• 한국버섯학회지
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• 제15권2호
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• pp.61-68
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• 2017

This study focused on evaluating the phytoextraction of heavy metals (Co, Pb, and Zn) induced by bioaugmentation of button mushroom compost (BMC) in Helianthus annuus (sunflower). When the potential ability of BMC to solubilize heavy metals was assessed in a batch experiment, the inoculation with BMC could increase more the concentrations of water-soluble Co, Pb, and Cd by 35, 25, and 45% respectively, compared to those of non-inoculated soils. BMC-assisted growth promotion and metal uptake in H. annuus was also evaluated in a pot experiment. In comparison with non-inoculated seedlings, the inoculation led to an increase in the growth of H. annuus by 27, 25, and 28% in Co-, Pb-, and Zn-contaminated soils, respectively. Moreover, enhanced accumulation of Co, Pb, and Zn in the shoot and root systems was observed in inoculated plants, where metal the translocation from root to the above-ground tissues was also found to be enhanced by the BMC. Evidently, these results suggest that the BMC could be effectively employed in enhancing the phytoextraction of Co, Pb, and Zn from contaminated soils.

• 한국환경농학회지
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• 제29권2호
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• pp.115-119
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• 2010

Zinc (Zn) is an essential element required for growth and development of plants. However, Zn can be toxic to plants when it presents excessive amount. Phytoextraction is an economic and environment-friendly technique using plants to clean-up metal-contaminated soils. However, the technique cannot be applied in highly metal-contaminated areas because plants will not normally grow in such conditions. Therefore, this research focuses on identifying chelating agents which are biodegradable and applicable to highly metalcontaminated areas. Zn as a target metal and cysteine (Cys), histidine (His), malate, citrate oxalate, succinate, and ethylenediamine (EDA) as biodegradable chelating agents were selected. Plants were grown on agar media containing various chelating agents with Zn to analyze the effect on plant growth. Malate and His slightly increased the inhibitory effect of Zn on root growth of plants, whereas Cys, citrate, oxalate, and succinate did not show significant effects. However, EDA strongly diminished the inhibitory effect of Zn on root growth. The effect of EDA is correlated with decreased Zn uptake into the plants. In conclusion, as biodegradable chelating agents, EDA is a good candidate for growth of plants in highly Zn-contaminated areas.

• 한국토양환경학회지
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• 제2권1호
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• pp.3-12
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• 1997

식물을 이용하여 오염된 토양에 존재하는 유기 및 무기 오염 물질을 제거하는 phytoremediation은 환경 정화를 위한 새로운 기술이다. 독성 중금속, 방사성 핵종 및 독성 유기 오염 물질을 제거하는데 이용될 수 있는 phytoremediation 에는 다음의 세가지 방법이 있다. (1) phytoextraction: 독성 중금속이나 방사성 핵종과 같은 무기 오염 물질을 수화가능한 부분에 축적하는 식물체를 이용하여 정화하는 방법, (2) phytodegradation: 독성 물질을 분해하는 효소를 분비하는 식물체를 이용하거나 효소를 생산해내는 미생물과 밀접한 연관이 있는 식물체를 이용하여 독성 물질을 무독성 물질로 전환하는 방법, 그리고 (3) phytostabilization: 독성 오염 물질을 용존 상태에서 침전 흑은 식물체의 조직이나 주변 토양 matrix에 흡착시켜 안정화시키는 방법이다. 이 기술은 기존의 어떤 처리 방법보다 더 효과적이고 경제적이다.

• 한국산림과학회지
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• 제99권5호
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• pp.711-719
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• 2010

We investigated physiological responses and phytoextraction ability of Pinus thunbergii in cadmium contaminated soil as part of our efforts in identifying plant materials for the restoration and revegetation of forest soil contaminated by heavy metals. Thirty seedlings (ten per treatment) were assigned to three treatments (control, 0.3 and 0.6 mM $CdSO_4$ solution) at first year experiment. At second year, ten seedlings per treatment treated with Cd during the first year experiment were divided by two groups (no Cd-treated and consecutive Cd-treated group). At first experiment, photosynthetic pigment content, and superoxide dismutase (SOD) and glutathione reductase (GR) activities have significantly reduced by Cd application, and the reduction rate was increased much higher as the rate of Cd application increased. On the other hand, thiol and malondialdehyde (MDA) content were significantly increased at the application of 0.6 mM of Cd. At the second year experiment, a general increase in chlorophyll and carotenoid content was observed with Cd treatment while SOD and GR activities showed a relative reduction compared to the control. Similar to the first year measurement, thiol and MDA contents also increased considerably due to Cd treatment. At harvest, dry matter was significantly reduced by Cd treatment especially at the rate of 0.6 mM Cd, but dry yield of P. thunbergii treated with 0.3 mM Cd was less affected and it was comparable with the control seedling. Cadmium concentration in seedling tissues increased with increasing Cd application rate while Cd uptake was higher in seedlings supplied with 0.3 mM Cd, which could be ascribed to their high dry matter. Overall, our study has demonstrated the unique physiological response of P. thunbergii to Cd-prolonged exposure by showing that the changes in photosynthetic pigment content and antioxidative enzyme activities were dependent on the concentration and duration of treatment. In addition, our results have demonstrated the potential of P. thunbergii to withstand up to 0.3 mM Cd (equivalent to cumulative Cd concentration of 134.4 to 268 mg $kg^{-1}$) without showing growth reduction, hence it might be used for phytoremediation of Cd contaminated areas.

• 대한환경공학회지
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• 제30권11호
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• pp.1154-1160
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• 2008

아연 폐광지 부근의 논토양에서 메밀(Fagopyrum esculentum)을 이용한 식물상추출공법 적용 전후에 대해 토양 내 아연 형태 및 탈수소효소활성도 변화를 조사하였다. 메밀을 식재한 논토양은 아연농도는 약 600 mg/kg인 고오염 구역과 약 300 mg/kg인 저오염 구역으로 구분되었다. 메밀을 재배한 결과, 메밀은 고농도 구역에서 아연에 의한 성장 저해를 입었으나 토양으로부터 식물유효성 형태의 아연을 흡수하여 식물체내에 축적하였고, 아연 독성으로 저해된 토양 내 탈수소효소활성도를 증가시킨 것으로 나타났다. 2개월 동안 메밀을 재배한 후 근권 토양 내 식물유효성 아연 농도는 고오염 구역에서 약 25% 감소, 저오염 구역에서 약 70% 감소하였다. 근권 토양에서 감소한 식물유효성 아연의 양은 식물체내에 축적된 아연의 양과 유사하여(Recovery 92$\sim$107%), 메밀이 토양 내 식물유효성 아연을 제거 및 축적하였음을 알 수 있었다. 또한 토양 내 총 아연 농도와 토양 탈수소효소활성도는 음의 상관관계를 가진 것으로 나타났으며, 초기에 고오염 토양에서는 저오염 토양에 비하여 토양 탈수소효소활성도가 약 2배 저해되었지만 메밀 재배 후 각각의 근권에서 약 35% 증가한 것을 확인하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권8호
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• pp.1500-1512
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• 2017

In this study, the siderophore-producing characteristics and conditions of Bacillus sp. PZ-1 were investigated and the enhancement of siderophores on Pb uptake and translocation in Brassica juncea were determined. Results of single factor experiment showed that glucose, pH, and $Pb(NO_3)_2$ could stimulate PZ-1 growth and siderophore production. The maximum siderophore production of 90.52% siderophore units was obtained by response surface methodology optimization at the glucose concentration of 21.84 g/l, pH 6.18, and $Pb(NO_3)_2$ concentration of $245.04{\mu}mol/l$. The type of siderophore was hydroxamate and its concentration in the fermentation broth amounted to $32.24{\mu}g/ml$. Results of pot experiments indicated that the siderophores enhanced B. juncea to assimilate more Pb from soil with the uptake ratio from 1.04 to 2.74, and to translocate more Pb from underground to overground with the TF values from 1.21 to 1.48. The results revealed that Bacillus sp. PZ-1 could produce abundant siderophores and might be potentially used to augment the phytoextraction of Pb from soil.

• 한국농림기상학회지
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• 제6권3호
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• pp.204-209
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• 2004

Cd 처리에 대한 박달나무의 반형매 차대간의 Cd 흡수 및 이동 패턴을 알아보고자 수행한 결과, 잎의 주간내 위치에 따른 Cd농도는 지제부에서 높게 나타나고 정단부로 올라 갈수록 농도가 낮아지는 경향을 보였다. 대체로 식물체내에서 Cd의 농도 분포는 뿌리>줄기>잎의 순으로 나타났지만, 가계별, 처리별로 상이한 결과가 나타나 가계간 유전적인 요인이 크게 작용한 것으로 판단된다. 모든 가계의 처리구에서 지상부와 지하부의 Cd 농도 비율이 1.26으로 나타나 박달나무는 Cd을 흡수하여 지상부로 보내는 축적종의 경향을 갖고 있는 것으로 판단된다. 또한 토양 중금속 농도와 식물체내 중금속 농도의 비도 가계간 차이는 있지만, Cd을 능동적으로 흡수하여 지상부로 이동시키는 Cd 정화 수종으로 판단된다. 하지만 박달나무는 Cd에 대한 반응이 가계간 다양하므로 토양 중 Cd정화를 위해 이용할 경우, 정화 능력이 우수한 수종을 선발하는 것뿐만 아니라, 같은 수종 내에서도 내성 능력과 정화능력이 차이가 있으므로 가계 선발이 필요할 것이다.

• KSBB Journal
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• 제27권5호
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• pp.281-288
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• 2012

Phytoremediation-the use of plants for the in situ treatment of contaminated soil and water-has recently emerged as an inexpensive and user-friendly alternative to traditional methods of environmental clean-up. The present article outlines the characteristics of phytoremediation based on accumulated research evidence, along with discussions on its advantages and disadvantages. It further reviews various mechanisms involved in the phytoremediation processes: phytoextraction, rhizofiltration, phytostabilization, phytovolatilization and phytodegradation. Along the way, the author summarizes examples of its applications to environmental pollution control. These include wastewater treatment, removal of heavy metals, and hydrocarbons, remediation of recalcitrant contaminants, phytoremediation of radionuclides, and application of transgenic plants for enhanced biodegradation and phytoremediation. The remainder of the article briefly concludes with directions for future research.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2003년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.72-75
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• 2003

Plant species have shown the capability to absorb U into the biomass. Norman(l952) even suggested that uranyl ion acts as an accessory microelement in growth of Lemna and flax roots. The plants, termed metal hyperaccumulators, can extract and accumulate more than 1000-10,000mg heavy metal per kilogram of dry weight of plants (0.1-1%). The most vital main factors influencing the ability and efficiency of phytoremediation is the ability of the plant to uptake the metals from soil before the accumulation mechanism happens in the plant tissue. (omitted)

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제9권4호
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• pp.259-268
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• 2022

본 연구는 장기간 중금속 오염에 노출된 폐 석탄매립지에 생육하고 있는 참김의털 (Festuca ovina var. coreana) 종자를 채집하고 발아한 유식물을 가지고 온실 재배 실험을 통해 생육특성과 중금속축적능을 평가하고 식물정화법 (phytoremediation) 적용 가능성을 위해 수행하였다. 참김의털을 온실에서 인공적으로 오염된 토양에서 12 주 동안 재배하였다. 비소처리 인공토양의 농도구배는 각각 25, 62.5, 125, 250 mg/kg, 납 농도는 200, 500, 1000, 2000 mg/kg 및 카드뮴의 농도는 각각 15, 30, 60, 100 mg/kg로 처리하여 실험하였다. 비소, 납 및 카드뮴 처리구에서 참김의털의 엽수는 납 처리구 (200, 500, 1000 mg/kg)를 제외하고 대조구보다 모두 감소하였고, 지상부의 길이 성장은 비소 처리구 모두에서 대조구보다 증가하였으나 지하부는 모두 감소하였고, 1000 및 2000 mg/kg 납 처리구에서는 대조구보다 증가하였으나 나머지 처리구에서는 대조구보다 모두 감소하였고, 카드뮴 처리구의 경우, 지상부는 대조구보다 모두 증가하였고, 지하부는 모두 감소하였다. 비소 처리구의 경우, 생체량은 모든 부위와 모든 농도에서 대조구보다 감소하였고, 200, 500, 1000 mg/kg 납 처리구는 지상부와 지하부 모두에서 대조구보다 생체량이 증가하였고, 카드뮴 처리구에서는 지상부와 지하부의 생체량이 대조군보다 모두 감소하였다. 중금속의 처리구 농도가 높아질수록 엽수와 식물부위별 생체량은 모두 감소하는 경향을 보였고, 중금속의 처리구 농도가 높아질수록 지상부의 길이 성장은 소폭 증가하는 경향이 있으나 지하부는 다소 감소하는 경향이 있었다. 62.5 mg/kg 비소 처리구의 지상부, 지하부의 비소축적농도는 9.4 mg/kg와 253.3 mg/kg로 지하부가 26.9배로 축적율이 높았으며 250 mg/kg 비소 처리구의 지상부는 고사한 반면 지하부의 비소축적농도는 859.1 mg/kg로 분석되었고, 2,000 mg/kg 납 처리구에서 지상부와 지하부는 10,308.1 및 11,012.0 mg/kg로 지상부가 지하부의 1.1배 높게 축적되었고, 100 mg/kg 카드뮴 처리구에서 지상부와 지하부는 176.0 및 287.2 mg/kg로 지하부가 지상부의 1.6배 높게 축적되었다. 참김의털의 내성평가 결과, 비소, 납, 카드뮴의 모든 처리구에서 고사하지 않고 생장을 유지하여 3종의 중금속에 다재내성이 확인되었다. 참김의털의 납 오염토양에 대한 식물추출 (phytoextraction)은 납 오염농도 2,000 mg/kg까지 적용할 수 있는 식물종으로 검증되었다.