Kim, Gi Yong;Jang, Sung-Chan;Song, Young Ho;Lee, Chang-Soo;Huh, Yun Suk;Roh, Changhyun
Korean Journal of Environmental Biology
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v.34
no.4
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pp.304-313
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2016
One of the issues currently facing nuclear power plants is how to store spent nuclear waste materials which are contaminated with radionuclides such as $^{134}Cs$, $^{135}Cs$, and $^{137}Cs$. Bioremediation processes may offer a potent method of cleaning up radioactive cesium. However, there have only been limited reports on $Cs^+$ tolerant bacteria. In this study, we report the isolation and identification of $Cs^+$ tolerant bacteria in environmental soil and sediment. The resistant $Cs^+$ isolates were screened from enrichment cultures in R2A medium supplemented with 100 mM CsCl for 72 h, followed by microbial community analysis based on sequencing analysis from 16S rRNA gene clone libraries(NCBI's BlastN). The dominant Bacillus anthracis Roh-1 and B. cereus Roh-2 were successfully isolated from the cesium enrichment culture. Importantly, B. cereus Roh-2 is resistant to 30% more $Cs^+$ than is B. anthracis Roh-1 when treated with 50 mM CsCl. Growth experiments clearly demonstrated that the isolate had a higher tolerance to $Cs^+$. In addition, we investigated the adsorption of $0.2mg\;L^{-1}$$Cs^+$ using B. anthracis Roh-1. The maximum $Cs^+$ biosorption capacity of B. anthracis Roh-1 was $2.01mg\;g^{-1}$ at pH 10. Thus, we show that $Cs^+$ tolerant bacterial isolates could be used for bioremediation of contaminated environments.
In order to remediate heavy metal contaminated Nong island, Maehyang-ri shooting range soils through the batch reactor scale washing were evaluated. The experiment texture soil of N3 in the Nong island at north side incline was (g)mS containing 12.9% gravel, 47.0% sand, 35.1% silt and 5.0% clay. And the N3 soil area was contaminated with Cd($22.5\pm1.9$ ppm), Cu($35.5\pm4.0$ ppm), Pb($1,279.0\pm5.1$ ppm) and Zn($403.4\pm9.8$ ppm). The EDTA(ethylene diamine tetra acetic acid, $C_{10}H_{16}N_2O_8$) in the N3 soil was observed as most effective extractants among the 5 extractants(citric acid, EDTA, phosphoric acid, potassium phosphate and oxalic acid) tested. And chemical partitioning of heavy metals after washing N3 soil with EDTA was evaluated. Removal efficiency of residual fractions was higher than that of non-residual fractions. To choose EDTA extractant which is the most effective in soil washing technology using batch reactor process cleaning Pb and Zn contaminated sits; Pb and Zn removal rates were investigated 92.4%, 94.0% removal(1,000 mM, soil:solution=5, $20^{\circ}C$, 24 hour shaking, pH=2, 200 RPM), respectively. The results of the batch test showed that the removal efficiency curve was logarithmic in soil was removal. Thus, EDTA washing process can be applied to remediate the Pb and Zn contaminated soil used in this study.
The Myoungbong mine located in Boseong-gun, Jellanamdo consists of Au-Ag bearing quartz veins which filled the fissures of Bulguksa granitic rocks of Cretaceous. The tailings obtained from the Myungbong mine were used to investigate the effects of various processes, such as oxidation of primary sulfides and formation(alteration) of secondary and/or tertiary minerals, on arsenic immobilization in tailings. This study was conducted via both mineralogical and chemical methods. Mineralogical methods used included gravity and magnetic separation, ultrasonic cleaning, and instrumental analyses(X-ray diffractometry, energy-dispersive spectroscopy, and electron probe microanalyzer) and aqua regia extraction technique for soils was applied to determine the elemental concentrations in the tailings. Iron (oxy)hydroxides formed as a result of oxidation of tailings were identified as three specific forms. The first form filled in rims and fissures of primary pyrites. The second one precipitated and coated the surfaces of gangue minerals and the final form was altered into yukonites. Initially, large amounts of acid-generating minerals, such as pyrite and arsenopyrite, might make the rapid progress of oxidation reactions, and lots of secondary minerals including iron (oxy)hydroxides and scorodite were formed. The rate of pH decrease in tailings diminished, in addition, as the exposure time of tailings to oxidation environments was prolonged and the acid-generating minerals were depleted. Rather, it is speculated that the pH of tailings increased, as the contribution of pH neutralization reactions by calcite contained in surrounding parental rocks became larger. The stability of secondary minerals, such as scorodite, were deteriorated due to the increase in pH, and finally arsenic might be leached out. Subsequently, calcimn and arsenic ions dissociated from calcites and scorodites were locally concentrated, and yukonite could be grown tertiarily. It is confirmed that this tertiary yukonite which is one of arsenate minerals and contains arsenic in high level plays a crucial role in immobilizing arsenic in tailings. In addition to immobilization of arsenic in yukonites, the results indicate that a huge amount of iron (oxy)hydroxides formed by weathering of pyrite which is one of typical primary minerals in tailings can strongly control arsenic behavior as well. Consequently, this study elucidates that through a sequence of various processes, arsenic which was leached out as a result of weathering of primary minerals, such as arsenopyrite, and/or redissolved from secondary minerals, such as scorodite, might be immobilized by various sorption reactions including adsorption, coprecipiation, and absorption.
Kim, Nam-Joon;Choi, Chang-Min;Choi, Yong-Hun;Lee, Jun-Ho;Kim, Hwan-Jin;Park, Byung-Jae;Joo, Young-Kil;Kang, Jin-Seok;Paik, Youn-Kee
Membrane Journal
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v.19
no.3
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pp.252-260
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2009
The effects of the treatment of an acidic solution at pH 2 on polyacrylonitrile ultrafiltration (UF) membranes were investigated using a circular cross-flow filtration bench with a membrane module. A substantial reduction in the membrane permeability was observed after 80 hours' treatment of the acidic solution. In addition, the analyses of the sample solutions by ultraviolet/visible absorption spectroscopy and gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS), which were taken from the feed tank as a function of the treatment time, showed that a new organic compound was produced in the course of the treatment. From a thorough search of the mass spectral library we presumed the new compound to be 1,6-dioxacyclododecane-7,12-dione (DCD), one of the well-known additives for polyurethane. Based on further experimental results, including the scanning electron microscope (SEM) images and the solid-state NMR spectra of the membranes used for the treatment of the acidic solution, we suggested that the decrease of the permeate flux resulted not from the deformation of the membranes, but from the fouling by DCD eluted from the polyurethane tubes in the filtration bench during the treatment. Those results imply that the reactivity to an acidic solution of the parts comprising the filtration bench is as important as that of the membranes themselves for effective treatments of acidic solutions, for efficient chemical cleaning by strong acids, and also in determining the pH limit of the solutions that can be treated by the membranes.
The Taereung Royal Tomb from the Joseon Dynasty is the tomb of Empress Munjeong, the second queen of King Jungjong, and it contains various types of stone artifacts. All of these stone artifacts were constructed using coarse- to medium-grained biotite granite. The major types of deterioration of the stone artifacts are identified as surface weathering and biological contaminants. Exfoliation (145 sculptures), granular decomposition (138 sculptures), and repair materials (156 sculptures), along with biological contaminant algae (154 sculptures), lichen (165 sculptures) and moss (97 sculptures), have a high occurrence frequency. In particular, it is deemed that immediate conservation treatment is required, as biological deterioration (algae) represents the most serious condition (grade 3 or higher in 94% of all stones), and it is thought that exfoliation and granulation decomposition are required for long-term conservation management. As a result of equo -tip hardness and ultrasonic measurement, more than 70% of stones were found to have very weak physical properties. Through hyperspectral analysis, organisms were shown to inhabit more than 80% of the surface of burial mound stone artifacts, and P (phosphorus), S (sulfur), Cl (chlorine), and Ca (calcium) were detected in this area. This is because Taereung Royal Tomb has been exposed to the outdoors for hundreds of years and has been weathered by physical, chemical, and biological factors. Therefore, among the stone artifacts in the Taereung Royal Tomb, those with high physical weathering grades are considered to require consolidation to reinforce them physically. Since organisms are highly likely to cause stone damage, they must be removed via dry and wet cleaning. In addition, in order to delay the reoccurrence of organisms following conservation treatment, it is necessary to regularly clean up the soil that has flowed into the burial mound, and to monitor conservation conditions over the long term.
This study was carried out to provide information for the present status of soil pollution near abandoned old-zinc mining area through analysis of bound form and 0.1 N-HCl extractable concentrations of heavy metals in soils and plants. Feasibility of endemic plants for phytoremediation was evaluated by the investigation of vegetation in soils. Cd contents of the selected samples near old-zinc mining soils ranged from 0.2 to $42mg\;kg^{-1}$. Nonagricultural soils near the mining area contained great amounts of Zn, Pb, Cd, and Cu than the paddy and upland soils. Some Korean wild plants, Artemisia princeps, Artemisia montana, Erigeron canadensis, and Pueraria thunbergiana, were found to grow vigorously in the studied area. Among them, Artemisia princeps was selected as a possible phytoremediator for cleaning heavy metal contaminated soils. Artemisia princeps contained about 43 and $52mg\;kg^{-1}$ of Cd in their root and shoot as dry weight, respectively. Average contents of Cd in the rhizosphere soil, $15.68mg\;kg^{-1}$, was slightly higher than the soil-root interface soils, $14.1mg\;kg^{-1}$. Sequential extraction of Cd contaminated soils showed that average $2.4mg\;kg^{-1}$ (about 7%) of cadmium existed as exchangeable form and the average amounts increased as follows : adsorbed < organically bound < exchangeable << oxide carbonate << sulfide residual fractions. Amendment of organic by-product fertilizer in metal-contaminated soils promoted the growth of roots significantly as compared with the other treatments containing chemical fertilizer.
Purpose: The purpose of the study was to analyze the priorities for educational content regarding precautions to be taken to prevent safety accidents for employees in school foodservice using the Borich priority formula and the Locus for Focus model. Methods: A survey was conducted in February 2019 on 194 employees in elementary school and 122 employees in middle- and high school foodservice in the Jeonbuk area. Demographic characteristics, status of safety accidents, safety education, and their importance and performance levels were assessed using a self-administered questionnaire. The priorities for the educational content on precautions to prevent safety accidents were based on a 3-step analysis method, including the paired sample t-test, Borich priority formula, and the Locus for Focus Model. Results: The average perceived importance of the precautions to be taken against safety accidents of employees in elementary-, middle-, and high schools was higher compared to the average performance of the employees (p < 0.001). The top priority for elementary school employees was caution against falls during the cleaning of the gas hood and the trench in the kitchen. In addition, 'awareness of chemical signs' was added as one of the top priorities of middle- and high school employees. The second highest priority items were 'do stretching', 'safely adjusting workbench height', 'keeping the right attitude', 'using assistive devices when moving heavy things', and 'checking the material safety data sheet', which were the same for all elementary, middle- and high school employees. Conclusion: Thus, to improve the educational preparedness of employees in the area of safety precautions, eight safety/accident prevention items should be included in the safety education program.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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