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송영채(Young Chae Song),수바(Bakthavachallam Subha),우정희(Jung Hui Woo) 大韓環境工學會 2014 대한환경공학회지 Vol.36 No.7
본 연구는 B광역시 북항을 대상으로 해양 퇴적물의 물리화학적 특성과 오염도를 평가하고, 해양 퇴적물의 재부상 시중금속의 용출특성 및 생태적 위험성을 평가하였다. 북항 퇴적물의 주요 구성성분은 미세 실트질 및 점토질이었으며, 유기물질과 산휘발성 황화물이 높게 포함되어 퇴적물 내 함유된 중금속으로 인한 생태적 위험도가 높은 것으로 평가되었다. 회분식 실험결과, 퇴적물의 재부상으로 인한 중금속 용출속도는 납>>구리>크롬>>아연>카드뮴 순이었으며, 중금속 용출은 금속 황화물의 산화반응에 기인하는 것으로 평가되었다. 중금속은 퇴적물의 재부상 약 1시간 내에 급격히 용출되었으며, 재부상에 의한 황화물의 산화는 퇴적물에 존재하는 중금속의 광물내 잔류분율을 증가시키고, 유기물과 결합된 중금속의 분율을 감소시킬 뿐만 아니라 퇴적물에 함유된 중금속의 다른 결합분율의 변화에 영향을 미쳤다. 퇴적물의 재부상에 의하여 해수로 용출되는 중금속의 용출량은 재부상 시간, 금속 황화물의 산화속도와 재부상하는 퇴적물의 농도에 영향을 받았다. The study investigated the physicochemical characteristics and the ecological risk of the Northport sediment in B city and the releasing properties of heavy metals into seawater during the resuspension also studied. The major components of the sediment are fine silt and clay which contains high organic matter and AVS (Acid volatile sulfide) and the ecological risk of the heavy metals in sediment also very high. The release rate of heavy metals into seawater was in order of Pb>>Cu>Cr>>Zn>Cd during the resuspension in a batch experiment, and the heavy metal release mainly attributed to the oxidation of metal sulfides. Heavy metals which came from easily oxidisable metal sulfides rapidly contaminated seawater within about 1.0 h of the sediment resuspension. The sulfide oxidation during the resuspension increased the residual fraction of heavy metals in the sediment, decreased the organic bound fraction, and changed the other fractions of heavy metals in the sediment. The release of heavy metals from the sediment during resuspension was affected by the resuspension time, the oxidation rate of metal sulfides and resuspended concentration of the sediment particle.
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연안오염퇴적물에 주입한 생물활성촉진제의 깊이가 생물정화효율에 미치는 영향
우정희(Jung Hui Woo),수바(Bakthavachallam Subha),송영채(Young Chae Song) 한국항해항만학회 2015 한국항해항만학회지 Vol.39 No.4
실험실 규모의 관 실험을 통하여 연안오염퇴적물의 생물정화 효능에 대한 생물활성촉진제 주입 깊이의 영향을 평가하였다. 생물활성촉진제를 실험관에 충진 된 오염퇴적물의 표면과 표면으로부터 3cm, 6cm, 10cm 위치에 주입한 후 1개월 및 3개월 후 퇴적물의 유기물 및 중금속의 특성 변화를 조사하였다. 시험 오염퇴적물의 화학적 산소요구량, 총고형물 및 휘발성고형물 함량은 생물활성촉진제를 주입하지 않은 대조구에 비해 1개월 후 및 3개월 후에서 크게 감소하였으며, 생물활성촉진제 주입 깊이 3cm에서 최대값을 보였다. 그러나, 오염퇴적물에 주입한 생물활성촉진제의 깊이를 6cm 및 10cm로 증가하였을 때 유기오염물질 감량정도는 점차 감소하였다. 중금속 존재형태변화는 생물활성촉진제주입 깊이 3cm에서 안정한 형태인 유기물 결합분율과 광물내 잔류분율이 현저하게 증가하였다. 오염퇴적물의 현장생물정화를 위한 최적의 생물활성촉진제 주입 깊이는 퇴적물의 상부 표면으로부터 3cm로 평가되었다. This study investigated the optimum depth for the application of bioremediation in contaminated coastal sediment using a lab scale column experiment. The biostimulants were placed in the top surface of the sediment facing seawater, 3cm, 6cm and 10cm of the depth from the surface, respectibely. During the experiment, the changes of organic pollutants and heavy metal fractions in the sediment were monitored in 1 month and 3month time intervals. The organic pollutants found during various analysis such as chemical oxygen demand, total solids and volatile solids, significantly reduced when the depth of the biostimulant was 3cm or less. In contrast, at a depth of over 6cm, the reduction of organic pollutants decreased, and the results were similar to the control. Heavy metals fractions in the sediment also changed with the depth of the biostimulants. The exchangeable fraction of the metals was quite reduced at the sediment surface in the column, but the organic bound and residual fractions considerably increased at a depth of 3cm. Based on this study, the optimum biostimulants depth for in-situ bioremediation of contaminant coastal sediment is 3cm from the sediment surface.
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연안 해역퇴적물에 함유된 유기오염물과 PAHs의 현장정화를 위한 파일럿 규모의 생물활성촉진연구
배병욱(Byung-Uk Bae),우정희(Jung-Hui Woo),수바(Bakthavachallam Subha),송영채(Young-Chae Song) 한국항해항만학회 2016 한국항해항만학회지 Vol.40 No.6
연안오염퇴적물에 함유된 유기물질과 PAHs의 현장정화를 위한 생물활성촉진제의 효능을 파일럿 규모의 현장실험을 통하여 1년간평가하였다. 실험 해역의 수온은 계절적인 요인으로 인해 16.5℃에서 21℃까지 변화가 있었으나, 파일럿 반응조의 오염퇴적물의 pH는 8.4-8.5로서 비교적 일정하였다. 파일럿 실험종료 후 바탕시험구와 초산, 황산이온, 질산이온을 함유한 생물활성촉진제를 주입한 오염퇴적물의 화학적 산소요구량은 각각 39% 및 79%까지 감소하였으며, 휘발성고형물은 초기 약 15 g/kg에서 7 g/kg 및 2.5 g/kg까지 각각 감소하였다. PAHs는 2- ,3- ,4- ,5-ring 과 6-ring 16PAHs를 평가하였으며, 생물활성촉진제를 주입한 오염퇴적물에서 2-ring 화합물인 나프탈렌은 실험시작 2개월후 100%(바탕시험구의 감소율 55.6%)까지 감소되어 가장 빨랐고, 12개월 후 3-ring 및 4-ring PAHs의 감소율은 모두 100%(바탕시험구의 감 소율 46%-100%)에 달하였다. 5-ring과 6-ring PAHs의 12개월 후의 감소율은 바탕시험구와 생물활성촉진제를 투여한 오염퇴적물에서 각각 26%-87% 및 77%-100%로 평가되었다. 연안오염퇴적물에 투입한 생물활성촉진제는 유기물질 및 난분해물질인 PAHs의 제거속도를 향상시킬수 있는 것으로 평가되었다 A pilot scale biostimulation experiment was performed under field conditions to degrade organic pollutants and PAHs (Polycyclic Aromatic Compounds) in contaminated coastal sediment. During the experiment, the seawater temperature around the sediment varied from 16.5℃ to 21℃, while the sediment pH was stable at 8.4-8.5. The experiment was conducted over a one year period with a control group and a sample group with a applied biostimulant composed of acetate, sulfate, and nitrate. Chemical oxygen demand decreased 39% in the control group and 79% in the sample group. Volatile solids were reduced from 15 to 7 g/kg in the control group and 2.5 g/kg in the sample group. Out of the 2-, 3- ,4- ,5-, and 6-rings of the 16 vital PAHs, the compound including naphthalene (2-ring), took 2 months to degrade completely, while the degradation efficiency was 55.6% in the control group during the same period. In the case of the 3-ring and 4-ring PAHs, complete degradation in the sample and 46% - 100% degradation in control was observed after one year of the experiment. The 5-ring and 6-ring PAHs were degraded to about 77%-100% in the sample group and 26%-87% in the control group during the one year of the experiment. The study results show that biostimulation is a very effective method to improve the degradation rate of organic pollutants and PAHs (Polycyclic Aromatic Compounds) in contaminated coastal sediment.
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