• Microbiology and Biotechnology Letters
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• v.48 no.4
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• pp.399-422
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• 2020

Remediating soils contaminated with heavy metals due to urbanization and industrialization is very important not only for human health but also for ecosystem sustainability. Of the available remediation technologies for heavy metal-contaminated soils, phytoremediation is a relatively low-cost environment-friendly technology which preserves biodiversity and soil fertility. The application of plant growth-promoting bacteria (PGPB) during the phytoremediation of heavy metal-contaminated soils can enhance plant growth against heavy metal toxicity and increase heavy metal removal efficiency. In this study, the sources of heavy metals that have adverse effects on microorganisms, plants, and humans, and the plant growth-promoting traits of PGPB are addressed and the research trends of PGPB-assisted phytoremediation over the last 10 years are summarized. In addition, the effects of environmental factors and PGPB inoculation methods on the performance of PGPB-assisted phytoremediation are discussed. For the innovation of PGPB-assisted phytoremediation, it is necessary to understand the behavior of PGPB and the interactions among plant, PGPB, and indigenous microorganisms in the field.

• Journal of Korea Soil Environment Society
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• v.3 no.1
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• pp.55-63
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• 1998

This study investigates the contamination mechanism of soil by drainages including acid rains around mining waste sites, and suggests the quantitative methods of prevention against soil contaminations and its alternatives. For these purposes, the dissolution of arsenic in soils, which is one of toxic heavy metals, has been examined experimentally using the artificial acidic solution. Also, in order to prevent dissolution of arsenic by acid rain, the effects of limestone for the neutrality method on the soil were investigated. The arsenic in soil specimen was dissolved by strong acidic solution below pH1.0. The maximum amount of dissolved arsenic increased with decreasing pH value. Furthermore, it was found very effective to use limestones for the neutrality method. The neutralization of limestones in acidic solution was found to follow the equation of chemical reaction-controlling formulation in unreacted-core models.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.8 no.3
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• pp.45-55
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• 2003

This study investigates the fractional composition and the leaching characteristics of heavy metals in polluted soils due to mining activities. The fractionated composition of heavy metals is classified into five fractions; adsorbed, carbonate, reducible, organic and residual fraction. The status of humic substances in mine wastes of most sites are polyhumic except tailing from Sangdong mine. According to the sequential extraction procedures (SEPs), leaching probabilities of Cd in coal wastes and tailing are relatively low due to high percentage of residual fraction. 46.4% of Ni in tailings from Sangdong mine is probably leached under oxidized environment, and 39.4% of Cu in these tailings is readily extracted under strongly oxidized environment by organic fraction. According to leaching condition of pH 3.0 and pH 5.6, the amount of heavy metals leached out of coal wastes and tailing increases to 1/2 hours. At pH 3.0 and pH 5.6, concentration of Ni in tailing increases up three times of the initial value. Heavy metals released from coal wastes and tailing were not influenced significantly by leaching time.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.14 no.1
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• pp.36-43
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• 2009

The feasibility of electrokinetic remediation was investigated in the laboratory to treat contaminated soil with Zn, Ni and F. Electro-migration and electro-osmosis are the major removal mechanisms because fluorines desorbed from soil exist as an anionic form in soil pores, and Zn and Ni exist as a cationic form. Desorption of fluorine was enhanced under the alkaline condition, but that of Zn and Ni increased under the acidic condition. Sequential pH control was effective to control the mixed wastes from contaminated soil. 2 V/cm was applied to reactor to evaluate the effect of constant voltage gradient, after two weeks, the removal efficiency of Zn, Ni and F was 20.5%, 2.5% and 57.4%, respectively. Even though the removal of Zn and Ni was very low, the pH control enhanced transport of Zn and Ni significantly. As a result, sequential pH control is a effective method to remediate mixed waste-contaminated soil.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.8 no.1
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• pp.57-67
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• 2003

Nitrate contamination by human activities is a serious problem to water-supply in agricultural area. Shallow groundwater is the main source of water-supply, but it is very sensitive to contamination. Study area for nitrate contamination is a region of Iljuk, Kyunggi where is an agricultural area having many livestock facilities in various scales. As a result, the points having availability of incoming of external contaminant are 77%, and the ones over the Drinking Water Limit (DWL) are 32～42%. For a nitrogen isotope analysis, all the points having availability of incoming of external contaminant have $\delta$$^{15}$ N-NO$_3$ values over 5$\textperthousand$, and the points of 59% are strongly affected by nitrogen originated from animal wastes. The major source of nitrate in this area is intensive livestock facilities. Even though a livestock facility had enclosed, it affects groundwater quality for a long time. The chemical property of contaminant source is various according to animal species in surface water, but not in groundwater since some solutes are removed by reactions during an inflow to subsurface.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2002.09a
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• pp.203-206
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• 2002

토양 오염의 주된 원인인 디젤은 휘발성과 용해도가 낮아 생물학적 처리법이 많이 이용된다. 생물학적 처리에서 Bioavailability 는 생분해의 속도에 영향을 미치며 유효성평가에 있어 중요하다. 디젤로 오염된 토양의 생분해 특성 및 Bioavailability를 평가하기 위하여 생분해 실험과 mass transfer 실험을 수행하였다. 생분해 속도와 mass transfer 속도의 비교를 통해 생분해 초기에는 mass transfer에 의해 그 속도가 부분적으로 제한을 받으나, 일정시간 후에는 mass transfer 속도에 의해 생분해 속도가 결정되어짐을 알 수 있었다. Multi -component 인 디젤 성분에서의 mass transfer 의 영향을 알기 위해 각 성분별에 따라 조사한 결과, linear H.C 성분과 고 휘발성 성분은 생분해 속도가 초기에는 mass transfer 에 의해 부분적으로 제한되고 후에 mass transfer 에 의해 결정되어지나, tracked H.C 성분과 저휘발성 성분은 전체적으로 mass transfer 에 의해 생분해 속도가 제한되고 있음을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2002.09a
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• pp.362-365
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• 2002

토양의 물리/화학적 특성에 따른 토양의 유기오염물 흡착능 변화를 규명하기 위하여, 토양 내 clay 함량 및 유기물 함량변화, 수용액 내 TCE 농도변화에 따른 TCE 의 토양내 흡착량 변화를 측정하였다. 수용액의 pH와 실내온도는 일정하게 유지시켰으며 clay는 표면적이 다른 Ca-montmorillonite, Na-montmorillonite, kaolin을 이용하였고, 유기물질로는 활성탄을 사용하였다. 일정한 토양성분과 실제토양에 대해 수용액 내 TCE의 농도를 변화시켜 농도변화에 따른 흡착량 변화를 측정하였다. 실험결과 유기물과 점토함량의 증가에 따라 흡착량은 모두 증가하였으나 활성탄에 의한 TCE 흡착량이 점토에 비해 매우 높았으므로 유기물에 의한 TCE 흡착영향이 점토에 의한 흡착 영향보다 큰 것으로 나타났다. TCE 농도변화에 따른 흡착결과는 실제토양과 모사토양에서 모두 농도가 증가함에 따라 흡착 증가율이 증가하다가 감소하는 Langmuir isotherm 형태를 보여 주었다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2005.04a
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• pp.336-339
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• 2005

포천지역의 포천천과 그 주변의 8개 소유역을 대상으로 2003년 8월부터 2004년 8월까지 하천 8개 지점과 기존 지하수 관정 66개소를 선정하여 수리지구화학 및 환경동위원소 연구를 실시하였다. 복합적인 토지이용과 관련하여 연구지역 수계에서는 오염물질 유입이 광역적으로 인지되었으며, 일부 지역에서는 지하수계로의 오염물질 유입이 강하게 나타나 인근 하천까지 영향을 줌이 확인되었다. 오염기원으로 해석되는 대표적인 무기이온종인 $NO_3,\;Cl,\;SO_4$의 존재비를 이용하여 연구 지역의 지표수와 충적 지하수를 크게 3개 수질 그룹으로 분류하였다. 이들 그룹들은 각각 특징적인 충진 특성과 용존 이온의 분포/거동 양상을 나타내는 것으로 해석된다. 본 논문에서는 세 유형의 지표수/충적 지하수 외에 암반 지하수를 포함하여 연구지역 자연수의 수리지구화학 진화 경로와 오염물질의 유입 및 거동 양상에 대하여 토의한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.89-96
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• 2007

농업 비점오염원으로부터의 수질 보전이나 수자원 관리는 유역단위로 하는 것이 세계적 추세이며, 지형이 복잡한 우리나라에서는 더욱 효율적일 수 있다. 유역은 물이나 기타 물질들이 모여 강이나 더 큰 수계로 흘러드는 지표수의 범위라 표현할 수 있으며 그 범위를 정함에 따라 매우 중요한 의미를 지니게 된다. 특히, 강우에 따른 수자원의 유입과 유출이 토양을 통해 발생함에도 불구하고 기존의 유역단위 구분이 토양의 특성을 전혀 반영하지 못하고 있는 우리의 현실은 효율적 관리를 위한 유역단위 구분의 큰 단점으로 작용해왔다. 따라서, 농업적 관리뿐만 아니라 수질관리 및 수자원 관리를 위해서도 유역단위 특히, 소유역을 토양특성이 포괄하는 체계적 단위로 분류할 필요성이 있다. 토양학에서는 동일한 모재에서 유래된 일련의 토양이 미세지형에 따라 연속적으로 분포된 것을 Soil Catena(토양연접군)라고 한다. 이 토양연접군을 위주로 토양을 분류하게 되면 수문이나 기상현상 등의 주요 매질인 토양을 그룹화할 수 있는 가능성을 얻게 되고 이런 그룹화는 유역을 수계 위주의 유역군이 아닌 동일특성이나 유사특성을 나타낼 수 있는 유역군으로 분류가 가능하도록 유도할 것이므로, 이런 분류는 토양을 포함하는 다양한 수문모형의 적용성을 확대해 합리적 수자원 관리에 도움이 될 것이며 수자원 환경에 영향을 미치는 오염물질 관리에 대한 유역단위 보편성을 확보하고 농업에서의 최적관리를 가능하게 할 것이다. 우리나라 유역 세분화는 토양조사가 되어 있는 지역에만 한정해 분류에 이용했다. 대유역은 15개로 구분하였으며(그림 1), 중유역은 117개 소유역은 1,108개를 분석에 사용했다. 유역의 만곡도(하천의 실제길이 하천의 직선장) 산림의 비율(표준유역내 임지토양의 면적 / 소유역의 면적), 평탄지의 비율(표준유역내 평탄지의 비율 / 소유역의 면적), 다른 소유역으로부터의 유입이 있는지의 여부 등을 기본자료로 하였다. 이렇게 구분된 소유역은 유형적으로 보면 유사한 지형 및 토양특성에 따라 그룹화하였다. 유역내 평탄지가 유역면적의 25% 이상을 차지하는 지역을 평야지로 구분하며, 유역내 평탄지가 25% 미만이고 경사지가 45% 이상인 중간지, 유역내 평탄지가 25% 미만이고, 경사지가 45% 미만인 곳을 산간지로 구분하였다. 경사지는 산악지와 구릉지를 제외하여 모든 소유역을 모암 유래토양특성에 따라 16유형, 농업지대에 따라 3개의 유형으로 나눌 수 있으며 총 개의 유형으로 분류하였다. 이런 분류의 토대위에 향후 필요분야마다 구분이 가능한 기후특성을 포함시킨다면 최종적으로는 모든 것이 해설될 수 있는 유역군으로 만들 수 있을 것이다. 즉, 토양특징, 농업특징, 기후특징에 비점오염가능성 등 토지이용상 문제점등을 포괄한다면 다양한 자연현상을 기술할 수 있는 효과적인 유역군이 될 것이다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 1996.11a
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• pp.140-143
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• 1996

산성강하물이 산림토양에 미치는 영향을 조사하기 위하여 오염이 우려되는 공단지역(울산, 여천)과 대도시지역(서울, 부산), 그리고 비오염지역인 대조지역(평창, 삼천포)을 대상으로 이들 지역의 산림토양의 특성을 조사하였다. 또한, 이들지역 각각을 대표할 수 있는 산림토양에 인공산성비를 유출시켜 토양의 화학적 성질의 변화를 조사한 결과는 다음과 같다. - 조사지역별 토성분포는 일정한 경향을 보이지 않았으며, 전체 조사지역 토성은 양토(29.0%), 식양토(22.9%), 사양토(18.3%) 3종류가 분포율이 높았고, 이들이 전체의 70.2%를 차지하였다. - 조사지역 전체 산림토양 표토의 pH($H_2O$)는 4.41~5.14 범위로 평균 4.49이고, 심토의 pH($H_2O$)는 4.54 ~ 5.22 범위로 평균 4.69이었다. 지역별로 보면 공단지역(4.44) < 대도시지역(4.57) < 대조지역(5.08) 순서로 토양 pH가 낮은 경향을 나타냈다. - 염기포화도는 3.07 ~ 21.83% 범위이고, 평균값은 7.71%이었다. 지역별 비교에서는 대조지역(19.14%) > 공단지역(6.54%) > 대도시지역(5.60%) 순서로 높은 경향을 보였다. - 치환성 Al 함량은 2.13 ~ 5.59cmol(+)/kg 범위이고 평균 4.62cmol(+)/kg이었다. 지역별 비교에서는 대조지역(2.34) < 대도시지역(3.23) < 공단지역(5.20) 순서로 낮은 경향을 나타냈다. - 4종의 인공산성우(pH 2.0, 3.0, 4.0 및 5.6)를 산림토양에 유출시킨 결과 인공산성우의 유출량이 증가함에 따라 토양유출액의 pH 감소, 토양염기의 유실이 지속적으로 나타났고, AL과 Mn의 용탈량이 증가하는 경향을 나타내었는데, 이러한 현상은 pH 3.0 인공산성우 유출시에 시작되어 pH 2.0에서 뚜렸하였다. - 인공산성우 토양유출 실험결과 울산, 남산 및 평창토양은 H 부하량의 증가에 따른 치환성염기 및 Al과 Mn의 용탈양상은 Sigmoid curve인 y = a/{1+exp(-c+bx)} 모델식에 따랐다.