Microbiological sulfate reduction is the transformation of sulfate to sulfide catalyzed by the activity of sulfate-reducing bacteria using sulfate as an electron acceptor. Low solubility of metal sulfides leads to precipitation of the sulfides in solution. The effects of microbiological sulfate reduction on in-situ precipitation of arsenic and copper were investigated for the heavy metal-contaminated soil around the Songcheon Au-Ag mine site. Total concentrations of As, Cu, and Pb were 1,311 mg/kg, 146 mg/kg, and 294 mg/kg, respectively, after aqua regia digestion. In batch-type experiments, indigenous sulfate-reducing bacteria rapidly decreased sulfate concentration and redox potential and led to substantial removal of dissolved As and Cu from solution. Optimal concentrations of carbon source and sulfate for effective microbial sulfate reduction were 0.2~0.5% (w/v) and 100~200 mg/L, respectively. More than 98% of injected As and Cu were removed in the effluents from both microbial and chemical columns designed for metal sulfides to be precipitated. However, after the injection of oxygen-rich solution, the microbial column showed the enhanced long-term stability of in-situ precipitated metals when compared with the chemical column which showed immediate increase in dissolved As and Cu due to oxidative dissolution of the sulfides. Black precipitates formed in the microbial column during the experiments and were identified as iron sulfide and copper sulfide. Arsenic was observed to be adsorbed on surface of iron sulfide precipitate.
The final disposal of spent nuclear fuel(SNF) from nuclear power plants takes place in a deep geological repository. The metal canister encasing the SNF is made of cast iron and copper, and is engineered to effectively isolate radioactive isotopes for a long period of time. The SNF is further shielded by a multi-barrier disposal system comprising both engineering and natural barriers. The deep disposal environment gradually changes to an anaerobic reducing environment. In this environment, sulfide is one of the most probable substances to induce corrosion of copper canister. Stress-corrosion cracking(SCC) triggered by sulfide can carry substantial implications for the integrity of the copper canister, potentially posing a significant threat to the long-term safety of the deep disposal repository. Sulfate can exist in various forms within the deep disposal environment or be introduced from the geosphere. Sulfate has the potential to be transformed into sulfide by sulfate-reducing bacteria(SRB), and this converted sulfide can contribute to the corrosion of the copper canister. Bentonite, which is considered as a potential material for buffering and backfilling, contains oxidized sulfate minerals such as gypsum(CaSO4). If there is sufficient space for microorganisms to thrive in the deep disposal environment and if electron donors such as organic carbon are adequately supplied, sulfate can be converted to sulfide through microbial activity. However, the majority of the sulfides generated in the deep disposal system or introduced from the geosphere will be intercepted by the buffer, with only a small amount reaching the metal canister. Pyrite, one of the potential sulfide minerals present in the deep disposal environment, can generate sulfates during the dissolution process, thereby contributing to the corrosion of the copper canister. However, the quantity of oxidation byproducts from pyrite is anticipated to be minimal due to its extremely low solubility. Moreover, the migration of these oxidized byproducts to the metal canister will be restricted by the low hydraulic conductivity of saturated bentonite. We have comprehensively analyzed and summarized key research cases related to the presence of sulfates, reduction processes, and the formation and behavior characteristics of sulfides and pyrite in the deep disposal environment. Our objective was to gain an understanding of the impact of sulfates and sulfides on the long-term safety of high-level radioactive waste disposal repository.
Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
/
v.7
no.2
/
pp.25-34
/
1999
The effects of copper on the anaerobic degradation of propionate were studied using anaerobic batch reactors. The apparent inhibitory effects of copper on the anaerobic degradation of propionate could be observed from behaviors of intermediates, ultimate methane yield(UMY) and specific methanogenic activity(SMA) There was little inhibition at the concentration of $2.5mg\;Cu^{2+}/L$. Beyond this concentration, the inhibitory effects increased with increasing dose of coppers. The 50% inhibition of UMY and SMA occurred at copper dosage of 33.8 and $24.1mg\;Cu^{2+}/gVSS$, respectively. The inhibitory effect based on the UMY was gradually reduced with the operation time dueprobably to the acclimation of microorganisms and/or binding of the added copper by ligands(and possibly ion exchange sites)contained on the cell membrane and extracellular polymer matrix whereas it based on the SMA might exclude the this phenomena. Therefore, the methodology for interpretation of inhibition data based on the SMA was more accurated than the UMY. There was no inhibitory effect in batch reactors supplemented with sulfate due to an antagonistic action of the sulfate reducing bacteria. Propionate degradation was initially retarded for copper inhibited samples but it gradually degraded afterward. Based on the mass removal considering take into account the propionate to acetate conversion, propionate degradation may appeal more affected than acetate. This result revealed that the hydrogenotrophic methanogens were the most affected by copper.
Removal of dissolved selenium by D. michiganensis, a iron-reducing bacterium, and effects of dissolved metal elements such as iron, sulfate, and copper were investigated. Selenide that was reduced from selenite (2 mM) by D. michiganensis was gradually removed from the aqueous medium. As the reduced selenide was combined with aqueous iron, it was precipitated as a nanoparticulate iron-selenide. Sulfate and copper negatively affected the microbial selenite reduction, and the copper was especially toxic to the bacterium, inhibiting a microbial removal of dissolved selenite. These results show that it should be carefully biotreated for a selenium-contaminated site considering in situ sulfate or copper distribution and concentration. Consequently, the formation of iron-selenide by bacteria will be an important measure for preventing a long-distance migration of selenium in the subsurface environments.
In this study, we identified the secondary precipitates from Samsan-jeil and Sambong mine, Goseong, Gyeongnam by means of scanning electron microscopy, electron probe microanalysis and X-ray powder diffraction analysis. Copper sulfide minerals had been produced from the mines during last few decades, however they are not worked. White and blue precipitates were found at the downstream of mine rock dump at Sambong mine and green one was at Samsan-jeil mine. The white precipitate covered the host rock surface with thickness of $30{\mu}m$, and is a kind of diatom with $10{\mu}m$ in length and $3{\mu}m$ in width. It is a species Fragilaria constuens, which is contained a order Pennales(pennate diatom) and lives in fresh water. The blue precipitate is the alteration product of chalcopyrite. It resultes in the increase in the ratio Cu:Fe from 5 to 13. The green precipitate has worm-like morphology with $10{\sim}20nm$ in diameter and $200{\sim}300nm$ in length. It is mainly composed of secondary copper sulfate such as woodwardite. However, it could be formed by the activity of microorganism, because the copper content is more than any secondary copper sulfate reported in copper sulfide mine. In order to identity the green precipitate exactly, the further research is needed.
To understand characteristics of biogeochemical corrosion for the metal canisters that usually contain the radioactive wastes for a long-term period below the ground, some metal materials consisting of cast iron and copper were reacted for 3 months with D. desulfuricans, a sulfate-reducing bacterium, under a reducing condition. During the experiment, concentrations of dissolved metal ions were periodically measured, and then metal specimen and surface secondary products were examined using the electron microscopy to know the chemical and mineralogical changes of the original metal samples. The metal corrosion was not noticeable at the absence of D. desulfuricans, but it was relatively greater at the presence of the bacterium. In our experiment, darkish metal sulfides such as mackinawite and copper sulfide were the final products of biogeochemical metal corrosion, and they were easily scaled off the original specimen and suspended as colloids. For the copper specimen, in particular, there appeared an accelerated corrosion of copper in the presence of dissolved iron and bacteria in solution, probably due to a weakening of copper-copper binding caused by a growth of other phase, iron sulfide, on the copper surface.
In this study the nanofiltration (NF) membrane treatment of a sulfuric acid waste solutions containing copper ion ($Cu^{+2}$) discharging from the etching processes of the printed circuit board (PCB) manufacturing industry has been studied for the recycling of acid etching solution. SelRO MPS-34 4040 NF membrane from Koch company was tested to obtain the basic NF data for recycling of etching solution and separation efficiency (total rejection) of copper ion. NF experiments were carried out with a dead-end membrane filtration laboratory system. The pure water flux was increased with the increasing storage time in sulfuric acid solution and lowering pH of acid solution because of the enhancement of NF membrane damage by sulfuric acid. The permeate flux of acid solution was decreased with the increasing copper ion concentration. Total rejection of copper ion was decreased with the increasing storage time in sulfuric acid solution and copper ion concentration, and lowering the pH of acid solution. The total rejection of copper ion was decreased from initial 37% to 15% minimum value.
In this study the nanofiltration (NF) membrane treatment of a sulfuric acid waste solutions containing copper ion ($Cu^{+2}$) discharging from the etching processes of the printed circuit board (PCB) manufacturing industry has been studied for the recycling of acid etching solution. SelRO MPS-34 4040 NF membrane from Koch company was tested to obtain the basic NF data for recycling of etching solution and separation efficiency (total rejection) of copper ion. NF experiments were carried out with a cross-flow membrane filtration laboratory system. The permeate flux was decreased with the increasing copper ion concentration in sulfuric acid solution and lowering pH of acid solution, and its value was the range of $4.5{\sim}23L/m^2{\cdot}h$. Total rejection of copper ion was decreased with the increasing copper ion concentration, lowering pH of acid solution and decreasing cross-flow rate. The total rejection of copper ion was more than 70% at the experimental condition. The SelRO MPS-34 4040 NF membrane was represented the stable flux and rejection for 1 year operation.
Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
/
2010.09a
/
pp.1225-1230
/
2010
본 연구는 군부대 사격장의 중금속 오염토양에 대하여 생물학적 용출기술(BT)과 전기동력학적 기술(ET)의 통합공정의 적용성 평가 연구에 대한 것이다. 사격장 오염 토양의 경우 사격에 의해 탄두가 피탄지에 박히면서 오염토양 내에 잔존하여 탄두를 구성하는 주성분인 납과 구리 등에 의해 지속적인 오염원으로 작용하는 특징을 가진다. 따라서 사격장 토양오염정화를 위해서는 이 탄두를 물리적으로 선별하는 물리적 선별공정을 전처리공정으로 수행한 후 인공적으로 조성된 셀에 통합공정 적용성 평가를 위한 현장실증시험을 수행하였다. 생물학적 용출을 통해 토양내 잔류하는 중금속을 이온화시켜 이동성을 크게 한후 전기동력학적 기술을 통해 토양내에서 전해질로 이동시켜 최종적으로 전해질을 처리하는 시스템으로써 공정 모니터링결과 납과 구리 모두 주목할 만한 제거효율을 얻을수 있었다. 오염물질별 공정 적용성 평가결과 납의 경우 황산화박테리아에 의해 이온화가 되지만 황산화박테리아의 생장 부산물인 황산염이온(${SO_4}^{2-}$)과 반응하여 안정성이 큰 Anglesite($PbSO_4 $)를 형성하므로 전체적인 제거효율이 저하되는 것을 확인하였고 기타 미생물을 이용한 생물학적 용출기술 연구의 필요성을 확인하였다. 구리의 경우 황산염박테리아를 이용한 생물학적 용출공정 및 전기동력학적 처리공정의 통합공정을 통해 주목할 만한 제거효율을 얻을수 있었으며 통합공정의 효율성을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 미생물학적 용출기술과 전기동력학적 기술의 통합공정은 현장특이성(Site-specific) 확인후 적용가능성이 있음을 확인하였다.
Nam, Sang Cheol;Um, Sung Hyun;Lee, Choong Young;Tak, Yongsug;Nam, Chong Woo
Applied Chemistry for Engineering
/
v.8
no.4
/
pp.645-652
/
1997
Electrochemical characteristics and kinetic parameters of copper ion reduction were investigated with a platinum rotating disk electrode (RDE) in a diffusion controlled region. Reduction of Cu(II) in sulfate had one-step two-xelectron process, while the reduction of Cu(II) in chloride solution was involved two one-electron processes. The transfer coefficient of Cu(II) in sulfate solution was lowest, and the transfer coefficient of Cu(I) in halide solutions had the value of nearly one. In chloride solutions, electrodeposition rate of Cu(II) was about one hundred times faster than Cu(I). Diffusion coefficient increased in the order of Cu(II) in chloride solution, Cu(I) in the iodide, bromide, chloride solution, Cu(II) in sulfate solution. The calculated ionic radii and activation energy for diffusion decreased in the same order as above. Morphological study on the copper electrodeposition indicated that the electrode surface became rougher as both concentration and reduction potential increases, and the roughness of the surface was analyzed with UV/VIS spectrophotometer.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.