• 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.

• 자원환경지질
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• 제50권3호
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• pp.215-224
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• 2017

비소는 독성이 매우 큰 물질로 지하수 환경에서 산출빈도가 높다. 지하수 내 비소는 환원환경에서 무기비소인 아비산염의 형태로 존재하며, 산화한경에서 비산염의 형태로 존재한다. 아비산염은 비산염보다 독성이 높으며, 금속(수)산화물의 표면에 흡착이 잘 되지 않아 이동성이 높다. 이러한 이유로 독성이 높은 아비산염을 비산염으로 산화시켜 독성을 저감시키는 공정에 대한 연구가 수행되어져 왔다. 특히 광산화 공정은 운전이 간단하면서 경제적이며 효율이 높다고 알려져 있다. 본 연구에서는 광산화공정에서 기존에 광촉매로 주로 사용되어온 $TiO_2$를 대신하여 자연 상에서 산출되는 침철석을 광촉매로 이용하여 지하수 내에서 아비산염을 비산염으로 산화시키는 공정의 효율에 영향을 미치는 다양한 인자들을 평가하였다. 연구결과, 용존 양이온의 종류보다는 총 농도가 아비산염의 광촉매 산화에 영향을 미치는 것을 확인하였으며, pH가 높은 환경에서 아비산염의 광촉매 산화효율이 더욱 높게 나타나는 것을 확인하였다. 아비산염과 비산염이 공존할 경우, 흡착에 의한 비소의 제거는 아비산염과 비산염의 침철석에 대한 친화도에 따라 약간의 영향을 미치는 것으로 보이나, 아비산염의 광촉매 산화에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 그리고 휴믹산은 아비산염의 광촉매 산화 공정간 수산화라디칼과 슈퍼옥사이드 라디칼과 같은 활성산소종과 반응하여 아비산염의 광촉매 산화 효율을 감소시키는 것으로 나타났다. 또한 아비산염의 광촉매 산화 공정간 전자 수용체로서 산소를 주입할시 가장 높게 효율이 증진되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 연구결과를 종합할 때, 공정의 최적화를 통하여 지하수 등의 수환경 내 존재하는 아비산염의 독성은 침철석을 이용한 광촉매 산화에 의하여 저감될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국작물학회지
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• 제59권4호
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• pp.532-538
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• 2014

비소 함유 골재를 토양개량제로 사용하였을 경우 광미에 포함된 유효태 또는 광물로 존재하는 비소가 용출되어 식물생육에 미치는 영향을 조사하기 위해 실험 한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 중세사에서 자갈크기의 유비철석 입자시료에서는 비소가 약 $95.28mg\;kg^{-1}$ 정도 함유된 있으나 밭토양 시료에서는 비소가 없는 것으로 조사되었다. 2. 상추 재배토양에 함유된 양을 기준으로 생물학적 이용가능 비소와 그리고 상추로 전이된 비소의 양의 비율을 비교한 결과 토양으로부터 생물학적 이용 가능 비소 형태로 전환된 비소의 비율은 최저 2.20%에서 최대 3.31%로 조사되었다. 3. 상대적 생물학적 이용가능 비소와 상추내 비소 지수는 정의 상관관계를 보이고 있는 반면 이의 비소 지수가 증가함에 따라 상추의 엽장, 엽폭, 엽수, 생체중과 건물중 모두 반비례로 감소하는 것으로 조사되었다. 4. 입자직경이 토양보다 큰 모래 또는 자갈크기의 비소를 포함한 자갈이 혼합량이 증가됨에 따라 식물가용수분 함량이 감소될 뿐만 아니라 상추가 자라는 동안 비소를 포함된 유비철석입자부터 비소가 토양내로 용존되어 작물체내로 전이기 증가되어 상추 엽장, 엽폭 엽수, 생체중, 그리고 건물중에 영향을 준 것으로 판단한다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.243-247
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• 2004

Tile development of a porous iron-oxide coated sand filter system can be modelled with the analytical solution of tile transport equation in order to obtain the operating parameters and investigate the mechanism of arsenic removal. The adsorbed amount from the model simulation showed the limitation of adsorption removal during arsenic transport. A loss reaction term in the transport equation plays a role in the mass loss in column conditions, and then resulted into the better model fitting, particularly, for arsenate. Further, the competitive oxyanions delayed the breakthrough near MCL (10 $\mu$g/L) due to the competitive adsorption. This is the reason why arsenate can be strongly attracted in tile interface of an iron-oxide coated sand, and competing oxyanions can occupy the adsorption sites. Therefore, arsenic retention was regulated by non-equilibrium of arsenic adsorption in a porous iron-oxide coated sand media. The transport-limited process seemed to be affect the arsenic adsorption by coated sand.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권2호
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• pp.605-609
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• 2014

Magnetic multi-granule nanoclusters (MGNCs) were investigated as an inexpensive means to effectively remove arsenic from aqueous environment, particularly groundwater sources consumed by humans. Various size MGNCs were examined to determine both their capacity and efficiency for arsenic adsorption for different initial arsenic concentrations. The MGNCs showed highly efficient arsenic adsorption characteristics, thereby meeting the allowable safety limit of $10{\mu}g/L$ (ppb), prescribed by the World Health Organization (WHO), and confirming that 0.4 g and 0.6 g of MGNCs were sufficient to remove 0.5 mg/L and 1.0 mg/L of arsenate ($AsO_4{^{3-}}$) from water, respectively. Adsorption isotherm models for the MGNCs were used to estimate the adsorption parameters. They showed similar parameters for both the Langmuir and Sips models, confirming that the adsorption process in this work was active at a region of low arsenic concentration. The actual efficiency of arsenate removal was then tested against 1 L of artificial arsenic-contaminated groundwater with an arsenic concentration of 0.6 mg/L in the presence of competing ions. In this case, only 1.0 g of 100 nm MGNCs was sufficient to reduce the arsenic concentrations to below the WHO permissible safety limit for drinking water, without adjusting the pH or temperature, which is highly advantageous for practical field applications.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권8호
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• pp.2358-2366
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• 2013

Iron oxide (ferrihydrite, hematite, and magnetite) coated silica gels were prepared using a low-cost, easily-scalable and straightforward method as the adsorbent material for arsenic removal application. Adsorption of the anionic form of arsenic oxyacids, arsenite ($AsO^{2-}$) and arsenate ($AsO{_4}^{3-}$), onto hematite coated silica gel was fitted against non-linear 3-parameter-model Sips isotherm and 2-parameter-model Langmuir and Freundlich isotherm. Adsorption kinetics of arsenic could be well described by pseudo-second-order kinetic model and value of adsorption energy derived from non-linear Dubinin-Radushkevich isotherm suggests chemical adsorption. Although arsenic adsorption process was not affected by the presence of sulfate, chloride, and nitrate anions, as expected, bicarbonate and silicate gave moderate negative effects while the presence of phosphate anions significantly inhibited adsorption process of both arsenite and arsenate. When the actual efficiency to remove arsenic was tested against 1 L of artificial arsenic-contaminated groundwater (0.6 mg/L) in the presence competing anions, the reasonable amount (20 g) of hematite coated silica gel could reduce arsenic concentration to below the WHO permissible safety limit of drinking water of $10{\mu}g/L$ without adjusting pH and temperature, which would be highly advantageous for practical field application.

• 자원환경지질
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• 제56권3호
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• pp.301-310
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• 2023

페리하이드라이트는 산상광산배수를 포함한 자연 환경에서 쉽게 관찰되는 산화철 광물로 결정도가 낮고 높은 비표면적을 갖고 있어 다른 이온과의 반응성이 매우 우수하여 환경유해물질과의 반응을 통하여 이의 제거가 가능하다. 그러나 페리하이드라이트는 준안정성 광물이기 때문에 표면적이 작고 결정도가 높은 다른 광물로의 상변화로 흡착된 이온들의 방출 가능성도 존재한다. 본 연구에서는 비산염, 크롬산염, 셀레늄산염의 페리하이드라이트에 대한 흡착 특성과 광물상 변화까지 고려한 페리하이드라이트의 산화음이온 제거 효능을 연구하였다. 실험 시 pH 4와 8에서 연구에 사용된 산화음이온들의 흡착은 pH 8에서 셀레늄산염을 제외하고 Langmuir와 Freundlich 두 흡착 모델과 잘 일치하였다. 각 산화음이온의 흡착량은 pH에 따른 표면 전하의 차이로 인하여 pH 4의 경우 pH 8보다 더 높았다. 흡착 량은 비산염, 크롬산염, 그리고 세레늄산염의 순서를 보여주었다. 이러한 흡착모델과 흡착량은 각 산화음이온의 흡착 시 페리하이드라이트 표면에서 일어나는 서로 다른 흡착 기작을 잘 대변한다. 이러한 흡착 특성은 광물상의 변화와도 밀접한 연관성이 있었다. pH 4에서는 침철석 혹은 적철석으로의 상변화를 보여주었으나, pH 8에서는 적철석으로의 상변화만이 관찰되었다. 산화음이온 종 중 비산염은 가장 높은 흡착력을 보여주며, 흡착 후 페리하이드라이트의 실험 기간 내 거의 상변화를 일으키지 않았다. 이와 달리 크롬산염과 셀레늄산염은 비산염에 비하여 광물상 변화가 더 빨랐으며 세 산화음이온 중 셀레늄산염의 지연 효과가 가장 낮았다. 페리하이드라이트는 비산염에 대하여 높은 흡착 능력과 낮은 상변화로 인하여 효과적인 제거가 가능하지만 다른 두 산화음이온 종은 낮은 흡착량과 추가적인 광물상 변화로 비산염에 비하여 제거 효과가 떨어지고 크롬산염의 경우 낮은 pH 환경에서 낮은 농도의 경우에에만 효율적인 제거가 가능할 것으로 판단된다.

• 상하수도학회지
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• 제26권1호
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• pp.141-148
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• 2012

시멘트를 이용한 고형화/안정화의 여러 기작 중 시멘트 페이스트의 구성물인 monosulfate와 ettringite에 초점을 맞춰 이들을 각 각 합성하고 인공비소폐수에서의 비소 제거 실험을 실시했다. 소성과 중탕 과정을 거쳐 $Ca^{2+}$와 $Al^{3+}$이 mainlayer를 이루고 있으며, $SO_4^{2-}$가 interlayer에 삽입되어 있는 CaAl-monosulfate와 $Ca^{2+}$와 $Al^{3+}$가 column형태의 구조로, $SO_4^{2-}$가 channel형태로 구성되어 있는 CaAl-ettringite를 합성했다. 순수하게 합성된 시료로 1.335 mmol/L As(V) 농도의 수용액을 각각 0.054 mmol/L As(V)와 0.300 mmol/L As(V)까지 감소시켰다. PXRD와 FESEM을 이용하여 반응 전 후의 시료 결정 구조와 상 분석을 행함으로써 이온교환에 의해 인공비소폐수의 비소가 제거 된 것을 알 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SOIL & GROUNDWATER ENVIRONMENT
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• pp.78-80
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• 2005

• 한국환경농학회지
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• 제28권4호
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• pp.340-346
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• 2009

Chromated copper arsenate (CCA) is a chemical wood preservative that has been intensively used to protect wood from decay during the last few decades. CCA is widely used to build structures such as decks, fences, playgrounds and boardwalks. However, structures constructed of CCA-treated wood have caused adverse environmental effects due to leaching of Cr, Cu and As into surrounding soils. This research was conducted to monitor the vertical and horizontal distribution of Cr, Cu and As in soils adjacent to CCA-treated wood structures in Korea. Two structures constructed with CCA-treated wood were selected at Hongcheon and Chuncheon in Gangwon Province, South Korea. Eleven soil profile samples were collected at depths of 0 to 80 cm at each site, while 12 surface soil samples were collected at distances of 0 to 200 cm from each structure. The soil chemical properties, soil particle size distribution and total metal concentrations were then determined. The results revealed that soils near CCA-treated wood structures were generally contaminated with Cr, Cu and As when compared to the background concentration of each metal. In addition, the concentrations of Cr, Cu and As in soils decreased as the vertical and horizontal distance from the structure increased. Further studies should be conducted to evaluate the mobility and distribution of these metals in the environment as well as to develop novel technologies for remediation of CCA contaminated soils.