• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권6호
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• pp.61-68
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• 2006

유류오염토양에 대한 고압공기분사를 이용한 세척기법의 적용성 연구를 위하여 저유소 주변의 실제 디젤오염토양을 사용하였으며 초기 오염농도는 $2,828{\pm}206\;mg/kg$으로 토양환경보전법상 가지역 우려기준 농도를 5배 이상 초과하였다. 세척공정의 기본 운전인자들에 대한 조건별 효율성 평가 및 최적조건 도출실험을 수행한 결과 효율적인 세척을 위하여 impeller는 편심 및 기울어진 중심에 위치하는 것이 가장 유리하였으며 교반속도는 높은 전단력(shear force)이 발생하는 고속교반조건(300 rpm)에서 세척효율이 가장 우수하였다. 교반시간은 10분이 효율성 및 경제성이 우수한 조건으로 판단되었으며 1차 반응속도식에서 도출된 교반속도별 속도상수들간 증가율 감소를 확인하여, 저속 교반조건(30, 60 rpm)에서도 추가적인 물리적 탈착력이 더해진다면 고속교반조건에서와 같은 제거효율을 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 고압공기 분사에 따른 세척효율은 소수성(hydrophobic)의 토양표면 유류물질이 수중의 공기방울 표면에 강하게 부착(attracting)되어 제거됨을 확인하였고 공기압이 높아질수록 반응기내 공기유량이 증가되면서 오염물질의 부착율이 향상되었다. Impeller에 의한 교반과 고압공기 분사 혼합공정에서는 60 rpm, $2\;kg/cm^2$ 조건이 가장 효율적으로 판단되었다. 따라서 고압공기분사를 통한 토양세척기법은 유류오염토양 정화에 효율적 적용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제18권1호
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• pp.67-77
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• 2013

To improve the energy efficiency of conventional thermal treatment, soil remediation with microwave has been studied. In this study, the remediation efficiency of contaminated soil with semi-volatile organic contaminants were evaluated with microwave oven and several additives such as water, formic acid, iron powder, sodium hydroxide (NaOH) solution, and activated carbon. For the experiment, loamy sand and sandy loam collected from Imjin river flood plain were intentionally contaminated with hexachlorobenzene and phenanthrene, respectively. The contaminated soils were treated with microwave facility and the mass removals of organic contaminants from soils were evaluated. Among additives that were added to increase the remediation efficiency, activated carbon and NaOH solution were more effective than water, iron powder, and formic acid. When 10 g of hexachlorobenzene (142.4 mg/kg-soil) or phenanthrene (2,138.8 mg/kg-soil) contaminated soil that mixed with 0.5 g iron powder, 0.5 g activated carbon and 1 ml 6.25 M NaOH solution were treated with microwave for 3 minutes, more than 95% of contaminants were removed. The degradation of hexachlorobenzene during microwave treatments with additives was confirmed by the detection of pentachlorobenzene and tetrachlorobenzene. Naphthalene and phenol were also detected as degradation products of phenanthrene during microwave treatment with additives. The results showed that adding a suitable amount of additives for microwave treatments fairly increased the efficiency of removing semi-volatile soil organic contaminants.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제24권6호
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• pp.16-25
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• 2019

Anthropogenic polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are formed by the incomplete combustion of fuels and industrial waste. PAHs can be widely exposed to the environment (water, soil and groundwater). PAHs are potentially toxic, mutagenic and/or carcinogenic. Fundamental studies such as biota uptake (e.g., earthworm and plant) of PAHs are highly needed. It is necessary to develop alternative ways to evaluate bioavailability of PAHs instead of using living organisms because it is time-consuming, difficult to apply in the field, and also exaction method is tedious and time-consuming. In this study, sorption behaviors of phenanthrene were evaluated to predict the fate of PAHs in soils. Moreover, bioaccumulation of PAHs in an artificially contaminated soil was evaluated using pea plant (Pisum sativum) as a bioindicator. A novel passive sampler, organic-diffusive gradient in thin-film (o-DGT) for PAHs was newly synthesized, tested as a biomimic surrogate and compared with plant accumulation. Sorption partitioning coefficient (K_P) and sorption capacity (K_F) were in the order of natural soil > loess corresponding to the increase in organic carbon content (f_oc). Biota-to-soil accumulation factor (BSAF) and DGT-to-soil accumulation factor (DSAF) were evaluated. o-DGT uptake was linearly correlated with pea plant uptake of phenanthrene in contaminated soil (R²=0.863). The Tenax TA based o-DGT as a biomimic surrogate can be used for the prediction of pea plant uptake of phenanthrene in contaminated soil.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제16권3호
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• pp.28-37
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• 2011

A preliminary study for energy efficient soil heating and contaminant removal using microwave was conducted. Soils sampled from floodplain were heated with microwave oven, and soil heating property and energy efficiency were compared to those heated with electrical furnace. In addition the effects of water, soil organic matter, and contaminated diesel on soil heating with microwave were investigated. Even though the electrical power consumption of electrical furnace and microwave oven were similar, temperature of soil heated with microwave oven was significantly higher than that of soil heated with electrical furnace. The increase of soil moisture content delays the raise of soil temperature during heating it with microwave oven. However, the effects of total petroleum hydrocarbon (TPH) (<10%) in contaminated soil matrix and small amount of soil organic matter (<5%) on the increase of soil temperature by microwave were not significant. Further studies for contaminated soils with different texture using pilot scale microwave reactor are required for application of this technique in the field.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.291-300
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• 1999

BTEX로 오염된 혼합토(사질토/점토)의 정화를 위한 계면활성제 기법의 적용성 및 제거효율에 대한 연구를 진행하였다. 초기농도 275mg/kg으로부터 1975mg/kg의 BTEX로 오염시킨 8개의 컬럼에 물, methyl alcohol과 계면활성제 용액을 주입하였고 이때 계면활성제와 첨가물의 혼합과 비혼합시에 대해 제거거동을 비교 분석하였다. 물을 이용한 흙 세척법의 적용 결과 850 간극부피의 물을 주입하여 98%의 제거 효율을 보였으나 8mg/kg 이하의 저농도에서는 더 이상 제거가 이루어지지 않고 일정한 양상을 가지는 tailing effect를 보였다. 본 실험 결과 가장 우수한 조건은3% ethyl alcohol과 3% SXS를 첨가한 4% SOFTANOL(equation omitted)-90을 간헐적으로 주입한 경우였으며 이 때 95 간극부피에서 99.5%의 제거효율을 보였다. 실험결과 물을 주입하였을 경우 850 간극부피를 주입한 반면, 계면활성제 적용시 95-165 간극부피에서 84.5%-99.5%의 제거효율을 보였는데 이는 계면활성제 기법을 오염된 지반 정화에 효율적으로 적용할 수 있음을 나타내는 것이다.

• 생명과학회지
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• 제20권7호
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• pp.1041-1046
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• 2010

Phytoextraction은 식물을 이용하여 환경 정화하는 한 기술로서 금속으로 오염된 토양을 정화하는 것이다. 토양에 존재하는 금속의 추출을 용이 하기 위해서 현재 다양한 킬레이트가 사용되고 있다. Phytoextraction이 경제적이고 친환경적인 장점이 있지만 고농도로 오염된 지역에서는 적용이 어려운데 이는 식물이 이러한 지역에서 살아남기 어렵기 때문이며 이러한 문제점을 해결하는 것이 본 연구의 목적이다. 연구 대상의 금속으로서 알루미늄을 선택하였고, 킬레이트는 아미노산인 시스테인과 히스티딘, 작은 크기의 유기산으로서 citric acid, malic acid, succinic acid, oxalic acid, 그리고 ethylenediamine (EDA)를 선택하였으며, EDTA는 비교 대상으로 본 연구에 사용되었다. 다양한 농도의 알루미늄를 포함하는 배지에 식물을 키우면서 여러 킬레이트가 식물의 뿌리 성장에 미치는 영향을 분석하였다. 알루미늄에 의한 식물의 성장 억제는 히스티딘에 의해서 약간 완화되었으며 시스테인, citrate, malate, oxalate, 그리고 succinate는 별 다른 영향이 없었다. EDTA와 EDA는 알루미늄에 의한 식물성장 억제를 강력하게 억제하였으며 이는 알루미늄의 식물 내 흡수를 억제에 의한 것이다. 따라서 알루미늄의 식물성장억제를 강력하게 완화시켜주는 EDA는 고농도의 알루미늄으로 오염된 지역에 식물의 성장이 가능하도록 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.885-893
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• 2014

중금속과 총 석유 탄화수소(TPH)로 동시 오염된 복합오염 토양을 정화하기 위해 펜톤 산화와 토양 세정법에 활용되고 있는 $H_2O_2$와 sodium dodecyl surfate (SDS)를 활용하여 강화된 동전기를 연구하였다. 또한, 토양 고유의 특성 차이 및 전극액 농도에 따른 정화 효율의 영향을 확인하기 위해 토양과 농도를 달리하여 실험하였다. 인공적으로 오염시킨 토양에서 10% $H_2O_2$와 20mM SDS를 활용한 실험에서 중금속 정화 효율이 가장 높게 나타났으며, 반면에 같은 농도의 용산 토양 실험에서 토양 고유의 높은 산 완충능력으로 중금속 정화 효율이 떨어졌다. 20% $H_2O_2$와 20mM SDS으로 전극액 농도를 높인 실험을 통해 높은 전류는 토양의 pH에 영향을 주었으며, 이로 인해 중금속 정화에 영향을 미쳤다. TPH의 정화 효율의 경우 용산토양의 높은 산 완충능력과 유기물 함량으로 인해 인공적으로 오염시킨 토양에 비해 산화 효율이 저하되었다. 게다가 40mM의 sodium dodecyl surfate (SDS)의 농도가 주입될 경우, SDS의 scavenger 영향 때문에 TPH 정화에 악영향을 주었다. 토양 고유의 구성성분 및 전극액 농도가 동전기-펜톤 공정의 전기화학적 현상 및 전기삼투유량, 오염물질 정화에 매우 큰 영향을 주는 인자로 판명되었다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제58권2호
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• pp.157-174
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• 2015

토양 중금속 안정화를 위해 농축수산 부산물, 산업부산물 등과 같은 다양한 폐자원이 활용되고 있다. 일례로 석회, 패각류, 난각류, 산업부산물 등의 알칼리물질, 동물의 뼈 및 인산용액, 인광석 등의 인 함유물질, 퇴비(compost), 가축분(manure), 바이오차(biochar) 등의 유기성물질과 이 외에도 영가철, 제오라이트(zeolite) 등의 다양한 물질들을 토양 내 중금속 안정화의 소재로 활용하기 위한 효율성, 적용성 연구가 진행되고 있다. 이들 물질에 대한 토양 적용 후 중금속 안정화 기작은 일부 보고된 바 있으나 장기적 안정성과 현장 적용성을 평가한 연구는 여전히 부족한 실정이다. 본 연구에서는 여러 가지 폐자원을 활용한 선행 연구들에서 제시된 토양 중금속 안정화 관련 내용을 요약하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권1호
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• pp.169-178
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• 2010

The microbial community structure in Thailand soils contaminated with low and high levels of arsenic was determined by denaturing gradient gel electrophoresis. Band pattern analysis indicated that the bacterial community was not significantly different in the two soils. Phylogenetic analysis obtained by excising and sequencing six bands indicated that the soils were dominated by Arthrobacter koreensis and $\beta$-Proteobacteria. Two hundred and sixty-two bacterial isolates were obtained from arsenic-contaminated soils. The majority of the As-resistant isolates were Gramnegative bacteria. MIC studies indicated that all of the tested bacteria had greater resistance to arsenate than arsenite. Some strains were capable of growing in medium containing up to 1,500 mg/l arsenite and arsenate. Correlations analysis of resistance patterns of arsenite resistance indicated that the isolated bacteria could be categorized into 13 groups, with a maximum similarity value of 100%. All strains were also evaluated for resistance to eight antibiotics. The antibiotic resistance patterns divided the strains into 100 unique groups, indicating that the strains were very diverse. Isolates from each antibiotic resistance group were characterized in more detail by using the repetitive extragenic palindromic-PCR (rep-PCR) DNA fingerprinting technique with ERIC primers. The PCR products were analyzed by agarose gel electrophoresis. The genetic relatedness of 100 bacterial fingerprints, determined by using the Pearson product-moment similarity coefficient, showed that the isolates could be divided into four clusters, with similarity values ranging from 5-99%. Although many isolates were genetically diverse, others were clonal in nature. Additionally, the arsenic-resistant isolates were examined for the presence of arsenic resistance (ars) genes by using PCR, and 30% of the isolates were found to carry an arsenate reductase encoded by the arsC gene.

• 한국환경농학회지
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• 제26권3호
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• pp.204-209
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• 2007

Agricultural area in the vicinity of the ${\triangle}{\triangle}$ smelting factory in Kyeongbuk province, the third largest zinc smelting factory in the world, was contaminated by high concentration of heavy metals. However, the heavy metals source was not yet directly traced and thus, resulted to a conflict between the factory and residents within its vicinity. In order to determine the level of heavy metal contamination in the arable lands located at the north eastern part of the factory, soils were sampled systematically. To find out the major reason for the occurrence of this problem, waters and aerosols were sampled with constant intervals to the upward and downward direction from the factory and were analyzed to find out the heavy metal concentrations. Cadmium (Cd) and zinc (Zn) of the heavy metals were highly accumulated more than the Korean warning criteria (Cd 1.5, Zn 300 mg $kg^{-1}$) with mean values 1.7 and 407 mg $kg^{-1}$, respectively, at the surface soils (0-20 cm), and heavy metal concentration significantly decreased with increasing soil depth In addition, the concentration of both metals slightly decreased with increasing distance from the factory to the surface soils. Cadmium and Zn were detected in the upward stream water with low concentration and concentrations increased significantly in the downstream after passing across the factory. Aerosol samples also showed traces of Cd and Zn which could be attributed to the contamination of the water system and the surface soils. Conclusively, Cd and Zn emitted from the ${\triangle}{\triangle}$ smelting factory moved with the aerosol in the atmosphere and thus, contaminated the agricultural areas and the water system within it vicinity.