• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제12권4호
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• pp.629-632
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• 1999

Constructed wetlands are being used for the removal of nutrients from livestock wastewater. However, natural vegetation typically used in constructed wetlands does not have marketable value. As an alternative, agronomic plants grown under flooded or saturated soil conditions that promote denitrification can be used. Studies on constructed wetlands for swine wastewater were conducted in wetland cells that contained either natural wetland plants or a combination of soybeans and rice for two years with the objective of maximum nitrogen reduction to minimize the amount of land required for terminal treatment. Three systems, of two 3.6 by 33.5 m wetland cells connected in series were used; two systems each contained a different combination of emergent wetland vegetation: rush/bulrush (system 1) and bur-reed/cattail (system 2). The third system contained soybean (Glycine max) in saturated-soil-culture (SSC) in the first cell, and flooded rice (Oryza sativa) in the second cell. Nitrogen (N) loading rates of 3 and $10kg\;ha^{-1}\;day^{-1}$ were used in the first and second years, respectively. These loading rates were obtained by mixing swine lagoon liquid with fresh water before it was applied to the wetland. The nutrient removal efficiency was similar in the rush/bulrush, bur-reed/cattails and agronomic plant systems. Mean mass removal of N was 94 % at the loading rate of $3kg\;N\;ha^{-1}\;day^{-1}$ and decreased to 71% at the higher rate of $10kg\;N\;ha^{-1}\;day^{-1}$. The two years means for above-ground dry matter production for rush/bulrushes and bur-reed/cattails was l2 and $33Mg\;ha^{-1}$, respectively. Flooded rice yield was $4.5Mg\;ha^{-1}$ and soybean grown in saturation culture yielded $2.8Mg\;ha^{-1}$. Additionally, the performance of seven soybean cultivars using SSC in constructed wetlands with swine wastewater as the water source was evaluated for two years, The cultivar Young had the highest yield with 4.0 and $2.8Mg\;ha^{-1}$ in each year, This indicated that production of acceptable soybean yields in constructed wetlands seems feasible with SSC using swine lagoon liquid. Two microcosms studies were established to further investigate the management of constructed wetlands. In the first microcosm experiment, the effects of swine lagoon liquid on the growth of wetland plants at half (about 175 mg/l ammonia) and full strength (about 350 mg/l ammonia) was investigated. It was concluded that wetland plants can grow well in at least half strength lagoon liquid. In the second microcosm experiment, sequencing nitrification-wetland treatments was studied. When nitrified lagoon liquid was added in batch applications ($48kg\;N\;ha^{-1}\;day^{-1}$) to wetland microcosms the nitrogen removal rate was four to five times higher than when non-nitrified lagoon liquid was added. Wetland microcosms with plants were more effective than those with bare soil. These results suggest that vegetated wetlands with nitrification pretreatment are viable treatment systems for removal of large quantities of nitrogen from swine lagoon liquid.

• 한국물환경학회지
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• 제24권1호
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• pp.19-29
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• 2008

Hot air sparging is a groundwater remediation technique, in which organic contaminants volatilized into hot air from the saturated to vadose zone. In the laboratory diesel (10,000 mg TPH/kg) was spiked in contaminated saturated aquifer soil. The hot air ($34.9{\pm}2.7^{\circ}C$) was injected in intermittent (Q=1,500 mL/min, 10 minute injection and 10 minute idle) modes. We performed microcosm tests using the groundwater samples to assess TPH reductive remediation activity. For Terminal-Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP) analysis of eubacterial communities in sludge of wastewater treatment plants and soil of experiment site, the 16S rDNA was amplified by Polymerase Chain Reaction (PCR) from the sludge and the soil. The obtained 16S rDNA fragments were digested with Msp I and separated by electrophoresis gel. We found various sequence types for hot air sparging experiment with sludge soil samples that were closely related to Bacillus (149 bp, Firmicutes), Methlobacterium (149 bp, Euryarchaeotes), Pseudomonas (492 bp, ${\gamma}$-Proteobacteria), etc., in the clone library. In this study we find that TPH-water was reduced to 78.9% of the initial value in this experiment aquifer. The results of the present study suggests that T-RFLP method may be applied as a useful tool for the monitoring in the TPH contaminated soil fate of microorganisms in natural microbial community.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.347-350
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• 2002

Arsenic speciation changes between As(V) and As(III) are subject to changes in accordance with redox conditions in the environment. It is common to find contaminated sites associated with mixed wastes including both organic pollutants and heavy metals. We conducted microcosm experiment under hypothesis that the co-disposed organic pollutants would influence on the arsenic forms and concentrations, via degradation of the organic pollutants and the consequent impact on the redox conditions in soil. Artificially contaminated soil samples were run for 40 days with control samples without artificial contamination. We noticed arsenic in the contaminated soil showed different behaviour compared with the arsenic in the control soil. The findings indicate degradation of organic pollutants in the contaminated soil influenced on the arsenic speciation and concentrations. A further work is needed to understand the process quantitatively. However, we could confirm that degradation of organic pollutants can influence on the abiotic processes associated with geochemical reactions in contaminated soil. Degradation of organic pollutants can increase the mobility and toxicity of arsenic in soil and sediment by changing redox conditions in the geological media and subsequently from As(V) to As(III).

• Journal of Microbiology
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• 제42권3호
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• pp.243-247
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• 2004

Sphingomonas chlorophenolica ATCC39723 was successfully labeled with the gfp (green fluorescent protein) gene inserted into the pcpB gene by homologous recombination. As the gfp recombinant was easily distinguished from other indigenous organisms, the population of gfp recombinant was monitored after being released into the soil microcosms. Their population density dropped from 10$\^$8/ to 10$\^$6/ (cfu/$m\ell$) in the non-sterilized soil microcosms during the first 6 days. Moreover, the gfp recombinant was not detected even at lower dilution rates after a certain time period. The recombinant, however, survived for at least 28 days in the sterilized soil microcosms. Although the gfp recombinant did not degrade pentachlorophenol (PCP), this experiment showed the possibility of using gfp as a monitoring reporter system for S. chlorophenolica ATCC39723 and potentially other species of Sphingomonas.

• 한국유기농업학회지
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• 제23권4호
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• pp.847-858
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• 2015

인삼뿌리썩음병에 길항력이 있는 Bacillus amyloliquefaciens GR4-5 균주 처리 전 후의 토양 내 Bacillus spp. 밀도 변화를 qPCR을 이용하여 분석하였다. 실내배양시험에서는 GR4-5 균주 처리 직후부터 4주째까지 Bacillus sp. group의 유전자 수가 무처리구보다 약 100배 이상으로 유지되는 경향이었다. 실외매몰시험과 포장시험에서는 유의차는 없었지만 경향으로 보아 GR4-5 처리구와 무처리구의 B. subtilis group 유전자 수가 비슷한 수준이 되는데 걸리는 시간은 7일 내외로 나타났다. 토양에 접종된 미생물의 생존에는 환경요인이 큰 영향을 미치며 그 중에서도 온도와 미생물의 격리 정도가 가장 큰 인자로 추정된다. 또한 GR4-5 균주의 생존에는 토양의 수분 함량 변화보다는 균주 처리 방법에 의한 영향이 더 크게 작용하는 것으로 보인다. 본 연구결과를 고려하면, B. amyloliquefaciens GR4-5 균주를 생물적 방제제로 사용하고자 한다면 7일 간격으로 관주 처리하는 것이 식물병원균 억제 및 근권 정착에 유리한 환경을 조성할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 본 연구에서 제작한 실외 마이크로코즘 시스템은 제어하기 어려운 외부 환경 요인을 최소로 하여 유용미생물의 토양 내 생존 패턴을 분석하기 위한 간편한 방법으로서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제36권5호
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• pp.349-356
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• 2003

최근 산업활동의 종류가 점차 복잡해지면서 오염물질의 종류도 많아지고 있으며 오염물질의 성상도 점차 복합화하고 있다. 이런 경향은 과거 단일 물질에 의한 오염에서 점차 유기물과 중금속이 동시에 오염되는 것과 같은 혼합 오염형태가 증가하고 있는데서 인지된다. 본 연구는 유류와 중금속이 동시에 오염된 지역에서 유류분해에 따른 혐기성 환경전환이 비소의 농도와 화학종에 어떤 영향을 미치며 그 결과가 위해성과 정화작용에 어떤 영향을 미치는지를 확인하고자 하였다. 충적대수층에서 채취한 사질토양을 tetradecane으로 오염시킨 후 As(III)과 As(V)를 각각 1:1, As(III)로만 그리고 As(V)로만 등으로 혼합비율을 달리하여 오염시킨 후 마이크로코즘을 제작하여 혐기성 반응기안에 방치, 60일간 운전하였다. 매 10일마다 마이크로코즘을 개방하여 유기물, As(III) 및 As(V)의 농도 그리고 Fe, Mn의 농도변화를 측정하였다. 전체 As 농도에 대한 As(III)의 비율, As(III) 자체의 농도 변화 그리고 유기물 분해경향 등을 바탕으로 유기물분해에 따라 As(III)의 증가에 영향을 미치는 것이 확인되었다. Fe, Mn의 환원에 따른 As의 산화와 유기물 분해에 따른 환원이 서로 상충할 수 있으며 실제 분해 단계에 따라 어느 한쪽의 작용이 우세해지는 것으로 판단된다. 즉, Fe, Mn의 환원은 유기물의 분해에 의해 억제되었으며 유기물 분해가 상당히 진행 된 이후 Fe, Mn의 혐기성 용출이 일어나는 것으로 생각된다. 본 연구 결과는 혼합오염지역의 경우 유기물분해는 비소종의 화학형태에 영향을 미칠 것으로 예상되며 만약 As(III)의 비율이 증가할 경우 비소종의 위해성은 증가하게 될 것으로 판단되며 점차 증가하고 있는 혼합오염물 지역에 대한 정량적 위해성 평가가 요구된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권2호
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• pp.22-37
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• 2006

생물벽체(biobarrier) 또는 원위치 미생물 필터(in situ microbial filter) 기술을 이용한 염소계 유기용매로 오염된 지하수의 복원 가능성을 회분식 실험을 통하여 살펴보았다. PCE의 환원성 탈염소화의 효율과 속도는 수소 농도에 의존하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 분변토와 토탄을 생물벽체로 이용한 PCE의 환원성 탈염소화시 전자공여체의 영향을 살펴보았다. 유기산(lactate, butyrate benzoate)과 yeast extract, 비타민 $B_{12}$가 PCE의 환원성 탈염소화에 미치는 영향을 조사하였다. 생물벽체 담체 비존재시, 전자공여체를 투여하지 않은 control 실험에 비해, 전자공여체의 첨가는 PCE의 탈염소화 속도를 촉진하였다. 전자공여체를 투여한 실험 중에서 lactate 또는 lactate/benzoate를 수소 공여체(hydrogen donor)로 첨가된 경우, 탈염소화 속도가 가장 빨랐다($k_1=0.0260{\sim}0.0266\;day^{-1}$). 분변토를 생물벽체로 사용한 경우, lactate/benzoate 첨가시 탈염소화 속도가 가장 빨랐으며, 겉보기 1차 분해속도상수($k_1$)는 $0.0849day^{-1}$였다. 반면, Pahokee peat을 생물벽체로 사용하였을 경우, butyrate 또는 lactate의 첨가시 탈염소화 속도가 가장 빨랐으며 $k_1$ 값은 각각 0.1092, $0.1067\;day^{-1}$로 나타났다. 본 연구결과로부터 분변토 또는 토탄을 원위치 생물벽체로 사용하여 염소계 유기용매로 오염된 지하수 처리의 잠재적인 응용 가능성을 알 수 있었다.

• 환경생물
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• 제20권2호
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• pp.136-145
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• 2002

Ag와 Cu로 오염된 퇴적물이 이매패류 Macoma balthica에 미치는 만성독성영향과 주요한 중금속 흡수경로를 평가하기 위해, 실험실에서 미소생태계 실험이 수행되었다. 실험생물인 M. balthica는 4개의 농도구배를 갖는 $Ag(0.01-0.87\mu{mol}\;g^{-1})$와 $Cu(0.75-5.55\mu{mol\;g^{-1})$로 오염된 퇴적물에서 90일 동안 배양되었다. 퇴적물 내 중금속의 지화학적 분포 특성과 생물이용도를 조절한다고 알려진 AVS(acid volatile sulfide)의 농도를 변화시켜, AVS가 M. balthica의 Ag와 Cu의 체내축적에 미치는 영향을 평가하였다. 90일간 노출된 후, M. balthica가 축적한 Ag와 Cu의 농도는 1 N HCI로 추출된 퇴적물 내 중금속의 농도(SEM, simultaneously extracted metal)와 양의 상관성을 보이며 증가하였다. Ag와 Cu의 체내 축적은 [SEM]-[AVS]값에 큰 영향을 받지 않았는데, 이것은 공극수 내 용존태로 존재하는 Ag와 Cu가 생물 체내 축적에 크게 기여하지 않았다는 것을 암시한다. 체내 축적된 Ag와 Cu는 M. balthica의 여수율과 글리코겐 함량에 직접적인 영향을 미쳤다. 최대 $1.0\pm{0.2}\mu{mol}\;Ag\;g^{-1}$와 $2.7\pm{0.3}\mu{mol}\;Cu\;g^{-1}$를 축적한 M. balthica의 여수율은 오염되지 않은 퇴적물에 노출된 실험조개의 18-43%에 불과하였다. 이와 유사하게, 중금속 처리군에 노출된 M. balthica의 글리코겐 함량은 체내 Ag와 Cu의 농도와 음의 상관성을 나타내었다. 본 연구의 결과는 Ag와 Cu로 오염된 퇴적물에 노출된 M. balthica는 주로 퇴적물의 섭식을 통해 중금속을 축적하며, 여수율과 글리코겐 함량의 감소와 같은 만성독성영향을 나타낼 수 있다는 것을 암시한다.