• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.147-152
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• 2004

Aerobic cometabolism of cis-1,2-dichloroethylene (c-DCE) and c-DCE epoxide by a butane-grown mixed culture was evaluated. Transformation of c-DCE resulted in the concomitant generation of c-DCE epoxide. Chloride release studies showed nearly complete oxidative dechlorination of c-DCE (approximately 75%). Mass spectrometry confirmed tile presence of a compound with mass-to-charge-fragment ratios of 112, 83, 48, and 35. The values are in agreement with the spectra of a chemically synthesized c-DCE epoxide. Some evidences indicating the involvement of the monooxygenase in the transformation of c-DCE epoxide are: 1) $O_2$ requirement for c-DCE transformation and butane degradation; 2) butane inhibition on c-DCE transformation and vice versa; 3) the inactivation of c-DCE and c-DCE epoxide transformations by acetylene (a known monooxygenase inactivator); and 4) tire inhibition of c-DCE epoxide transformation by c-DCE.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제11권6호
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• pp.553-556
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• 2006

A cis-1,2-dichloroethylene (cis-DCE)-degrading anaerobic bacterium, Clostridium sp. strain KYT-1, was isolated from a sediment sample collected from a landfill site in Nanji-do, Seoul, Korea. The KYT-1 strain is a gram-positive, endospore-forming, motile, rod-shaped anaerobic bacterium, of approximately $2.5{\sim}3.0\;{\mu}m$ in length. The degradation of cis-DCE is closely related with the growth of the KYT-1 strain, and it was stopped when the growth of the KYT-1 strain became constant. Although the pathway of cis-DCE degradation by strain KYT-1 remains to be further elucidated, no accumulation of the harmful intermediate, vinyl chloride (VC), was observed during anaerobic cis-DCE degradation. Strain KYT-1 proved able to degrade a variety of volatile organic compounds, including VC, isomers of DCE (1,1-dichloroethylene, trans-1,2-dichloroethylene, and cis-DCE), trichloroethylene, tetrachloroethylene, 1,2-dichloroethane, 1,1,1-trichloroethane, and 1,1,2-trichloroethane. Strain KYT-1 degraded cis-DCE at a range of temperatures from $15\;to\;37^{\circ}C$, with an optimum at $30^{\circ}C$, and at a pH range of 5.5 to 8.5, with an optimum at 7.0.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XIII)
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• pp.440-444
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• 2003

본 연구에서는 난분해성 물질인 액상의 TCE가 영가철 표면에서 반응시 완전히 분해가 되지 않은 상태에서 생성되어지는 부산물인 Cis-DCE와 VC의 톨루엔 분해균주에 의한 처리 가능성을 회분식 실험으로 관찰하였다. 각각 2ppm의 Cis-DCE와 VC에 톨루엔 균주를 주입한 결과 1차기질로 톨루엔을 사용하고 그후에 Cis-DCE와 VC를 제거 하는 것으로 나타났다. 또한 동시에 주입시 1차기질로 톨루엔을 사용하는 것은 동일하나 VC를 먼저 사용하고 그후에 Cis-DCE를 제거하며 제거 속도 또한 줄여드는 것으로 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제13권3호
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• pp.366-372
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• 2003

The production of microbiologically enriched cultures that degrade cis- 1,2-dichloroethylene(DCE) under anaerobic conditions was investigated. Among 80 environmental samples, 19 displayed significant degradation of $10{\mu}M$ cis-DCE during 1 month of anaerobic incubation, and one sediment sample collected at a landfill area (Nanji-do, Seoul, Korea) showed the greatest degradation ($94\%$). When this sediment culture was subcultured repeatedly, the ability to degrade cis-DCE gradually decreased. However, under Fe(III)-reducing conditions, cis-DCE degradation by the subculture was found to be maintained effectively. In the Fe(III)-reducing subculture, vinyl chloride (VC) was also degraded at the same extent as cis-DCE No accumulation of VC during the cis-DCE degradation was observed. Thus, Fe(III)-reducing microbes might be involved in the anaerobic degradation of the chlorinated ethenes. However, the subcultures established with Fe(III) could function even in the absence of Fe(III), showing that the degradation of cis-DCE and VC was not directly coupled with the Fe(III) reduction. Consequently, the two series of enrichment cultures could not be obtained that degrade both cis-DCE and VC in the presence or absence of Fe(III). Considering the lack of VC accumulation, both cultures reported herein may involve interesting mechanism(s) for the microbial remediation of environments contaminated with chlorinated ethenes. A number of fermentative reducers (microbes) which are known to reduce Fe(III) during their anaerobic growth are potential candidates involved in cir-DCE degradation in the presence and absence of Fe(III).

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권2호
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• pp.68-76
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• 2006

실험실 규모의 반연속 흐름 2단 토양컬럼을 이용하여 사염화에틸렌(PCE)에서 에틸렌으로의 혐기성 환원 탈염소화 반응특성을 조사하였다. 국내의 TCE로 오염된 현장에서 토양을 채취하여 컬럼 반응조에 충진하고, lactate(전자공여체 그리고/혹은 탄소원으로서)와 PCE를 함유한 현장 지하수를 컬럼 반응조로 주입하였다. 운전초기 약 50일 경과기간 동안 유입 lactate와 PCE의 질량비는 620:1이었는데, 이때 PCE에서 cis-DCE로의 불완전한 환원성 탈염소화가 관찰되었다. 그러나 유입 lactate와 PCE의 질량비를 5,050:1로 증가시킨 두번째 운전기간동안 PCE에서 ethylene로의 완벽한 탈염소화를 관찰할 수 있었는데, 이는 초기 운전기간 동안의 적절한 전자공여체의 공급의 중요성을 보여 주었다. PCE에서 cis-DCE로의 탈염소화율은 $0.62{\sim}1.94\;{\mu}mol$ PCE/L pore volume/d이었고, cis-DCE에서 ethylene으로의 탈염소화율은 $2.76\;{\mu}mol$ cis-DCE/L pore volume/d으로 나타났다. 전체 시스템에서의 PCE에서 ethylene으로의 전환율은 $1.43\;{\mu}mol$ PCE/L pore volume/d이었다. 본 실험에서 PCE에서 cis-DCE로의 분해단계에서 수소의 농도는 $10{\sim}64\;mM$, 그리고 cis-DCE에서 에틸렌으로의 분해단계에서 수소의 농도는 $22{\sim}29\;mM$이었다. 본 연구에서의 이러한 긍정적인 실험 결과는 본 연구에서 조사된 TCE로 오염된 지하수의 현장 생물학적 복원을 위해 혐기성 환원 탈염소화 공정의 적용 가능성을 보여준다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권9호
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• pp.53-59
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• 2012

본 연구에서는 Slow Release Substrate(SRS)로 사용되는 TBOS의 분해특성과 TBOS 분해생성물인 acetate와 butyrate를 적용한 탈염소화 효율을 파악하고자 하였다. 회분식 실험은 GC/FID를 이용하여 TCE 및 cis-dichloroethene(cis-DCE), 1-butanol, TBOS를 분석하였으며, acetate와 butylate는 HPLC를 이용하여 분석하였다. 혐기성 가수분해 반응을 통해 1M의 TBOS는 4M의 1-butanol로 전환 및 축적되었으며, 가수분해율은 $0.186{\mu}M/day$로 나타났다. 또한, 1-butanol은 퇴적토 내 토착균주에 의해 acetate와 butyrate로 분해되었다. 이 결과 TBOS는 자연에서의 탈염소화 공정에서 SRS로 사용하기에 적합한 것으로 판단된다. Acetate와 butyrate를 전자공여체로 적용한 TCE 탈염소화 반응은 초기 TCE 농도가 낮아짐에 따라 탈염소화 효율은 높아지는 것으로 나타났다. 또한, acetate를 적용한 탈염소화 반응의 1차 반응 상수가 butyrate를 적용한 경우보다 높게 나타났다. 이는 탈염소화 반응에서 Geobacter lovleyi의 기질친화도 및 생분해성, 그리고 다양한 기질에 대한 적응도의 영향으로 판단된다. 그러나 Geobacter lovleyi의 TCE 탈염 소화 반응에 따른 cis-DCE의 축적이 발생할 경우 Geobacter lovleyi의 탈염소화 능력이 감소하는 것으로 나타났다. 결론적으로 SRS는 Geobacter lovleyi를 이용한 TCE 탈염소화 공정 향상에 도움이 될 것이며, 이에 따라 발생되는 cis-DCE는 영가철 같은 환원성 금속이나 공존 가능한 탈염소화 미생물을 이용한 처리가 함께 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.454-457
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• 2003

A new approach for groundwater treatment combines a permeable Fe(0) barrier to breakdown higher chlorinated solvents like PCE and TCE with a downgradient aerobic biological treatment system to biotransform less chlorinated solvents, such as DCE and vinyl chloride (VC). The expected bacterial performance downgradient of an Fe(0) barrier was evaluated through laboratory batch experiments with a toluene-degrading mixed culture that cometabolically transforms cis-1,2-DCE and VC. The amount of cis-1,2-DCE (initially at 2,000 ppb) and VC (initially at 2,000 ppb) transformed was controlled by the initial toluene (20,000 ppb) concentration. VC was removed much more effectively than Cis-1,2-DCE, and a higher toluene concentration in comparison to the co-substrate concentrations was needed for complete co-substrate removal. Overall, the coupling of an Fe(0) barrier and subsequent biodegradation appears feasible for remediation of complex mixtures of chlorinated solvents and petroleum hydrocarbons in groundwater

• Membrane and Water Treatment
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• 제13권2호
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• pp.85-95
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• 2022

Tetrachloroethylene (PCE) and trichloroethylene (TCE), critical pollutants to human health and groundwater ecosystems, are managed by groundwater quality standards (GQS) in South Korea. However, there are no GQSs for their by-products, such as cis-dichloroethylene (DCE) and vinyl chloride (VC) produced through the dechlorination process of PCE and TCE. Therefore, in this study, we monitored PCE, TCE, cis-DCE, and VC in 111 national groundwater wells for three years (2016 to 2018) to evaluate their distributions, a biological dechlorination possibility, and human risk assessment. The detection frequency of them was 30.2% for PCE, 45.1% for TCE, 43.9% for cis-DCE and 13.4% for VC. The four chlorinated compounds were commonly detected in 21 out of 111 wells. In the results of statistical analysis with 21 wells data, DO and ORP also had a negative correlation with four organic chlorinated compounds, while EC and sulfate has a positive correlation with the compounds. This indicates that the 21 wells were relatively met with suitable environments for a biological dechlorination reaction compared to the other wells. Finally, cis-DCE had a non-carcinogenic risk of 10^-1 and the carcinogenic risk of VC was 10^-6 or higher. Through this study, the distribution status of the four chlorinated compounds in groundwater in South Korea and the necessity of preparing plans to manage cis-DCE and VC were confirmed.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.332-336
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• 2004

An anaerobic PCE(tetrachloroethylene) dechlorinating bacterial culture from a landfill soil was enriched and characterized. The enrichment culture could dechlorinate 60$\mu$mol/$m\ell$ of PCE during a month of incubation and cis-DCE(cis-dichloroethylene) was observed as a main product of PCE dechlorination. Microbial analysis of the dechlorinating enrichment culture by rising PCR-DGGE (Polymerase chain reaction-Denaturing gradient gel electrophoresis) method showed that at least three microorganisms were related to the anaerobic PCE dechlorination.

• 유기물자원화
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• 제11권2호
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• pp.55-65
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• 2003

인위적인 tetrachloroethylone(PCE) 오염토양($60{\mu}moles$ PCE/kg soil)에서 탈염소화미생물의 주입과 철분($Fe^0$) 첨가의 동시 적용이 PCE 및 유기염소화합물의 환원적 탈염소화에 미치는 영향을 조사하였다. 탈염소화미생물 주입에는 두 종류의 혐기성 박테리아 배양액, 즉, PCE를 cis-1,2-dechloroethylene(cis-DCE)까지 탈염소화하는 Desulfitobacterium sp. Y-51 균주의 순순미생물 배양액과 PCE를 에틸렌까지 완전히 탈염소화하는 PE-1 혼합미생물 배양액을 사용하였다. Y-51균주와 PB-1 혼합미생물 배양액을 각각 적용한 두경우(최종농도: 3mg dry cell weight/kg soil) 모두에서 40일 이내에 PCE가 cis-DCE로 전환되었다. $Fe^0$(0.1-1.0%(w/w))을 단독으로 오염토양에 적용한 경우, PCE의 탈염소화는 에틸렌 및 에탄까지 확장되어 진행되었으며. 탈염소화의 속도는 $Fe^0$의 첨가량에 의존하는 것으로 밝혀졌다. 탈염소화미생물과 철분을 동시에 적용한 경우, 각각을 단독으로 적용한 경우에 비하여 PCE의 탈염소화속도가 빨랐으며, PCE 탈염소화 및 최종 반응생성물의 생성 양상 또한 달랐다. Y-51균주 배양액과 0.1%의 $Fe^0$를 동시에 적용하였을 경우, PCE가 탈염소화되어 cis-DCE를 축적하였지만, PE-1 혼합미생물 배양액과 0.1%의 $Fe^0$를 동시에 적용하였을 경우에는 cis-DCE를 거쳐 보다 확장된 탈염소화반응을 보였다. 이러한 결과들로부터, 탈염소화미생물과 철분의 동시 적용, 특히, PE-1과 같이 PCE를 완전히 탈염소화하는 미생물 배양액과 철분의 병용은 실제적인 PCE 오염토양의 정화에 효과적일 것으로 판단되었다.