• 상하수도학회지
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• 제10권2호
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• pp.47-54
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• 1996

UASB reactor was operated for treating wastewater containing high sulfate to assess their performance, competition between sulfate-reducing bacteria(SRB) and methane-producing bacteria(MPB), and the change in the characteristics of microbial granules according to change of hydraulic retention time(HRT) in the reactor. The reactor was fed with a synthetic moderate strength wastes(glucose, 2000 mgCOD/l) containing high sulfate($2400mgSO_4{^{2-}}/l$). The organic loading rate(OLR) ranged from 1.5 to 3.0 gCOD/l.d as HRT maintained 15 to 30 hrs in the stage I. The COD removal efficiency was between 80 to 92%. During this period, methane yield rapidly decreased from 0.3 to 0.1 1 $CH_4$/gCODremoved. While sulfide concentration in the effluent increased from 80 to 200 mgS/l. This indicates that SRB becomes dominant over MPB at a relatively long HRT in the excess sulfate. When OLR of reactor maintained from 5 to 8 gCOD/l.d in the stage II, methane yield increased from 0.1 to 0.17 1 $CH_4$/gCODremoved regardless of decrease of COD removal efficiency. This indicates that SRB is more sensitive to the change of a short HRT than MPB. In the competition between SRB and MPB, about 30% of the removed COD was utilized by SRB at HRT of 30 hrs during the start-up period, while about 73% was used by SRB at HRT of 15hrs at the final step of second experimental stage. Whereas after shock exposure of OLR about 62% was utilized by SRB at HRT of 5hrs. It indicates that SRB is strongly suppressed by the wash-out of significant dispersed SRB since a large electron flow is distributed to the MPB. In addition, the granulation in the presence of high sulfate is unfavoured at a long HRT because of substrate transport limitations into MPB like Methanothrix spp. which is an important factor in the composition of the granules. Accordingly, granule sizes in the UASB reactor decreased with time due to weak network frame of granules by the decreased activity of MPB.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.90-93
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• 2003

Sampling of waters from each stage of treatment system, SAPS (Successive Alkalinity Producing System), and spring water near the Hanchang coal mine of Kangwon. Province were carried out periodically and analyzed to evaluate the source and possible path of groundwater contamination by acid mine drainage(AMD). Chemical and sulfur isotope compositions showed that spring water was affected by seepage from mine tailings, and seepage of stonewall, a part of treatment system, was affected by both seepage from mine tailings and mine adit drainage. Through the treatment system no appreciable decrease of sulfur content was identified. And almost similar sulfur isotope compositions of water from each stage of the treatment system may suggest incomplete or very poor sulfate reduction by sulfate reducing bacteria.

• 한국자원공학회지
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• 제55권6호
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• pp.527-537
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• 2018

황산염 함량이 높은 광산배수를 대상으로 황산염환원균(Sulfate reducing bacteria, SRB)을 이용한 생물반응기의 설계인자를 도출하고자 컬럼실험을 수행하였다. 생물반응기의 기질물질로 우분을 기본으로 하여 버섯퇴비를 혼합하고, 보조제로써 볏짚, 석회석을 각각 혼합하여 적용하였다. 우분(70%), 버섯퇴비(10%), 볏짚(20%)을 기질물질로 사용하였을 때 최대 82%의 용존된 총 황 제거효율을 보였고, 체류시간은 2일 일 때 높은 효율을 보였다. 생물반응기 내 광산배수의 흐름이 상향류 일 때 배출수 내 환원형태의 황이 산소와 직접 접촉하면서 재산화되어 제거효율이 감소하는 것으로 나타났다. 황산염환원에 따른 금속 황화물 형성을 유도하기 위한 무기성 슬러지의 주입은 비소의 환원성 용해 및 SRB에 독성을 발현하여 생물반응기의 장기적 운영을 저해할 수 있다. 연구결과, 우분을 포함한 혼합기질물질을 활용한 하향류의 생물반응기가 황산염 및 용존된 총 황을 효과적으로 제거하였고, 이는 황산염 함유량이 높은 염수의 광산배수에서 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• Animal cells and systems
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• 제8권4호
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• pp.281-288
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• 2004

The change in relationships between methane production and sulfate reduction was investigated in reclaimed rice field soils at different time points after reclamation of tidal flat in Korea. Sulfate concentrations of soils in the ca. 60-year-old and 26-year-old reclaimed rice fields were much lower than that in a natural tidal flat. During 60 d of anaerobic incubation, total methane production and sulfate consumption of the soil slurries were 7.0 ${\mu}$mol $CH_4$/g and 8.2 ${\mu}$mol $SO_4^{2-}$/g in the 60-year-old rice field, 5.6 ${\mu}$mol $CH_4$/g and 12.7 mmol $SO_4^{2-}$/g in the 26-year-old rice field, and ca. 0 mmol $CH_4$/g and 22.4 ${\mu}$mol $SO_4^{2-}$/g in a natural tidal flat. Relative percent electron flow through sulfate reduction in the 60-year-old rice field was much lower (50.8%) compared with the 26-year-old rice field (69.3%) and the tidal flat (99.9%). The addition of an inhibitor of methanogenesis (2-bromoethanesulfonate) had no effect on sulfate reduction in the soil slurries of the reclaimed rice fields. However, instant stimulation of methane production was achieved with addition of an inhibitor of sulfate reduction (molybdate) in the soil slurries from the 26-year-old reclaimed rice field. The specific inhibitor experiments suggest that the relationship of methanogenesis and sulfate reduction might become mutually exclusive or syntrophic depending on sulfate content in the soil after reclamation. Sulfate, thus sulfate reduction activity of sulfate-reducing bacteria, would be an important environmental factor that inhibits methane production and determines the major pathway of electron and carbon flow in anaerobic carbon mineralization of reclaimed rice field soils.

• 한국광물학회지
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• 제26권4호
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• pp.219-228
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• 2013

방사성 폐기물을 지하에 장기 보관하는 금속 용기에 관한 생지화학적 부식 특성을 알아보기 위해 주철과 구리로 된 금속재료를 환원조건 하에서 디설프리칸스 황산염환원미생물과 3개월간 반응시켰다. 금속재료의 화학적/광물학적 변화를 알아보기 위해 주기적으로 용존 금속이온들의 농도를 측정하였으며, 실험이 종료된 이후 금속 시편 및 표면 이차생성물들을 전자현미경을 이용하여 분석하였다. 디설프리칸스가 없는 조건에서는 금속재료의 부식이 매우 미약하였으나, 미생물이 있는 경우에는 부식이 상대적으로 컸다. 관찰된 생지화학적 부식 산물은 주로 맥키나와이트와 황화구리 같은 검은색의 금속황화물이었으며, 표면에서 쉽게 분리되거나 콜로이드화되어 부유하였다. 특히, 구리 시편의 경우 용액 상에 용존 철이 존재할 때 세균에 의한 구리 부식의 가속화가 관찰되었는데, 이는 구리 표면에 다른 종의 황화철이 성장하면서 구리 간의 결속력을 약화시켰기 때문인 것으로 보인다.

• 한국수산과학회지
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• 제45권5호
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• pp.472-479
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• 2012

The formation of volatile fatty acids(VFAs) and changes in pH, oxidation and reduction potential(Eh) and acid volatile sulfide(AVS) with the addition of yellow clay were investigated using microcosm systems to examine the effects of yellow clay dispersion on the anaerobic decomposition of Cochlodinium polykrikoides in marine sediments. The acetate concentration reached a maximum by day 4 and was 1.2-1.8 fold less in the sample treated with yellow clay compared to the untreated sample (224-270 vs. 333 uM). The formate concentration reached a maximum by day 1 and was 1.3-2.8 fold less in the sample treated with yellow clay compared to the untreated sample (202-439 vs. 563 uM). The propionate concentration reached a maximum by day 2 and was 1.5-1.8 fold less in the sample treated with yellow clay compared to the untreated sample (32.6 vs. 57.2 uM). After the amounts of acetate, formate and propionate peaked the levels dropped dramatically due to the utilization by sulfate reducing bacteria. The Eh of the samples treated with yellow clay was similar to the untreated sample on day 0 but was higher in the sample treated with yellow clay(140-206 mV) from days 4 to 17. AVS started to form on day 3 and this was sustained until day 6, and 1.2-2.2 fold less was produced in the sample treated with yellow clay compared to the untreated sample (40.2-69.3 vs. 83.2-93.8 mg/L). Accordingly, during the anaerobic decomposition of C. polykrikoides in marine sediments, yellow clay dispersal seems to suppress the reduction state of Eh and the formation of volatile fatty acids(acetate, formate and propionate) used as an energy source by sulfate reducing bacteria, indicating that this process controls the production of hydrogen sulfide that negatively affects marine organisms and the marine sediment environment.

• 한국광물학회지
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• 제23권2호
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• pp.107-115
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• 2010

한국원자력연구원 지하처분연구시설의 지하심부에 생존하는 미생물을 이용하여 용존우라늄의 제거 및 광물화에 대한 실험을 실시하였다. 미생물은 철환원박테리아와 황산염환원박테리아로 구분하여 개별적으로 실험을 실시하였으며, 실험 후 X-선 회절분석 및 주사전자현미경을 이용하여 생성광물을 확인하였고 용액상의 농도 변화는 유도결합플라즈마분석기를 이용하여 분석하였다. 철환원박테리아에서는 우라늄과 철이온이 공존할 때, 우라늄보다는 철이온이 선택적으로 환원과정에 참여하였으며, 결과적으로 우라늄의 환원 및 제거가 거의 이루어지지 못하였다. 하지만, 망간이 포함된 조건에서는 상당량의 우라늄 제거 효과가 나타났다. 황산염환원박테리아에서는 철과 망간이 공존할 때, 철이 선택적으로 황과 결합하여 맥키나와이트(FeS)라는 황화광물을 형성하였으며, 망간으로 구성된 황화광물은 만들어지지 않았다. 하지만, 망간이 공존하는 경우에 우라늄의 제거는 훨씬 효과적이었는데, 이는 황화광물에 불순물로 포함된 망간이 우라늄의 흡착 및 포획에 큰 영향을 미치기 때문인 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제25권3호
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• pp.155-162
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• 2012

토양 및 지하수 등의 혐기성환경에 서식하는 황산염환원박테리아의 활동으로 생성되는 맥키나와이트가 용존산소에 의해 산화 및 용해되는 특성을 관찰하였다. 오염지역에 산화지하수 유입에 의한 용존산소량 증가로 인해 안정화된 핵종들(예: 환원우라늄)이 산화 및 용해되는 상황에서 일반적으로 같이 공존하는 황화광물의 역할을 알아보고자 하였다. '디설퍼비브리오 디설프리칸스(Desulfovibrio desulfuricans)'라는 황산염환원박테리아가 만든 맥키나와이트를 '과산화수소수'와 '아질산나트륨'으로 산화시키면서 발생되는 광물 용해 현상을 약 2주 동안 관찰하였다. 산화제의 종류에 따라 시료의 광물학적 산화 및 용해 반응 특성은 달랐으나, ${\mu}m$ 크기의 황화광물 입자들에 의한 용존산소의 소모와 그에 따른 황산염 농도의 증가로 인해 산화수가 초기에 안정화되었다. 이와 같은 결과로부터 알 수 있는 사실은, 황산염환원미생물에 의해 다량 만들어지는 황화광물이 지하수의 산소를 소모시켜 환원 환경의 교란을 예방할 뿐만 아니라 버퍼물질로써 환원/침전된 핵종들의 장기 안정화에 상당한 기여를 할 것으로 예상된다.

• 유기물자원화
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• 제4권1호
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• pp.13-21
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• 1996

고농도 황산염과 중금속을 함유한 피혁폐수를 처리하기 위하여, 반응조의 처리도, 황환원균과 메탄균 사이의 기질경쟁 및 크롬농도에 대한 메탄균의 활성을 평가하였다. COD는 $35^{\circ}C$의 반응조 온도에서 유기부하량 2.0 gCOD/l.day와 18시간의 수리학적 체류시간에서 70% 이상의 제거율을 얻을 수 있었다. 황환원균과 메탄균 사이의 기질경쟁에서 황환원균에 의해 이용된 COD는 운전초기 15%에서 실험종료시 43%까지 증가되었다. 이는 유기물 분해로부터 발생되는 대부분의 전자가 황환원균에 의해 이용되어 황산염 환원에 의한 황화물이 생성되므로 메탄균의 활성은 강력히 억제되었다. 전 실험기간 동안 크롬농도는 90% 이상 제거되었으며, 크롬농도의 높은 제거율에도 불구하고 반응조의 처리능력은 거의 감소되지 않았다. 이는 반응조내에서 제거된 3가 크롬이 미생물의 활성에 영향을 미치지 않은 점으로 볼 때 3가 크롬이 6가 크롬에 비해 미생물에 대한 독성영향이 심하지 않다고 볼 수 있다.

• 한국환경보건학회지
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• 제26권2호
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• pp.59-66
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• 2000

Effects of carbon dioxide partial pressure(PCO2) on bacterial population, methane production rate and matter degradation in anaerobic digestion were investigated by using anaerobic chemostat type reactors at 35$\pm$1$^{\circ}C$, at the HRT of 7 days. At PCO2 of 0.5 atm, the specific methane production rate and specific substrate removal rate reached the maximum rates. The methane production rates in the reactors fed by mixed substrate were 26% higher than those obtained under the controlled condition. The number of acetate consuming methanogenic bacteria enumerated by the MPN(most probable number) method, decreased when PCO2 exceeded 0.7 atm. Hydrogen consuming methanogenic bacteria and homoacetogenic bacteria increased as PCO2 increased from 0.1 to 0.6 atm, however, decreased slightly at PCO2 above 0.7 atm. The number of hydrolytic bacteria, sulfate-reducing bacteria and H2-producing acetogenic bacterial were not much influenced by the change of PCO2. The potential methanogenic activity reached the maximum at PCO2 0.5 atm, however, decreased significantly when PCO2 exceeded 0.7 atm, would depend on free PCO2 concentration in solution.