• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제19권3호
• /
• pp.25-32
• /
• 2014

The amount of TPH contaminated soil treated at off-site remediation facilities is ever increasing. For the recycle of the treated-soil on farmlands, it is necessary to restore biological and physico-chemical soil characteristics and to remove residual TPH in the soil by an economic polishing treatment method such as phytoremediation. In this study, a series of experiments was performed to select suitable plant species and to devise a proper planting method for the phyto-restoration of TPH-treated soil. Rye (Secale cereale) was selected as test species through a germination test, among 5 other plants. Five 7-day-old rye seedlings were planted in a plastic pot, 20 cm in height and 15 cm in diameter. The pot was filled with TPH-treated soil (residual TPH of 1,118 mg/kg) up to 15 cm, and upper 5 cm was filled with horticulture soil to prevent TPH toxic effects and to act as root growth zone. The planted pot was cultivated in a greenhouse for 38 days along with the control that rye planted in a normal soil and the blank with no plants. After 38 days, the above-ground biomass of rye in the TPH-treated soil was 30.6% less than that in the control, however, the photosynthetic activity of the leaf remained equal on both treatments. Soil DHA (dehydrogenase activity) increased 186 times in the rye treatment compared to 10.8 times in the blank. The gross TPH removal (%) in the planted soil and the blank soil was 34.5% and 18.4%, respectively, resulting in 16.1% increase of net TPH removal. Promotion of microbial activity by root exudate, increase in soil permeability and air ventilation as well as direct uptake and degradation by planted rye may have contributed to the higher TPH removal rate. Therefore, planting rye on the TPH-treated soil with the root growth zone method showed both the potential of restoring biological soil properties and the possibility of residual TPH removal that may allow the recycle of the treated soil to farmlands.

• 미생물학회지
• /
• 제47권4호
• /
• pp.356-363
• /
• 2011

유류의 유출로 인한 총석유계탄화수소(total petroleum hydrocarbons: TPH)는 종종 토양과 지하수의 오염을 초래하고 있다. TPH는 환경에 노출이 될 경우 물리화학적 과정을 거쳐 분해가 되나 그 반응은 상대적으로 느리다. 본 연구에서는 TPH로 오염된 토양의 환경친화적인 처리기법을 궁극적으로 개발하기 위해서 화학적 및 생물학적 통합기술을 도입하고자 시도하였다. 여기서 펜톤유사반응을 전처리단계로 도입하고 이후 디젤분해 혼합균을 처리하여(생물증강법) 오염유류를 처리하고자 하였다. 계면활성제 OP-10S (0.05%)과 산화제($FeSO_4$ 4%, 및 $H_2O_2$ 5%)를 사용할 경우 토양으로부터 효율적으로 TPH를 처리, 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 디젤분해 혼합균을 토양슬러리에 접종할 경우 100배 이상 분해균의 밀도상승이 관찰되었는데 이는 접종된 분해균이 오염된 토양에서 성공적으로 존재할 수 있음을 의미한다($10^8-10^9$ CFU/g slurry). Fenton으로 처리된 토양에서의 TPH 제거 효율은 분해균으로 생물증강을 실시할 경우 최소한 57% 정도 상승되는 것으로 나타났다. 그러나 화학적, 생물학적 연속처리를 실시할 경우 대조구(무처리; 재거효율 95%)에 비해 상대적으로 낮은 처리효율(79-83%)을 나타내었는데, 이는 화학처리 중에 발생하는 자유기(free radicals) 함유 산화물질이 분해를 억제한 것에 기인하는 것으로 보인다. 본 연구에서의 얻어진 결과는 환경에 있어서 TPH로 오염된 토양과 저질을 효율적으로 정화하고 토양생태계의 신속한 회복에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제17권11호
• /
• pp.35-43
• /
• 2016

이 연구는 복합발효미생물을 이용하여 유수지 악취 제거와 유수지 토양에 흡착된 오염물질의 정화효과를 확인하고, 현장 적용성 시험을 바탕으로 토양오염 정화시스템을 개발하기 위한 것이다. 토양 내에 침전된 유기오염물질을 분석하여 악취유발 원인과 토양오염 물질을 확인하였다. 개발된 복합발효미생물과의 혼합발효를 이용하여 악취와 오염물질을 분해하는 것이 가능함을 확인하였으며, 유수지 오염토의 물리 화학적 구성과 토양에 흡착된 오염물질을 확인하여 악취의 원인을 규명하였다. 또한, 복합발효미생물과 유수지토의 혼합실험을 통해 혼합방법에 따른 오염물질 제거효율을 분석하였다. 아울러, 복합미생물을 이용한 악취 제거 방법은 한 종류의 미생물을 이용하는 것보다 오염 제거에 효과적임을 확인하였다. 복합발효미생물을 이용한 방법은 자연정화처리 방법에 비해 악취농도가 2.5배 저감하는 것으로 측정되었으며, 토양으로부터 배출된 간극수의 수질이 개선된 것으로 나타났다. 또한, 복합발효미생물과 유수지 혼합토의 교반실험에서 토양입자 표면에 흡착된 구리와 납이 각각 65%와 66%로 저감되는 것을 확인하였으며, 유기물인 TPH 성분은 85%의 저감 효과가 있는 것을 확인하였다. 복합미생물을 이용한 유수지 오염토의 복원은 교반과 혼합비에 대한 기초자료 축적을 통해 악취와 토양오염을 효율적으로 저감시킬 수 있는 장기적인 정화시스템을 개발하고 적용할 필요가 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제11권2호
• /
• pp.63-69
• /
• 2008

해양 준설토를 재활용하여 인공염습지를 조성하기 위한 기초연구로서 준설토 배합비가 상이한 pilot-scale의 인공염습지 현장시험구를 조성하고 대표적인 염생식물인 갈대를 이식한 후 초기의 환경변화를 조사하였다. 이식된 갈대의 정착률은 준설토의 배합비가 높을수록 낮아졌으나 새로 자라난 갈대의 지상부 길이와 직경은 준설비 배합비별로 큰 차이가 나타나지는 않았다. 준설토 100%로 조성된 시험구내 토양의 강열감량과 COD 농도는 유기물의 유출입이 비교적 자유로운 열린계(open system)로 인해 증감을 반복하는 양상을 보이긴 하였으나 초기값에 비해 각각 9%와 30%씩 감소하는 경향을 보여주었다. 시험구 조성 이후 시간이 흐름에 따라 준설토 50%와 100%의 시험구에서는 종속영양세균 개체수가 증가하는 것으로 나타났다. 이식한 갈대의 정착, 100% 준설토 시험구내의 감소된 COD 함량 및 종속미생물의 증가 등 본 연구의 결과로 염생식물의 식재를 통한 인공염습지의 조성 및 생물학적 분해를 이용하는 해양 준설토의 친환경적인 처리 가능성을 확인할 수 있었다. 하지만 준설토를 이용한 인공염습지 조성가능성에 대한 정확한 평가를 위해서는 보다 다양한 항목에 대한 지속적인 모니터링이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제34권2호
• /
• pp.83-93
• /
• 2006

여러 산업현장에서 배출되는 중금속은 독성이 없는 상태로 분해되거나 안정화되지 않고, 먹이사슬을 따라 생물의 체내에 고농도로 축적되어 여러 가지 병을 유발하는 문제점을 가지고 있는 오염물질이다. 이러한 중금속으로 오염된 토양을 정화하기 위하여 식물을 이용한 친환경적이며 경제적인 식물상 복원 기법이 주목 받고 있으며, 그 효율을 증대시키기 위한 방법 중 하나로 식물과 근권미생물 간의 상리공생적 상호관계에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 중금속으로 오염된 토양에서 식물과 식물의 근권에서 서식하는 근권세균 사이의 상호 기작에 관한 기존 연구 결과 및 동향에 대하여 알아보았다. 식물의 뿌리에 의해 형성되는 근권의 물리 화학적, 생물학적 특성은 근권세균의 생물량 및 활성, 군집구조에 직 간접적인 영향을 미친다. 뿌리삼출물은 미생물에게 유용한 탄소원과 성장인자로 제공됨으로써 토양 내 서식하고 있는 근권세균의 성장과 대사를 촉진하는 역할을 한다. PGPR은 식물뿌리성장을 억제하는 ethylene의 전구체인 ACC를 제거하는 ACC deaminase활성, 식물성 호르몬인 LAA생성 능력, 철 공급체인 Siderophore합성 능력을 모두 가지고 있을 뿐만 아니라 토양 속 인을 식물이 이용할 수 있도록 가용화 시키는 능력까지 가지고 있는 것으로 나타났다. 이러한 PGPR은 높은 농도의 중금속으로 오염된 토양에서 식물이 보다 잘 성장하고 서식할 수 있도록 도와준다. 따라서 이들 PGPR을 식물상 복원에 적용할 경우, 중금속의 높은 정화 효과를 기대할 수 있다

• 한국환경농학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.78-85
• /
• 2014

BACKGROUND: Recent studies using various industrial wastes for heavy metal stabilization in soil were conducted in order to find out new alternative amendments. The acid mine drainage sludge(AMDS) contains lots of metal oxides(hydroxides) that may be useful for heavy metal stabilization not only waste water treatment but also soil remediation. The aim of this study was to investigate the applicability of acid mine drainage sludge for heavy metals stabilization in soils METHODS AND RESULTS: Alkali soil contaminated with heavy metals was collected from the agricultural soils affected by the abandoned mine sites nearby. Three different amounts(1%, 3%, 5%) of AMDS were applied into control soil and contaminated soil. For determining the changes in the extractable heavy metals, $CaCl_2$ and Mehlich-3 were applied as chemical assessments for metal stabilization. For biological assessments, lettuce(Lactuca sativa L.) and chinese cabbage(Brassica rapa var. glabra) were cultivated and accumulation of heavy metals on each plant were determined. It was revealed that AMDS reduced heavy metal mobility and bioavailability in soil, which resulted in the decreases in the accumulation of As, Cd, Cu, Pb, and Zn in each plant. CONCLUSION: Though the high level of heavy metal concentrations in AMDS, any considerable increase in the heavy metal availability was not observed with control and contaminated soil. In conclusion, these results indicated that AMDS could be applied to heavy metal contaminated soil as an alternative amendments for reducing heavy metal mobility and bioavailability.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제39권3호
• /
• pp.301-307
• /
• 2011

유류로 오염된 토양을 토양미생물 복원제를 첨가한 후 다양한 조건에서20일 동안의 유류저감효과를 알아보았다. 실험조건은 유류로만 오염된 토양(DS), 토양미생물 복원제를 20%(w/w)가 되도록 첨가한 유류로 오염된 토양(DSP), 토양 미생물 복원제를 넣은 후 pH를 중성으로 보정한 유류로 오염된 토양(DSP-1), 토양미생물 복원제와 촉진제를 넣은 유류로 오염된 토양(DSP-2), 토양미생물 복원제와 촉진제를 넣은 후 pH를 중성으로 보정한 유류로 오염된 토양(DSP-3)을 설정하였다. 실험 결과 pH를 보정한 토양미생물 복원제를 첨가한 유류오염토양은 탈수소 효소 활성과 TPH 저감에서의 효능이 우수하였다. 실험이10일 경과되었을 때 탈수소 효소 활성이 가장 높은 DSP-1 토양이 TPH 역시 가장 활발히 분해했다. 결과적으로 초기 10일의 배양기간 동안 토양미생물 복원제를 첨가한 토양은 대조군에 비해 38% 가량의 TPH 저감상승효과를 볼 수 있다. 토양미생물 복원제의 첨가를 통해 초기 저감속도를 올려줄 수 있으며, 최종적으로도 비 첨가군에 비해 높은 저감효율을 기대할 수 있다. 토양미생물 복원제를 유류오염토양을 복원한다면 초기 오염물질을 빠르게 처리할 수 있지만 미생물 활성은 pH, 온도 등 환경 인자에 많은 영향을 받으므로 토양미생물 복원제의 효율을 최대화하기 위해서는 환경 인자를 분석하여 이를 바탕으로 복원을 진행한다면 오염물질 정화 효율을 향상시킬 수 있을 것이다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제14권2호
• /
• pp.33-44
• /
• 2009

본 연구의 목적은 국내 폐광산 지역 광미 등과 같은 비소 오염토양을 효과적으로 정화할 수 있는 생물학적 기술과 물리화학적 기술을 연계한 통합 기술을 개발하는 것이다. 이를 위해 폐광산이 송천 광산에서 비소를 다량 함유하고 있는 광미를 채취하여 비소와 중금속 함량을 정량적으로 분석하고 광미의 다양한 물리화학적 특성과 광물조성 등를 파악하였다. 그리고 광미 내 존재하는 비소와 중금속 종들의 존재형태별 상대함량을 분석하여 각 원소들의 용출성과 이동도를 예측하기 위하여 연속 추출법을 이용하였다. 이러한 광미와 광미내 존재하는 비소 및 중금속 오염물질의 기본적인 지구화학적 분석 자료를 바탕으로 비소의 생용출 (bioleaching)에 대한 컬럼실험을 수행하였다. 그리고 생용출과 전기동력학적 공정을 연계한 통합공정으로 비소를 제거한 실험을 실시하여 전기동력학 단일공정만 적용했을때와의 비소의 제거효율을 비교하여 통합공정의 적용 가능성을 평가하였다. 연구결과, 동일한 조건에서44일간 운전하였을 때 전기동력학 공정만을 개별적으로 적용했을 ��와 생용출(28일)과 전기동력학 (16일) 기술을 연계한 통합공정을 적용했을 ��의 비소 제거효율은 각각 57.8%와 64.5%로 나타났다. 그리고 생용출 (28일)에 의한 비소 제거효율은 11.8%정도로 상대적으로 매우 낮게 나타나서, 생용출은 비소를 제거하기 위한 공정이라기보다는 비소의 이동도를 증가시키는 공정으로, 이후 연계하여 적용되는 전기동력학적 공정에 의한 비소의 제거효율을 향상시키는 것으로 판단된다. 특히 전기동력학 공정을 단독으로 적용했을 때보다 생용출 공정을 연계했을 때 비소의 제거 속도가 두 배 이상으로 증가하는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 비교적 경제적인 생용출 공정을 충분히 적용한 후 전기동력학적 공정을 적용하게 된다면, 비소의 제거효율 분만 아니라 제거속도 또한 향상된다는 것을 뒷받침해 줌으로써 두 기술을 연계한 통합공적의 적용 가능성과 향상성을 입증한다고 하겠다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제37권7호
• /
• pp.432-440
• /
• 2015

유기물의 열분해로 생성되는 바이오차는 토양 탄소 저장량을 증가시킴으로써 기후변화를 완화할 수 있는 전략으로 소개되고 있다. 또한 바이오차는 토양의 흡착능을 증대시켜 중금속으로 오염된 토양을 정화할 수 있다고 보고된다. 본 연구는 두 종류 바이오차의 토양 중금속 제거 효과와 함께 기후변화 완화효과를 동시에 알아보기 위해 수행되었다. 두 종류의 바이오차는 가시박 및 차 찌꺼기 바이오매스를 열분해 하여 준비했다. 납으로 오염된 농경지 토양은 바이오차 및 바이오매스와 혼합되어 60일 동안 배양하였다. $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$는 배양 기간 동안 주기적으로 측정되었고 토양 분석은 배양 종료 후 아세트산을 이용한 납 추출량을 비롯한 생화학적 요소에 대해 수행하였다. 그 결과, 배양 후 납의 양은 BC_Ch에서 71% 만큼 감소했다. 배양 중 $CO_2$와 $N_2O$ 발생은 BC_Ch, TW_Ch에서 각각 BC_Bm, TW_Bm 대비 약 24%, 34% 감소하였다. $CH_4$ 발생은 바이오차 처리에 의한 유의한 차이를 나타내지 않았다. GWP 계산 과정에서 온실가스($CO_2$, $CH_4$, $N_2O$), 토양에 처리한 가시박 및 차 찌꺼기 바이오매스와 바이오차, 토양 내 총 탄소량을 고려하였으며, 바이오차 투입으로 토양 내 납의 농도가 감소한 BC_Ch를 제외한 나머지 처리구와 대조구에 제올라이트를 투입하였다고 가정하여 GWP 계산을 수행하였다. BC_Ch가 GWP 측면에서 가장 유리한 것을 보였는데, 이는 가시박 바이오차가 높은 납 흡착과 토양 내 탄소 격리 효과를 나타냈기 때문으로 사료된다. 결론적으로, 가시박으로부터 생성한 바이오차를 투입하는 것이 토양 오염 저감과 기후변화 완화 효과를 동시에 기대할 수 있는 전략임을 시사한다.