• 인간식물환경학회지
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• 제23권1호
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• pp.15-21
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• 2020

In this study, we compared efficiency of different aquatic plants in removing indoor pollutants and examined their potential to purify indoor air. Two liter of water in chamber was used as the control, while the other chambers containing water lettuce (Pistia stratiotes), water hyacinth (Eichhornia crassipes), and water coin (Hydrocotyle umbellata) were used as treatment groups. Temperatures inside all the chambers were maintained between 20 ℃ and 23 ℃. Humidity in the chambers with aquatic plants increased by 30% and 50% control respectively. The removal of formaldehyde per unit leaf area was examined in each aquatic plant. It turned out that water hyacinth removed the highest amount of formaldehyde, followed by water lettuce and water coin. Both water hyacinth and water lettuce increased the amount of removal of formaldehyde until the end of the experiment. In the case of airborne dust (PM 10) and fine dust (PM 2.5), water coin, which had the highest number of leaves, removed more PM 10 and PM 2.5 than the other aquatic plants, with statistically significant difference. In addition, both water coin and water hyacinth smoothly opened and closed stomata before and after the experiment. Consequently, as the aquatic plants were effective in controlling humidity and removing pollutants, they can be used as air purifying plants.

• 유기물자원화
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• 제23권4호
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• pp.21-31
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• 2015

본 연구는 거대억새(Miscanthus sacchariflorus var Geode Uksae-1)와 갈대(Phragmites australis)를 활용하여 돈분뇨 처리수 유래 영양염류(질소 및 인) 제거를 정량적으로 분석하고 생산된 바이오매스의 총 에너지가와 바이오메탄 잠재성 분석을 목적으로 수행되었다. 식물들은 일반토양과 사질토 또는 일반토양, 사질토 및 바이오세라믹의 혼합 여재로 채워진 용기에서 다루어졌다. 사용된 돈분뇨 처리수의 총질소와 총인함량은 각각 222.78 mg/L 과 66.11 mg/L에 해당하였다. 총질소와 총인 모두 바이오세라믹 첨가구에서 높은 제거율을 보였다. 거대억새에서 총질소 제거율이 가장 높게 나타났다(96.14%). 하지만 식물체의 원소분석 결과 갈대의 질소함량이 거대억새보다 더 높게 나타나 갈대의 질소흡착력이 더 뛰어난 것으로 판단된다. 반면 가장 높은 총 인 제거율을 보인 처리구는 갈대로 98.12%의 값을 보였다. 식물체 셀룰로스 함량은 일반토양 처리구보다 바이오세라믹 처리구에서 약 3~6% 더 높게 나타나 바이오세라믹은 식물섬유 형성에 영향을 미치는 것으로 사료된다. 본 연구에서 생산된 바이오매스의 바이오메탄 잠재성 분석결과 약 $57.01{\sim}99.25L-CH_4/kg$ VS의 값을 보였다. 리그닌은 식물의 바이오매스 분해를 방해하는 요소로 일반토양-사질토 여재를 사용한 갈대 처리구에서 가장 높게 나타나 메탄 생산력이 떨어지는 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제37권1호
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• pp.99-106
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• 2004

환경오염저감 및 제어기술은 환경/방재 기술분야로 포스트 반도체 주력산업의 고도화분야에 해당되며, 그 중 오염토양 및 지하수 복원기술은 앞으로 많은 수요가 예상되는 핵심기술이라 할 것이다. 국내의 경우 폐금속광산이 다수 존재하며 이로 인한 중금속 및 비소오염문제가 심각해지고 있는 시점에서 이를 복원하기 위한 최신기술의 동향을 알아보는 것이 필요할 것이다. 현재 이 분야의 선진국인 미국 및 유럽각국에서의 기술개발은 2차적인 오염을 유발하지 않을 청정기술의 개발과 개발기술의 현장적용에 초점이 맞추어 지고 있는 추세이다. 여기에 최근에 개발되어진 신기술중에 이러한 장점으로 인해 주목받고 있는 기술인 전기동력학 기술, 투수성 반응벽체기술, 고형화/안정화기술, 박테리아를 이용한 생체흡착기술, 박테리아를 이용한 용출기술, 식물정화기술을 소개하고자 한다.

• Environmental Engineering Research
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• 제19권2호
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• pp.145-149
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• 2014

Arsenic (As) is one of the heavy metals which causes acute bio-toxicity even at low concentration and has disastrous effect on environment. In some countries, As contamination has become alarming and increasing day by day as consequences of unsustainable management practices. Many existing physical, chemical and biological processes for As removal from water system are not feasible due to techno-economic limitations. The present study highlights the scope of biological strategy for As removal through phytoextraction. Arsenic uptake and accumulation in the biomass of three plant species and their As tolerance abilities have been investigated to develop an efficient phytoextraction system in combination of these plant species. Three non-crop plant species, Pteris vittata; Mimosa pudica, and Eichhornia crassipus were treated with 0-200 mg/L As in liquid nutrient solution for 14 days. P. vittata accumulated total 9,082.2 mg (8,223 mg in fronds) As/kg biomass and Eichhornia total 6,969 mg (4,517 mg in fronds)/kg biomass at 200 mg/L As concentration, respectively. Bioaccumulation factor (BF) and translocation factor (TF) were estimated to differentiate between excluders, accumulators and accumulation in above ground biomass. Pteris and Eichhornia have highest BF (67 and 17) and TF (64 and 3), respectively. In contrast, Mimosa accumulated up to 174 mg As/kg plant biomass which is low in comparison with other two plants, and both BF and TF were ${\leq}1$. This study reveals that Pteris and Eichhornia are As hyperaccumulator, and potential candidates for As removal from water system.

• 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.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권8호
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• pp.1205-1215
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• 2015

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) have great potential for assisting heavy metal hyperaccumulators in the remediation of contaminated soils. However, little information is available about the symbiosis of AMF associated with an antimony (Sb) accumulator plant under natural conditions. Therefore, the objective of this study was to investigate the colonization and molecular diversity of AMF associated with the Sb accumulator ramie (Boehmeria nivea) growing in Sb-contaminated soils. Four Sb mine spoils and one adjacent reference area were selected from Xikuangshan in southern China. PCR-DGGE was used to analyze the AMF community composition in ramie roots. Morphological identification was also used to analyze the species in the rhizosphere soil of ramie. Results obtained showed that mycorrhizal symbiosis was established successfully even in the most heavily polluted sites. From the unpolluted site Ref to the highest polluted site T4, the spore numbers and AMF diversity increased at first and then decreased. Colonization increased consistently with the increasing Sb concentrations in the soil. A total of 14 species were identified by morphological analysis. From the total number of species, 4 (29%) belonged to Glomus, 2 (14%) belonged to Acaulospora, 2 (14%) belonged to Funneliformis, 1 (7%) belonged to Claroideoglomus, 1 (7%) belonged to Gigaspora, 1 (7%) belonged to Paraglomus, 1 (7%) belonging to Rhizophagus, 1 (7%) belonging to Sclervocystis, and 1 (7%) belonged to Scutellospora. Some AMF sequences were present even in the most polluted site. Morphological identification and phylogenetic analysis both revealed that most species were affiliated with Glomus, suggesting that Glomus was the dominant genus in this AMF community. This study demonstrated that ramie associated with AMF may have great potential for remediation of Sb-contaminated soils.

• 한국습지학회지
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• 제25권2호
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• pp.145-158
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• 2023

인공습지(CW)는 도시 폐수처리를 위한 효과적인 기술로, 물리-화학적 및 생물학적 자연처리과정을 통해 오염 물질이 제거된다. 본 연구는 서지학적 분석 방법을 통하여 인공습지의 현재까지의 연구 진행 상황과 향후 연구 동향을 조사하였다. 인공습지를 통한 페수 처리 성능 평가 분석을 위하여 최근 출판된 논문(오픈 액세스 학술지 포함) 100편을 기반으로 종합적 분석 및 검토를 수행하였다. 분석 결과, 스페인, 중국, 이탈리아, 미국이 논문 출판수가 두드러지는 것으로 나타났다. 논문에서 가장 많이 사용된 핵심용어는 수질(n=19), 식물 정화(n=13), 강우유출수(n=11), 인(n=11) 순으로 나타났으며, 수질개선과 영양염류 제거에 대한 인공습지의 효율성 관련 연구가 폭넓게 연구되고 있는 것으로 분석되었다. 검토된 다양한 유형의 인공습지 중 Hybrid 형태의 인공습지가 TSS(95.67%) 및BOD(88.67%)으로 오염물질 저감효율이 가장 높은 것으로 나타났으며, VSSF, HSSF는 TSS 제거(83.25% 및 78.83%)에 가장 효과적인 것으로 조사되었다. VSSF 습지는 가장 높은 COD 제거 효율(71.82%)을 보였다. 일반적으로 인공습지에서 물리적 처리(예: 침전, 여과, 흡착)와 생물학적 메커니즘(예: 생분해)은 TSS, BOD, COD 제거 효율에 영향을 미치기 때문이다. Hybrid 형태의 인공습지는 호기성 및 혐기성 조건, 다양한 식생 유형, 다양한 매체 구성 등의 다양한 인자와 여러 처리 과정을 통해 미생물 활성도 증가 및 질소 처리를 통해 TN(60.78%)의 높은 저감효과를 보였다. FWS 형태의 인공습지는 퇴적물에 결합된 인을 침전 및 식물의 흡수를 통해 높은TP 제거효율(54.50%)로 나타났습니다. 일반적으로 인공습지에는 식물 정화 능력이 뛰어난 Phragmites, Cyperus, Iris 및 Typha 이 적용되고 있다. 본 연구는 향후 도시 지역에서 발생되는 폐수 처리를 위한 지속 가능한 대안으로 제시 가능할 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권9호
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• pp.1060-1068
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• 2007

건강유해물질인 perchlorate로 인한 음용수의 오염은 국 내외적으로 심각히 대두되고 있으나, 전세계적으로 perchlorate에 대한 국가 차원의 규제 기준을 가진 곳은 아직 없고 발암물질로 구분되지도 않은 상황이다. 최근엔 미국 환경청(US EPA)에서 perchlorate의 예방적 복원 지침서를 발표하였으며, perchlorate 분석 및 저감기술에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재 국내에서는 perchlorate에 대한 먹는 물 수질기준이나 배출 허용 기준 등이 설정되어 있지 않고, perchlorate에 관한 국내 연구는 초기 단계에 머무르고 있다. 본 연구에서는 perchlorate의 성상 및 인체 유해성에 관해 간단히 고찰하였고, 기존의 이온교환(Ion exchange), 생물반응기(Bioreactor), 액상 탄소 흡착(Liquid Phase Carbon Adsorption), 퇴비화 처리(Composting), 현장 생물학적 정화(In Situ Bioremediation), 투수성 반응 벽체(Permeable Reactive Barrier), 식물정화법(Phytotechnology), 막분리기술(Membrane Technologies) 등과 같은 저감 기술의 장단점 및 효율에 관해 소개하였다. 최근 활발히 진행되고 있는 투수성 반응 벽체와 생물학적 환원 기술의 통합 등에 대한 연구 및 분석기술 개발에 대해서도 소개하였다. 본 논문을 통해 향후 국내 실정에 맞는 고효율의 perchlorate 국내저감기술 개발을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제26권1호
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• pp.25-35
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• 2007

인공습지나 수변녹지 및 완충 저류지와 같은 수질정화시설을 조성하는데 이용할 수 있는 수생식물을 선발하고자 낙동강 하류에 자생하는 수생식물과 외래 수생식물, 습생작물을 대상으로 부영양화 성분(T-N, T-P) 및 EC 관련 무기성분에 대한 정화능력을 검정하였다. 수생식물의 생육기간 동안 $225{\sim}444\;L\;m^{-2}$ 범위의 생활오폐수를 사용하였으며, 건물생산량이 많았던 벼와 부들, 줄, 비자루국화, 율무, 털물참새피 등이 350 L $m^{-2}$ 이상으로 가장 많은 생활하수를 소모하였다. 질소와 인의 체내흡수량과 실제 정화능력(정화효율 및 정화량) 및 수확 후 토양을 분석한 결과, 초장이 크면서 건물량도 많았던 벼, 비자루국화, 부들, 율무, 털물참새피, 줄 등이 부영양화성분에 대한 우수 정화식물로 선발되었다. 무기성분 중 K에 대한 정화력은 부영양화성분의 우수 정화식물로 선발된 수생식물과 더불어 물상추와 부레옥잠이 높은 결과를 보였다. EC와 관련이 높은 Ca와 Na, Cl에 대한 정화효과가 우수한 수생식물로는 물상추와 부레옥잠, 털물참새피가 선발되었으며, 특히 털물참새피는 $SO_4$에 대한 정화효과도 뛰어났다.

• 한국농림기상학회지
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• 제8권3호
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• pp.159-168
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• 2006

대기오염물질을 정화하기에 적합한 수종을 탐색하기 위하여, 공단지역의 가로수로 식재된 27개 수종의 잎에서 항산화 능력, 과산화 지질 함량 및 질소함량을 조사하였다. 2깨 수종 중 항산화 능력이 가장 높은 수종은 개잎갈나무(91.4%) 이었고, 가장 낮은 수종은 벽오동(56.9%) 이었다. MDA함량이 가장 적은 수종은 배롱나무와 은행나무였으나, 양버즘나무, 구실잣밤나무, 후박나무 및 향나무에서는 높은 MDA 함량이 측정되었다. 낙엽활엽수의 항산화 능력은 상록수의 항산화 능력과 뚜렷한 차이가 없었으나, 낙엽활엽수의 MDA 함량은 상록수의 MDA 함량보다 낮게 나타났다. 27개 수종은 항산화 능력과 과산화지질 함량을 기준으로 하여 다음과 같이 4개의 범주로 구분하였다. 범주 I은 높은 항산화 능력과 낮은 과산화지질 함량을 가진 수종, 범주 II는 높은 항산화 능력과 높은 과산화지질 함량을 가진 수종, 범주 III은 낮은 항산화 능력과 낮은 과산화지질 함량을 가진 수종, 범주 IV는 낮은 항산화 능력과 높은 과산화 지질 함량을 가진 수종. 이들 4개 범주에 속하는 수종은 각각 7종(범주 I), 6종(범주 II), 8종(범주 3), 6종(범주 IV) 이었다. 높은 항산화 능력을 가진 범주 I과 II의 수종들은 낮은 질소함량을 나타냈으나, 낮은 항산화능력을 가진 범주 III과 IV의 수종들은 높은 질소함량을 나타냈다. 그러나 범주 I과 II에 속하는 메타세코이아, 굴피나무, 양버즘나무는 예외적으로 높은 항산화 능력과 높은 질소함량을 나타냄으로써 이들 수종들은 공단지역의 식재 수종으로 적합한 것으로 판단되었다.