미생물 균체의 주입을 통한 토양의 투수계수 감소

Permeability Reduction of Soils by Biomass Injection

박테리아를 토양과 같은 다공성 매질에 주입시키고 적절한 기질과 영양분을 공급시키면 박테리아는 매질의 표면에 부착하여 성장하며 그 결과 공극의 크기가 감소하여 매질의 투수계수가 감소되고 입자간 마찰계수가 증가한다. 본 연구는 투수계수가 비교적 큰 모래와 화강풍화토에 박테리아를 접종, 배양한 후 투수계수의 변화를 측정하였으며, 배양된 바이오필름의 내화학성 및 온도변화에 대한 내구성 실험을 통해 대용 차수재로의 가능성을 평가하였다. 화강풍화토에 박테리아를 접종, 배양한 후 투수계수는 초기치와 비교하여 약 1/50 정도의 감소를 나타냈고, 산성 또는 염기성용액의 침투 이후에도 투수계수의 급격한 증가는 나타나지 않았다. 그러나 반복적인 동결-융해후 투수계수가 증가해 바이오필름으로 인한 공극의 폐색이 손상될 수 있음을 알 수 있었다.

When microorganism is injected into porous medium such as soils, biomass is retained in the pore. Soil pore size and shape are varied from the initial condition as a result of biofilm formation which makes hydraulic conductivity reduced and friction rate between soil aggregates increased. In this research, hydraulic conductivity reduction was measured after microorganism are inoculated and cultured with synthetic substrate and nutrient. In addition, this research evaluated the applicability of biomass-soil mixture to the field condition as an alternative cover material in landfill by measuring hydraulic conductivity change after repetitive freeze-thaw cycles. Hydraulic conductivity of silty soil decreased by approximately 1/50 after biomass inoculation and cultivation. Biofilm attached on soil aggregates is resistant to acidic or basic condition. After repetitive freeze-thaw cycles, however, hydraulic conductivity increase implies that biomass clogging can be impaired.