최근 급속한 산업발전은 많은 양의 오염물질의 배출을 야기하여 더 이상 토양오염문제를 좌시할 수 없게 되었다. 토양에 유출된 중금속 및 유류오염물질은 토양을 오염시킬 뿐만 아니라 지하수, 하천수, 대기오염으로 이어지기 때문에 지속적인 관리가 필요하다. 본 연구에서는 토양정화공법 중 하나인 계면활성제에 의한 토양세척 기법을 이용하였다. 토양세척기술은 일반적으로 유류 등에 오염된 토양에 적절한 계면활성제를 사용하여 토양입자에 결합되어 있는 유해물질의 ...
최근 급속한 산업발전은 많은 양의 오염물질의 배출을 야기하여 더 이상 토양오염문제를 좌시할 수 없게 되었다. 토양에 유출된 중금속 및 유류오염물질은 토양을 오염시킬 뿐만 아니라 지하수, 하천수, 대기오염으로 이어지기 때문에 지속적인 관리가 필요하다. 본 연구에서는 토양정화공법 중 하나인 계면활성제에 의한 토양세척 기법을 이용하였다. 토양세척기술은 일반적으로 유류 등에 오염된 토양에 적절한 계면활성제를 사용하여 토양입자에 결합되어 있는 유해물질의 표면 장력을 약화시키므로서 오염물질의 제거가 가능하다. 본 연구에서는 중금속(납, 구리, 카드뮴, 아연) 및 유류의 세척효율을 높여주기 위한 bioreactor의 최적 운전조건과 실험에 사용된 생계면활성제 Neo-6와 유류오염토양에서 추출한 속균인 Pseudomonas sp.(KCCM-10435), Arthrobactor, Corynebacterium, Rhodococcus 로부터 분리·동정한 4종 혼합 미생물의 세척효율성을 분석하였다. 실험에 사용된 bioreactor는 토양세척(Soil washing)과 생물학적 정화(Bioremediation)를 동시에 진행할 수 있도록 제작된 반응기로서 현장 적용이 가능하도록 대용량인 100ℓ규모로 제작하였다. 토양시료는 ○○지역 군부대에서 채취한 실제 오염토양과 중금속과 유류를 인위적으로 오염시킨 인공토양을 사용하였다. 본 실험에 앞서 연구에 사용된 미생물의 성장 실험을 통하여 생계면활성제와 중금속이 미생물 성장에 미치는 영향을 분석하였으며, 그 결과 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 또한, 중금속이 미생물에 미치는 독성을 알아보기 위하여 Microtox test 실시하였으며, 그 결과 EC_(50)은 납 5.827ppm, 구리 4.996ppm, 카드뮴 1.355ppm, 아연 2.604ppm으로 나타났다. 생계면활성제와 중금속에 대한 미생물의 영향을 알아보기 위해 Disc filter test를 하였으며, 결과는 카드뮴 용액과 4종 중금속 혼합 용액에서 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 실험에서는 bioreactor를 이용하여 생계면활성제의 농도, 미생물 첨가유무, 반응온도, 반응시간을 변화시키며, 각각 실제오염토양과 인공오염토양에 대한 실험을 수행하였다. 실험 결과 인공오염토양의 중금속과 유류제거 효율은 모두 생계면활성제의 농도 100ppm, 미생물 첨가, 반응온도 30℃, 반응시간 3~6시간일 때 가장 높은 제거효율을 나타내었고, 실제오염 토양의 유류제거효율은 생계면활성제의 농도 1,000ppm, 미생물 첨가, 반응온도 상온, 반응시간 6시간일 때 가장 높게 나타났다. 중금속은 특성에 따라 80~96%의 다양한 제거효율을 나타내었으며, 또한 TPH 제거효율은 실제 오염토양과 인공오염토양에서 각각 최고 98.54%, 97.24%로서 매우 우수한 제거효율을 보였다. 실험 결과를 바탕으로 생계면활성제 Neo-6가 중금속과 유류제거에 탁월한 효과가 있음을 알 수 있으며, 유류오염토양에서 분리한 미생물이 유류분해 뿐만 아니라 중금속제거에도 효과가 있다는 것을 알 수 있다. 기존 토양세척기술의 경우 계면활성제로 대부분 화학계면활성제를 이용해 오고 있으나 게면활성제 자체가 난분해성이고, 환경에 해로운 경우가 많아서 2차 오염을 유발하여 재처리 비용이 크게 증가하는 경향이 있다. 따라서, 본 연구 결과 생분해성이 뛰어나고 2차 오염문제가 없는 생계면활성제를 이용하므로서, 향후 국내 토양오염정화기술 개발에 크게 기여할 것으로 사료된다.
최근 급속한 산업발전은 많은 양의 오염물질의 배출을 야기하여 더 이상 토양오염문제를 좌시할 수 없게 되었다. 토양에 유출된 중금속 및 유류오염물질은 토양을 오염시킬 뿐만 아니라 지하수, 하천수, 대기오염으로 이어지기 때문에 지속적인 관리가 필요하다. 본 연구에서는 토양정화공법 중 하나인 계면활성제에 의한 토양세척 기법을 이용하였다. 토양세척기술은 일반적으로 유류 등에 오염된 토양에 적절한 계면활성제를 사용하여 토양입자에 결합되어 있는 유해물질의 표면 장력을 약화시키므로서 오염물질의 제거가 가능하다. 본 연구에서는 중금속(납, 구리, 카드뮴, 아연) 및 유류의 세척효율을 높여주기 위한 bioreactor의 최적 운전조건과 실험에 사용된 생계면활성제 Neo-6와 유류오염토양에서 추출한 속균인 Pseudomonas sp.(KCCM-10435), Arthrobactor, Corynebacterium, Rhodococcus 로부터 분리·동정한 4종 혼합 미생물의 세척효율성을 분석하였다. 실험에 사용된 bioreactor는 토양세척(Soil washing)과 생물학적 정화(Bioremediation)를 동시에 진행할 수 있도록 제작된 반응기로서 현장 적용이 가능하도록 대용량인 100ℓ규모로 제작하였다. 토양시료는 ○○지역 군부대에서 채취한 실제 오염토양과 중금속과 유류를 인위적으로 오염시킨 인공토양을 사용하였다. 본 실험에 앞서 연구에 사용된 미생물의 성장 실험을 통하여 생계면활성제와 중금속이 미생물 성장에 미치는 영향을 분석하였으며, 그 결과 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 또한, 중금속이 미생물에 미치는 독성을 알아보기 위하여 Microtox test 실시하였으며, 그 결과 EC_(50)은 납 5.827ppm, 구리 4.996ppm, 카드뮴 1.355ppm, 아연 2.604ppm으로 나타났다. 생계면활성제와 중금속에 대한 미생물의 영향을 알아보기 위해 Disc filter test를 하였으며, 결과는 카드뮴 용액과 4종 중금속 혼합 용액에서 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 실험에서는 bioreactor를 이용하여 생계면활성제의 농도, 미생물 첨가유무, 반응온도, 반응시간을 변화시키며, 각각 실제오염토양과 인공오염토양에 대한 실험을 수행하였다. 실험 결과 인공오염토양의 중금속과 유류제거 효율은 모두 생계면활성제의 농도 100ppm, 미생물 첨가, 반응온도 30℃, 반응시간 3~6시간일 때 가장 높은 제거효율을 나타내었고, 실제오염 토양의 유류제거효율은 생계면활성제의 농도 1,000ppm, 미생물 첨가, 반응온도 상온, 반응시간 6시간일 때 가장 높게 나타났다. 중금속은 특성에 따라 80~96%의 다양한 제거효율을 나타내었으며, 또한 TPH 제거효율은 실제 오염토양과 인공오염토양에서 각각 최고 98.54%, 97.24%로서 매우 우수한 제거효율을 보였다. 실험 결과를 바탕으로 생계면활성제 Neo-6가 중금속과 유류제거에 탁월한 효과가 있음을 알 수 있으며, 유류오염토양에서 분리한 미생물이 유류분해 뿐만 아니라 중금속제거에도 효과가 있다는 것을 알 수 있다. 기존 토양세척기술의 경우 계면활성제로 대부분 화학계면활성제를 이용해 오고 있으나 게면활성제 자체가 난분해성이고, 환경에 해로운 경우가 많아서 2차 오염을 유발하여 재처리 비용이 크게 증가하는 경향이 있다. 따라서, 본 연구 결과 생분해성이 뛰어나고 2차 오염문제가 없는 생계면활성제를 이용하므로서, 향후 국내 토양오염정화기술 개발에 크게 기여할 것으로 사료된다.
Rapid industrial development produced contaminated large part of our living environment. Soil pollution problem needs more serious attention as the heavy metals and diesel oil soaked the earth not only contaminate soil but also create further environmental problems such as groundwater and air pollut...
Rapid industrial development produced contaminated large part of our living environment. Soil pollution problem needs more serious attention as the heavy metals and diesel oil soaked the earth not only contaminate soil but also create further environmental problems such as groundwater and air pollution. Soil washing by surfactants is a technology to enhance mobilization and subsequent degradation of oil pollutants by reducing the surface tension of the pollutants which is combined with soil. In this study, biosurfactant designated as Neo-6 and microbial GENECO(Pseudomonas sp.) extracted from the oil contaminated soils were used to remove heavy metals(Pb, Cu, Cd, Zn) and diesel from the contaminated soils by employing the bioreactor with capacity of 100.E volume size. Soil washing tests were carried out on two different samples, i.e. artificially contaminated soils with heavy metals and diesel and on-site sample obtained from the 00 military camp. The TPH concentrations of the both samples were 15,000ppm ranges. Prior to the experiments, microbial growth, toxicity and disc filter tests were carried out in order to review the effect of the biosurfactant and the presence of the heavy metals on the biological growth. The results show that microbial growth was not influenced by the biosurfactant and in the presence of the heavy metals. In case of the toxicity tests, effective concentrations(EC_(5O)) were Pb 5.82ppm, Cu 4.99ppm, Cd 1.35ppm, Zn 2.60ppm, respectively. The disc filter test which is used for effect of heavy metals on the microbial cells. The result on the disc filter tests also shows that microbial cells were only reacted with Cd. In soil washing tests, removal efficiency was measured to determine the optimum conditions by changing the major parameters such as biosurfactant concentration, microbe addition, reaction temperature and time, etc. The results show that the optimum conditions for the soil washing tests were biosurfactant concentration 100ppm, microbe addition, reaction temperature 30℃ and reaction time 3~6 hours. Maximum TPH removal efficiencies for on-site sample and artificially contaminated soils were 98.5% and 97%, respectively. On the contrary, the results on heavy metals were 80~96% depending on the types of heavy metals. As a result of this work, the biosurfactant(Neo-6) and microbial GENECO(Pseudomonas sp.) used in the present work have proven to be very effective to remove heavy metals and diesel from the contaminated soil by employing the soil washing technique.
Rapid industrial development produced contaminated large part of our living environment. Soil pollution problem needs more serious attention as the heavy metals and diesel oil soaked the earth not only contaminate soil but also create further environmental problems such as groundwater and air pollution. Soil washing by surfactants is a technology to enhance mobilization and subsequent degradation of oil pollutants by reducing the surface tension of the pollutants which is combined with soil. In this study, biosurfactant designated as Neo-6 and microbial GENECO(Pseudomonas sp.) extracted from the oil contaminated soils were used to remove heavy metals(Pb, Cu, Cd, Zn) and diesel from the contaminated soils by employing the bioreactor with capacity of 100.E volume size. Soil washing tests were carried out on two different samples, i.e. artificially contaminated soils with heavy metals and diesel and on-site sample obtained from the 00 military camp. The TPH concentrations of the both samples were 15,000ppm ranges. Prior to the experiments, microbial growth, toxicity and disc filter tests were carried out in order to review the effect of the biosurfactant and the presence of the heavy metals on the biological growth. The results show that microbial growth was not influenced by the biosurfactant and in the presence of the heavy metals. In case of the toxicity tests, effective concentrations(EC_(5O)) were Pb 5.82ppm, Cu 4.99ppm, Cd 1.35ppm, Zn 2.60ppm, respectively. The disc filter test which is used for effect of heavy metals on the microbial cells. The result on the disc filter tests also shows that microbial cells were only reacted with Cd. In soil washing tests, removal efficiency was measured to determine the optimum conditions by changing the major parameters such as biosurfactant concentration, microbe addition, reaction temperature and time, etc. The results show that the optimum conditions for the soil washing tests were biosurfactant concentration 100ppm, microbe addition, reaction temperature 30℃ and reaction time 3~6 hours. Maximum TPH removal efficiencies for on-site sample and artificially contaminated soils were 98.5% and 97%, respectively. On the contrary, the results on heavy metals were 80~96% depending on the types of heavy metals. As a result of this work, the biosurfactant(Neo-6) and microbial GENECO(Pseudomonas sp.) used in the present work have proven to be very effective to remove heavy metals and diesel from the contaminated soil by employing the soil washing technique.
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