• 제목/요약/키워드: 중금속

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중금속 오염 폐수처리에의 미생물 이용 전망 (Utilization of Microorganisms for Treating Wastewater Polluted with Heavy Metals)

  • 허종수;조주식
    • 한국환경농학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.386-395
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    • 1994
  • 산업폐수 및 광산폐수 등으로부터 분리한 중금속 처리능력이 있는 미생물 균주들을 실제폐수처리에 적용시키기 위한 기초실험으로서 생물학적 활성슬러지공법의 소형폐수처리조를 이용한 각 중금속의 단독처리능력 및 여러가지 중금속의 동시 복합처리 능력을 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 소형폐수처리조의 연속적인 처리과정에서의 각 중금속 처리균주들과 각 중금속들을 각각 단독으로 처리하여 HRT를 24시간으로 조절하였을 경우, 처리 12일 후 각 중금속 처리율은 Pb 처리균과 Pb만 100mg/l 되게 단독처리 했을때 처리수중 Pb 처리율은 약 93%였으며, Cd처리균과 Cd만 100mg/l 되게 단독처리하였을 경우 처리 12일 후 Cd 처리율은 약 90%였다. 그리고 Zn 처리균과 Zn만 100mg/l 되게 처리하였을 경우 처리 12일 후의 처리수중의 Zn 처리율은 약 80%였으며, Cu 처리균과 Cu만 단독으로 처리했을 경우에는 처리 12일 후 약 39%의 Cu 처리율을 나타내었다. 생물학적 활성슬러지공법의 소형폐수처리조를 이용한 연속처리과정에서의 여러가지 중금속과 여러가지 중금속처리균주들을 동시에 복합적으로 처리했을 경우의 여러가지 중금속의 동시 처리율을 조사한 결과는 다음과 같다. 폐수중 중금속 Pb, Cd, Zn 및 Cu 농도를 각각 100mg/l 되게 중금속을 복합 처리하고 각 중금속 내성균주(Pb, Cd, Zn 및 Cu내성균주)를 각각 1500mg/l의 MLSS가 되도록 복합 접종하여 소형폐수처리조에서 연속적으로 처리할 경우 HRT를 24시간으로 조절하였을 때 처리 12일 후 Pb, Cd, Zn 및 Cu의 처리율은 각각 75%, 90%,, 74% 및 48%였다.

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중금속내성균의 세포내 중금속 분포 (Distribution of Heavy Metal in the Cell Components of Heavy Metal-Tolerant Microorganisms)

  • 조주식;이원규;최형섭;허종수
    • 한국환경농학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.55-60
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    • 1997
  • 광산폐수, 산업폐수등으로 부터 Cd, Pb, Zn 및 Cu 등 중금속에 강한 내성을 지니고 있을 뿐만 아니라 균체내 중금속 축적능력이 우수한 중금속 내성 미생물 균주 Pseudomonas putida, P. aeruginosa, P. chlororaphis 및 P. stutzeri를 각각 분리하여, 세포 구성성분별 중금속 분포 및 중금속 처리 유무에 따른 균체내 amino acid 조성변화등을 조사한 결과는 다음과 같다. 중금속이 100mg/l 농도로 첨가된 배지에서 20시간 배양한 중금속 내성균주들의 균체내 축적된 중금속의 세포 구성 성분별 분포도를 조사한 결과, Cd, Pb 및 Cu 내성균은 cell wall에 약 $50{\sim}60%$가 분포되어 있었고 cell membrane 및 cytoplasm에 각각 약 $30{\sim}40%$$10{\sim}17%$가 분포되어 있었다. 그러나 Zn 내성균주는 cell wall, cell membrane 및 cytoplasm에 각각 32%, 56% 및 13%가 분포되어 있었다. 중금속이 처리된 배지에서 배양한 중금속 내성균체의 g당 총 아미노산 함량은 중금속이 처리되지 않은 배지에서 배양한 균체에 비하여 높게 나타났으며, 산성 아미노산인 aspartic acid(Asp.+Asn.) 및 glutamic acid(Glu.+Gln)의 함량이 염기성 아미노산인 histidine, lysine, arginine에 비하여 많이 함유되어 있었다.

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사질식양토와 식토에서 중금속 이온의 다중 경쟁 흡착 (Competitive Adsorption of Multi-species of Heavy Metals onto Sandy Clay Loam and Clay Soils)

  • 정덕영;노현희
    • 한국토양비료학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.238-246
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    • 2005
  • 두 가지 이상의 중금속이온이 토양에 존재할 때 토양입자표면에 흡착되는 중금속 이온은 복합적인 경쟁이온치환과 특정결합기작에 따라 흡착량이 결정된다. 본 연구는 충남 논산과 대전시 유성에 소재하는 밭토양에서 채취한 사질식양토와 식토를 공시토양으로 하여 중금속의 다중경쟁흡착특성을 조사하였다. 경쟁흡착은 조사 대상 중금속인 Cr, Cd, 및 Pb를 토양용액에 처리 농도를 달리하여 단일, 이중, 삼중체계로 처리하였다. 등온흡착은 평형농도가 증가함에 따라 흡착이 증가하는 경향을 보여주었으며 이중과 삼중체계에서는 동일 평형농도에서 흡착량은 각각의 중금속이온의 농도와 중금속 전하에 의해 영향을 받는 것으로 조사되었다. 3가지 중금속이온의 이중경쟁 흡착특성은 전기음성도는 낮으나 이온포텐셜이 높은 Cr 이온이 경쟁이온 보다 선택적 흡착특성을 보여주고 있으며 Cd와 Pb가 Cr 흡착에 미치는 영향은 유사한 것으로 조사되었다. 따라서 본 연구 결과 3중 경쟁 흡착 시 중금속 이온의 흡착량이 단일과 이중 경쟁흡착보다 증가하는 특성을 구명하기 위해서는 다중 형태로 존재하는 중금속이온의 흡착기작과 다중 형태상의 중금속이온의 반응식, 그리고 반응식에 따른 가수분해상수를 구하여 흡착정도와 경쟁 상태에 대한 추가 연구가 필요하다. 결론적으로 다중 중금속이온이 존재하는 상태 하에서 흡착친화도는 토양 내 중금속이온의 이동성과 불용화 및 가용화 사이의 분배특성에 영향을 주는 것으로 판단되었다.

염기성 밭 토양에서 안정화제에 의한 엽채류, 근채류, 과채류 작물들의 중금속 전이 특성 (Effects of Amendments on Heavy Metal Uptake by Leafy, Root, Fruit Vegetables in Alkali Upland Soil)

  • 김민석;민현기;이상환;김정규
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제7권1호
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    • pp.63-71
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    • 2020
  • 토양에서 중금속 안정화를 위하여 여러 종류의 개량제들이 연구되어왔다. 그러나 알칼리 토양에서 개량제들의 영향과 그에 따른 작물 가식부로의 중금속 전이에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 알칼리 토양에서 농작물의 가식부를 대상으로 중금속 안정화 효율 및 중금속 전이를 평가하기 위해 수행되었다. 중금속으로 오염된 광산 인근 농경지 토양에 3종류의 안정화제 (석회석, 제강슬레그, 산성광산배수슬러지)를 각각 3%씩 현장에 처리하였다. 6개월의 aging 이후 배추 (엽채류), 청경채(엽채류), 마늘 (근채류) 그리고 고추 (과채류)를 정식하고 표준영농교본에 준하여 재배하였다. 화학적 평가를 위해 토양 내 중금속의 총함량과 Melhich-3 용액을 이용한 생물유효도를 검정하였다. 생물학적 평가를 위하여 작물들의 생산량과 중금속 흡수량을 분석하였다. 그 결과, 산성광산배수슬러지 개량제의 유효도 저감 효과가 가장 우수하였으며 그에 따라 식물로의 중금속 전이 또한 감소하였다. 통계분석 결과 식물의 중금속 흡수를 설명하는 데에 있어 토양 내 중금속 총함량 보다는 생물유효도가 더 적합한 것으로 나타났다. 지속가능한 토양 환경의 관리, 안전한 농작물 생산, 그리고 중금속 흡수에 따른 인체 위해성 저감을 위하여 생물유효도에 기반한 연구가 지속적으로 수행되어야 할 것이다.

중금속이 칼슘설포알루미네이트의 클링커 반응 및 에트링자이트 생성에 미치는 영향

  • 유광석;안지환;천성민;김환
    • 시멘트 심포지엄
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    • 32호
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    • pp.103-106
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    • 2005
  • 유해 중금속을 다량 함유하고 있는 산업폐기물의 고화 처리에 사용되는 칼슘설포알루미네이트(4CaO$\cdot$$3Al_2O_3$$\cdot$$SO_4$이후부터 CSA로 기입) 의 제조를 위해 철강부산물인 압연 슬러지를 활용하여 그 특성에 대해 조사하였다. 본 연구에서는 철강 부산물인 압연슬러지 외에 석회석 미분물, 인산부산 석고를 혼합하여 칼슘알루미네이트상을 합성하였다. 합성 결과 소성온도 1250$^{\circ}C$에서부터 CSA가 합성되었고, 이와 함께 칼슘실리케이트 (2CaO$\cdot$$SiO_2$)와 칼슘알루미노페라이트(4CaO$\cdot$$Al_2O_3$$\cdot$$Fe_2O_3$)도 함께 합성되었다. CSA 합성에 미치는 중금속 영향을 관찰한 결과 원료의 중금속이 CSA 합성 온도를 낮추는 효과가 있는 것으로 나타났다. CSA를 이용한 철강산업 폐기물의 중금속 고용 처리 연구에서도 본 실험에서 합성된 CSA가 폐기물의 중금속 고화 처리에 효과가 있는 것으로 나타났다.

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구룡광산의 광미와 오염된 토양에 대한 중금속 존재형태 비교

  • 연규훈;이평구;최상훈;박성원;신성천
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.392-395
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    • 2004
  • 광미와 오염된 토양에 함유되어 있는 중금속은 물리ㆍ화학적 환경 변화에 따라 안정화되어 자연적으로 정화가 진행되거나, 혹은 재용출 될 수 있어 중요한 오염원으로 작용 할 수 있다. 따라서 중금속 원소의 존재형태를 규명하여 물리ㆍ화학적 환경 변화에 따른 중금속의 거동을 예측하고자 Tessier et al (1979)의 방법을 이용하여 연속추출을 수행하였다. 구룡광간의 광미와 오염된 토양에 함유된 중금속과 마량원소의 존재형태를 비교해 보면 Fe를 제외한 모든 원소의 존재형태가 안정상인 잔류형태로 존재하였다. Cd, Co, Cu 및 Pb의 경우 잔류형태 다음으로 비정질 산화광물형태로 수반된 형태도 중요한 존재 형태인 것으로 나타났다. 그러나 Fe은 비정질 산화광물의 형태가 가장 우세한 것으로 나타났으며, 황화광물과의 결합형태가 상대적으로 우세한 경향을 보였다.

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피트휴민(peat-Humin)과 중금속 흡착반응 연구

  • 이창훈;신현상;임동민;강기훈
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.135-138
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    • 2004
  • 본 연구는 중금속으로 오염된 폐수처리에 있어 친환경적 유기흡착제로서 휴믹물질의 활용성을 평가하기 위한 기초 연구로서 이탄(peat moss)으로부터 Humin을 분리 한 후, 중금속 이온(Cd(II),Cu(II))과의 흡착특성을 조사하였다. 이탄으로부터 추출한 peat-Humin의 함량은 94%이상을 나타냈으며, 분자의 작용기 특성은 일반 토양 휴믹물질(soil humic substance)과 유사하였다. peat-Humin과 중금속 이온(Cd(II),Cu(II))과의 흡착 반응은 5분내에 빠른 흡착형을 보였으며, pH 5-6에서 가장 높은 중금속 제거율을 보였다. pH 3의 산성조건에서도 50%정도의 제거율을 보였다. pH 5에서의 등온흡착 실험결과를 Freundlich 등온식에 적용하여 해석한 결과, 각의 중금속에 대한 peat-Humin의 흡착상수(Kf)는 Cd(II)이 8.07 그리고 Cu(II)가 4.56으로 나타났다.

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장풍광산 폐광석의 중금속오염 연구와 pH변화가 중금속의 용출거동에 미치는 영향평가

  • 이인경;이평구;최상훈
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.385-388
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    • 2003
  • 폐광석에 함유되어 있는 총중금속함량을 측정하기 위한 전함량분석과 중금속을 다량 함유한 폐광석이 산성환경에 노출되어 있을 경우 중금속의 지화학적 거동을 파악하기 위해 산도를 변화시키면서 용출실험을 실시하였다. 전함량분석과 용출실험을 종합한 결과, 중금속 및 미량원소의 용출거동 특성을 크게 As-Co-Fe 형태와 Cu-Mn-Cd-Zn형태와 Pb로 구분할 수 있었다. As-Co-Fe의 용출특성은 약산성의 환경에서는 용출이 미약하나, 최종 pH 1.5이하의 강산성환경에서는 용출량이 급격하게 증가하며, Cu-Mn-Cd-Zn형태에서는 최초로 용해되는 pH가 5.0-3.0으로 As-Co-Fe 보다 다소 높았다. Pb는 다른 형태에 비해 상당히 적게 용출되었다 최종 용출된 함량과 관계없이 초기 용출이 발생하는 pH값을 기준으로 한 각 원소의 상대적인 이동성은 Mn =Zn>Cd=Cu>>Fe=Co>As>Pb 순서이며, 산성비는 Zn, Mn 및 Cu를 쉽게 용출시켜 이동도를 증가시킬 것으로 판단된다.

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도심지역 성인의 혈중 중금속 농도 분포 (Distribution of Inorganic Metals in Blood of Adults in Urban Area of Seoul, Korea)

  • 김호현;임영욱;양지연;호문기;신동천
    • Environmental Analysis Health and Toxicology
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    • 제19권4호
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    • pp.327-334
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    • 2004
  • 도심지역의 중금속 배출원은 매우 다양하며, 배출 중금속은 물질별 노출 수준, 노출기간에 따라 건강유해영향을 일으킬 수 있다. 따라서 직업적 노출이 없는 도심 지역의 일반인의 혈중 중금속의 모니터링은 독성학적 측면에서 중요하다. 본 연구는 서울 도심지역의 직업적 노출이 없는 성인 남녀 144명(20∼75세)을 대상으로 중금속(납, 크롬, 니켈, 카드뮴)의 혈액 내 축적된 정도를 평가하였다. 채취한 혈액의 분석은 GF-AAS를 사용하였다. 물질별 혈중 중금속 농도는 납 63.2 $\mu\textrm{g}$/L, 크롬 0.12 $\mu\textrm{g}$/L, 니켈 $\mu\textrm{g}$/L, 카드뮴 1.43 $\mu\textrm{g}$/L로 각각 조사되었다.

SUKI(silver tools)를 활용한 두피 관리가 중금속 배출에 미치는 영향 (Effects of Scalp Management using SUKI on Heavy Metal Discharge)

  • 이준숙;홍성균
    • 융합정보논문지
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    • 제10권12호
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    • pp.208-215
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    • 2020
  • 본 연구는 SUKI를 활용하여 두피의 중금속 감소에 대해 미치는 영향에 대해 알아보았다. 연구대상자는 총 26명이었으며 실험군과 대조군 각각 13명이었다. SUKI 도구를 활용한 두피 중금속 배출에 대한 중재를 8주간 주 2회씩 실시하였고, 결과는 다음과 같다. 총 각각 8 종목의 실험군과 대조군의 비교에서 실험군에서 유의한 차이가 있었다. 실험군의 중금속인 Hg, Pb, Al, Cd, As, Ba, Ur, Cs 중에서 6가지 항목의 Hg, Al, Cd, As, Ba, Ur과 같은 중금속들에서 통계적으로 유의한 감소(p<.05)를 보여주었으며, Pb, Cs 는 유의하지 않았다. 그리고 해당 유해중금속 중에서 Al, Ba, Hg가 가장 큰 차이의 감소율을 나타냈다. 따라서 SUKI 도구의 중재가 일부 중금속 배출에 영향을 줄 수 있다는 것을 시사한다(p<.05). 결론적으로 향후 지속적인 연구를 통해 두피의 중금속 배출을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.