• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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• pp.44-52
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• 2002

Low temperature thermal desorption (LTTD) has become one of the cornerstone technologies used for the treatment of contaminated soils and sediments in the United States. LTTD technology was first used in the mid-1980s for soil treatment on sites managed under the Comprehensive Environmental Respones, Compensation and Liability Act (CERCLA) or Superfund. Implementation was facilitated by CERCLA regulations that require only that spplicable regulations shall be met thus avoiding the need for protracted and expensive permit applications for thermal treatment equipment. The initial equipment designs used typically came from technology transfer sources. Asphalt manufacturing plants were converted to direct-fired LTTD systems, and conventional calciners were adapted for use as indirect-fired LTTD systems. Other innovative designs included hot sand recycle technology (initially developed for synfuels production from tar sand and oil shale), recycle sweep gas, travelling belts and batch-charged vacuum chambers, among others. These systems were used to treat soil contaminated with total petroleum hydrocarbons (TPH), polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), pesticides, polychlorinated biphenyls (PCBs) and dioxin with varying degrees of success. Ultimately, performance and cost considerations established the suite of systems that are used for LTTD soil treatment applications today. This paper briefly reviews the develpoment of LTTD systems and summarizes the design, performance and cost characteristics of the equipment in use today. Designs reviewed include continuous feed direct-fired and indirect-fired equipment, batch feed systems and in-situ equipment. Performance is compared in terms of before-and-after contaminant levels in the soil and permissible emissions levels in the stack gas vented to the atmosphere. The review of air emissions standards includes a review of regulations in the U.S. and the European Union (EU). Key cost centers for the mobilization and operation of LTTD equipment are identified and compared for the different types of LTTD systems in use today. A work chart is provided for the selection of the optmum LTTD system for site-specific applications. LTTD technology continues to be a cornerstone technology for soil treatment in the U.S. and elsewhere. Examples of leading-edge LTTD technologies developed in the U.S. that are now being delivered locally in global projects are described.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권3호
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• pp.238-246
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• 2012

해양으로 유출된 유류는 다양한 풍화과정을 통해 환경에서 제거되며, 증발이 유출사고 초기에 가장 우세한 풍화과정이다. 본 연구에서는 허베이스피리트호 사고유 중 이란산 원유를 대상으로 실험실에서 표준화된 증발실험을 실시하여 시간에 따른 물리화학적 변화를 관찰하였다. 증발과정에 영향을 미치는 유막두께, 풍속 등의 변수를 제어하여 48시간까지 노출한 결과 $29.3{\pm}0.4%$의 재현성 있는 결과를 산출하였다(n=40, p<0.001). 미국해양대기청의 풍화모델인 ADIOS2를 이용하여 환경조건에서 증발을 시뮬레이션한 결과 29%의 증발율을 구할 수 있었으며, 본 실험과 일치하는 결과를 확인하였다. 증발율에 따른 원유의 조성변화를 분석한 결과 저분자량의 알칸과 PAHs가 제거되었으나, 바이오마커 화합물은 증발에 의한 영향을 받지 않는 보전적인 특성을 나타냈다. 바이오마커 중 $17{\alpha}(H)$, $21{\beta}(H)$-hopane을 이용한 풍화율 계산값은 48시간 최종 값이 24.4%로 물리적인 증발에 따른 양적변화와 유사한 결과를 보였다. 호판을 이용한 풍화율 계산값 비교결과 사고 초기 현장 표착유(1단계 풍화 28.9%)와 메소코즘 풍화 실험 5일차(26.5%)까지는 풍화과정이 주로 증발에 의한 것으로 확인되었다.

• 한국환경성돌연변이발암원학회지
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• 제24권3호
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• pp.121-127
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• 2004

Cytochrome P4501B1(CYP1B1) is known to be inducible by xenobiotic compounds such as policyclic aromatic hydrocarbon(PAH) and dioxins such as 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin(TCDD). And these induction of CYP1B1 is also regulated by many categories of chemicals. In order to investigate the effects of several chemicals on CYP1B1 gene expression in Hepa-I and MCF-7 cells, 5' flanking DNA of human CYP1B1 was cloned into pGL3 basic vector containing luciferase gene, and then transfected into these cells. After treatment of chemicals, the luciferase activity was measured. CYP1B1 enzyme metabolize PAHs and estradiol. CYP1B1 metabolize estradiol to 4-hydrozyestradiol that is considered as carcinogenic metabolite. Luciferase activity was induced about 20 folds over that control by 1 nM TCDD (2,3,7,8-tetrachloto-p-dioxin). Recent industrialized society, human has been widely been exposed to widespread environmental contaminants such as PAHs(polycyclic aromatic hydrocarbon) that are originated from the imcomplete combustion of hydrocarbons. PAHs are known to be ligands of the AhR(aryl hydrocarbon receptor). Induction of cytochrome P4501B1(CYP1B1) in cell culture is widely used as a biomarker for PAHs. Therefore we have studied the effect of PAHs in the human breast cancer cells MCF-7 to evaluate bioactivity of PAHs. We have used the United State of America EPA selected 13 different PAHs, PAHs mixtures and extracts from environmental samples to evaluate the bioassay system. We examined effects of PAHs on the CYP1B1-luciferase reporter gene and CYP1B1 mRNA level. Benzo(k)fluoranthene and dibenzo(a, h)anthracene showed strong response to CYP1B1 promoter activity stimulation, and also CYP1B1 mRNAs increase in MCF-7 cells in a concentration-dependent manner. Acenaphthene, anthracene, benzo(b)fluoranthene, fluorene, fluoranthene, anphthanlene, pyrene, phenanthrene and carbazole were weak responders in MCF-7 cells. RT-PCR analysis indicated that PAHs significantly up-regulate the level of CYP1B1 mRNA.

• 한국환경성돌연변이발암원학회지
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• 제24권4호
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• pp.198-205
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• 2004

Cytochrome P4501B1(CYP1B1) is known to be inducible by xenobiotic compounds such as policyclic aromatic hydrocarbon(PAH) and dioxins such as 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin(TCDD). And these induction of CYP1B1 is also regulated by many categories of chemicals. In order to investigate the effects of several chemicals on CYP1B1 gene expression in Hepa-I and MCF-7 cells, 5' flanking DNA of human CYP1B1 was cloned into pGL3 basic vector containing luciferase gene, and then transfected into these cells. After treatment of chemicals, the luciferase activity was measured. CYP1B1 enzyme metabolize PAHs and estradiol. CYP1B1 metabolize estradiol to 4-hydrozyestradiol that is considered as carcinogenic metabolite. Recent industrialized industrialized society, human has been widely been exposed to widespread environmental contaminants such as PAHs(polycyclic aromatic hydrocarbon) that are originated from the imcomplete combustion of hydrocarbons. PAHs are known to be ligands of the AhR(aryl hydrocarbon receptor). Induction of cytochrome P4501B1(CYP1B1) in cell culture is widely used as a biomarker for PAHs. Therefore we have studied the effect of PAHs in the human breast cancer cells MCF-7 to evaluate bioactivity of PAHs. We have used the United State of America EPA selected 13 different PAHs, PAHs mixtures and extracts from environmental samples to evaluate the bioassay system. We examined effects of PAHs on the CYP1B1-luciferase reporter gene and CYP1B1 mRNA level. Benzo(k)fluoranthene and dibenzo(a, h)anthracene showed strong response to CYP1B1 promoter activity stimulation, and also CYP1B1 mRNAs increase in MCF-7 cells in a concentration-dependent manner. RT-PCR analysis indicated that PAHs significantly up-regulate the level of CYP1B1 mRNA. Some flavonoids such as genistein, daidzein, chrysin, naringenin and morin were also investigeted. These flavonoids decreased B(k)F infuced luciferase activity at low concentration. But, these flavonoids exhibited stimulatory effect at high concentration.

• 분석과학
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• 제19권1호
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• pp.86-95
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• 2006

현재 가동 중인 생활폐기물 소각시설에서 배출되는 소각재의 수세처리에 의한 유기화학물질 용출특성을 확인하기 위해 GC/MSD로 정성 분석을 하였다. 바닥재 및 비산재에서 각각 44종 및 17종의 다양한 유기화합물질을 확인하였다. 이러한 정성분석은 각 피크의 질량스펙트럼에 대한 Library(NIST21, NIST107, WILEY229) 검색 후 일치도가 90% 이상인 유사지표(similarity index)에 의해 수행되었다. 바닥재는 Naphthalene 그리고 Phenanthrene인 2종의 다방향족화합물(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)을 포함한 18종의 방향족화합물과 사슬모양의 탄화수소인 26종의 지방족화합물을 검출하였다. 비산재의 경우 잔류성유기오염물질(Persistent Organic Pollutants, POPs)인 헥사클로로벤젠(Hexachlorobenzene, HCB)을 포함한 10종의 방향족화합물과 7종의 지방족화합물을 정성적으로 확인하였다. 또한, 바닥재와 비산재의 용출액과 용출잔사의 용출특성을 비교분석한 결과, 바닥재에서는 Ethenylbenzene, Benzaldehyde, 1-Phenyl-ethanone 그리고 1,4-Benzenedicarboxylic acid dimethyl ester 등이, 비산재에서는 Naphthalene, Dodecane, 1,2,3,5-Tetrachlorobenzene, Tetradecane, Hexadecane 그리고 Pentachlorobenzene등의 유기화합물이 수층으로 용출되는 결과를 얻었다. 따라서 소각재 중 비산재 및 바닥재가 단순 매립될 경우 유기화합물에 의한 침출수 및 지하수, 토양 등 2차 오염이 발생할 것으로 추정되며, 이러한 2차 오염을 방지하기 위해서 소각재에 함유되어 있는 다양한 종류의 유기화학물질의 용출특성을 조사하여 이에 대한 효율적이고 적정한 관리가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제16권3호
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• pp.198-205
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• 2010

염화탄화수소 열분해와 생성물분포 특성을 고찰하기 위해 등온 관형 반응기를 이용해 두 가지 실험을 수행하였다. 첫 번째는 반응분위기에 따른 열분해 특성을 파악하기 위해 $H_2$ 또는 Ar 반응분위기에서 dichloromethane ($CH_2Cl_2$) 분해율과 생성물분포 특성을 고찰하였다. Ar 반응분위기($CH_2Cl_2$/Ar 반응계)에서 보다 $H_2$ 반응분위기($CH_2Cl_2/H_2$ 반응계)에서 $CH_2Cl_2$ 분해율이 더 높았다. 이는 반응성 기체인 $H_2$ 분위기에서 $CH_2Cl_2$ 분해를 촉진시키며 수소 첨가 탈염소반응을 통해 탈염소화된 탄화수소화합물을 생성시키며, 다환방향족탄화수소 (polycyclic aromatic hydrocarbon: PAH)와 soot 생성을 억제하기 때문이다. $CH_2Cl_2/H_2$ 반응계에서 주요생성물로 탈염소화합물인 $CH_3Cl,\;CH_4,\;C_2H_6,\;C_2H_4,\;HCl$ 등이 생성되었으며, 미량 생성물로 chloroethylene이 검출되었다. $CH_2Cl_2$/Ar 반응계에서는 탄소물질수지가 낮았으며 특히 반응온도 $750^{\circ}C$ 이상에서 탄소물질 수지가 더 낮게 나타났다. 주요 생성물로는 chloroethylene과 HCl이 검출되었으며, 미량 생성물로는 $CH_3Cl$과 $C_2H_2$이 검출되었다. 고온 Ar 반응분위기에서 $CH_4$ 주입에 따른 chloroform($CHCl_3$) 분해와 생성물분포 특성을 비교 고찰하였다. $CHCl_3$ 분해율을 비교해 보면 $CH_4$을 주입할 경우($CHCl_3/CH_4/Ar$ 반응계)가 $CH_4$을 주입하지 않았을 경우($CHCl_3$/Ar 반응계)보다 분해율이 낮았다. 이는 $CHCl_3$가 분해되면서 생성되는 활성도가 큰 이중라디칼(diradical)인 :$CCl_2$가 첨가물로 주입된 $CH_4$와 반응하여 소모됨으로써 $CHCl_3$ 분해율이 상대적으로 감소되기 때문이다. Ar 반응분위기에서 $CH_4$ 첨가 여부에 따라 $CHCl_3$이 분해되면서 생성되는 생성물 분포는 큰 차이를 나타내고 있었다. 앞에서 고찰된 각 반응계에서 분해율 비교와 생성물 분포특성을 고려하고 열화학이론 및 반응속도론을 기초로 주요 반응경로를 제시하였다.

• 농약과학회지
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• 제11권2호
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• pp.95-105
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• 2007

본 연구는 국내 지역별 농작물과 농업환경 중 16종의 PAHs 잔류 양상을 파악하고자 수행하였다. 국내 PAHs 오염 우려지역인 공업단지 및 화력발전소 주변에서 주요 농작물(26점), 농작물 재배 토양(46점) 및 농작물 재배 주변 물(15점) 시료를 채취하여 GC/MSD로 PAHs 잔류량을 분석하였다. 농작물의 경우 최대 5종의 PAHs가 $4.5{\sim}52.2{\mu}g\;kg^{-1}$ 수준으로 검출되었으며, 토양에서는 최대 13종의 PAHs가 $4.3{\sim}662.9{\mu}g\;kg^{-1}$ 범위로 검출되었다. 이 중 발암성이 강한 물질로 알려진 benzo(a)anthracene, chrysene, benzo(b)fluoranthene, benzo(k)fluoranthene, benzo(a)pyrene, dibenzo(a,h)-anthracene 등 총 6가지 성분이 $14.2{\sim}167.8{\mu}g\;kg^{-1}$ 범위로 검출되었다. 특히 토양 중 PAHs 잔류함량과 검출빈도는 제철, 중공업단지가 밀집되어있고 교통량이 많은 지역이 다른 지역보다 최대 3배 이상 높게 나타났으며, 산불이 발생했던 지역에서는 최대 6종의 PAHs가 $73{\sim}36.0{\mu}g\;kg^{-1}$ 수준으로 검출되었다. 자동차 배기가스 및 주거난방 시설에서 주로 발생하는 naphthalene, phenanthrene, fluoranthene, pyrene 등의 검출빈도가 다른 성분에 비해 높게 나타났다. 채취한 모든 물 시료에서는 PAHs가 검출되지 않았다. 이는 PAHs의 수용해도가 비교적 낮고, 친유성의 특성을 가지고 있어 물보다는 유기화합물이 풍부한 저니토에 잔류할 가능성이 크기 때문인 것으로 판단되었다. 본 연구 결과 국내농작물과 농업환경 중 일부 PAHs가 분포되어 있는 것을 확인하였으며, 향후 환경 중 PAHs의 농작물 오염경로 및 잔류 특성 등을 규명하는 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• 공업화학
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• 제17권2호
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• pp.210-216
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• 2006

광양만 연안 표면 퇴적토를 대상으로 미국 EPA가 선정한 유해성 우선물질 16종 PAHs 화합물에 대한 특성 및 모니터링 조사를 수행하였다. 선정된 23개 지점에 대한 PAHs 조사결과 농도 수준은 최소 0.01에서 최고 171.39 mg/kg 수준이었으며, 평균값은 $8.13{\pm}24.8mg/kg$ 이었다. 광양만 PAHs의 주요 유입원은 광양제철 옆 태인도, 수어천, 그리고 여수산업단지 내의 월래천이었으며, 오염수준은 각각 114.81 mg/kg, 38.37 mg/kg, 19.05 mg/kg로 측정되었다. 또한, 세부분으로 나뉜 퇴적토 입자크기에 따른 PAHs 분석결과 입자크기가 작고 퇴적토 내 유기물함량과의 관계에서는 함량이 높을수록 PAHs의 오염도도 증가하는 양의 상관관계를 보였다. LMW/HMW, Phe/Ant, Fle/Pyr PAHs 농도비를 이용한 PAHs 발생원에 대한 연구 결과는 광양만 전역에서 열분해 산물의 특성을 나타냈고, 일부 지역에서 열분해 산물과 유류산물의 혼합된 구성형태를 관찰할 수 있었다. 이외에 광양만 PAHs 고정 유입원으로 보이는 세 지점에대한 저서생태계에 미치는 독성영향평가에서는 발암가능성이 높은 PAHs가 주로 축척된 태인도가 ERM 수준이상으로 나타났고, 수어천과 월래천은 ERL 수준이었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권2호
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• pp.13-21
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• 2006

다환방향족 탄화수소는 화석연료의 사용 등으로 자연계에 유출되며, 매우 낮은 용해도로 인해 토양과 강한 결합을 형성하여 장기적으로 영향을 준다. 이러한 PAHs로 오염된 토양을 복원하기 위해 계면활성제를 사용한 토양세척 공법을 사용하게 되며, 공정 시 계면활성제의 사용으로 전체 복원 비용이 증가하게 된다. 이에 토양복원 시 사용된 계면활성제의 재사용을 위한 연구들이 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 활성탄을 이용한 계면활성제 재사용 기술을 개발하였다. 활성탄으로는 원료물질과 활성방법이 같고 입자 크기가 다른 세 가지 GAC(Darco 4-12, 12-20, 20-40 메쉬)를 사용하였으며, PAH로는 phenanthrene을 계면활성제로는 Triton X-100을 사용하여 회분식으로 실험을 수행하였다. 이때 Triton X-100 용액에서 phenanthrene의 선택적 흡착정도를 보기위해 선택도를 사용하였다. 실험결과 입자 크기가 작을수록, 비표면적과 기공 부피가 클수록 높은 선택도를 나타내었다. 선택도는 세 활성탄 모두 1보다 높아 Triton X-100 용액으로부터 phenanthrene이 효과적으로 분리됨을 알 수 있었다. 본 연구의 결과, PAHs와 같은 소수성물질로 오염된 토양의 세척시 발생하는 계면활성제 용액을 적절한 특성을 가진 활성탄을 이용하면 오염물질을 선택적으로 제거시킬 수 있음을 알 수 있다. 따라서 활성탄을 이용한 선택적 흡착을 이용하면 토양 세척시 계면활성제 사용량을 줄이게 되어 복원 비용을 절감하는 효과를 가져올 것으로 예상된다.

• 한국환경보건학회지
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• 제33권2호
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• pp.123-131
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• 2007

Many environmental contaminants including several metals, polycyclic aromatic hydrocarbons, and pharmaceuticals, have been identified to be phototoxic in the water environment. Concerns regarding photo-enhancement of toxicity of several environmental contaminants have been increasing because of the increased level of ultraviolet irradiation on the earth surface. However, there exist arguments that there might be certain defense mechanisms taking place in the aquatic ecosystem, which may include behavioral characteristics or genetic acclimation. This study was conducted to understand the potential responses of aquatic receptors to several phototoxic metals in the real environment, where long-term acclimation of such organisms to low dose UV-B may take place. For this purpose, water flea Daphnia magna was acclimated to environmentally relevant dose of UV-B (12 to $18uW/cm^2$) for >11 generations. The differences in developmental and life history characteristics, and toxicity responses were evaluated. Acclimation did not affect the daphnids' growth, longevity, and reproduction characteristics such as time to first brood, and brood size: After 21 d, survival of D. magna was not influenced by UV-B acclimation. When the number of young per female was compared. the daphnids acclimated for 11 generations tend to produce less number of neonates than the un-acclimated individuals but with no statistical significance (p>0.05). Four metals that were reported to be phototoxic elsewhere were employed in this evaluation, that include As, Cd. Cu, and Ni. UV-B level being applied in acclimation did increase the toxicity of Cd and Cu, significantly (p<0.05). However, the toxicities of As and Ni were not affected by irradiation of UV-B. Phototoxic responses were evaluated between the acclimated and the un-acclimated daphnids. For Cu, UV-B acclimation led to reduction of the photo-induced toxicity $(p\approx0.1)$ in daphnids. Non-acclimated Daphnia were affected by 50% at 4.18 ug/l Cu. but UV-B acclimated individuals exhibited $EC_{50}$ of 5.89 ug/l. With Cd, UV-B acclimation appeared to increase phototoxicity (p>0.05). With As and Ni, UV-B acclimation did not influence photo-induced toxicity. This observation may be in part explained by the type of reactive oxygen species that were generated by each metal. Similar to UV-B light, Cu is known to generate superoxide anion by acting as redox cycling toxicant. This is one of the first studies that employed_laboratory based UV-B acclimated test species for photoenhanced toxicity evaluation.