질산성 질소 제거를 위한 독립영양 황탈질 칼럼에서의 미생물 적응에 관한 연구

신도연,문희선,김재영,남경필,Shin, Do-Yun,Moon, Hee-Sun,Kim, Jae-Young,Nam, Kyoung-Phile 한국지하수토양환경학회 2006 지하수토양환경 Vol.11 No.2

본 연구에서는 독립영양 황탈질반응을 이용한 질산성 질소 처리 반응 벽체의 탈질능과 미생물학적 안정성을 확인하기 위하여 황/석회석과 독립영양 황탈질 미생물을 이용한 칼럼 반응기를 상향식으로 500일간 운전하여 시간과 깊이에 따른 질산성 질소의 제거 효율을 분석하였으며, 반응기 내부의 미생물 군집 변화를 16S rDNA-cloning 염기서열 분석법 및 DGGE 기법으로 분석하였다. 실험 결과, 미생물의 대사 활동에 따라 칼럼 깊이 별로 질산성 질소 제거율 및 미생물 군집 분포의 큰 차이가 나타났다. 칼럼 반응기의 질산성 질소 제거율은 99%에 달하였으며, 특히 칼럼 아래쪽에서 질산성 질소 제거율이 매우 높게 나타났다. 시간에 따른 제거율은 칼럼 운전 100일 후부터 큰 차이를 나타내지 않았다. 초기 접종원에서는 독립영양 황탈질 미생물인 OTU DE-1, Thiobacillus denitrificans의 비율이 15%에 불과하였으며 반응기 운전 초기에는 접종원 및 100일 운전 후 반응기의 윗부분에서 종속영양 탈질 미생물인 OTU DE-2, Cenibacterium arsenioxidans와 DE-3, Geothrix fermentans가 78%와 90%로 높은 비율을 차지하여 종속영양탈질 미생물들이 우점종을 차지하였다. 그러나 OTU DE-1은 100일 후에 칼럼 아래쪽에서 94%의 비율을 차지하여 우점종이 되었으며, 500일 운전 후 분석한 결과 칼럼 전체에서 86%를 차지하여 독립영양 황탈질 미생물이 안정적으로 적응하였음을 알 수 있었다. Two sulfur-based column reactors inoculated with a bacterial consortium containing autotrophic denitrifiers were operated for 100 and 500 days, respectively and nitrate removal efficiency and the adaptation of microbial communities in the columns were monitored with column depths and time. For better understanding the adaptation phenomenon, molecular techniques including 16S rDNA sequencing and DGGE analysis were employed. Although both columns showed about 99% of nitrate removal efficiency heterotrophic denitrifiers such as Cenibacterium arsenioxidans and Geothrix fermentans were found to a significant portion at the initial stage of the 100-day reactor operation. However, as operation time increased, an autotrophic denitrifier Thiobacillus denitrificans became a dominant bacterial species throughout the column. A similar trend was also observed in the 500-day column. In addition, nitrate removal efficiencies were different with column depths and thus bacterial species with different metabolic activities were found at the corresponding depths. Especially, T. denitrificans was successfully adapted and colonized at the bottom parts of the columns where most nitrate was reduced.

사고 누출 화학물질 중 강산의 생산, 사용 현황 및 사고 사례 분석

신도연,문희선,윤윤열,윤욱,이윤호,하규철,현성필,Shin, Doyun,Moon, Hee Sun,Yoon, Yoon Yeol,Yun, Uk,Lee, Yunho,Ha, Kyoochul,Hyun, Sung Pil 한국지하수토양환경학회 2014 지하수토양환경 Vol.19 No.6

We reviewed literature focusing on the amounts of domestic production, distribution, and consumption of strong acids and their spill cases. In particular, we investigated the chemistry and toxicity of four strong acids classified as "accident preparedness substances," including hydrochloric, nitric, sulfuric, and hydrofluoric acid. We recommend sulfuric and hydrofluoric acid as the chemicals of priority control based on the amounts used and toxicity. An advanced prevention/response system needs to be established along with an improved human and social infrastructure to prevent and efficiently respond to chemical accidents. Understanding the behavior and transport of spilled strong acids in the soil and groundwater environments requires a multi-disciplinary approach since they go through a variety of chemical and biogeochemical reactions with complex geomedia. However, no such research has been done in this area in Korea to the best of our knowledge. We expect the results of this study to contribute as basic data to future research.

Novel reconstructed reporter bacterium to quantitatively determine and visualize phenanthrene biodegradation and toxicity

Doyun Shin(신도연),Kyoungphile Nam(남경필) 한국환경독성학회 2010 한국독성학회 심포지움 및 학술발표회 Vol.2010 No.11

Soil Microbial Community Responses to Acid Exposure and Neutralization Treatments

Doyun Shin(신도연),Yunho Lee(이윤호),Jeonghyun Park(박정현),Hee Sun Moon(문희선),Sung Pil Hyun(현성필) 환경독성보건학회 2016 한국독성학회 심포지움 및 학술발표회 Vol.2016 No.6

금 제련에 사용되는 시안의 사용, 규제 및 처리 현황

박정현,신도연,박현식,정진기,이재천,Park, Jeonghyun,Shin, Doyun,Park, Hyunsik,Jeong, Jinki,Lee, Jae-chun 한국자원리싸이클링학회 2015 資源 리싸이클링 Vol.24 No.4

전세계적으로 시안화법은 일차 광물 혹은 정광으로부터 금을 회수하기 위해 널리 사용되어 왔다. 그러나 이 공정에서 발생하는 다량의 유독한 잔사 및 시안 함유 폐액은 주변 환경 및 생태계에 심각한 문제를 야기할 수 있어 그 사용에 대해 문제가 제기되어 왔으므로 시안화법 이용 시 반드시 시안 함유 폐액의 적절한 처리가 필요하다. 본 연구에서는 금광으로부터 금을 회수하기 위한 습식제련공정인 시안화법과 연계하여 시안 처리 공정을 설계하기 위한 기초연구로서 금 제련에 사용되는 시안화합물의 사용, 규제 및 처리 기술의 국내외 현황을 분석하였다. 또한 무배출 금 회수 및 처리 공정을 설계하기 위한 생물학적 공정에 대하여 소개하였다. Cyanidation has been used worldwide to recover gold from primary ore or concentrate. The use of cyanide is however becoming an emerging issue because of the toxic residue and wastewater made from the process. The cyanide-containing wastewater should be treated properly, obeying the environmental standard and regulations. In the present article, the domestic and international uses, regulations, and treatment technologies of cyanide in gold mining were investigated as a feasibility study to develop a cyanide treatment process as well as the cyanidation process. A biological cyanide treatment process to develop a zeroemission gold recovery and wastewater treatment process was also briefly introduced.

특허(特許)와 논문(論文)으로 본 폐인쇄회로기판(廢印刷回路基板) 재활용(再活用) 기술(技術) 동향(動向)

정진기,신도연,김병수,조영주,조봉규,Jeong, Jin-Ki,Shin, Do-Yun,Kim, Byung-Su,Cho, Young-Ju,Cho, Bong-Gyoo 한국자원리싸이클링학회 2012 資源 리싸이클링 Vol.21 No.3

일반적으로 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)은 다양한 종류의 플라스틱에 세라믹과 금속 성분이 복합적으로 함유되어 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 환경적인 보호뿐만 아니라 자원의 재활용의 관점에서 PCB 스크랩으로부터 금속 성분을 분리해내는 것은 중요하다. 본 연구에서는 PCB의 재활용 기술에 대한 특허와 논문을 분석하였다. 분석 범위는 1980년~2011년까지의 미국, 유럽연합, 일본, 한국 등 다양한 나라의 등록/공개된 특허와 SCI 논문으로 제한하였다. 특허와 논문은 키워드를 사용하여 수집하였고, 기술의 정의에 의해 필터링 하였다. 특허와 논문의 동향은 연도, 국가, 기업, 기술에 따라 분석하여 나타내었다. It is generally well known that PCB (Printed Circuit Board) is an electric component assembled by various metals mixed with plastics and ceramics. Accordingly, it is very important to extract metallic components from used PCBs from the point of view of recycling of used resources as well as an environmental protection. In this paper, patents and paper on the recycling technologies of PCB were analyzed. The range of search was limited in the open patents of USA (US), European Union (EP), Japan (JP), Korea (KR) and SCI journals from 1980 to 2011. Patents and journals were collected using key-words searching and filtered by filtering criteria. The trends of the patents and journals was analyzed by the years, countries, companies, and technologies.

사고 누출 화학물질의 지하수 및 토양 환경 내 거동 및 환경 독성 특성 II: 인화성 물질을 중심으로

조은혜,신도연 한국지하수토양환경학회 2018 지하수토양환경 Vol.23 No.6

In this study, formaldehyde and benzene were selected as the arbitrary chemicals in accidental leakage to environment, andtheir physicochemical and biological characteristics and toxicity were studied. Also, the fate of these chemicals in soil andgroundwater was studied based on the results of previous studies. They can be released into the atmosphere as gas or vaporphase, which then can be photochemically degraded. Since they have relatively high water solubility, they are likely to havehigh mobility in water and soil. Volatilization of these chemicals from soil is affected by the soil moisture content. Biodegradation of formaldehyde and benzene is one of the important pathways as well. Therefore, it is necessary to study theenvironmental impacts of leakage accidents of flammable chemicals such as formaldehyde and benzene. Further research onthe fate of flammable chemicals in the environment is needed to take appropriate response actions to leakage accidents offlammable chemicals, and this will contribute to the development of practical guidelines to cope with leakage accidents.

도시광산 금속자원의 순환활용을 위한 바이오 습식제련

이재천,신도연,B.D. Pandey,유경근 한국자원공학회 2011 한국자원공학회지 Vol.48 No.3

저품위/난분해성 광물뿐만 아니라 도시광산으로부터 유용금속의 회수를 위한 유망기술의 하나로 바이오 습식제련이 떠오르고 있다. 세균, 균류(fungi) 그리고 고세균(archaea) 등의 미생물종들을 이용하여 도시광산으로부터 금속들을 추출하는 바이오 프로세싱의 응용은 전세계적으로 연구되고 있으며, 자원순환활용과 환경오염감소의 두 가지 목표를 만족하는 공정들이 개발되고 있다. 본 총설은 제련과 제조산업/화학과 석유화학 플랜트/전기도금 플랜트의 부산물, 전자폐기물/인쇄회로기판 그리고 폐전지 등과 같은 다양한 2차 자원의 바이오 프로세싱을 통한 금속 추출에 초점을 두고 있다. 최적조건에서 금속을 회수하기 위하여 미생물 배양을 통해 얻어진 변종을 사용하는 공정처리 방법론을 중점 서술하였으며 공정의 실용성뿐 아니라 메커니즘에 대해서도 논하였다. 대규모로 도시광산의 금속자원을 처리하는 바이오 습식제련기술이 없는 현황을 고려하여, 결론에서 적용 가능한 접근방법에 대하여 간략하게 언급하였다. Bio-hydrometallurgy is emerging as one of the most promising technologies to recover valuable metals from the urban mine as well as low grade/refractory ores. The applications of bio-processing to extract metals from urban mine in presence of microbial species comprising of bacteria, fungi and archaea are increasingly being explored world over and processes are being developed to meet the twin objectives of resource recycling and pollution mitigation. This review focuses on the extraction of metal values through the bio-processing of various secondary resources: byproducts of metallurgical and manufacturing industries/chemical and petrochemical plants/ electroplating plants, electronic wastes/printed circuit boards (e-wastes/PCBs) and used batteries, etc. Emphasis is given on the processing methodologies using the strains of microbial cultures for the recovery of metals under optimum conditions while discussing the mechanism of the process as much as it is practicable. In view of the non-utilization of the bio-hydrometallurgical technology to treat the metal resources in the urban mine for large scale production, the possible approaches are briefly mentioned in the conclusion.

국내 자동차 폐촉매의 발생 및 재활용 현황

권영식,이재천,신도연,이승훈,김형진,최윤근,Kwon, Young-Shik,Lee, Jae-Chun,Shin, Do Yun,Yi, Seung-Hoon,Kim, Hyung-Jin,Choi, Yoon-Geun 한국자원리싸이클링학회 2014 資源 리싸이클링 Vol.23 No.1

백금족 귀금속이 함유된 자동차 폐촉매는 경제적 가치 및 귀금속 확보 측면에서 재활용의 중요성이 매우 높은 순환자원 이다. 본 연구에서는 국내에서 발생하고 있는 자동차 폐촉매의 재활용과 관련된 정책수립 및 기술개발의 효율적 추진을 위하여 자동차 폐촉매 발생량, 유통현황, 재활용 기술 및 재활용 산업 현황을 조사하였다. 자동차 폐촉매 발생량은 자동차 등록 및 폐차 통계와 신차(新車)에 대한 촉매 장착 이력 등을 분석하여 추정하였다. 재활용 기술 및 산업 현황은 국내 최대 자동차 폐촉매 재활용 기업인 (주)희성피엠텍의 재활용 공정 및 현황을 중심으로 조사하였다. 더불어 자동차 폐촉매 재활용 산업의 활성화를 위한 제도적 개선 방안도 제시하였다. Recycling of spent autocatalyst that includes the platinum group metals (PGMs), namely palladium, platinum and rhodium, is a very profitable endeavor. In order to ensure an efficient promotion of an appropriate policy-making and the technical development of the recycling process of spent autocatalyst in Korea, the generated amount, trading conditions, and recycling technology for spent autocatalyst were surveyed. The generated amount of spent autocatalyst was estimated by analyzing the domestic statistical data of registration & disuse of automobiles and the records of autocatalyst installation to new cars. The review of the recycling technology was carried out by surveying the recycling processes of 'Heesung PMTech Ltd.', which is the largest company in the recycling industry for spent autocatalyst in Korea. In addition to the above, some policy suggestions for the improvement of recycling industries for spent autocatalyst were offered.

토양 경작법을 이용한 유류오염토양 정화사업 타당성 연구

조은혜,류혜림,신도연,김영진,최용주,남경필,Jho, Eun Hea,Ryu, Hyerim,Shin, Doyun,Kim, Young-Jin,Choi, Yong Ju,Nam, Kyoungphile 한국지하수토양환경학회 2013 지하수토양환경 Vol.18 No.2

The landfarming treatment for the remediation of the petroleum contaminated soil at the returned U.S. Military bases was investigated in this study. Specifically, the bioaugmentation performance using various commercially available petroleum-degrading bacteria was evaluated and the directions for enhancing the performance of the landfarming treatment were suggested. The environmental factors of the soils at the returned U.S. Military bases chosen for remediation indicate that the landfarming treatment can be used as the remediation technique; however, the addition of nitrogen or phosphorus is required. The lab-scale landfarming treatment tests using the model soil and the site soil showed that the degradation efficiency was greater with the model soil than the site soil and that the treatment performance was not affected by the number of bacteria present in the soil in the range of $10^6-10^{12}$ CFU/g. These results suggest that the successful landfarming treatment depends on the petroleum degradability of bacteria used and the environmental conditions during the treatment rather than the number of petroleum-degrading bacteria used.