Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association (유기물자원화)

Korea Organic Resources Recycling Association (유기성자원학회)
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Effects of Column Boundary Flow and Surfactant Contents on Soil Hydraulic Conductivity

토양 칼럼의 경계흐름과 계면활성제가 수리전도도에 미치는 영향연구

  • Jeong, Seung-Woo (Department of Environmental Engineering, Kunsan National University) ;
  • Ju, Byung-Kyu (Department of Environmental Engineering, Kunsan National University)
  • 정승우 (군산대학교 환경공학과) ;
  • 주병규 (군산대학교 환경공학과)
  • Received : 2009.03.05
  • Accepted : 2009.03.22
  • Published : 2009.03.31
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Abstract

The hydraulic conductivity of porous media is the most important property in soil characteristics. The hydraulic conductivity is determined by outdoor and indoor methods. Indoor methods normally use soil columns for flow test. Assumption of the column test is that fluid one-dimensionally flows through the column. However, fluids may flow toward the wall of the column, resulting in "boundary flow". This study investigated the effect of boundary flow on the hydraulic conductivity by using a permeameter excluding boundary flow. The results showed that the hydraulic conductivity excluding boundary flow was much smaller than the hydraulic conductivity employing the conventional determination method. This study also investigated the effects of particle size and surfactant on the hydraulic conductivity. As the particle size increased, the hydraulic conductivity was increased. The hydraulic conductivity was reduced by increasing surfactant concentration. The result showed that the viscosity of fluid significantly affected the determination of hydraulic conductivity.

수리전도도는 다공성매체 시스템의 중요한 특성인자이다. 수리전도도를 측정하는 방법은 실외측정방법과 실내측정방법이 있다. 수리전도도의 실내측정은 일반적으로 투수측정기를 이용한다. 기존의 투수측정방식으로 산정한 수리전도도는 경계흐름의 영향을 고려하지 않고 모든 유체가 수직으로 이동한다는 가정으로 결정되었다. 하지만 실제 토양에서 유체는 수직, 좌우 방향으로 이동할 수 있다. 본 연구에서는 경계흐름을 배제한 투수계를 이용하여 경계흐름이 수리전도도에 미치는 영향을 평가하였다. 실험결과 기존방식으로 산정한 수리전도도에 비해 경계흐름을 배제한 수리전도도가 약 1/3에 해당하였다. 투수측정기를 이용한 수리 전도도 측정에 있어 경계흐름에 대한 영향을 고려한 수리전도도 결정이 필요하다. 또한 토양 입경과 계면활성제가 수리전도도에 미치는 영향을 파악하였다. 토양입경과 수리전도도는 비례하는 것으로 나타났으며 계면활성제는 수리전도도를 감소시키는 것으로 확인되었다. 계면활성제 농도가 증가할수록 수리전도도는 보다 많이 감소하였다. 수리전도도를 결정하는 물리적 특성을 평가한 결과 유체의 점도가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

Keywords

References

  1. 이민효, 최상일, 이재영, 이강근, 박재우, 토양 지하수환경, 동화기술, pp. 80-92 (2006).
  2. 박승기, "Guelph 투수계의 수문학 분야 활용", 한국관계배수, 7(1), pp. 74-78 (2000).
  3. Bedient P.B, Rifai H.S., and Newell C.J., Groundwater Contamination:Transport and Remediation, Prentice Hall Inc., p. 20 (1994).
  4. Mcneal B. L. and Reeve R. C., "Elimination of boundary-flow errors in laboratory hydraulic conductivity measurements", Soil Sci. Soc. Amer. Proc., 28, pp. 713-714 (1964). https://doi.org/10.2136/sssaj1964.03615995002800050040x
  5. Tokenuga T.K., "Laboratory permeability errors from annular wall flow", Soil Sci. Soc. America J., 52, pp. 24-28 (1988). https://doi.org/10.2136/sssaj1988.03615995005200010004x
  6. NAVFAC, Surfactant Enhnaced Aquifer Remediation Design Manual, Naval Facilities Engineering Command, pp. 5-7 (2002).
  7. Vivek J. and Demond A. H., "Impact of surfactants for aquifer remediation on physical properties of the aqueous phase", J. Contam. Hydrol., 40, pp. 25-35 (1999). https://doi.org/10.1016/S0169-7722(99)00043-1
  8. 정승우, 안윤주, 이병진, 토양복원공학, 동화기술, pp. 95-96 (2009).
  9. Renshaw C.E., Zynda G.D., and Fountain J.C., "Permeability reductions induced by sorption of surfactant", Water Resour. Res., 33, pp. 371-378 (1997). https://doi.org/10.1029/96WR03299
  10. Wiesner M.R., Grant M.C., and Huchins S.R., "Reduced permeability in groundwater remediation systems: Role of mobilized colloids and injected chemicals", Environ. Sci. Tech., 30, pp. 3184-3191 (1996). https://doi.org/10.1021/es950784u
  11. Gardner K.H. and Arias M.S., "Clay swelling and formation permeability reductions induced by a nonionic surfactant", Environ. Sci. Technol., 34, pp. 160-166 (2000). https://doi.org/10.1021/es990676y