• 해양환경안전학회지
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• 제21권1호
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• pp.1-8
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• 2015

본 연구는 규조류 Nitzschia sp., Phaeodactylum tricornutum, Skeletonema sp.와 녹조류 Chlorella vulgaris의 성장에 미치는 발광다이오드(LED) 단일파장의 영향을 파악하였다. 4종의 미세조류는 청색 LED(450 nm), 황색 LED(590 nm), 적색 LED(650 nm) 그리고 형광램프(복수파장)에서 배양하였다. Nitzschia sp., P. tricornutum 그리고 Skeletonema sp.의 최대성장속도와 최대세포밀도는 청색 LED에서 가장 높았고 형광램프, 적색 LED, 황색 LED 순이지만, C. vulgaris는 적색 LED에서 가장 높았다. 이는 청색 LED는 다른 파장에 비해서 규조류의 성장을 촉진시키는 작용을 하는 것으로 보인다. 따라서 미세조류의 단일파장 하에서 성장속도는 종 특이성 또는 분류군 특이성을 보이는 것으로 생각된다. 또한 이러한 결과는 향후 LED와 미세조류를 활용한 중금속 오염 퇴적물의 복원을 위한 중요한 정보로 활용 할 수 있을 것이다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권6호
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• pp.73-84
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• 2015

Nine plant species were selected through vegetation survey at three military shooting ranges at northern Gyeonggi Province. Plants were germinated in normal soil and three seedlings were transplanted to a bottom sealed pot containing sandy loam soils contaminated with either RDX (291 mg/kg) or TNT (207 mg/kg). Planted, blank (without plant), and control (without explosive compound) pots were grown in triplicate at a green house for 134 days. During cultivation, transplanted plants exhibited chlorosis and necrosis in flower and leaf by explosive toxicity and stress. Only three plants, Wild soybean, Amur silver grass, Reed canary grass, survived in TNT treated pot, while seven plant species except for field penny cress and jimson weed, thrived in RDX treated pot. Appreciable amount of TNT (61.6~241.2 mg/g-D.W.) was detected only in plant roots. Up to 763.3 mg/g-D.W. along with 4-amino-2,6-dinitrotoluene, an intermediate of TNT, accumulated in the root of wild soybean. In addition, azoxy compounds, abiotic intermediates of TNT, were detected in TNT treated soils. RDX absorbed average 1,839.95 mg/kg in shoot and 204.83 mg/kg in root. Most of TNT in plant was accumulated in underground part whereas RDX was localized in aerial part. Material balance calculation showed that more than 95% of the initial TNT was removed in the planted pots whereas only 60% was removed in the blank pot. The amount of RDX removed from soil was in the order of Amur Silver Grass (51%) > Chickweed (43%) > Evening primrose (38%). Based on the results of pot cultures, Amur silver grass and Reed canary grass are selected as tolerant remedial plants for explosive toxicity.

• 한국환경농학회지
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• 제35권2호
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• pp.111-120
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• 2016

BACKGROUND: Arsenic (As)-contaminated groundwater used for long-term irrigation has emerged as a serious problem by adding As to soils. Phytoremediation potential of fiber crops viz., kenaf (Hibiscus cannabinus L.), mesta (Hibiscus sabdariffa L.), and jute (Corchorus capsularis L.) was studied to clean up As-contaminated soil.METHODS AND RESULTS: Varieties of three fiber crops were selected in this study. Seeds of kenaf, mesta, and jute varieties were germinated in As-contaminated soil. Uptake of As by shoot was significantly higher than that by root in the contaminated soil. In As-contaminated soil, kenaf and mesta varieties accumulated more As, than did jute varieties. In the plant parts above ground, mainly the shoots, the highest As absorption was recorded in kenaf cv. HC-3, followed by kenaf cv. HC-95. Kenaf varieties produced more biomass. In terms of higher plant biomass production, and As absorption, kenaf varieties showed considerable potential to remediate As-contaminated soil.CONCLUSION: The overall As absorption and phytoremediation potentiality of plant varieties were in the order of kenaf cv. HC-3 > kenaf cv. HC-95 > mesta cv. Samu-93 > jute cv. CVE-3 > jute cv. BJC-7370. All varieties of kenaf, mesta, and jute could be considered for an appropriate green plant-based remediation technology in As-contaminated soil.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권1호
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• pp.131-135
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• 2005

Under sulfur deprived conditions, PS II and photosynthetic $O_2$ evolution by Chlamydomonas reinhardtii UTEX 90 are inactivated, resulting in shift from aerobic to anaerobic condition. This is followed by hydrogen production catalyzed by hydrogenase. We hypothesized that the photosynthetic capacity and the accumulation of endogenous substrates such as starch for hydrogen production might be different according to cell age. Accordingly, we investigated (a) the relationships between hydrogen production, induction time of sulfur deprivation, increase of chlorophyll after sulfur deprivation, and residual PS II activity, and (b) the effect of initial cell density upon sulfur deprivation. The maximum production volume of hydrogen was 151 ml $H_2$/l with 0.91 g/l of cell density in the late-exponential phase. We suggest that the effects of induction time and initial cell density at sulfur deprivation on hydrogen production, up to an optimal concentration, are due to an increase of chlorophyll under sulfur deprivation.

• 지질공학
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• 제20권2호
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• pp.127-136
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• 2010

본 연구에서는 현장에서 수행한 단계양수시험을 이용하여 최적 양수량, 우물효율 및 양수 영향반경을 산정하였다. 시험결과 최적 양수량은 KDPW 1, KDPW 2에서 수위강하가 0.5, 1.0 m 일어났을 때 각각 9.37, 16.20 $m^3/day$과 8.11, 14.10 $m^3/day$으로 계산되었다. 또 우물효율은 KDPW 1에 대하여 72.02~90.73%의 효율을 그리고 KDPW 2에 대하여 70.62~88.52%의 효율을 보였다. 한편 정류상태 해석으로 영향반경은 KDPW 1에서 양수하였을 경우 관측정에서 3.50~31.92 m로 계산되었다. 또 KDPW 2에서 양수하였을 경우 관측정에서 영향반경이 0.14~37.43 m로 산정되었다. 부정류 해석결과에 따르면 KDPW 1에서 양수하였을 경우 관측정에서 영향반경이 0.02~8.34 m로 계산되었다. 그리고 KDPW 2에서 양수하였을 경우 관측정에서 영향반경이 0.24~9.68 m로 계산되었다. 본 연구에서 적용한 방법론은 오염지하수 양수처리법의 설계에 실용적으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제28권spc호
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• pp.40-54
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• 2023

산업혁명 이후 화석연료의 광범위한 사용, 삼림 벌채, 토지사용의 변화 등과 같은 인위적 활동은 대기 중 온실가스(GHGs, greenhouse gases) 농도를 지속적으로 증가시켜 지구의 기후위기를 유발하였다. 우리나라의 경우 최근 30년 사이 평균 온도가 1.4℃ 상승하였으며, 국제사회의 일원으로 책임을 다하기 위해 2016년 11월 3일 파리협정을 비준하였다. 이에 파리협정의 목표인 산업화 이전 대비 지구 평균온도 상승을 2℃ 아래, 가능한 1.5℃ 아래로 억제하기 위해 2050년까지 CO₂ 순배출량을 0으로 만들어야 하며, 이를 위해 다양한 정책 마련과 함께 경제 및 사회 전반에 걸쳐 많은 노력이 경주되고 있는 실정이다. 탄소중립을 달성하기 위해서는 첫 번째로 GHGs 배출을 줄이고, 두번째로 대기에서 CO₂ 포집을 촉진하기 위해 현재 가동되는 다양한 산업분야의 생산 시스템을 개혁하는 것이 가장 중요한 과제로 고려되고 있다. 그동안 지하수토양 관련 연구분야에서는 지속가능성(sustainability), 복원성(resilience), 녹색성장(green growth) 등과 같은 사회적 요구에 부응하여, 녹색정화(green remediation), 자연 저감(natural attenuation), 탄소포집저장(carbon capture and sequestration), 지열발전등의 기술이 초기단계로 개발이 되고 연구가 되어 왔다. 이러한 기존 연구들은 탄소중립2050의 달성을 위해 고도화되어야하며, 추가적으로 자연 및 인위기원 탄소배출 연구, 토양의 역할을 고려한 저탄소 토지이용 기술, 광물탄산화 등의 연구 및 기술개발이 필요하다고 판단된다. 본 논문에서는 탄소중립2050의 간단한 내용과 함께, 이를 달성하기 위한 지하수토양 분야의 혁신기술 및 선도연구를 소개하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제21권2호
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• pp.122-129
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• 2002

중금속 오염원을 제거하는 기술을 개발하고자 미나리를 도입하여 중금속 종류에 따른 적정 농도별로 중금속 흡수, 정화효율성 및 식물체내에서 중금속 축적과 이행과정을 조사하였다. 미나리를 이용한 중금속 정화효율성은 Cd의 경우 미나리 정식 6일 후 Artificial solution 처리구와 문막 공업폐수 처리구는 각각 53%, 73%의 정화효율성을 보였으며, Cu의 경우에는 각각 28%, 100%의 정화효율성을 보였다. 환경부에서 규정한 Cd의 청정지역 배출허용기준인 0.02 mg/L은 모든 처리구에서 10일 이후에 나타났으며, Cu의 기준농도인 0.5 mg/L은 Artificial solution 처리구의 경우 10일 이후, 문막 공업폐수 처리구는 3시간 이후에 나타났다. 또한 시간이 경과함에 따라 미나리내 중금속의 축적농도는 높아지는 경향을 보였으며, 처리구의 오염수 중금속 농도보다도 5$\sim$10배 이상 축적되었다. 미나리 식물체에 흡수된 중금속의 뿌리에서 지상부로의 이행율은 Artificial solution 처리구에서 Cd은 25%, 문막 공업폐수 처리구에서 Cu는 25% 이행하였다. 중금속에 대한 미나리의 생육반응은 문막 공업폐수 처리를 제외한 모든 처리구에서 미나리 생장이 억제되는 결과를 보였다. 따라서 본 연구결과 미나리는 중금속 오염수의 중금속 정화를 위한 식물정화기술에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권3호
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• pp.38-45
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• 2005

본 연구는 현장 관측정 자연표류 실험 (SWNDT, Single-Well Natural Drift Test) 을 이용하여 트리클로로에틸렌 (TCE, trichloroethylene) 으로 오염된 지하수의 생물학적 복원 가능성 조사 방법 및 결과 해석법을 제시하였다. 현장 SWNDT 실험에 사용한 용액은 일정 양의 추적자 (브롬이온), 생분해 기질 (톨루엔, 에틸렌, 용존산소, 질산성질소) 을 현장 지하수에 용해시켜 준비한다. 준비된 실험용액을 대수층에 주입하고, 주입 시 시료를 채취하여 추적자와 생 분해 기질들의 초기 농도를 측정한다 주업 후 시간에 따라서 시료를 채취하여 추적자, 생분해 기질, 생분해 부산물들의 농도를 측정한다. 현장 SWNDT 실험은 생분해 기질과 추적자의 상대적 거동을 평가하기 위한 Push-pull Transport Test (PPTT), 토착 미생물의 양과 활성도를 증가시키기 위한 Drift Biostimulation Test (DBT), 트리클로로에틸렌과 미생물 반응이 유사하리라 예상되는 기질을 시험하기 위한 Drift Surrogate Activity Test (DSAT) 순으로 진행되었다 SWNDT 실험 양수 시 추적자로 사용한 브롬이용의 농도변화 곡선은 톨루엔, 에틸렌, 용존산소, 질산성 질소 농도변화와 유사한 경향을 나타냈다. 즉 대수층에서의 생분해 기질들의 이송이 추적자와 유사함을 나타내는 결과이다. 토착 톨루엔산화 미생물의 존재를 톨루엔 농도의 감소에 따른 이산화탄소의 발생 및 용존산소 농도의 감소로 확인하였고, 그 톨루엔 산화 미생물은 트리클로로에틸렌 생분해 유사기질로 사용된 에틸렌을 분해하며, 부산물로 산화에틸렌 (ethylene oxide) 을 생성하였다. 이는 DBT 실험을 통하여 활성화된 톨루엔 분해 미생물이 트리클로로에틸렌 분해능이 있음을 나타낸다. 본 연구에서 제시한 현장 SWNDT 실험 방법 및 결과 해석 방법은 트리클로로에틸렌으로 대표되는 염화 지방족 탄회수소화합물(Chlorinated Aliphatic Hydrocarbons, CAHs)로 오염된 지하수의 생물학적 복원 타당성 평가를 위한 경제적이고 용이한 현장 실험 방법이다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권6호
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• pp.413-419
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• 2011

본 연구에서는 TCE 등의 유기오염물질로 오염된 현장의 지하수를 처리하기 위한 반응매질로써 나노영가철(nanoscale zero valent iron, NZVI)의 적용성을 평가하기 위해 수행되었다. 오염현장에서는 TCE 외에 음이온($NO_3^-$, $Cl^-$, $SO_4^{2-}$, $HCO_3^-$)과 자연유기물질(natural organic matter, NOM)이 검출되었으며 상업용 나노영가철(NANOFER 25, Nanorion)을 이용하여 모의, 현장 지하수를 처리하고 그 결과를 분석하였다. TCE만을 고려한 처리실험에서 25 g/L의 NANOFER 25는 1.8 mM TCE를 약 20시간에 95% 이상 처리하였으며($k=0.15hr^{-1}$), TCE 반복주입을 통해 평가한 NANOFER 25의 반응용량은 0.19 mmole TCE/g NZVI인 것으로 나타났다. 음이온은 개별 음이온의 농도는 반응성에 큰 영향을 주지 않았으나 4가지 음이온을 모두 포함하는 오염현장의 평균농도로 제조한 모의지하수처리 시 유사 1차속도상수(k)가 $0.069hr^{-1}$로 60% 감소하였으며 총 반응용량은 10% 감소하였다. 용존성 유기물(DOC)를 기준으로 한 유기물의 현장 평균농도에서는 반응속도상수가 $0.025hr^{-1}$로 84%까지 감소하는 것도 확인할 수 있었다. 오염현장에서 최고의 TCE 농도($1.8{\mu}M$)를 가지는 현장지하수를 이용하여 처리하였을 때는 TCE 농도가 낮아 25 g/L의 NANOFER 25를 사용하여 10시간 내 90% 이상의 TCE를 분해할 수 있었다. 본 연구결과와 현장 오염지하수에 대한 수리, 지질학적 조사결과를 접목할 경우, 향후 효율적인 현장 지하수처리 결과를 도출할 수 있을 것으로 예상된다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.25-35
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• 2005

산업도시인 울산지역의 토양을 대상으로 단계별추출법을 통해 토양 내 축적된 중금속의 총 농도와 존재형태에 대해서 분석하였다. 울산지역을 오염배출원의 특성별로 6개(녹지, 주거지, 교통밀집, 기계 및 조선공단, 석유화학공단, 비철금속공단) 지역으로 구분하여 토양시료를 채취하였다. 연속추출법에 의하여 분석한 토양 중 중금속의 총 농도는 대체적으로 비철금속공단지역 >> 기계 및 조선공단지역 > 교통밀집지역 > 녹지 > 주거지의 순으로 나타났다. 거의 대부분의 지역에서 Cd, Cr 및 Ni은 50% 이상이 residual의 형태로 존재하였고 다음으로 Fe & Mn oxide 형태였다. 그러나 다른 지역보다 다소 높은 중금속 농도를 보였던 비철금속 공단지역에서는 residual의 존재비율이 낮았으며, 다른 지점에 비해 organic & sulfides의 비율이 높았다. Cu는 지역에 따라 다소 다른 존재형태를 보였다. Pb와 Zn은 Fe & Mn oxide가 가장 중요한 존재형태였고 Pb의 경우 그 다음으로 residual이 높은 존재형태를 보였다. 토양이나 빗물의 pH와 같은 환경 조건의 변화에 따라 쉽게 자연계로 유입될 수 있는 이동성을 가진 exchangeable 및 carbonates형태의 중금속이 차지하는 비율은 분석대상 전 지점에 걸쳐 대체적으로 낮은 것으로 나타났다. 그러나 비철금속 공단지역의 토양에서는 중금속의 총 농도가 심각하게 높게 나타났다. 그래서 토양 중 이동성 중금속의 상대적인 존재비율은 낮을지라도, 그 지역의 매우 높은 총 농도 때문에 많은 양의 중금속이 자연계에 유입될 가능성이 크다고 볼 수 있다. 따라서 배출원에서의 사전 오염방지 대책이나 중금속에 오염된 토양의 복원 등 긴급한 대책이 절실한 것으로 판단된다. 또한, 왕수추출법과 연속추출법에서 얻어진 중금속의 총 농도는 Cd를 제외하고 전 항목에 대해 높은 결정계수(0.7 < R2 < 0.9)를 보였다.