• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제29권1호
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• pp.28-38
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• 2024

Phytoremediation presents a low-carbon and eco-friendly solution for heavy metal-contaminated soils, which pose great health and environmental risks to humans and ecosystems. A hydroponic culture was used to quantitatively assess the phytoremediation potential of plant species to remediate As or Cd-contaminated soil in field application. This study examined the growth, uptake, and distribution of Cd in the roots and shoots of Phalaris arundinacea and Brassica juncea in hydroponic conditions with Cd concentrations ranging from 0 to 20 mg/L for 10 days. Additionally, Aster koraiensis and Pteris multifida were cultivated in hydroponic conditions containing As concentrations ranging from 0 to 40 mg/L for 10 days. The concentrations of Cd in the above-ground part and root tissues of P. arundinacea and B. juncea reached a maximum of 147.7 and 1926.7 mg/kg-D.W.(Dry Weight), and 351.6 and 11305.5 mg/kg-D.W., respectively. Bioconcentration factor (BCF) for P. arundinacea and B. juncea were 68.9 and 122.3, respectively. Both species exhibited a translocation factor (TF) of less than 0.1, indicating their eligibility for phytostabilization. Aster koraiensis exhibited significant As accumulation of 155.1 and 1306.7 mg/kg D.W. in the above-ground part and root, respectively. However, this accumulation resulted with substantial weight loss and the manifestation of toxic symptoms. P. multifida exhibited higher accumulation of As (345.1 mg/kg-D.W.) in the fronds than in the roots (255.4 mg/kg-D.W.), corresponding to BCF values of 18.6 and 7.6, respectively, and a TF greater than 1.2. A TF value greater than 1.0 indicates that P. multifida is a viable option for phytoextraction.

• 한국토양비료학회지
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• 제47권6호
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• pp.464-472
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• 2014

The Codex Committee of Contaminants in Food (CCCF) has been discussing a new standard for arsenic (As) in rice since 2010 and a code of practice for the prevention and reduction of As contamination in rice since 2013. Therefore, our current studies focus on setting a maximum level of As in rice and paddy soil by considering bioavailability in the remediation of As contaminated soils. This study aimed to select an appropriate single chemical extractant for evaluating the mobility of As in paddy soil and the bioavailability of As to rice. Nine different extractants, such as deionized water, 0.01 M $Ca(NO_3)_2$, 0.1 M HCl, 0.2 M $C_6H_8O_7$, 0.43 M $HNO_3$, 0.43 M $CH_3COOH$, 0.5 M $KH_2PO_4$, 1 M HCl, and 1 M $NH_4NO_3$ were used in this study. Total As content in soil was also determined after aqua regia digestion. The As extractability of the was in the order of: Aqua regia > 1 M HCl > 0.5 M $KH_2PO_4$ > 0.43 M $HNO_3$ > 0.2 M $C_6H_8O_7$ > 0.1 M HCl > 0.43 M $CH_3COOH$ > deionized water > 1 M $NH_4NO_3$ > 0.01 M $Ca(NO_3)_2$. Correlation between soil extractants and As content in rice was in the order of : deionized water > 0.01 M $Ca(NO_3)_2$ > 0.43 M $CH_3COOH$ > 0.1 M HCl > 0.5 M $KH_2PO_4$ > 1 M $NH_4NO_3$ > 0.2 M $C_6H_8O_7$ > 0.43 M $HNO_3$ > 1M HCl > Aqua regia. BCF (bioconcentration factor) according to extractants was in the order of : 0.01M $Ca(NO_3)_2$ > 1 M $NH_4NO_3$ > deionized water > 0.43 M $CH_3COOH$ > 0.1 M HCl > 0.43 M $HNO_3$ > 0.2 M $C_6H_8O_7$ > 0.5 M $KH_2PO_4$ > 1 M HCl > Aqua regia. Therefore, 0.01 M $Ca(NO_3)_2$ ($r=0.78^{**}$) was proven to have the greatest potential for predicting As bioavailability in soil with higher correlation between As in rice and the extractant.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권11호
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• pp.63-75
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• 2010

중금속으로 오염된 부지는 다양한 공법으로 복원이 가능하나 오염부지가 비교적 넓은 경우 중금속을 부지로부터 제거하는 적극적 공법은 기술적 어려움과 비용의 문제로 쉽게 사용할 수 없다. 그러므로 토양에서 중금속의 용출을 차단 및 지연하는 안정화 공법이 보다 현실적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 국내의 비교적 큰 규모의 중금속 오염토양인 제련소 오염토양을 대상으로 magnetite, hematite, zeolite-A, zeolite-X, zeolite-Y, zinc oxide, calcium oxide, carbon trioxide, manganese oxide, manganese dioxide, fish bone, sodium phosphate 등의 다양한 안정화제의 적용성실험을 수행하였다. 비소, 납, 구리, 니켈, 아연 등의 다중 중금속으로 오염된 토양의 경우 1종의 안정화제로 안정화가 어려우며 기존 연구에서 보고된 특정 중금속의 안정화에 우수한 성능을 갖는 안정화제의 경우에도 다른 중금속의 안정화에 기여하지 못하거나 용출을 촉진하는 경향을 보였다. 시간이 경과함에 따라 안정화 효율이 증가하였다. 니켈과 납의 경우 calcium oxide, carbon trioxide, manganese oxide 등의 안정화제가 효과가 있으며 특히 연속추출에서 물에 의한 추출부분에서 안정화 효율이 높았다. 구리의 경우 manganese oxide, zeolite 등이 효과가 크며 연속추출에서 exchangeable 추출부분에서 안정화 효율이 높았다. 비소의 경우 magnetite에 의한 안정화 효과를 보이며 대부분의 metal oxide와 phosphate 에 의해 용출이 촉진되는 부작용을 보였다. 그러므로 다양한 중금속으로 오염된 토양의 경우 2종 이상의 안정화제를 사용하여야 하며 역효과를 일으키는 안정화제의 사용을 배제하고 중금속의 농도에 따라 사용량 및 안정화 기간을 달리하여야 할 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제37권1호
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• pp.21-33
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• 2004

이 연구의 목적은 국내의 휴폐광 금속광산의 중금속 오염을 종합적으로 평가하는 것이다. 그 동안 정부와 지방자치단체 및 개별 연구자에 의해 이루어진 휴폐광 금속광산의 중금속 오염도를 종합적으로 조사한 결과, 주요 오염물질은 광미를 포함한 광산폐기물이었다. 이들로부터 다양한 유독성 물질, 특히 As, Cd, Cu, Pb 및 Zn 등이 바람과 물에 의해 하부 수계로 이동되어 환경문제를 일으키고 있다. 그 결과 많은 광산들 주변에서 다량의 As 및 중금속이 검출되었으며, 일부는 토양환경보전법의 우려기준 및 대책기준을 초과하고 있다. 초과 항목 중에서는 비소의 초과 빈도가 가장 높았으며 그 다음으로 Cd, Cu, Pb, Zn 등의 오염 빈도도 높은 편이었다. 국가에서 지속적인 광해방지사업을 시행함에도 불구하고 아직도 많은 광산에서 오염물질이 배출되고 있는 실정이다. 특히, 다양한 추출법을 적용하여 오염물질의 추출량을 조사한 결과, 광미 및 토양은 지구화학적 특성을 잘 반영하고 있다. 종합적으로 볼 때, 정부주도로 휴폐광산의 관리를 위한 전담기구의 설치가 필요하다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제22권6호
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• pp.12-21
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• 2017

A pot experiment was conducted to investigate the transfer of As and cationic heavy metals (Fe, Mn, Zn, Cd and Pb) from soil to rice plant in soil condition with submerged and drained. During the ninety-day monitoring period for soil solution, solubility of reducible elements such as As, Fe and Mn in submerged condition were higher than that of Zn. On the contrary, concentration of Zn in drained condition was higher than that of reducible elements. The concentration of As, Cd, Pb and Zn in rice plant (root, stem, leaf and grain) showed similar pattern with soil solution. The As concentration in each part of rice plant, which cultivated in drained condition, measured 56%~94% lower than those in submerged condition. However, the contents of cationic heavy metals (Cd, Pb and Zn) were represented the opposite result with As. These results are due to mobility of As and cationic heavy metals under different soil drainage conditions which represent oxidation and reduction. Thus soil drainage control can be used as acceptable passive treatment methods to reduce transfer of inorganic contaminants from soil to rice plant. However more detailed examination on soil condition conversion is needed, because yield of rice was decreased when it cultivated in drained condition only. It also needed when soil is contaminated by As and cationic heavy metal because single drainage condition cannot reduce transfer of both kinds of contaminants all.

• 한국환경농학회지
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• 제40권1호
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• pp.67-72
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• 2021

BACKGROUND: Biological iron redox transformation alters iron minerals, which may act as effective adsorbents for arsenate [As(V)] in the environments. In the viewpoint of alleviating arsenate, microbial Fe(III) reduction was sought under high concentration of As(V). In this study, Fe(III)-reducing bacteria were isolated from the wild plant rhizosphere soils collected at abandoned mine areas, which showed tolerance to high concentration of As(V), in pursuit of potential agents for As(V) bioremediation. METHODS AND RESULTS: Bacterial isolation was performed by a series of enrichment, transfer, and dilutions. Among the isolated strains, two strains (JSAR-1 and JSAR-3) with abilities of tolerance to 10 mM As(V) and Fe(III) reduction were selected. Phylogenetic analysis using 16S rRNA genesequences indicated the closest members of Pseudomonas stutzeri DSM 5190 and Paenibacillus selenii W126, respectively for JSAR-1 and JSAR-3. Ferric and ferrous iron concentrations were measured by ferrozine assay, and arsenic concentration was analyzed by ICP-AES, suggesting inability of As(V) reduction whereas ability of Fe(III) reduction. CONCLUSION: Fe(III)-reducing bacteria isolated from the enrichments with arsenate and ferric iron were found to be resistant to a high concentration of As(III) at 10 mM. We suppose that those kinds of microorganisms may suggest good application potentials for As(V) bioremediation, since the bacteria can transform Fe while surviving under As-contaminated environments. The isolated Fe(III)-reducing bacterial strains could contribute to transformations of iron minerals which may act as effective adsorbents for arsenate, and therefore contribute to As(V) immobilization

• 자원환경지질
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• 제40권5호
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• pp.575-585
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• 2007

지하 심부 토양 및 퇴적물 내 토착 미생물의 활성화에 따른 중금속 거동을 이해하기 위하여, 독성 중금속으로 오염된 국내 일부 지역의 시료를 대상으로 혐기적 환경에서 유산염(lactate)을 탄소원으로 투입한 후 약 25일간에 걸친 비소 및 중금속(카드뮴, 구리, 납, 아연) 함량 변화를 관찰하였다. 실험 결과, 미생물이 투입된 시료의 경우 미생물이 투입되지 않은 비교시료에 비하여 용존 카드뮴, 납, 아연이 효과적으로 제거되었으며, 이는 토착 황산염 환원(sulfate-reducing) 박테리아의 활성화로 인해 생성된 환원상태의 황이 이들 중금속과 황화물을 형성하며 침전시켰기 때문으로 여겨진다. 비소의 경우, 미생물을 투입한 시료 중 황산염의 함량이 높은 덕음 토양에서는 제거율이 높은 반면 황산염의 함량이 상대적으로 낮은 화북 토양, 동두천 퇴적물에서는 지속적으로 그 함량이 증가하였다. 적절한 탄소원 및 황산염을 투입해 독성 중금속으로 오염된 지질 매체 내의 토착 미생물을 활성화시킨다면 이들 중금속의 원위치(in situ) 고정화를 통한 이동도 감소의 효과를 볼 수 있을 것으로 여겨지나, 비소로 동시에 오염된 경우 발생할 수 있는 비소 용출 가능성에 대한 고려가 필요하다.

• 한국버섯학회지
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• 제3권4호
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• pp.145-153
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• 2005

미생물을 이용한 중금속 오염지의 생물적 개량연구를 위하여 구리, 납 등 중금속 오염지인 은성 폐광과 도곡 폐광지역에서 야생버섯을 수집 동정하고 중금속 함량을 분석한 결과 Laccaria laccata가 가장 높게 나타났으며 토양 내 중금속함량이 높을수록 버섯 내 중금속 농도도 높았다. 그러나, 전이계수를 이용하여 버섯 자실체의 중금속 이행률을 알아본 결과, Amanita volvata가 카드뮴과 비소의 이행률이 가장 높았으며, 구리의 이행률은 Agaricus praesquamosus가 다른 버섯에 비해 월등히 높은 수치를 나타냈다. 납은 Mycena pura, 아연은 Marasmius pulcherripes, 니켈은 Laccaria laccata, 크롬은 Collybia confluens로 나타났다. 중금속 오염지와 비오염지인 치악산 지역에서의 담자균의 발생 분포를 비교한 결과, Russula와 Collybia 속은 비오염지와 오염지역 모두에서 발생되었으며 Leucocoprinus, Coprinus, Suillus, Lepiost, Gyroporus. Lepista, Microstoma, Stropharia, Agrocybe 속은 오염지에서만 발생되었다. 이상의 결과, Laccaria laccata 등 일부 담자균은 중금속 오염지 저감에 이용할 가능성이 있으며 이를 위한 많은 연구가 기대된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제8권4호
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• pp.290-298
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• 2021

본 연구는 장기간 중금속 오염에 노출된 폐 석탄매립지의 토양 및 자생식물을 조사하고 온실 재배 실험을 통해 자생식물의 중금속 축적 능력을 평가하여 식물정화 기술 적용 가능성을 위해 수행되었다. 강원도 정선 화절령에 위치한 폐 탄광 주변에서 자생하는 식물상을 조사하였다. 그리고 본 연구 지역에 생육하는 동일속의 자생식물 2 종 (Carex breviculmis. R. Br., Salix koriyanagi Kimura ex Goerz., )과 일반적으로 분포하는 식물 3 종 (Artemisia japonica Thunb., Hemerocallis hakuunensis Nakai 및 Saussurea pulchella (Fisch.) Fisch.)을 온실에서 인공적으로 오염된 토양에서 12 주 동안 재배하였다. 비소와 납으로 오염된 토양은 각각 25, 62.5, 125, 250 mg kg^-1의 비소 농도 구배와 200, 500, 1000, 2000 mg kg^-1의 납 농도 구배로 생성하였다. 실험 결과 비소 고농도 처리 (125 및 250 mg kg^-1)로 5 개 식물이 모두 죽었고, 일부 식물은 2,000 mg kg^-1 납농도 처리토에서 죽었다. 식물 이동계수는 비소 처리에서 H. hakuunensis에서 가장 높았고 납 처리에서는 A. japonica에서 각각 가장 높았다. 생물 축적계수는 비소 처리에서 모든 식물종에서 1 이상이었고 H. hakuunensis에서 가장 높았다. 그리고 모든 식물종은 납 처리에서 1 미만이었다. 특히 2000 mg kg^-1 농도 납 처리에서 A. japonica는 1000 mg kg^-1 이상의 납을 축적하여 납 과다 축적 물질이 될 것으로 예상되었다. 결론적으로 A. japonica와 H. hakuunensis는 비소 중금속 축적이 뛰어났고 S. koriyanagi는 납 축적능이 우수하였다. 따라서 위의 3 가지 자생식물은 식물정화 기술에 적용성이 높은 것으로 판단되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제16권6호
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• pp.95-105
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• 2011

Total extraction method and environmental standards for heavy metals in soils were revised in regulation recently. In case of Area 3, as the law amended, the soil pollution level has gone up to 4 to 13 times higher depending on the type of heavy metal. In this study, it compares the properties of heavy metals of soil by sequential extraction and total extraction methods depending on the analysis method, using the soil around mine. In case of arsenic, the soil pollution level has gone up to 4 times higher, but 6 to 10 times in the sample soil. Also, according to the results of portability evaluation depending on the type of existence form of heavy metal it exists as residual form in mine waste rock, which is less likely to move, while it exists as migrated form in tailing. Therefore, it should be considered to evaluate the soil pollution and decide the contaminated bounds depending on the existence form of heavy metals on soil to restore the polluted soil.