• Journal of Microbiology
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• 제43권4호
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• pp.319-324
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• 2005

Estuarine sediments are frequently polluted with hydrocarbons from fuel spills and industrial wastes. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are components of these contaminants that tend to accumulate in the sediment due to their low aqueous solubility, low volatility, and high affinity for particulate matter. The toxic, recalcitrant, mutagenic, and carcinogenic nature of these compounds may require aggressive treatment to remediate polluted sites effectively. In petroleum-contaminated sediments near a petrochemical industry in Gwangyang Bay, Korea, in situ PAH concentrations ranged from 10 to 2,900 ${\mu}g/kg$ dry sediment. To enhance the biodegradation rate of PAHs under anaerobic conditions, sediment samples were amended with biostimulating agents alone or in combination: nitrogen and phosphorus in the form of slow-release fertilizer (SRF), lactate, yeast extract (YE), and Tween 80. When added to the sediment individually, all tested agents enhanced the degradation of PAHs, including naphthalene, acenaphthene, anthracene, fluorene, phenanthrene, fluoranthene, pyrene, chrysene, and benzo [a] pyrene. Moreover, the combination of SRF, Tween 80, and lactate increased the PAH degradation rate 1.2-8.2 times above that of untreated sediment (0.01-10 ${\mu}g$ PAH/ kg dry sediment/day). Our results indicated that in situ contaminant PAHs in anoxic sediment, including high molecular weight PAHs, were degraded biologically and that the addition of stimulators increased the biodegradation potential of the intrinsic microbial populations. Our results will contribute to the development of new strategies for in situ treatment of PAH-contaminated anoxic sediments.

• 생태와환경
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• 제38권3호통권113호
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• pp.372-381
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• 2005

본 연구는 PAC를 응집제로 사용한 가압부상법에 의한 부영양저수지의 수질과 퇴적물의 개선효과를 평가하기 수행되었다. 얕은 부영양 저수지에 설치한 mesocosm에서 (가로 ${\times}$ 세로 ${\times}$ 높이: 6 ${\times}$ 6 ${\times}$ 3 m), 입자성물질과 용존성물질의 변화와 노즐에 의한 퇴적물 교란 전 ${\cdot}$ 후의 퇴적물로부터 인용출률을 조사하였다. 부유물질 (SS)과 휘발성고형물의 제거효율은 각각 54.4 ${\sim}$ 71.2%와 57.3 ${\sim}$ 78.5%였다. 총인과 엽록소 a 농도는 제거효율은 각각 73.5 ${\sim}$ 91.5%, 53.7 ${\sim}$ 97.8% 였다. 생화학적 산소요구량은 86% 이상의 제거효율을 나타냈으나 화학적 산소요구량의 제거효율은 28.9 ${\sim}$ 62.8%로 낮았다. 조류의 성장에 쉽게 이용될 수 있는 용존무기인 (DIP)과 용존총인은 각각 34.1 ${\sim}$ 88.2%와 61.8 ${\sim}$ 87.6%의 제거효율을 나타냈다. 퇴적물 부상분리 전 호기적 조건과 혐기적 조건의 산소 환경에서 용존무기인 용출율은 각각 0.821 mg $m^{-2}$$day^{-1}$과 2.270 mg $m^{-2}$$day^{-1}$이였다. 반면에 부상분리 후에는 각각0.684 mg $m^{-2}$$day^{-1}$와 1.760 mg $m^{-2}$$day^{-1}$로 호기적 조건에서는 17%, 혐기적 조건에서는 23%정도의 감소효과를 나타냈다. 용존총인 용출율 또한 가압부상 후에 호기적 조건과 혐기적 조건에서 각각 33% (5.62 ${\to}$ 3.78 mg $m^{-2}$$day^{-1}$)와 20% (6.23 ${\to}$ 4.99 mg $m^{-2}$$day^{-1}$)의 감소가 나타났다. 이러한 결과들은 가압부상시 수체 내 입자상물질의 제거 뿐만 아니라 퇴적물로 부터의 인용출이 억제되므로 얕은 부영양 저수지의 수질개선을 위한 효과적인 대안이 될 수 있음을 제시한다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권5호
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• pp.563-572
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• 2006

정체수역 호소 퇴적물로부터 인 용출 저감을 위한 최적의 In-situ 처리 방법을 제시하고자 실험실 규모의 batch test를 수행하였다. 실험에 사용된 퇴적물의 성상은 평균입도 $7.7{\phi}$(mud)로 매우 세립하고, 유기탄소 함량은 2.4%로 매우 높다. 인 용출 실험은 수층 미생물의 영향을 고려한 경우와 미생물의 영향을 배제한 호소수와 증류수로 구분하여 총 12개 컬럼을 비교 평가하였다. In-situ capping 소재로는 모래와 황토를 사용하였으며, in-situ chemical treatment로는 Fe-Gypsum, $SiO_2$-Gypsum의 산화제를 적용하였다. 또한 산화제와 모래층을 결합시킨 복합층에 대해서도 비교 평가하였다. 미생물의 영향을 고려한 호소수의 경우, 실험 초기에는 인의 농도가 급격히 감소하다 10일 이후부터 서서히 증가되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 수층의 미생물에 의해 인이 섭취(uptake)되었다가 다시 용출되는데 시간이 소요되는 것으로 나타났다. 30일간 퇴적물로부터 용출된 인의 flux는 control의 경우 $3.0mg/m^2{\cdot}d$로 매우 높고, 모래층(5 cm), 황토층(5 cm)으로 rapping을 한 경우 역시 충분한 압밀이 이루어지지 않아 $2.5mg/m^2{\cdot}d,\;1.8mg/m^2{\cdot}d$로 인 저감 효율이 낮았다. 화학적 소재를 적용한 Fe-gypsum와 $SiO_2$-gypsum은 $1.4mg/m^2{\cdot}d$로 control과 비교시 인 용출 저감 효율이 약 40% 이상으로 나타났다. 복합층으로 rapping을 한 경우는 $1.0mg/m^2{\cdot}d$로 60% 이상의 높은 인 저감 효율을 보였다. 즉, 오염퇴적물에 산화제로서 gypsum($CaSO_4{\cdot}2H_2O$) 적용은 인의 용출을 감소시키며, 퇴적물내 황산염이 서서히 용해되어 SRB(sulfate reducing bacteria)의 활성과 유기물의 광물화를 촉진시킬 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권8호
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• pp.554-563
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• 2013

본 연구의 목적은 보 인접 퇴적물을 대상으로 영양염류의 용출 가능성을 평가함에 있다. 이를 위해 현장 퇴적물을 채취하여 퇴적물 기본 특성(입도, 함수율, 완전연소가능량, TOC, TP, SRP, TN, 존재형태별 인)을 측정하였고, 반연속식 용출조를 운영하여 호기 혐기 조건 하에서 영양염류 용출량을 산정하였다. 퇴적물의 토성은 전 지점에서 Sand를 보였다. 퇴적물의 SRP 농도는 전체적으로 호기보다 혐기에서 용출 후 SRP 함량이 낮게 나타나 혐기에서 상대적으로 활발한 용출이 일어났음을 알 수 있었다. TP 용출의 경우 강천보 상류 혐기조건에서 1.26 $mg/m^2{\cdot}day$로, $PO_4$-P 역시 강천보 상류 혐기조건에서 0.25 $mg/m^2{\cdot}day$로 최대 용출을 보였다. $PO_4$-P 용출율은 초기 2~3일까지 급격하게, TP는 18일까지 지속적으로 증가하였고 전반적으로 증가 경향을 보이는 7~8일 범위 내에서 산정한 $PO_4$-P 용출율은 퇴적물 내 초기 SRP 농도와 $R^2$=0.8502의 값을 보여 높은 상관성을 보였다. 질소 계열 중 $NO_3$-N의 용출율은 -5.7~-3.08 $mg/m^2{\cdot}day$로 일관된 감소 경향을 보였지만 유기물 분해산물인 $NH_3$-N는 0.57~2.41 $mg/m^2{\cdot}day$의 용출율을 보였다. TN의 상당량은 유기 질소 성분으로 추정되며 이는 비점오염원을 거쳐 유입되는 지류의 영향이라고 여겨진다. 본 연구를 통해 측정된 결과는 퇴적된 지 1년 미만의 퇴적물을 대상으로 했기 때문에 연구 결과를 일반화시키기에 한계점이 있다. 따라서, 보에 의한 퇴적물의 축적이 수질에 미치는 영향을 보다 명확하게 파악하기 위해서는 퇴적물 내 쌓이는 영양염류를 지속적으로 모니터링 할 필요성이 있다.

• 한국항해항만학회지
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• 제39권4호
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• pp.335-344
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• 2015

본 연구에서는 반응성 피복소재인 제올라이트, 몬모릴로나이트, 제강슬래그의 피복두께에 따른 오염된 해양퇴적물 내 중금속 용출 차단 효율을 평가하였다. 실험결과, As의 용출차단에는 제올라이트, 몬모릴로나이트, 제강슬래그 모두 효과적이지 못하였다. 제올라이트는 Cr 용출 차단에 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났지만, 몬모릴로나이트 5 cm 피복은 Cr 용출 차단에 매우 효과적이었다. As 및 Cr과는 대조적으로 Cd, Ni, 그리고 Pb은 미피복 퇴적물에서 조차 용출되지 않았다. Cu와 Zn은 피복 조건에 따른 영향이 가장 뚜렷한 중금속이었다. Cu의 용출은 몬모릴로나이트 피복 두께 1 cm 이상 그리고 제올라이트 피복 두께 3 cm 이상에서 효과적으로 차단되었다. 해양퇴적물에서 Zn의 용출은 모든 피복 물질에서 효과적이었다. 본 연구를 통해서 제올라이트, 몬모릴로나이트, 제강슬래그를 오염된 해양퇴적물에서 Cr, Cu, Zn의 용출 차단을 위한 효과적인 피복소재로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제3권3호
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• pp.24-33
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• 2000

우리나라 남해연안의 해양수산자원과 경관은 생태학적인 관점에서뿐만 아니라 경제적으로도 매우 중요하다. 밀식 등 과다한 양식과 하ㆍ폐수의 유입으로 이 해역의 부영양화 현상은 더욱 심각하게 되었다. 본 연구는 1998년부터 1999년까지 여름과 겨울로 구분하여 채취한 해수와 퇴적물의 분석결과로부터 남해연안의 부영양화 상태를 파악하였고, 퇴적물 오염정도, 퇴적물로부터 의 영양염류 용출과 산소소비량을 측정하였다. 또한 양식장 자가오염의 주원인중의 하나인 양식장의 부착생물에 의한 배설물량을 측정하였다. 양식장의 해수의 영양염류 농도는 일반해양보다 대체적으로 높게 나타났다. 양식장에서 채취된 여름의 퇴적물 중 COD와 총인의 농도가 겨울의 퇴적물보다 높은 경향을 보여주었다. 우리나라 남해연안의 패류양식장 퇴적물은 부영양화 물질과 저산소층 수괴의 주요 오염원으로 작용하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제10권3호
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• pp.132-140
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• 1998

진해·마산만은 오염부하량의 측정자료가 미흡하기 때문에 오염부하량에 대한 정량적인 분석·평가연구가 수행될 수 없었을 뿐만 아니라, 연안의 수질변화를 예측하는 수질모형의 다각적인 보정·검증작업이 제한적으로 이루어 질 수 밖에 없었다. 본 연구에서는 진해·마산만 22개 하천과 해양방류관을 통한 오염부하량을 측정하고, 해역내 3개 지점에서 오염물질 용출률을 측정하였다. 마산·창원 유역의 오염부하량은 진해·마산만 전체 오염부하량의 80∼90% 정도를 차지하고 있으며, 해양방류관에 의한 오염부하량은 20∼25%를 차지한다. 또한, 퇴적물로부터의 오염부하량이 유역 오염부하량과 대등하기 때문에, 퇴적물로부터 용출되는 오염물질량은 하계 수질악화 및 동계 수질양호의 계절적인 변화를 결정하는 주요한 인자 중의 하나로 파악되었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제25권2호
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• pp.230-237
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• 2020

Nitrogen flux release from organically enriched sediments into overlying water, which may have significantly influence on water quality and increasing continuous eutrophication. The purpose of this study is to evaluate the remediation efficiency of oyster shell powder and its treated product into organically enriched sediment in terms of nitrogen flux, organic matter, chlorophyll-a, pH and dissolved oxygen (DO). The TOSP was mainly composed of CaO2. The application of TOSP into the sediment has increased the pH, DO and significantly decreased the concentrations of NH₄⁺-N and T-N compared to other basins. On the other hand, nitrate was enriched with the addition of treated oyster powder, an oxygen releasing compound on both phases. Furthermore, chlorophyll-a was found to be increasing with time in the control basin meanwhile it dropped drastically with the addition of TOSP, which implied on the repression of algal growth owing to blockage of nitrogen source migrating from the sediment. This study has shown that the TOSP was effective to improve sediment-water quality, diminish eutrophication and control harmful algae blooms in a marine environment. Therefore, it is a good reference as an effective environmental remediation agent.

• 한국물환경학회지
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• 제31권6호
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• pp.644-652
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• 2015

In this study the releasing of nutrients from sediments of Nak-dong River were investigated. We perfomed lab-scale simulation experiments using field sediment and ware. Nutrients, orgarni matter, particle size of the sediments and nutrients of released water were analyzed. Analyzed results of the sediments, mainly composed of mS(muddy Sand) sedimentary facies and IL were 2.46~6.83%, T-N were 1.189~2.492 mg/kg, and T-P were 333~726 mg/kg in the study area. Analyzed results of the nutrients of released water, pH and TOC were each 7.8~9.2% and 31.7~40.8% decreased after 20 days. T-N increased steadily, and NH₃-N increased steadily then decreased, at this time NO₃-N increase. Also NH₃-N increased steadily, then decreased at this time. Furthermore release of phosphorus were mostly decreased.

• 한국환경생태학회지
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• 제33권5호
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• pp.596-604
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• 2019

본 연구는 퇴적물이 소모하는 산소량(SOD)과 환경 인자가 서로 미치는 영향을 파악하기 위해 퇴적물 배양실험을 수행하였다. 이를 위해 실험실에서 용출 반응조를 설치하여 20일간 배양하였으며, 퇴적물에 존재하는 물질 중 P 및 Fe와의 관계를 중점적으로 연구하였다. 분석 결과, 수층의 용존 산소는 시간의 경과에 따라 감소하는 경향을 나타냈으며, 퇴적물의 산화환원전위 또한 음의 방향으로 진행되어 혐기적 환원환경이 조성되었다. 퇴적물 산소요구량(SOD)은 배양 초기 0.05mg/g로 측정되었으며, 20일차 0.09mg/g으로 퇴적물이 소모하는 산소량이 증가하는 경향을 관찰하였다. 이는 chl-a의 증가로 퇴적물 표층에 축적된 유기물의 분해에 의한 산소 소모(Biological-SOD), 그리고 환원반응에 의해 생성된 금속 환원물이 재산화 할 경우 소모되는 산소(Chemical-SOD)에 의한 것으로 보인다. 퇴적물에서 추출한 존재형태별 인과 SOD의 상관관계를 살펴보면 Ex-P, Org-P의 경우 양의 상관관계, Fe-P의 경우 음의 상관관계를 나타내었다. 또한, 실험 20일차 퇴적물의 미생물 군집을 분석한 결과 혐기성 철 환원균(FeRB)이 우점종으로 검출되었다. 따라서, 철 산화물과 결합한 인산염이 환원반응에 의해 분리될 경우 인산염은 수중으로 용출되어 일차생산력을 증가시키며, 환원물은 재산화 하여 퇴적물 산소 소모량에 기여하므로 본 연구는 산소 수지의 개선을 위한 기초 자료로 이용될 것으로 기대된다.