한국해양대학교

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유류오염토양의 화학적·생물학적 통합처리 공정에서 처리효율에 미치는 미생물군집의 역할

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dc.contributor.author 배재상 -
dc.date.accessioned 2017-02-22T06:49:45Z -
dc.date.available 2017-02-22T06:49:45Z -
dc.date.issued 2008 -
dc.date.submitted 56877-07-05 -
dc.identifier.uri http://kmou.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000002175624 ko_KR
dc.identifier.uri http://repository.kmou.ac.kr/handle/2014.oak/9875 -
dc.description.abstract Total petroleum hydrocarbons (TPH) have been used as fuels as their spills have occurred in various routes such as leaks and spills on the surface soils, leaks through under storage tanks, and spills through the aged oil pipes, etc. These accidental releases of TPH frequently ended up with soil and ground water pollution. In most cases, TPH have toxicity against numerous biota as animals and plants in the environment as well as humans. TPH may be degraded through physicochemical and biological processes in the environment but with relatively slow rates. Currently, chemical and biological treatment technologies are used independently for TPH decontamination in soil. In this study an integrated chemical and biological treatment technology has been developed to eventually establish an efficient and environment-friendly restoration technology for TPH contaminated soils. Fenton-like reactions were employed as a chemical treatment process and subsequently a bioaugmentation process utilizing diesel fuel degraders was applied as a biological treatment process. TPH concentrations were monitored for samples taken weekly for at least one month. Heterotrophic and TPH degradative bacterial communities were monitored and analyzed based upon viable cell counting, MPN and PCR-DGGE techniques. Most efficient chemical removal of TPH from soils occurred where the surfactant OP-10S (0.05%) and oxidants (FeSO4 4%, and H2O2 5%) were used. The inoculation of diesel fuel degraders into the soil slurry led to an increase in their population density at lease two orders of magnitude, indicating a good survival of the degradative populations in the contaminated soils. However, an adverse effect in the TPH removal has been observed in the chemically treated soils, potentially due to the presence of free radicals and other oxidative products generated in the process where a lower treatment efficiency (65%) was observed. A similar treatment made in the diesel fuel contaminated field showed a successful removal of TPH under the conditions (soil temperature 20℃, moisture 45% and pH 7.0). The TPH degraders in the field have been successfully monitored by viable counting method and Microplate MPN technique. The PCR-DGGE technique was successfully applied to monitor the degraders and their associated indigenous bacterial populations in the soil bioslurry treatment conditions for treatability study at lab scale. The findings in this study will contribute to development of bioslurry treatment technologies for TPH-contaminated soils and sediments in the environment. -
dc.description.tableofcontents <List of Contents> ⅰ <List of Figures> ⅴ <List of Table> ⅷ Abstract ⅸ 1. 서론 1 2. 연구배경 3 2.1 총석유계탄화수소 (total petroleum hydrocarbons -
dc.description.tableofcontents TPH) 오염현황 3 2.2 TPH의 물리·화학적 특성 및 환경독성 5 2.2.1 TPH의 물리적 특성 5 2.2.2 디젤유의 화학적 특성 9 2.2.3 TPH의 환경독성 10 2.3 TPH의 일반적 처리기법 11 2.3.1 in situ 처리기법의 작용원리 및 특성 11 2.3.1.1 토양증기추출법 11 2.3.1.2 바이오벤팅 12 2.3.2 ex situ 처리기법의 작용원리 및 특성 13 2.3.2.1 열탈착법 13 2.3.2.2 토양경작법 14 2.4 TPH의 화학적 처리기법의 현황 15 2.4.1 토양세척의 작용원리 및 특성 15 2.4.2 펜톤 유사반응 처리기법의 작용원리 및 특성 16 2.5 TPH 오염토양의 slurry-phase 생물학적 처리기법의 현황 17 2.6 TPH의 화학적 및 생물학적 처리기법의 전망 18 3. 실험재료 및 방법 20 3.1 시료채취지역 및 채취방법 20 3.2 적정 화학적 처리조건 탐색 20 3.2.1 계면활성제 종류에 따른 처리효과 비교 20 3.2.2 고효율 TPH분해를 위한 화학적 처리조건 스크리닝 22 3.2.3 우수계면활성제 및 적정 화학적 처리조건 선정 23 3.3 TPH 분해율 측정 24 3.4 우수 TPH분해 미생물 선발 25 3.4.1 농화배양을 통한 유류오염 토양으로 부터의 분해 미생물 분리. 25 3.4.2 분리된 분해 미생물의 성장 속도를 통한 선발 25 3.4.3 총종속영양세균 밀도측정 26 3.4.4 TPH 분해세균 밀도 26 3.4.5 Bioaugmentation용 미생물 군집의 선정 28 3.5 화학적 · 생물학적 통합처리를 거치는 TPH오염토양 내에서의 선발미생물 군집의 작용 규명 28 3.5.1 토양 microcosm 을 이용한 TPH의 화학적 처리 28 3.5.2 Bioaugmentation용 미생물 군집을 이용한 생물학적 처리 30 3.5.3 Polymerase chain reaction denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) 기법을 이용한 TPH분해균 및 토착미생물 군집분석 32 3.6 현장조건에서의 TPH (디젤유)오염토양의 Bioaugmentation에 의한 처리 34 3.6.1 시료채취 34 3.6.2 오염부지에 대한 정화작업 조건 36 3.6.2.1 최초 오염원 누출지역 36 3.6.2.2 외부로 유출된 오염지역 36 3.6.3 유류오염토양의 미생물 밀도 측정 37 3.6.3.1 미생물제재 밀도 37 3.6.3.2 총종속영양세균 밀도 37 3.6.3.3 TPH 분해세균 밀도 37 4. 결과 및 고찰 38 4.1 TPH오염토양의 화학적 처리조건 탐색 38 4.1.1 계면활성제 종류에 따른 처리효과 비교 38 4.1.2 펜톤 산화처리 농도에 따른 TPH분해효율 40 4.2 화학적 및 생물학적 처리를 거친 토양의 pH 41 4.3 화학적 및 생물학적 통합처리 시 총종속영양세균 밀도변화 41 4.4 화학적 및 생물학적 통합처리 시 TPH 분해 세균 밀도의 변화 44 4.5 화학적 및 생물학적 통합처리 시 TPH 농도변화 47 4.6 PCR-DGGE 기법에 의한 TPH 오염토양의 화학적·생물학적 처리중의 분해 및 토착 미생물 군집변화 추적 51 4.7 현장조건에서의 TPH 오염토양의 화학적 및 생물학적 통합처리 56 4.7.1 화학적 처리 결과 56 4.7.2 함수율 변화 56 4.7.3 온도변화 58 4.7.4 오염부지에 대한 미생물 처리 후의 TPH 농도분석 60 4.7.5 미생물 밀도 측정결과 61 4.7.5.1 미생물제재 밀도측정 61 4.7.5.2 총종속영양세균 밀도 61 4.7.5.3 TPH 분해 세균 밀도 62 5. 결론 66 사사 67 참고문헌 68 -
dc.language kor -
dc.publisher 한국해양대학교 대학원 -
dc.title 유류오염토양의 화학적·생물학적 통합처리 공정에서 처리효율에 미치는 미생물군집의 역할 -
dc.title.alternative Roles of Microbial Communities in the Sequential Chemical and Biological·Treatment Process for Petroleum Hydrocarbon-Contaminated Soils -
dc.type Thesis -
dc.date.awarded 2008-02 -
dc.contributor.alternativeName BAE -
dc.contributor.alternativeName JAE SANG -
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토목환경공학과 > Thesis
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