한국지하수토양환경학회 춘계학술발표회 2013년 4월 11일-12일 한화리조트 제주
In-situ bioremediation에서 환경변화에 따른 TCE 혐기성 탈염소화 모니터링
한경진1․홍의전1․안광모1․Jiang Hongjie1․유현주1․염여훈1․박선화2․권수열3․김영1*
1고려대학교 환경공학과, 2국립환경과학원, 3방송통신대학교 환경보건학과 e-mail : [email protected]
요 약 문
TCE는 알려진바 산업단지 내 대표적인 지하수 오염물질로서 장기적인 오염원으로 존재하기 때문에 양수처리공법 등의 전통적인 정화공법으로 법적기준을 만족하기 어려운 것으로 보고되고 있다(Macdonald and Kavanaugh, 1994). 따라서 TCE를 무독성화 하는 미생물을 이용한 생물학적 복원 분야에 관한 연구에 관심을 가지기 시작했으며, 혐기성 탈염소화 공정은 산소가 존재하지 않는 혐기성 조건에서 TCE를 인체에 무해한 Ethylene(ETH)까지 환원시키는 공정으로 국외에서 는 lactate, formate와 같은 유기물질과 무기물질(e.g. 질소, 인)을 오염현장에 주입하여 토착 미생물의 생물학적 활성도를 증진시키는 biostimulation 공정과 고농도로 성 장시킨 탈염소화 미생물을 현장에 직접 주입하는 bioaugmentation 공정이 개발/연구되었다. 그러나 He 외 (2003b) 등은 biostimulation과 bioaugmentation 공정이 알려지지 않은 영양학적 원인 혹은 산소 민감도 때문 에 탈염소화 미생물의 성장 및 유지가 어렵다고 보고하였다. 또한 국내 연간 강수량의 대부분이 장마철에 집 중되어 현장에서 혐기성 탈염소화 공정에 미치는 영향이 클 것으로 예상되었다. 국내의 경우 혐기성 탈염소화 공정관련 실험실 수준의 연구가 보고된바 있으나, 현장 규모에서의 강우 등 외부 환경변화에 관한 연구가 보 고된 경우가 없다. 따라서 in-situ 생물학적 공정의 효율적인 운영을 위해 미생물의 성장에 필요한 기질의 효 율적인 주입방법, 산소노출에 의한 미생물의 활성도 저하를 방지하기 주입방법과 외부 환경변화에 의한 생물 학적 공정의 효율변화를 도출하기 위해 오염부지 현장부지에 설치된 관측정에서 주입/추출 관정을 활용하는 well-to-well test를 수행하였다. well-to-well test에서 질소가스 분사 주입방법을 통해 기질을 주입하여 260 일 이상 운영된 생물학적 공정 모니터링 결과 관정의 막힘 현상은 관찰되지 않았다. TCE외 다른 전자수용체 로서 황산염 (SO42-)을 주입한 결과 현장 지하수의 redox potential이 +200 mv 산화조건에서 환원조건으로 변 하기 시작하는 동시에 TCE의 탈염소화 부산물인 cis-DCE가 검출되기 시작하였고, 혐기성 TCE 탈염소화를 증명할 수 있는 대체물질인 fumarate 주입결과 혐기성 부산물인 succinate가 검출되어 현장 대수층이 탈염소 화가 일어나기 적합한 조건을 형성하는 것으로 나타났다. 장마기간에 내린 강우가 생물학적 공정에 미치는 영 향을 분석한 결과 단기간(20일, 430mm) 내리는 강우는 큰 영향을 미치지 않은 것으로 나타났으나 장기간 강 우는(40일, 507mm) 수위와 유속증가를 초래하여 생물학적 공정의 효율을 저하 시키는 것으로 나타났다. 그러 나 20일 후 강우전 수준으로 TCE 혐기성 탈염소화 효율이 회복되는 것으로 나타났다. 따라서 장기간 내리는 강우는 in-situ 공정에 영향을 주지만 단기간 내리는 강우는 영향을 주지 않아 장시간 생물학적 in-situ 공정 의 운영이 가능한 것으로 판단된다.
key words : TCE, well-to-well, in-situ bioremediation 사사
본 연구는 환경부에서 주관하고 환경산업기술원에서 시행한 토양·지하수오염방지기술개발사업 "GAIA Project"
의 지원으로 수행되었습니다 (과제번호 173092011).
참고문헌
1. Macdonald, J.A., and Kavanaugh, M.C., 1994, Restoring Contaminated Groundwater an Achievable Goal.
Environmental Science & Technology, 28, A362-&.
2. He, J.Z., Ritalahti, K.M., Yang, K.L., Koenigsberg, S.S., and Loffler, F.E., 2003b, Detoxification of vinyl chloride to ethene coupled to growth of an anaerobic bacterium. Nature, 424, 62-65.