독성 오염물질 제어전략

머리말 3
Ⅰ. 다환 방향족 탄화수소들(PAHs)의 미생물에 의한 정화 ? 15
개요 15
1. 서론 16
1.1 환경에서 다환 방향족 탄화수소 오염 16
1.1.1 다환 방향족 탄화수소(PAHs)의 발생원과 발생 16
1.1.2 환경에서의 PAHs의 지속성 17
1.1.3 PAHs의 독성 18
1.2 해결방안으로써의 미생물에 의한 정화 19
2. PAHs의 미생물에 의한 물질대사 21
2.1 PAHs의 박테리아에 의한 물질대사 22
2.2 PAHs의 균류에 의한 물질대사 23
2.2.1 Non-ligninolytic fungi 23
2.2.2 Ligninolytic fungi 25
2.3 PAHs의 혐기성 물질대사 26
3. PAHs의 미생물에 의한 정화에 영향을 미치는 인자들 28
3.1 온도 28
3.2 pH 29
3.3 산소 30
3.4 자양분의 이용도와 유효성 31
3.5 생물학적 이용 효능 31
3.6 최초 생성물들의 독성 33
4. 결론 34
참고문헌 35
Ⅱ. 높은 분자량의 다환 방향족 탄화수소(PAHs)의 미생물에 의한 정화: 벤조[a]피렌(BaP)의 미생물에 의한 분해 ? 41
개요 41
1. 서론 42
2. PAHs와 BaP의 물리적 성질들 43
3. PAHs의 생산 44
4. 환경에서의 PAHs의 발생 45
4.1 공기 속의 Bap 45
4.2 퇴적물에서의 BaP 46
4.3 토양에서의 BaP 47
4.4 해양 생물체들에서의 BaP 49
4.5 식물들에서의 BaP 50
5. PAH 독성 51
6. PAH 분해의 일반적인 양상 53
7. PAHs의 생분해 능력 55
8. BaP 물질대사 60
8.1 박테리아 60
8.2 균류(Fungi) 65
8.3 조류(Algae) 69
9. 복잡한 PAH 혼합물들에서 BaP의 분해 70
10. BaP 분해에 대한 제한 인자들 72
11. BaP 분해를 향상시키기 위한 최근의 접근방법들 73
11.1 제한된 물질대사 가능성들의 극복 73
11.1.1 Bioaugmmentation(미생물증대) 73
11.1.2 박테리아-균류 공통 배양물 74
11.2 생물학적 이용효능 이슈들의 극복 75
11.3 공통 물질대사 요구 76
12. 결론 77
참고문헌 78
Ⅲ. 시안화물(Cyanide)의 정화 ? 97
개요 97
1. 서론 98
2. 시안화물의 정화 99
2.1 물리적 방법들 99
2.1.1 희석 99
2.1.2 막(Membranes) 99
2.1.3 Electrowinning 100
2.1.4 가수분해/증류 100
2.2 착물형성 방법 101
2.2.1 산성화/휘발 101
2.2.2 금속의 첨가 102
2.2.3 부유(Flotation) 103
2.3 흡착방법 104
2.3.1 광물 104
2.3.2 활성탄 104
2.3.3 수지(Resins) 105
2.4 산화방법 105
2.4.1 미생물에 의한 산화 106
2.4.2 촉매에 의한 정화 107
2.4.3 전기분해 107
2.4.4 화학적 첨가(화학물질의 첨가) 108
2.4.5 광분해 113
3. 결론 118
참고문헌 120
Ⅳ. 촉매산화에 의한 휘발성 유기화합물(VOCs)들의 파괴 ? 131
개요 131
1. 휘발성 유기화합물(VOCs)은 무엇이며 왜 그들을 제거해야 하는가? 132
1.1 환경과 VOCs 132
1.2 VOCs와 그들의 배출원 132
1.3 VOCs 배출에 대비한 조처와 방책 133
2. VOCs 배출의 감소를 위한 방법들로서 촉매적 산화 vs. 열적 산화 135
3. 촉매 산화장치와 촉매시스템 137
3.1 촉매 산화장치 137
3.2 촉매시스템의 구조 137
3.3 촉매수명 138
4. VOCs의 산화에서 사용된 촉매시스템 141
4.1 VOCs의 산화에서 사용된 캐리어들 141
4.2.1 VOCs 산화를 위한 활성물질들로서의 귀금속 144
4.2.2 VOCs 산화에서 활성물질들로서의 전이금속들 146
4.2.3 VOCs 산화에서 활성물질로서의 산화물들 148
4.2.4 금속 산화물들 vs. 귀금속들. 산화를 위한 촉매로서 이들의 결합 155
5. 결론 156
참고문헌 157
Ⅴ. 황, 질소 그리고 산소 헤테로고리 화합물들의 미생물에 의한 분해
개요 167
1. 환경에서의 위험한 헤테로고리 화합물들 168
2. 헤테로고리 화합물들의 생분해의 메커니즘들 170
2.1 S 헤테로고리 화합물들: DBT(dibenzothiophene) 170
2.2 헤테로고리 화합물들 172
2.2.1 카바졸 1,9a-dioxygenase에 의한 카바졸의 분해 172
2.2.2 다른 dioxygenases에 의한 카바졸의 분해 174
2.2.3 제약의 전구체들로서 분해된 헤테로고리 화합물들 174
2.3 헤테로고리 화합물들 174
2.3.1 DBF(Dibenzofuran)의 박테리아에 의한 분해 174
2.3.2 DBF의 fungi에 의한 분해 177
3. 헤테로고리 화합물 생분해의 환경적 유효성 178
4. 헤테로고리 화합물들의 생분해를 위한 용매-내성 박테리아 179
5. Magnetite 나노입자들에 의한 고정 181
6. 결론과 향후 전망 182
참고문헌 183
Ⅵ. 독성 금속들과 방사성 핵종들의 미생물에 의한 해독 ? 187
개요 187
1. 서론 188
2. 독성 금속-저항적 미생물들의 생물공학적 적용들 189
3. 오염된 토양과 퇴적물로부터 금속들의 추출 191
4. 바이오미네랄화: 불용성 금속 황화물들과 인산염들의 형성 192
5. 엔지니어린 바이오 흡착 193
6. 관련된 유기화합물들의 생분해를 통한 독성 금속의 정화 194
7. 금속들의 dissimilatory 환원 195
8. 결론과 향후 방향 197
참고문헌 198
Ⅶ. 기술적 규모(파일럿 플랜트 규모)에서 미생물에 의한 화학 폐수로부터 수은의 제거 ? 205
개요 205
1. 서론 206
2. 미생물에 의한 화학 폐수로부터 수은의 제거를 위한 기술적 규모에서의 실험 208
2.1 파일럿 플랜트의 디자인과 가동 208
2.2 접종원의 배양 209
2.3 파일럿 플랜트에 접종물(미생물)의 주입 210
2.4 수은농도의 측정 210
3. 파일럿 플랜트에서의 실험결과 211
3.1 파일럿 플랜트 디자인 211
3.2 파일럿 플랜트의 조업개시 211
3.3 Inflow 수은농도, 전기전도도, pH 그리고 온도에서의 변동들 212
3.4 생물반응기 수은 outflow 농도에서의 변동들 214
3.5 생물반응기 성능에 미치는 예비 대기기간의 영향 215
3.6 산소소비 215
3.7 생물반응기의 최대 성능 216
3.8 활성탄 필터의 효과 216
4. 파일럿 플랜트 가동실험 결과에 대한 고찰 217
참고문헌 221
Ⅷ. 규조토를 사용한 중금속을 포함하는 폐수의 정화 ? 223
개요 223
1. 서론 224
2. 흡착실험 226
2.1 흡착제 226
2.2 흡착되는 물질(adsorbate) 227
2.3 SEM(Scanning electron microscope) 연구 227
2.4 등온흡착 227
2.5 여과율 227
3. 흡착실험 결과 및 실험결과에 대한 고찰 229
3.1 천연 규조토의 특성짓기 229
3.2 Mn-규조토의 특성 짓기 230
3.3 변형된 흡착제(Mn-규조토)의 안전성 232
3.4 중금속들에 대한 흡착용량: adsorption isotherms 232
3.5 중금속들을 제거할 수 있는 규조토의 능력과 다른 흡착제들과의 비교 237
3.6 여과성질들에 미치는 표면변형의 영향 238
4. 결론 240
참고문헌 241
Ⅸ. 부유회분을 사용한 폐수로부터 PCBs의 제거 ? 243
개요 243
1. 서론 244
2. 실험재료와 실험방법 245
2.1 부유회분 245
2.2 흡착 batch 실험 245
2.3 흡착연구 245
2.4 반응속도 연구 246
2.5 분석기술 246
2.6 반응속도론(이론) 246
2.6.1 입자 확산조절 과정 247
2.6.2 열역학적 파라미터들의 추정 248
3. 흡착실험 결과 249
3.1 평형화 시간 249
3.2 흡착제 투여량의 영향 250
3.3 전체적 속도상수 251
3.4 용질농도의 영향 252
3.5 pH의 영향 255
3.6 간섭이온들과 다른 PCB 동족류들의 영향 255
3.7 흡착 등온관계 255
3.7.1 Freundlich isotherm 255
3.7.2 Langmuir isotherm 256
3.8 흡착의 속도에 미치는 온도의 영향 256
4. 흡착실험 결과들에 대한 고찰 258
4.1 흡착평형 258
4.2 흡착 반응속도론 260
5. 결론 263
참고문헌 264
Ⅹ. 물과 폐수로부터 유기 오염물질들의 제거를 위한 흡착기술 ? 267
1. 서론 267
2. 흡착현상 269
2.1 흡착 등온식과 모델 269
3. 흡착제들의 타입 271
4. 염료의 흡착 273
5. 페놀의 흡착 276
6. 농약과 제초제의 흡착 279
7. 다른 유기 오염물질들의 흡착 282
7.1 활성탄(AC)에서의 흡착 282
7.2 백토와 백토광물 흡착제들에서의 흡착 285
8. 결론 289
약어 290
참고문헌 291