본 연구에서는 광산 인근 토양에서 산성비를 비롯한 침출수에 의한 지하 환경 오염 메카니즘을 검토하고, 오염 방지 및 교정과 대안의 효과를 정량화 하기 위한 방안을 고찰하였다. 이를 위하여 중금속인 비소의 오염도가 높은 토양을 대상으로 인위적 산성용액에 의한 비소의 용출을 실험적으로 검토하였다. 한편, 산성 침출오염수에 의한 지하 환경의 오염을 방지하기 위하여 석회석을 활용한 토양의 안정화방법의 효과를 살펴보았다. 오염된 시료토양에 포함된 비소는 pH 1 이하의 강산성 용액일수록 격렬히 용출되었으며, pH 값이 낮아질 수록 최대 용출량은 증가되는 것으로 나타났다. 석회석에 의한 토양 안정화방안은 매우 효과적이었으며, 석회석에 의한 산성용액의 중화반응 특성식은 미반응 핵 모델중에서 화학반응이 속도지배인 특성식에 잘 부합되는 것으로 보여진다.

최적 위치별 퇴적토에 대한 토양 특성 및 수목 식재용 유기토양 활용 가능성을 알아보고 각 시료의 수분, 유기물 함량 등에 따른 적절한 혼합을 통하여 식물 발아 성장의 최적화를 온실에서의 식물재배 실험을 통하여 달성하고자 한다. 또한 식재용 토양 활용 가능성을 알아보기 위한 기본 물성 및 유해성 평가를 하여 중금속이 식물 성장에 어떤 영향을 미치는가를 고려하여 재활용 여부를 알아보았다. 퇴적토를 이용한 식물의 발아 및 생장 실험은 원퇴적토와 모래와의 혼합비를 달리하고 다른 불순물이 함유되지 않도록 하여 발아일수와 발아적온, 생육적온 등 최적 조건을 팬지와 금잔화에 대하여 실험하였다.

토양오염 정화방법의 하나인 토양증기추출법(soil vapor extraction, SVE)은 오염된 토양에 진공 또는 가압의 공기를 공급하여 연속적인 공기 흐름을 유도함으로써 토양의 기공에 잔류하는 유해화합물의 증발을 촉진하여 오염물질을 제거하는 공정이다. 본 연구에서는 토양증기추출법의 효율에 영향을 주는 인자들 가운데에서 토양의 수분함량과 오염물질의 종류가 오염물질의 제거효율에 미치는 영향에 대한 실험과 계산을 수행하였다. 인공토양으로 glass bead, sand, molecular sieve가 사용되었으며. 오염물질로는 톨루엔. 메틸에틸케톤, 트리클로로에틸렌이 사용되었다. 각 실험에 대하여 프로인들리히 등온식과 기공확산모델 등을 고려하여 계산을 수행한 결과, 수분이 없는 경우에는 탈착식에 의해, 수분이 있는 경우에는 interparticle에서의 확산 현상에 의해 오염물질의 제거속도가 지배됨을 알 수 있었다. 이러한 연구결과는 정화대상지역에 SVE를 이용한 적절한 정화방법을 설계하는데 기초자료로 이용할 수 있을 것이다.

본 연구에서는 다공성 지하에서 침출수에 지하 환경의 오염 및 대처 방안의 효과를 수치적으로 예측하였다. 연구대상으고 매립지 지하에서의 침출수의 흐름은 Darcy 법칙을 사용하여 해석하였고, 오염물질의 이동은 이산-분산 모델에 수착의 효과를 고려하여 해석하였다. 침출수의 흐름 및 오염물질의 이동 방정식을 2차원 계를 대상으로 하여 Galerkin유한 요소법을 사용하였다. 수치해석 결과 침출수의 흐름은 매립지 제방 근처에서 강하게 일어나는 것으로 나타났다. 연직 차수막은 오염물질의 이동을 막는데 별 도움을 주지 못하나, 수착은 오염물질의 이동을 지연시키는데 상당한 효과가 있는 것으로 보인다.

Soil venting이 오염토양중 가솔린의 용출거동에 미치는 영향을 정량적으로 예측하기 위하여 가솔린의 휘발과 용해거동이 Raoult의 법칙에 의해 설명되어 질 수 있는지를 평가해보았다. 먼저 순수 가솔린의 용해거동과 휘발거동에 대해 검토해 보고 이후 토양중 가솔린의 거동에 적용하여 보았다. 가솔린성분들의 용해거동은 휘발에 의한 성분조성의 변화와 상관없이 Raoult의 법칙에 의해 비교적 정확하게 예측될 수 있었으며 오차범위는 naphthalene을 제외하고는 최고 $\pm$ 100% 이내였다. 오염토양의 형태로 가솔린이 존재하는 경우에도 Raoult의 법칙에 의해 정확히 예측될수 있었으나 토양중 농도가 초기 20,000 mg/kg에서 1,360 mg/kg로 감소한 경우에는 용출농도가 예측치의 50-70% 수준으로 낮은 경향을 보였다. 한편 soil venting시 휘발에 따른 조성변화를 Raoult의 법칙을 이용하여 산정하고 각 성분조성에 대한 개별물질들의 용출잠재성을 결정하는 모델을 이용하여 실험결과와 비교하여 보았다.

Retardation effect of heavy metals in soils caused by adsorption onto the surfaces of solids particles is well known phenomena. The adsorption of metal ions has been recognized more strong in clay mineral and organic matter contents rather than sands and gravels. In this study, we investigated the retardation effect in two sandy soils by conducting batch and column tests. The column tests were conducted to obtain the relationship between concentration and time known as breakthrough curve (BTC). We applied pulse type injection of ZnCl$_2$solution on the inlet boundary and monitored the effluent concentration at the exit boundary under steady state condition using EC-meter and ICP-AES. Batch test consisted of an equilibrium procedure for fine fractions collected from two sandy soils for various initial ZnCl$_2$concentrations, and analysis of Zn ions in equilibrated solution using ICP-AES. The results of column test showed that i) the peak concentration of Zn analyzed by ICP was far less than that detected by EC-meter for both soils and ii) travel times for peak concentration were more less identical for two different monitoring techniques. The first result can be explained by ion exchange between Zn and other cations initially present in the soil particles since ICP analysis showed a significant amount of Ca, Mg ions in the effluent. From the second result, we found that retardation effect was not present in these soils due to strong cation exchange capacity of Zn ion over other cations since we did not apply a solution containing more adsorptive cations such as Al. The result of batch test also showed high distribution coefficients (K$_{d}$) for two soils supporting the dominant ion exchange phenomena. Based on the retardation factor obtained from the Kd, we predicted the BTC using CDE model and compared with the BTC of Zn concentration obtained from ICP The predicted BTC, however, disagreed with the monitored in terms of travel time and magnitude of the peak concentrations. The only way to describe the prominent decrease of Zn ion was to introduce decay or sink coefficient in the CDE model to account for irreversible decrease of Zn ions in liquid phase.e.

The effect of chemically oxidized intermediated of PAH compounds on the degradation of the parent PAHs was characterized and evaluated for the context of cooxidation. Anthracene and pyrene exhibited extensive degradation (mean percent removal of 57.5%) after 28 days of incubation by introducing the Fenton oxidation intermediate of the PAH compounds, while unoxidized anthracene and pyrene exhibited 12.5% removal. Dehydrogenase activities for the oxidized PAH studies ware enhanced two to five folds to the unoxidized PAHs studies. The chemical oxidation products can serve as a structually very similar analogue substrates for a consortia of soil microorganisms and as a metabolic intermediates in the biodegradation sequence of the parent PAH compounds. These results may be interpreted in the context of cooxidation mechanism whereby high recalcitrant PAH compounds are biodegraded in the soil and suggest a potential tool for bioremediation of PAHs contaminated soils and protection of groundwater.

미국 워싱턴주 Vancouver 시에 있는 Bonneville 전력 송전소내 1987년 11월과 1988년 4월 2회의 PCP 유출사고로 약 91톤 PCP 오염토양을 55 gallon 드럼에 보관 후 효과적인 처리 기술개발을 유타주립대학과 미전력연구소 (EPRI)와 1991년부터 공동 연구 착수하여 1995년에 PCP 오염토양을 heme과 과산화수소 촉매 반응 기작을 이용하여 오염토양을 복원하였다. Heme과 과산화수소 촉매반응에 의한 PCP 오염토양 처리시 8 시간내 85% PCP가 분해 되고, 33일후 95% PCP가 분해되었다. 또한 오염토양내 PCP 이외 존재하고 있는 염소화합물도 간접적으로 분해가 이루어지고 있음을 확인하였다. 그러므로 heme에 의한 처리 기술은 전 세계적으로 광범위하게 분산된 PCP 오염토양, PCP 유출사고로 오염된 토양 복원 기술로 제시 할 수 있다고 사료된다.

경기도 퇴촌에 위치한 경희대학교 연습림내의 경사도와 수종을 달리하는 3개의 서로 다른 임반에서 등고선을 따라 지표면의 토층분화를 조사하였고 이에 따른 수분침투특성을 조사하였다. 3개의 임반은 낙엽송, 잣나무 및 굴참나무의 천연활엽수로 구성되었고 이에 구성 수종에 따라 지표면에 퇴적되는 O, A, B층의 깊이를 달리한다. 토층분화 길이는 3개 임반 모두 경사도가 낮은 하부사면에서 양호하게 발달하였으며 경사도가 높은 산사면이나 수간우가 많은 일부 지역에서는 유거수에 의해 유기물이나 표층토가 유실되어 바로 암반층 또는 풍화층이 나타나는 경향을 보이고 있다. 그러나 잣나무 임반의 경우 밀식 수간에 의해 유기물퇴적층과 A층의 발달이 다른 낙엽송이나 굴참나무 임반보다 토층 발달 깊이가 약 2배 이상으로 깊게 발달되었다. 그리고 조사된 임반의 하부사면의 경우 A층의 발달이 약 35cm부터 약 60cm에 이르고 있으나 토성을 구성하는 요소 중 직경 2mm 이상의 자갈에 토양입자들이 전체 토양의 40%정도를 차지하고 있다. 이러한 토층분화 특성을 달리하는 임반에서의 수분 이동특성은 퇴적된 유기물의 두께가 깊으면 깊을수록 수분침투율은 낮아지는 반면 포면 유거수량은 증가하는 경향을 보여주고 있다. 그리고 지표면, 유기물 퇴적층 아래, 지표면으로부터 30cm 아래에 설치된 Lysimeter를 이용하여 조사된 침출수의 분포는 전체를 100으로 환산시 지표면은 약 55%, 유기물퇴적층 아래는 30%, 그라고 30cm의 위치에서는 나머지 15%정도의 침출수가 포집되었다. 따라서 본 실험의 결과를 살펴보았을 때 지표 층에 존재하는 유기물이 전체 수분이동에 영향을 미치는 것으로 조사되었다.양 실험 결과, 서식지에서 조사된 결과인 잎과 줄기에서 Pb$\alpha$ 추정시에는 SeaWiFS 위성과 관련된 global algorithms 중에서 490nm와 555nm의 복합밴드를 포함하는 OC2 알고리즘(ocean color chlorophyll 2 algorithm)을 사용하는 것이 OC2 series 및 OC4 알고리즘보다 좋은 추정 값을 도출할 수 있을 것으로 기대된다.환경에서는 5일에서 7월에 주로 이 충체의 유충이 발육되고 전파되는 것으로 추측되었다.러 가지 방법들을 적극 적용하여 금후 검토해볼 필요가 있을 것이다.잡은 전혀 삭과가 형성되지 않았다. 이 결과는 종간 교잡종을 자방친으로 하고 그 자방친의 화분친을 사용할 때만 교잡이 이루어지고 있음을 나타내고 있다. 따라서 여교잡을 통한 종간잡종 품종육성 활용방안을 금후 적극 확대 검토해야 할 것이다하였다.함을 보이고 있다.X> , ZnCl$_{3}$$^{-}$같은

경기도 퇴촌에 위치한 경희대학교 연습림내의 낙엽송, 잣나무 및 굴참나무의 천연활엽수로 구성된 3개의 임반에서 경사도와 년간 강우량 변화에 따른 투수특성을 조사하였다. 3개의 임반의 O, A, B층은 3개 임반 모두 경사도가 낮은 하부사면에서 관찰되었으나 경사도가 높은 산사면이나 수간우가 많은 일부 지역에서는 바로 암반층 또는 풍화층이 나타나는 경향을 보이고 있다. 그러나 잣나무 임반은 유기물 퇴적층과 A층이 낙엽송이나 굴참나무 임반보다 잘 발달되어 O층은 약 5내지 10cm 정도이고 A층 또한 O층 아래로 약 50cm까지 깊게 발달되었다. 낙엽송 임반의 하부사면의 경우 A층의 발달이 약 35cm부터 약60cm 에 이르고 있으나 토성을 구성하는 요소중 직경 2mm 이상의 자갈에 토양입자들이 전체 토양의 40%정도를 차지하고 있다. 이러한 토층분화 특성을 달리하는 임반에서의 투수특성은 표층토에서는 약 5.2cm/hr였고 A층에서는 평균 8.2cm/hr 정도였다. 이는 A층에서의 토성이 주로 자갈로 구성되어 대공극을 이루고 있고 평균 부피수분함량이 약 25%인 점을 감안하면 상대 투수속도에 영향을 미치는 것으로 조사되었다. 그리고 산지사면의 상부보다 상대투수속도가 증가되는 경향을 볼 수 있는데 이는 상부에서의 토층발달이 제대로 이루어지지 않아 투수속도에 영향을 주는 것으로 판단된다. 따라서 본 실험의 결과로 추정할 때 지표층에 존재하는 유기물과 토층 분화 정도가 투수에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

This study was conducted to delineate plume occurred in hazardous waste disposal site. At first, CPT (Cone Penetrometer Test) rig and HydroPunch were used to collect depth-discrete groundwater samples in concerned area. However, it was not capable of sampling the groundwater due to the cone refusal where the residual clay are layered at nominal depth through the aquifer. Alternatively, a number of temporary wells were installed after each of locations was penetrated using a modified steel cone functioned by CPT rig. The samples taken from those of wells were characterized by GCMS and GCFID, which revealed that sulfolane and thiolane were mainly presented. Subsequent analyses performed for the samples taken from permanent nest piezometers consistently demonstrated that possible plume boundary can be presented in the study area where contaminants were found as low as detection limit or levels of not-detectable.

본 연구의 목적은 방향족 화합물의 생분해능이 우수한 토양 방선균을 분리하여 방선균에 의한 방향족 화합물의 생분해 기작 및 생분해 특성을 연구하는 것이다. 본 연구실에서는 phenol을 model compound로 실험한 결과, 일반 토양에서 분리한 많은 방선균들이 비록 농노의 차이를 보이기는 하지만 phenol의 생분해능을 갖고 있었다. 그러나 이들 대다수의 방선균들을 낮은 농도의 phenol에서만 일정 기간 성장을 하며, morphological differentiation 및 포자의 형성과 같은 일반적인 방선균의 성장 특성은 전혀 관찰되지 않았다. 이들 중 몇 종류의 분리된 방선균들 낮은 농도에서의 우수한 성장은 물론이고 상당히 높은 농도 (7mM)에서도 phenol을 유일한 탄소 및 에너지원으로 사용하여 성장하며 정상적인 morphological differentiation을 진행시킴이 관찰되었다. 특히 PD001로 명명된 phenol 분해능이 우수한 방선균에서는 일반적인 방선균 성장 온도 (3$0^{\circ}C$) 보다 높은 45$^{\circ}C$의 고온에서 더 빠른 성장을 보이는 고온성 방선균의 특징도 관찰되었다.

본 연구의 목적은 산업활동에 많이 이용되고 환경학적으로 난분해성으로 알려졌으며, 특히 일반적인 미생물에 위한 생분해가 용이하지 않은 대표적인 방향족 화합물인 아조염료의 생분해능이 우수한 방선균을 토양에서 분리하여 그 분해특성을 연구하는데 있다. 본 연구실에서는 용인지역에서 무작위로 채취한 토양에서 방선균들을 분리하고, 이들중 아조계 화합물의 생분해능이 우수한 토양방선균 AD001을 대표적인 아조계화합물인 censored를 model compound로 이용하여 분리해 내었다. 방선균 AD001은 congored가 포함된 agar배지에서 censored를 아주 우수하게 decolorization 시킴이 관찰되었다. 이미 아조염료를 우수하게 분해한다고 알려져 있는 Streptomyces viridosporus T7A와 비교 실험을 수행한 결과, S. viridosporus는 cellulose를 탄소원으로 사용할 때 확실한 congored의 decolorization을 보인 반면 AD001의 경우 sucrose를 탄소원으로 사용할 때 더욱 뚜렷한 congored의 decolorization 현상이 관찰되었다. 또한 이런 분해특성의 특이성을 관찰하기 위해 구조적으고 상이한 new fuchsin으로 실험한 결과, 염료의 농도를 0.005% 주었을 때 S. viridosporus는 성장을 하지 못한 반면 AD001의 경우 배지에 포함된 new fuchsin을 확실하게 decolorization 시킴도 관찰할 수 있었다. 이러한 실험결과는 토양 방선균 AD001이 환경학적으로 아주 유용하게 이용될 수 있음을 제시하고 있다.

전 세계에서 다양한 환경 매체를 통해 광범위하게 검출되고 있는 대표적 환경오염물질 (environmental pollutants)인 polychlorinated biphenyls(PCBs)의 국내 4대강 주요 하천 저니토양과 모공단 하천수 및 저니토중 오염도를 각 congener별로 또는 총량으로서 GC/MS 를 사용하여 정량하였다. 그 결과 4대강의 주요 지천중 낙동강의 사상공단근처의 저니토에서 총 PCBs가 가장 높은 290.87$\mu\textrm{g}$/kg이었고 한강의 왕숙천도 비교적 높은 221.l1$\mu\textrm{g}$/kg이었다. 모공단 하천수 및 저니토 중 PCBs를 분석한 결과 전 시료에서 검출되었으며 하천수 및저니토에서의 총 PCBs 농도(mean$\pm$S.D.)는 0.1069$\pm$0.0179$\mu\textrm{g}$/L 및 908.80$\pm$462.30$\mu\textrm{g}$/kg였으며, 이때 저니토에서의 농축계수는 0.85$\times$$10^4$였다. 저니토중 총 유기물함량과 저니토중 PCBs 잔류량의 조사에서 서로간 상관관계 (상관계수=0.7084)가 있음을 알 수 있었으나 PCBs 배출원에 의한 영향이 커서 정확한 상관관계를 얻기가 어려웠다. Congener-specific analysis에 의해 하천수 및 저니토 시료에서 공통적으로 검출된 대표적 congener는 52, 95, 101, 99,87, 110, 118, 149, 153, 138, 180 였다. 본 연구결과 하천수에서는 triCBs와 tetraCBs 가 비교적 높은 농도로 검출되었던 반면 저니토에서는 hexaCBs 및 heptaCBs가 다른 poylCBs에 비해 비교적 높은 농도로 검출되었다. 이상의 연구결과를 통해 모공단 하천수 및 저니토가 PCBs에 의해 심하게 오염되어 있음을 알 수 있고 국내의 주요 하천의 경우도 계속적인 모니터링이 필요함을 알 수 있다.