• 한국환경농학회지
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• 제20권5호
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• pp.346-351
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• 2001

Oxidation of Cr(III) to Cr(VI) can increase availability and toxicity of chromium. In this study, possible mechanisms by which pH and organic matter can control the chromium oxidation and reduction in soil system were examined using four soils of different pHs and organic matter contents. Reduction of Mn-oxides occurred in the soils of higher organic matter content (4.0%), but Mn-oxide was quite stable during the incubation in the soil of pH 7.0 and 0.5% organic matter content. Manganese oxides can be reductively dissolved at lower pH and higher organic matter conditions. The soil of pH 7.0 and 4.0% organic matter content showed the highest Cr-oxidation potential. Reduction of soluble Cr(VI) was observed in all the soils examined. The most rapid reduction was found in soil of pH 5.5 and 4.0% organic matter content, but the reduction was slow in soil of pH 7.0 and 0.5% organic matter content. Thus, the reductive capacity of organic matter added soils was much higher as compared to other two soils of lower organic matter content. In all the soils examined, the reductive capacity of soluble chromium was much higher than the oxidative capacity. Organic matter was found to be the most important controlling factor in the chromium oxidation and reduction. Reduction of Cr(VI) to Cr(III) could be a potentially useful remediation or detoxification process, and availability and toxicity of chromium in soil would be controlled by controlling organic matter content and pH of the soils.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권1호
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• pp.47-53
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• 2004

본 연구에서는 동전기-펜턴 공정을 이용한 phenanthrene 오염토양 정화의 타당성을 확인하기 위해서, 토양 시스템 내에서 전기삼투흐름에 의한 과산화수소의 이동과 펜턴유사 반응에 의한 phenanthrene의 산화분해 양상을 살펴보았다. 10 mA와 5 mA의 두 가지 전류 조건 중에서, 10 mA일 때 더 높은 전압경사와 전기삼투유량이 관찰되었다. 높은 전기삼투유량은 토양 내로 많은 양의 과산화수소가 이동한 것을 의미하므로, phenanthrene 제거효율이 전기삼투유량이 증가함에 따라 증가한 것으로 판단된다. 동전기 정화기술만을 이용한 토양 세척에 의해 7일간의 가동기간 동안 8.5%의 phenanthrene이 제거되었다. Phenanthrene을 직접 산화분해하기 위하여 양극 전극조를 통하여 과산화수소 용액을 토양에 공급한 경우에는 14일 동안 최고 95.6%의 제거효율을 얻을 수 있었다. 실험 종료 후 95.6%의 제거효율을 나타낸 토양시료를 분석한 결과 phenanthrene의 중간산물이 거의 관찰되지 않음으로써, 과산화수소의 연속적인 주입을 통하여 가동기간 중간에 생성된 중간산물들이 저분자 물질로 산화분해 되었거나 물과 이산화탄소로 분해된 것으로 추정된다.

• 분석과학
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• 제23권6호
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• pp.579-586
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• 2010

현재 상업적으로 널리 사용 되여 지고 있는 항암제인 hydroxy urea, 6-mercaptopurine monohydrate, cytosine arabinoside, cyclophosphamide monohydrate 그리고 uracil를 3-(triethoxysilyl) propyl isocyanate 와 반응시켜 항암제가 붙어있는 3-(triethoxysilyl)propyl amide (compound I)을 합성한후 물과 가수분해 반응시켜 항암제가 결합된 silica 나노입자(10 nm~micronparticles)를 만들 수있었다. Silyl isocyanate 유도체들은 물과 반응하여 유기물질-silica 나노입자가 포함된 $-CH_2-CH_2-CH_2-NH-COOH$ 그룹이나 혹은 온도와 용매등 반응조건에 따라서 decarboxylated 된 propylamine 그룹이 생성되었다. 생체외 시험에서 항암제가 결합된 silica 나노입자는 종양 세포 제거에 효과적이고 정상세포에 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 그리고 악성 종양인 폐, 난소, 악성 흑색종, 중추신경계(CNS)와 결장 종양 세포가 이 연구에 사용되었다. 현재의 연구에서 전달매체 로서 silica는 silation 반응으로 손쉽게 나노입자를 얻을 수 있으므로 본 연구에 쉽게 이용 할 수 있다. 결과로부터 이 기술은 보다 부작용이 적은 생체 의약품에 적합한 carrier nanoparticles에 적용 될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제41권9호
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• pp.235-245
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• 2017

Background: Loading of excess nutrient via bioremediation of polluted sediment to overlying water could trigger anoxia and eutrophication in coastal area. The aim of this research was to understand the changes of overlying water features such as dissolved oxygen (DO); pH; oxidation reduction potential (ORP); $chlorophyll-{\alpha}$ ($Chl-{\alpha}$); and nitrogen nutrients ammonia ($N-NH_4{^+}$), nitrate ($N-NO_3{^-}$), and nitrite ($N-NO_2^-$) when the sediment was not treated (control) and treated by calcium peroxide for 5 weeks. Methods: The water samples were analyzed for measuring physical and chemical properties along with the sediment analyzed by polymerase chain reaction (PCR) including denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) for identifying the phylogenetic affiliation of microbial communities. Results: Results showed that due to the addition of calcium peroxide in sediment, the overlying water exposed the rise of dissolve oxygen, pH, and ORP than control. Among the nitrogen nutrients, ammonia inhibition was higher in calcium peroxide treatment than control but in case of nitrate inhibition, it was reversed than control. $Chlorophyll-{\alpha}$ was declined in treatment column water by 30% where it was 20% in control column water. Actibacter and Salegentibacter group were detectable in the calcium-peroxide-treated sediment; in contrary, no detectable community ware found in control sediment. Both phylogenetic groups are closely related to marine microflora. Conclusions: This study emphasizes the importance of calcium peroxide as an oxygen release material. Interaction with peroxide proved to be enhancing the formation of microbial community that are beneficial for biodegradation and spontaneity of nutrient attenuation into overlying water.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제25권2_spc호
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• pp.1-15
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• 2020

Monitoring and assessing terminal electron accepting processes (TEAPs) are one of the most important steps to remediate contaminated sites via various in-situ techniques. TEAPs are a part of the microbial respiration reactions. Microorganisms gain energy from these reactions and reduces pollutants. Monitoring TEAPs enables us to predict degradability of contaminants and degradation rates. In many countries, TEAPs have been used for characterization of field sites and management of groundwater wells. For instance, US Environmental Protection Agency (EPA) provided strategies for groundwater quality and well management by applying TEAPs monitoring. Denmark has also constructed TEAPs map of local unit area to develop effective groundwater managing system, particularly to predict and assess nitrogen contamination. In case of Korea, although detailed soil survey and groundwater contamination assessment have been employed, site investigation guidelines using TEAPs have not been established yet. To better define TEAPs in subsurface environments, multiple indicators including ion concentrations, isotope compositions and contaminant degradation byproducts must be assessed. Furthermore, dissolved hydrogen concentrations are regarded as significant evidence of TEAPs occurring in subsurface environment. This review study introduces optimal sampling techniques of groundwater and dissolved hydrogen, and further discuss how to assess TEAPs in contaminated subsurface environments according to several contamination scenarios.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권2호
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• pp.176-186
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• 2022

Continued fenvalerate use has caused serious environmental pollution and requires large-scale remediation. Dibutyl phthalate (DBP) was discovered in fenvalerate metabolites degraded by Citrobacter freundii CD-9. Coculturing is an effective method for bioremediation, but few studies have analyzed the degradation pathways and potential mechanisms of cocultures. Here, a DBP-degrading strain (BDBP 071) was isolated from soil contaminated with pyrethroid pesticides (PPs) and identified as Stenotrophomonas acidaminiphila. The optimum conditions for DBP degradation were determined by response surface methodology (RSM) analysis to be 30.9 mg/l DBP concentration, pH 7.5, at a culture temperature of 37.2℃. Under the optimized conditions, approximately 88% of DBP was degraded within 48 h and five metabolites were detected. Coculturing C. freundii CD-9 and S. acidaminiphila BDBP 071 promoted fenvalerate degradation. When CD-9 was cultured for 16 h before adding BDBP 071, the strain inoculation ratio was 5:5 (v/v), fenvalerate concentration was 75.0 mg/l, fenvalerate was degraded to 84.37 ± 1.25%, and DBP level was reduced by 5.21 mg/l. In addition, 12 fenvalerate metabolites were identified and a pathway for fenvalerate degradation by the cocultured strains was proposed. These results provide theoretical data for further exploration of the mechanisms used by this coculture system to degrade fenvalerate and DBP, and also offer a promising method for effective bioremediation of PPs and their related metabolites in polluted environments.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권7호
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• pp.80-89
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• 2015

Nitrate is on the most seriou pollutant encountered in shallow groundwater aquifer in agricultural area. There are various remediation technologies such as ion exchange, reverse osmosis, and biological denitrification to recover from nitrate contamination. Biological denitrification by indigenous microorganism of the technologies has been reviewed and applied on nitrate contaminated groundwater. In this work, we selected the site where the annual nitrate (NO₃⁻) concentration is over 105 mg/L and evaluated denitrification process with sampled soil and groundwater from 3 monitoring wells (MW4, 5, 6). In the results, the nitrate degradation rate in each well (MW 4, 5, and 6) was 25 NO₃⁻ mg/L/day, 6 NO₃⁻ mg/L/day, and 3.4 NO₃⁻ mg/L/day, respectively. Nitrate degradation rate was higher in batch system treated with 2 times higher fumarate as carbon source than control batch system (0.42M fumrate/1M NO₃⁻), comparing with batch system with soil sample. This result indicates that increase of carbon source is more efficient to enhance denitrification rate than addition of soil sample to increase microbial dynamics. In this work, we also confirmed that monitoring method of functional genes (nirK and nosZ) involved in denitrification process can be applied to evaluated denitrifcation process possibility before application of field process such as in-situ denitrification by push-pull test.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권6_1호
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• pp.917-930
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• 2017

본 연구는 2017년부터 "이사부호"를 활용하여 인도양에서 본격적으로 수행되는 관측에 앞서 위성을 활용하여 인도양 쌍극진동(Indian Ocean Dipole, IOD) 변동에 따른 위성에서 추정된 클로로필-a 농도의 시/공간적 변화를 이해하는데 목적이 있다. 특히 단기적인 변화보다는 장기 변화에 초점을 두고 1998년부터 2016년까지 해색위성에서 계산된 월평균 클로로필-a 농도 자료를 이용하여 인도양 전 해역($30^{\circ}E{\sim}120^{\circ}E$, $30^{\circ}S{\sim}30^{\circ}N$)을 대상으로 분석했다. 클로로필-a 농도는 중앙 인도양에서 낮고, 용승해역 및 대륙 주변 해역에서 증가되었다. 계절풍과 해류 시스템의 영향으로 클로로필-a 농도는 봄에 가장 감소하고 여름에 최대를 나타냈다. Empirical Orthogonal Function(EOF) 분석 결과, 첫 번째 모드의 클로로필-a 농도 변화는 엔소(El $Ni{\tilde{n}}o$/Southern Oscillation, ENSO)의 변화와 높은 관계를 보이고, 두 번째 모드의 클로로필-a 농도 변화는 엔소에 의한 영향보다는 인도양 쌍극진동의 변화와 상대적으로 높은 관계를 나타냈다. 클로로필-a 농도는 두 개의 모드에서 공통적으로 동 인도양과 서 인도양에서 서로 상반된 변화를 나타냈다. 클로로필-a 농도 변화는 동 인도양, 서 인도양 및 인도 주변 해역에서는 인도양 쌍극진동과 밀접한 관계를 보이고, 열대 중앙 인도양 중에서는 상대적으로 엔소의 변화와 높은 관계를 나타냈다. 그러나 클로로필-a 농도의 시/공간적 변화는 인도양 쌍극진동의 발생 기작에 따라 다른 반응을 나타냈다. 클로로필-a 농도 변화는 첫 번째 타입 인도양 쌍극진동(엔소 발생시기와 동일)은 여름철에 동 인도양과 서 인도양에서 클로로필-a 농도 차이가 생기고, 최대는 가을에 발생했다. 두 번째 타입 인도양 쌍극진동(엔소 발생 후 그 다음 해 또는 소멸되는 시기)은 봄에 동 인도양과 서 인도양 클로로필-a 농도 차이가 생기고, 여름과 가을에 증가되어, 겨울에 감소되었다. 인도양 쌍극진동의 변동에 따른 클로로필-a 농도 변화는 동 인도양과 서 인도양의 클로로필-a 농도 차이를 발생시키는 과정은 유사하지만, 북부 인도양은 쌍극진동 발생 기작에 따라 상반된 클로로필-a 농도 변화를 나타냈다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권1호
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• pp.87-96
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• 2007

본 연구는 경기도 소재 모 사격장의 주요 오염물질 여섯 가지에 대하여 홍수조절지가 건설된 이후 사격장 주변지역의 위해성을 예측하기 위하여 수행되었다. 해당 지역의 주요 오염물질 중 인체에 독성이 있는 화약물질 3종과 중금속 3종을 대상물질로 선정하였으며, 오염의 정도와 토지의 이용용도에 따라 네 지역으로 나누어 평가를 실시하였다. 위해성이 과대평가되는 것을 피하기 위하여 대상지역의 인문사회학적 특성 및 지반환경공학적 특성을 기반으로 노출경로모델(Conceptual Site Model)을 작성하였으며 각 노출경로에 따른 오염물질 이동모델 및 위해성 평가는 API's DSS(American Petroleum Institute's Decision Support System)를 이용하였다. 수용체나 지역의 특성을 하나의 값으로 대표할 수 없는 경우 위해성이 과소평가되는 것을 방지하기 위하여 가장 안전한 값을 사용하였다. 위해성 예측결과, 피탄지인 Ac 지역에서 TNT(Tri-Nitro-Toluene)와 카드뮴의 비발암위해도가 1을 조금 넘고, RDX(Royal Demolition Explosives)의 경우 50이 넘어, 대상지역 전체에 대한 총 비발암위해도는 62.828라는 매우 큰 값을 나타내었다. 한편, 발암위해도는 납이 약 $5\;{\times}\;10^{-4}$, 카드뮴이 약 $1\;{\times}\;10^{-3}$으로, 일반적으로 받아들여지는 발암위해도의 적정수준인 $10^{-4}{\sim}10^{-6}$에 비하여 $5{\sim}10$ 배 정도 크게 평가되었다. 이러한 위해성평가 결과를 통하여, 해당지역에 홍수조절지를 건설하기 전에 비발암물질과 발암물질 모두에 대한 즉각적인 복원사업이 진행되어야 하며, 홍수조절지 건설 후에도 사격장이 계속 운영될 경우 적절한 오염물질의 관리정책이 필요함을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권11호
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• pp.35-43
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• 2016

이 연구는 복합발효미생물을 이용하여 유수지 악취 제거와 유수지 토양에 흡착된 오염물질의 정화효과를 확인하고, 현장 적용성 시험을 바탕으로 토양오염 정화시스템을 개발하기 위한 것이다. 토양 내에 침전된 유기오염물질을 분석하여 악취유발 원인과 토양오염 물질을 확인하였다. 개발된 복합발효미생물과의 혼합발효를 이용하여 악취와 오염물질을 분해하는 것이 가능함을 확인하였으며, 유수지 오염토의 물리 화학적 구성과 토양에 흡착된 오염물질을 확인하여 악취의 원인을 규명하였다. 또한, 복합발효미생물과 유수지토의 혼합실험을 통해 혼합방법에 따른 오염물질 제거효율을 분석하였다. 아울러, 복합미생물을 이용한 악취 제거 방법은 한 종류의 미생물을 이용하는 것보다 오염 제거에 효과적임을 확인하였다. 복합발효미생물을 이용한 방법은 자연정화처리 방법에 비해 악취농도가 2.5배 저감하는 것으로 측정되었으며, 토양으로부터 배출된 간극수의 수질이 개선된 것으로 나타났다. 또한, 복합발효미생물과 유수지 혼합토의 교반실험에서 토양입자 표면에 흡착된 구리와 납이 각각 65%와 66%로 저감되는 것을 확인하였으며, 유기물인 TPH 성분은 85%의 저감 효과가 있는 것을 확인하였다. 복합미생물을 이용한 유수지 오염토의 복원은 교반과 혼합비에 대한 기초자료 축적을 통해 악취와 토양오염을 효율적으로 저감시킬 수 있는 장기적인 정화시스템을 개발하고 적용할 필요가 있다.