• 한국환경보건학회지
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• 제33권3호
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• pp.180-183
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• 2007

Over the last century the mercury (Hg) concentration in the environment has been increased by human activities with inputs from sources such as atmospheric deposition, urban runoff, and industrial effluents. Mercury can be transformed to methylmercury (MeHg) in anaerobic conditions by sulfate reducing bacteria (SRB) and sediments are the principal location for MeHg production in aquatic environments. Interest in bioaccumulation of Hg and MeHg into lower trophic levels of benthic and pelagic organisms stems from public health concerns as these organisms provide essential links for higher trophic levels of food chains such as fish and larger invertebrates. Fish consumption is the major exposure route of MeHg to humans. Recently, it was reported that blood samples in Korea showed much higher Hg levels (5-8 times) than those in USA and Germany. Although this brings much attention to Hg research in Korea, there are very few studies on Hg biogeochemical cycling and bioaccumulation in aquatic environments. Given the importance of Hg methylation and MeHg transfer through food chains in aquatic environments, it is imperative that studies should be done in much detail looking at the fate, transport, and bioaccumulation of Hg and MeHg in the environment. Moreover, there should be long-term monitoring plans in Korea to evaluate the environmental and health effects of Hg and MeHg.

• Corrosion Science and Technology
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• 제2권6호
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• pp.260-265
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• 2003

The experimental methods to rapidly and stably reproduce Microbially Influenced Corrosion (MIC) of stainless steel by sulfate-reducing bacteria such as Desulfovibrio vulgaris were developed. In this study, using two types of stainless steel, 304 and 444, obtained from Pohang Steel & Iron Co., Ltd. (POSCO)., three major factors were tested; overall medium composition, dilution ratio, and chloride concentration. In the overall medium tests, three different media were prepared according to $FeSO_4$ concentration; PM (original Postgate's medium No. 2), MPM 1 (modified PM, no $FeSO_4$, MPM 2 (modified PM, 1/10 $FeSO_4$). The effects of various dilution ratios (3, 1, 1/3, 1/10, 1/30, and 1/100 times) and chloride concentrations (0.0067M, 0.01M, 0.05M, and 0.1M) were examined during 2 months cultivation. Through SEM (Scanning Electron Microscopy) observation, the diluted and modified media, particularly the $1/3{\times}MPM$ I medium, showed more micro-pitting points on surfaces compared to the original PM medium. High concentrations of chloride ions (above 0.05M) were not adequate for observation of MIC since those brought about non-microbiologically induced corrosion. From this study, the optimization of medium composition was very effective to routinely observe MIC in a laboratory system.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제30권1호
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• pp.86-90
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• 2002

포항제철소에서 사용하는 살균제와 공장냉각수를 사용하여 실험실에서 생물막 형성과 금속부식에 대한 연구를 수행하였다. 부유성 미생물은 biocide (NaOCl, 0.2％ w/v)을 첨가하면 1.5 시간 내에 모두 사멸하였으나, 생물막에 있는 고착성 미생물은 일주일이 지나도 사멸이 되지 않았다. 생물막 형성은 공장냉각수를 고온고압으로 멸균하거나, biocide(NaOCl)를 첨가하였을 경우에는 주황색의 생물막이 형성되었으나, 공장냉각수를 그대로 사용하였을 경우에는 SRB 활성에 의한 흑색(FeS)의 생물막이 형성되었다. 흑색의 생물막이 형성된 곳에서의 금속부식 속도는 주황색의 생물막이 형성된 곳의 금속부식 속도보다 2.3배 더 빨리 진행되었다.

• 자원환경지질
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• 제56권4호
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• pp.421-433
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• 2023

원자력발전소의 사용후핵연료(Spent Nuclear Fuel: SNF)에 대한 최종처분은 지하 심부의 지질학적 저장소에서 이루어진다. 사용후핵연료를 감싸는 금속처분용기는 주철과 구리 등으로 제작되어 방사성핵종을 장기간 격리할 예정이며, 공학적방벽과 천연방벽으로 구성된 다중방벽처분시스템에 의해 보호를 받도록 설계된다. 지하 심부의 환경(심층처분환경)은 점차 무산소의 환원환경으로 바뀌게 되며, 이러한 환경에서 구리처분용기의 부식을 일으킬 수 있는 유력한 물질 중 하나는 황화물이다. 황화물에 의한 응력균열부식은 구리처분용기의 안정성을 크게 저하시켜 처분장의 장기안전성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 심층처분환경에는 황산염이 다양한 형태로 존재 또는 유입될 수 있으며, 황산염환원미생물에 의해 황화물로 전환되어 구리처분용기의 부식에 기여할 수 있다. 완충재와 뒤채움재의 유력한 후보물질인 벤토나이트에는 주로 석고(CaSO₄)와 같은 산화형태의 황산염 광물이 포함되어 있다. 심층처분환경 내에 미생물이 생장할 만한 공간이 있고 유기 탄소 등 전자공여체가 충분히 공급된다면 미생물 활동에 의해 황산염이 황화물로 환원될 수 있다. 하지만 근계영역에서 생성된 황화물과 지권으로부터 유입되는 황화물 중 대부분은 완충재에 의해 차단되어 극히 일부만이 처분용기에 도달할 것이다. 처분환경에서 존재가능한 황화철 광물 중 하나인 황철석은 용해과정에서 황산염을 발생시켜 구리처분용기의 부식에 기여할 수 있다. 하지만 황철석의 극히 낮은 용해도로 인해 산화 생성물의 양은 매우 적을 것이고 포화된 벤토나이트의 낮은 수리전도도로 인해 처분용기로 산화 생성물의 이동은 제한될 것이다. 우리는 심층처분환경에서 황산염의 존재와 환원 그리고 황화물과 황철석의 형성 및 거동 특성 등에 관한 주요 연구 사례 등을 종합적으로 분석, 정리하였고, 고준위방사성폐기물 처분장의 장기안전성에 대한 황산염과 황화물의 영향을 이해하고자 하였다.

• 미생물학회지
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• 제53권2호
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• pp.83-96
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• 2017

부산시 영도구의 혁신지구의 인공해수천은 높아진 하상과 조류의 특성으로 인해 물이 순환되지 않고 더구나 주위의 오수가 유입되고 있어서 수질이 나빠지고 악취를 발생하고 있다. 이 문제를 해결하기 위한 방안으로 가장 오염되고 조류이동을 감안한 하천의 지점에 생물증강법을 적용하여 친환경적, 효율적으로 하천을 정화하고자 하였다. 현장에서 활성화된 복합미생물을 가장 오염된 지점(Site 2)에 7~10일 간격으로 투입하여, 수질의 pH, 온도, DO, ORP, SS, COD, T-N, 및 T-P를 측정하였고 또한 하상퇴적토의 COD 및 미생물군집을 분석하였다. 13개월 후 Site 2의 수질 SS, COD, T-N 및 COD (퇴적토)의 처리효율은 각각 51%, 58%, 27% 및 35%으로 나타났으나 T-P는 오히려 47% 증가를 보였다. 대부분의 측정지점에서 황산염환원세균(sulfate reducing bacteria)그룹 (Desulfobacteraceae_uc_s, Desulfobacterales_uc_s, Desulfuromonadaceae_uc_s, Desulfuromonas_g1_uc and Desulfobacter postgatei)과 Anaerolinaeles의 밀도는 대체적으로 생물증강에 의한 정화가 진행될수록 감소하였으며, 반면에 Gamma-proteobacteria (NOR5-6B_s and NOR5-6A_s), Bacteroidales_uc_s, 및 Flavobacteriales_uc_s의 밀도는 증가하는 경향이었다. 상대적으로 COD가 낮고 DO가 높은 청정지점인 St. 4에서는 호기성미생물인 Flavobacteriaceae_uc_s가 우점하였다. 이러한 미생물군은 하천의 정화과정을 추적할 수 있는 지표미생물로 활용될 수 있을 것으로 판단되었다. 생물증강 시행 후의 대표적 시점 퇴적토시료의 미생물군집 alpha diversity 지수(OTUs, Chao1 및 Shannon 지수)는 시행 전에 비해 감소하는 경향을 보였으며, 또한 beta diversity 분석기법(fast unifrac 분석)으로 분석한 결과 정화 전이나 초기에 비해서 정화가 진행될수록 전반적으로 시료에 무관하게 미생물군집의 유사성을 보여 생물증강이 현장 토착 미생물의 군집구조를 변화시키고 있음을 확인하였다. 이러한 사실로 보아 본 복합미생물에 의한 현장 생물증강법은 brine water 및 담수로 이루어진 오염된 하천을 환경친화적, 경제적으로 정화할 수 있는 대안으로 판단이 되었다.

• 펄프종이기술
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• 제33권5호
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• pp.1-11
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• 2001

In the past, abundant and clean water was available for paper mills'use. However, the growth of population and industry made water less available nowadays. Also, environmental regulation limits wastewater discharge, which affects mill operation cost. Therefore, paper mills are under pressure to use more recycled water and mill system closure. As a result, chemical and physical parameters of water are changing and new environment if being created for microorganisms in paper mill system as well. The more soluble or suspended organic materials are increased as more water is recycled and less or scarce dissolved oxygen is available, depending on the degree of recycled water usage. Microorganism flora ill paper mill system will be a1so shifted according to the environmental change of mill system. Anaerobic bacteria, including sulfate reducing bacteria (SRB), will be dominant in the system as very low or almost no oxygen available in the system. Nevertheless, it is common in domestic paper mills that employ the same and old biocides as a means of microbial control, and microbiological control is often less recognized or even neglected. The right biocide selection for increased reductive environment of mills is critical for operation and estimated loss from paper quality defects such as sheet break, holes due to microbiological cause is tremendous compared to the microbiological control cost. It is imperative to investigate and diagnosis the environmental change of mills for right control of cumbersome microorganisms. Several useful diagnosis tools, including new technology employing OFM(Optical Fouling Monitor) in situ, are illustrated.

• 대한환경공학회지
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• 제28권4호
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• pp.438-446
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• 2006

팔당호 경안천 하류 정체수역에서 퇴적물 인 용출 저감을 위한 capping 소재를 개발하고자 실험실 규모의 batch test를 수행하였다. 조사지역 퇴적물 평균 입도는 7.7 ${\phi}$로 매우 세립하고, 유기탄소 함량은 2.4%로 매우 높게 나타났다. 최적의 capping 소재 선정을 위한 인 용출 실험을 위해 150 L 반응기 5개에 모래층, powder-gypsum($CaSO_4{\cdot}2H_2O$), granule-gypsum, 복합층(gypsum+sand)로 capping을 한 경우와 control을 45일간 비교 평가하였다. 모래로 capping할 경우, 퇴적물로부터 용출되는 인을 약 50% 차단 가능한 것으로 나타났다. 그러나 모래층 1 cm로는 $CH_4$ gas 발생으로 인한 퇴적물의 재부유와 유기물 분해에 의한 수층 용존산소 감소(3 mg/L 이하)를 초래하는 것으로 나타났다. 따라서 모래로 capping을 할 경우에는 모래층이 더 높아져야 할 것으로 판단된다. powder-Gypsum과 granule-Gypsum은 80% 이상의 인 용출 저감 효과를 보였으나 수층 ${SO_4}^{2-}$ 농도가 증가되어 상수원보호구역에 적용하기 어려운 것으로 나타났다. 따라서 ${SO_4}^{2-}$의 용해도를 감소시키기 위해 Fe-Gypsum, $SiO_2$-gypsum 소재를 개발하였다. powder-Gypsum은 물과 결합시 경화되어 퇴적물 층위에 공극이 전혀 없는 차단막을 만들기 때문에 gypsum 층에 crack이 생길 경우, $CH_4$ gas 발생으로 인한 인 용출이 한꺼번에 일어날 수 있다. 복합층(granule-Gypsum+sand(1 cm))으로 capping을 할 경우, 인 용출 차단 효과가 높을 뿐만 아니라, ${SO_4}^{2-}$ 농도 역시 powder-Gypsum, granule-Gypsum 보다 수층으로 용출이 적어 상수원보호구역에 적합한 것으로 나타났다. Gypsum으로 capping을 할 경우, 빠른 초기속성작용(early diagenesis)과 ${SO_4}^{2-}$ 농도가 퇴적물에 충분히 공급되어 SRB(sulfate reducing bacteria)의 활성이 높아져 methanogensis의 진행을 저하시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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• pp.260-265
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• 2002

Microbiologically influenced Corrosion (MIC) is one of the most deleterious effects of metal microbe interactions. When a fresh metal surface comes in contact with a non-sterile fluid, biofilm formation is ensued. This might result in the initiation of corrosion. The sites and materials where MIC is implicated are versatile. Industries such as shipping, power generation, chemical etc are reported to be affected. The rapid and unexpected failure of AISI type 304 stainless steel was investigated in the laboratory by simulation studies for a period of 4 months. Slime and water samples from the failure site were screened for corrosion causing bacteria. Both aerobic and anaerobic nora were enumerated and identified using PCR techniques. Pseudomonas sp. and Bacillus sp. were the most common aerobic bacteria isolated from the water and slime samples, whilst sulfate reducing bacteria (SRB) were the major anaerobic bacteria. The aerobic bacteria were used for the corrosion experiments in the laboratory. Coupon exposure studies were conducted using a very dilute (0.1%V/V) nutrient broth medium. The coupons after retrieval were observed under a Scanning Electron Microscope (SEM) for the presence of MIC pits. Compared to sterile controls, metal coupons exposed to Pseudomonas sp and Bacillus sp. showed the initiation of severe pitting corrosion. However, amongst these two strains, Psudomonas sp. caused pits in a very short span of 14 days. Towards the end of the experiment, severe pitting was observed in both the cases. The detailed observation of pits showed they vary both in number and shapes. Whilst the coupons exposed to Bacillus sp. showed widely spread scales like pits, those exposed to Pseudomonas sp. showed smaller and circular pits, which had grown in number and size by the end of the experiment. From these results it is inferred that the rapid and unexpected failure of 304 SS might be due to MIC. Pseudonwnas sp. could be considered as the major responsible bacteria that could initiate pits in the metallic structures. As the appearance of pits was different in both the tested strains, it was thought that the mechanisms of pit formation are different. Experiments on these lines are being continued.

• 한국토양환경학회지
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• 제4권2호
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• pp.63-75
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• 1999

본 연구에서는 폐탄광폐수를 처리하기 위한 SRB의 탄소원으로 하수슬러지와 제지슬러지를 활용가능성과 아울러 석회석에 의한 영향을 검토하였다. 유입 폐탄광폐수의 pH가 평균 3.3정도로 낮음에도 불구하고 전 실험기간동안에 유출수중 평균 pH는 약알칼리성으로 SRB의 생육에 적합한 pH를 유지하였다. 실험초기에 Washout현상으로 높은 TCODcr농도를 나타내었지만 시간이 경과함에 따라 낮아져 유기물의 상승으로 인한 이차적인 오염문제는 없을 것으로 여겨진다. Mn을 제외한 대부분의 중금속은 ${SO_4}^2$ 환원량이 많아짐에 따라 고정경향이 강하여 유출수 중 낮은 농도를 나타내었으나, Mn의 경우에는 유출수중 높은 농도를 나타내었다. 하수슬러지의 혼합비율이 제지슬러지와 같거나 많은 경우에 비교적 중금속 제거효율과 ${SO_4}^2$ 환원율이 높으나 제지슬러지 보다 단기간 분해가능한 하수슬러지가 2배 정도 많은 경우에 유기물의 지속성 측면에서 적절하지 못하며 오히려 혼합비율이 같은 경우가 더 적절하다고 여겨진다. 석회석과 생물학적 처리에 의한 효율을 비교.검토해본 결과, 생물학적 처리에서 pH 중화와 중금속 제거효율이 높았다.

• 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.