on contaminated subsurface by heavy metal and petroleum hydrocarbon. Laboratory model tests were performed to evaluate the sensitivity of the measured resistivity and relative capacitance on the water content and different types of contaminants. Test results show that simultaneous measurement of electrical resistivity and capacitance can give more reliable information on subsurface contamination.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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