토양 내 산소의 농도가 높을수록 유류의 생분해 속도가 빨라지며, 토양의 깊이에 따라 산소의 농도가 급격하게 달라지며 이에 따른 미생물의 활성도도 급격히 떨어지게 된다. 아크릴 소재 컬럼에 인공 오염시킨 후 30일간 제거 효율을 측정한 결과 0, 0.25, 0.50m의 깊이에서 영양조건을 달리한 4종의 실험군 모두 상부(0.0m)에서 제거율이 가장 높았다. 그러나 최적 균주 선정 실험시 사용한 깊이 1.0m의 컬럼 실험의 경우 평균적으로 0.50m의 컬럼 실험보다 제거속도가 낮았다. 따라서 접종된 미생물의 유류물질 제거 시 토양 깊이 별 산소 공급량이 제거 속도에 매우 큰 영향을 미치는 것을 나타내고, 토양 내 TPH 생물학적 분해에 따른 부족 산소를 적절히 공급하여 제거 효율을 높이는 방안을 마련해야 한다.
<h2>산소 공급에 따른 TPH 생물학적 처리</h2> <p>일반적으로 토양 내 산소의 농도가 높을수록, 유류의 생 분해 속도는 빨라진다[. 또한 자연상태에서 유류가 누출 되었을 시, 분해에 관여하는 미생물은 대부분이 호기성 미생물에 의한 것이라 알려졌다. 토양 내 산소의 농도는 산소를 전자 수용체로 사용하는 토양 미생물에 큰 영향을 미치며, 토양의 깊이에 따라 산소의 농도는 급격하게 달라지며 이에 따른 미생물의 활성 역시 급격히 떨어지게 된다. 이러한 방해효과에 대한 구체적 인자를 제시하기 위하여, 높이 \( 0.50 \mathrm { ~m } \) 의 아크릴 소재 컬럼에 TPH \( 10,000 \mathrm { mg } \cdot \mathrm { kg } ^ { -1 } \) 으로 인공 오염시킨 후 30 일간 제거 효율을 측정한 결과 깊이 0 , \( 0.25,0.50 \mathrm { ~m } \) 에서 영양조건을 달리한 4종의 실험군 모두 상부 즉 깊이 \( 0.0 \mathrm { ~m } \) 에서 제거율이 가장 높은 것으로 나타났다. 특히 접종 균 및 영양염류를 첨가해 준 실험군 Case 4 에서 깊이 \( 0.0 \mathrm { ~m } \) 에서 \( 99.2 \%, 0.45 \mathrm { ~m } \) 에서 \( 78.5 \%, 0.90 \mathrm { ~m } \) 에서 \( 50.3 \mathrm { ~m } \) 의 TPH제거효율을 보여 이러한 차이가 두드러지게 나타났다(Table 5).</p> <p>그러나 최적 균주 선정 실험시 사용한 깊이 \( 1.0 \mathrm { ~m } \) 의 컬럼 실험의 경우, 평균적으로 \( 0.50 \mathrm { ~m } \) 의 컬럼 실험보다 평균 약 \( 28 \% \) 정도 낮은 제거속도를 나타내며 반감기 또한 길게 나타났다(Table 2).</p> <p>그러므로 접종된 미생물의 유류물질 제거 시 토양 깊이 별 산소 공급량이 제거 속도에 매우 큰 영향을 미치는 것을 나타낸다. 이러한 미생물을 이용한 현장적용 시 토양 오염 깊이에 따른 제거 기간을 예측하며, 토양 내 \( \mathrm { TPH } \) 생물학적 분해에 따른 부족 산소를 적절히 공급하여 줌으로서 그 제거 효율을 높이는 방안을 마련해야 할 것이다.</p> <h2>Lab scale reactor를 이용한 최적 조건에서 TPH 오염 토양의 고효율 균주 적용한 bioremediation test</h2> <p>최적 조건의 산소 및 영양물질을 첨가한 상태에서의 5 종의 유류 분해 고효율 혼합 균주(KDi19, K14, G8, BJ10, E41) 제거 효율을 알아보기 위하여 \( 50 \mathrm { ~kg } \) 용량의 \( \mathrm { TPH } \) 오염 토양 컬럼을 이용한 lab reactor 실험을 실시한 결과 토착 미생물만이 존재하는 컬럼의 경우 45 일 운전 기간 동안 \( 6,937.9 \mathrm { mg } \cdot \mathrm { kg } ^ { -1 } \) 의 \( \mathrm { TPH } \) 를 \( 5,394.0 \mathrm { mg } \cdot \mathrm { kg } ^ { -1 } \) 까지 \( 22.3 \% \) 제거하였으며, 유류 분해 고효율 균주 적용 토양의 경우 동일한 기간에 \( 7,209.9 \mathrm { mg } \cdot \mathrm { kg } ^ { -1 } \) 을 \( 825.6 \mathrm { mg } \cdot \mathrm { kg } ^ { -1 } \) 까지 \( 88.5 \% \) 제거하여 식종 균주가 매우 높은 유류 제거 효율을 보였다 (Fig. 4, Table 6). 제거 속도 또한 미생물 식종 시 8 배 높게 나타났다. 현재 \( \mathrm { TPH } \) 의 국내 토양 오염 우려 기준('가' 지역)은 \( 500 \mathrm { mg } \cdot \mathrm { kg } ^ { -1 } \) 으로 이 농도까지 예상 복원기간은 균을 접종하지 않았을 경우 \( 526.0 \) 일, TPH 제어 균 접종 시 \( 60.7 \) 일이 소요되어 균주 적용 시 매우 효율적으로 복원 기간을 단축할 것으로 보인다. 토양 깊이 별 제거율은 평균적으로 상부가 높은 제거율을 보였다. 기간별 제거 속도는 초기 기간 동안 하부보다 상부에서 더 높은 제거 속도를 보이나 제거 단계가 진행될수록 유사한 제거 속도를 나타내었다.</p>