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        • KCI등재

          국내 자생 포플러나무에 의한 디젤오염토양 정화특성 연구

          장순웅,Chaog,Soon-Woong 한국지하수토양환경학회 2006 지하수토양환경 Vol.11 No.5

          본 연구에서는 국내에 자생하는 포플러나무중 양황철을 대상으로 토양칼럼에서의 디젤(TPH) 제거 특성 및 식물체에 미치는 독성효과를 평가하였다. 포플러 삽목은 2달간 생장시킨 후 본 실험에 이용되었으며, 다양한 디젤농도(0, 200, 500, 1000, 2000 mg/kg)를 대상으로 60여 일간 진행되었다. 양황철에 의한 디젤 제거 실험에서 낮은 디젤농도에서는 효과적인 처리가 관찰된 반면, 농도가 증가할수록 처리효율은 급격하게 감소하였다. 또한 뿌리생장이 활발한 토양칼럼 하부에서의 처리효율이 상대적으로 높았다. 그리고 양황철 생장과 증산량을 비교하여 디젤의 양황철에 미치는 독성효과의 여부를 검토하였다. 실험기간동안 양황철의 황백화 현상, 뿌리생장 저하, 증산량 감소 현상 등이 관찰 되었다. 또한 토양칼럼 깊이별 측정한 미생물 활성도 결과는 뿌리 생장이 많은 토양 칼럼 하부와 영양염류 및 디젤 분해미생물을 추가로 주입해준 경우가 높았다. 이러한 식물의 정화효과는 근권에 있는 토양미생물에 유용한 뿌리 분비물을 지속적으로 제공함으로써 미생물의 활발한 번식 및 분해활동이 더욱 촉진되는 것으로 보인다. In this study, uptake and toxicity of disel (TPH) by poplar specie, $P.\;nigra{\times}P.\;maximowiczii$ were assessed in laboratory soil column experiments. Poplar cuttings were grown for 2 months and exposed to various concentration (0, 200, 500, 1000, 2000 mg/kg) of disel for a period of 60 days. For disel removal experiments, disel was effectively removed in the range of lower concentration. but, the removal rate of disel was rapidly decreased as increasing initial disel concentrations. For the this reason, toxicity effetcs were evaluated by measuring in poplar cutting mass variation and monitoring transpiration. Exposure on higher disel concentration resulted in decrease of biomass and transpiration accompanied by chlorosis and abscission, indicating toxic effect of disel on the poplar tree. And also, we have observed that both removal efficiency of disel and the microbial activity were higher at the bottom of the soil column. It was suggested that the plant formed the root zone at contaminated soil, stimulated microbial activity by plant root exudates, and played an important role in enhanced biodegradation of disel.

        • KCI등재
        • KCI등재

          프로판 및 부탄 이용 미생물에 의한 휘발유 첨가제 MTBE의 동시분해

          장순웅 한국지하수토양환경학회 2003 지하수토양환경 Vol.8 No.4

          국내유류오염지역 토양에서 propane과 butane을 탄소원으로 이용하여 분리된 Nocardia SW3를 대상으로 가스기질농도, 온도, pH 변화에 따른 영향, 그리고 MTBE 공대사 분해 특성을 조사하였다. 초기농도변화에 따른 기질분해속도를 비교하면 propane 및 butane이 70$\mu$㏖일때 각각 30.6, 25.4(n㏖/min/mg protein)으로 관찰되어 빠른 기질이용율을 보여주었으며, 최적온도 및 pH조건은 $30^{\circ}C$, 7이었으며, 실험조건인 온도 $15^{\circ}C$∼$35^{\circ}C$. pH 5∼8 범위내에서 약간의 차이는 있지만 전반적으로 propane과 butane이 효율적으로 이용되었다. Nocardia SW3를 대상으로 propane 및 butane이 탄소원으로 이용될 때 MTBE분해특성을 비교ㆍ평가한 결과, propane 및 butane의 MTBE 분해 활성도는 유사하였으며, 가스기질이 탄소원으로 이용시 MTB표의 분해량을 나타내는 transformation yield($T_y$)는 propane과 butane의 경우 각각 46.7, 35.0(n㏖ MTBE degraded $\mu$㏖ substrate utilized), transformation capacity($T_c$)는 실험 결과 각각 320, 280(n㏖ MTBE degraded/mg biomass used)로 나타났다. 또한 MTBE 부산물로 TBA가 검출되었으며, TBA의 지속적인 분해를 관찰하였다. A gas-substrate degrading bacterium, Nocardia SW3, was isolated from the gasoline contaminated aquifer using propane and butane as carbon and energy sources. We have examined the effects of substrate concentration, temperature and pH on the gas substrate degradation as well as MTBE cometabolic degradation. The result for the effect of substrate concentration showed that the maximum degradation rates of propane and butane were 30.6 and 25.4 (n㏖/min/mg protein) at 70 $\mu$㏖, respectively. The optimum temperature and pH for the degradation of gas substrate were $30^{\circ}C$ and 7, respectively. Substrate degradation activity, however, was still active in broad range of pH from 5 to 8 and temperature between $15^{\circ}C$and$35^{\circ}C$. The degradation activity of Nocardia SW3 for the MTBE was similar to the both substrates. The observed maximal transformation yields ($T_y$) were 46.7 and 35.0 (n㏖ MTBE degraded $\mu$㏖ substrate utilized), and the maximal transformation capacities ($T_c$) were 320 and 280 (n㏖MTBE degraded/mg biomass used) for propane and butane oxidizing activity on MTBE, respectively. And also, TBA was detected as by-product of MTBE and it was continuously degraded further.

        • KCI등재

          부탄분해미생물에 의한 가솔린첨가제 MTBE(Methyl tert-Butyl Ether) 분해

          장순웅,백승식,이시진 한국지하수토양환경학회 2001 지하수토양환경 Vol.6 No.3

          In this study, we have examined the potential degradation of MTBE(methyl tert-butyl ether) by pure culture ENV425 and mixed culture obtained from gasoline contaminated soil using n-butane as the sources of carbon and energy. The results described in this study suggest that MTBE is degraded cometabolically by ENV425 and mixed culture grown on n-butane. Butane and MTBE degradation was completely inhibited by acetylene, which indicated that both substrates were degraded by butane monooxygenase. These cultures grown on n-butane generated TBA (tert-butyl alcohol) as a metabolite of MTBE oxidation. TBA Production was accounted 54.7% and 58.6% for MTBE oxidation by ENV425 and mixed culture, respectively. In resting cell experiments, however, TBA and TBF were detected as the oxidation products of MTBE by ENV425 and mixed culture. The observed maximal MTBE degradation rates were 52.3 and 62.3 (nmol MTBE degraded/hr/mg TSS) by ENV425 and mixed culture, respectively, and the observed maximal transformation yields ($T_y$) were 44.7 and 34.0 (nmol MTBE degraded/$\mu$mol n-butane utilized), and the observed maximal transformation capacities ($T_c$) were 199 and 226 ($\mu$mol MTBE degraded/mg TSS used). 본 논문에서는 순수균주인 ENV425와 오염된 토양으로부터 분리한 혼합균주를 이용하여 가솔린 산화제인 MTBE에 대한 분해 가능성을 조사했다. MTBE는 n-butane에서 성장한 ENV425와 혼합균주에 의해 공대사적으로 분해가 이루어졌다. 또한 아세틸렌의 첨가에 의해 n-butane과 MTBE의 분해가 완전히 방해되어짐에 따라 두 기질 모두 부탄 분해 효소에 의해 분해되어짐을 알 수 있었다. n-butane에서 성장한 ENV42S와 혼합균주는 MTBE를 분해하고, MTBE의 분해산물로 TBA가 생성되었다. TBA의 생성은 분해된 MTBE에 대하여 ENV425와 혼합균주 각각 54.7%, 58.6%가 관찰되었다. 그러나, Resting cell 실험에서는 ENV425와 혼합균주에 의한 산화 생성물로 TBA와 TBF가 생성되었다. ENV425와 혼합균주에 의한 최대 MTBE 분해속도는 각각 52.3 그리고 62.3 (nmol MTBE degraded/hr/mg TSS), 최대 $T_y$ (Transformation yield)는 각각 44.7, 34.0 (nmol MTBE degraded/$\mu$mol n-butane utilized)으로 나타났고, 최대 $T_c$ (Transformation capacity)는 각각 199, 226 (nmol MTBE degraded/mg TSS used)으로 나타났다.

        • KCI등재

          디젤오염 지하수 정화를 위한 공기주입정화법 칼럼 실험

          장순웅,이시진,송정훈,권수열 한국환경과학회 2004 한국환경과학회지 Vol.13 No.12

          Bio sparging experiments were conducted in a laboratory column to investigate the potential removal of diesel contaminated groundwater. The objectives in this study were (a) to determine the extent of diesel degradation in laboratory columns under supplement of nutrient; (b) to determine the effect of variation of air flow in the removal of diesel and (c) to evaluate the potential enhancement of diesel degradation as a function of temperature. Our results showed that the nutrient supplement and higher air flow greatly enhanced diesel degradation. However, the variation of water temperature examined slightly increased degradation rate of diesel fuel.

        • KCI등재

          부탄 분해 미생물을 이용한 휘발유 첨가제의 분해특성

          장순웅 한국지하수토양환경학회 2003 지하수토양환경 Vol.8 No.1

          본 논문에서는 순수균주인 ENV425와 유류오염토양에서 butane을 탄소원 및 에너지원으로 이용하여 분리한 혼합균주를 대상으로 MTBE와 기타 가솔린 산화제 분해특성을 조사했다. ENV425와 혼합균주의 butane monooxygenase (BMO)에 의해 butane 분해시 1-butanol이 주요 부산물로 축적되었다. 또한 monooxygenase의 방해자로 알려진 acetylene의 첨가시에는 butane의 분해 및 1-butane떠 축적이 일어나지 않아 butane monooxygenase에 의한 분해임을 알 수 있다. 본 연구결과에서, propane, pentane, butane을 포함한 alkane류는 MTBE 공대사에 우수한 성장기질이었고, BTEX 화합물 역시 MTBE 공대사에 가능성 있는 기질임이 관찰되었다. 또한 균주농도 역시 MTBE분해에 영향을 미치는 것으로 나타났는데, 균주 농도 증가에 따라 MTBE 분해량은 증가하나 transformation capacity는 상대적으로 감소하는 경향을 보였다. 그리고 대표적인 가솔린 산화제인 MTBE 외에 ETBE, TAME도 부탄분해균에 의해 효과적으로 분해가 이루어짐이 관찰되었다. In this study, potential degradation of MTBE and other gasoline oxygenates by pure culture ENV425 and mixed culture isolated from gasoline contaminated soil using butane as the sources of carbon and energy was examined and compared. Butane monooxygenases(BMO) of butane-grown ENV425 and mixed culture generated 1-butanol as a major metabolite of butane oxidation and addition of acetylene, specific inhibitor of monooxygenase, inhibited both butane oxidation and 1-butanol production. The results described in this study suggest that alkanes including propane, pentane, and butane are effectively utilized as a growth substrate to oxidize MTBE cometabolically. And also BTEX compounds could be the potential substrate of the MTBE cometabolism. Cell density also affected on the MTBE degradation and transformation capacity(Tc). Increasing cell density caused increasing MTBE degradation but decreased transformation capacity. Other result demonstrated that MTBE and other gasoline oxygenates, ETBE and TAME, were degraded by butane-grown microorganism.

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