권호 표지

대한환경공학회지 (Journal of Korean Society of Environmental Engineers) (Journal of Korean Society of Environmental Engineers)

대한환경공학회 (Korean Society of Environmental Engineers)

  • 월간
  • /
  • 1225-5025(pISSN)
  • /
  • 2383-7810(eISSN)

Aim & Scope

The Journal of Korean Society of Environmental Engineers (JKSEE, pISSN 1225-5025, eISSN 2383-7810) is a peer-reviewed official journal of the Korean Society of Environmental Engineers since 1979. Its homepage URL is http://jksee.or.kr/. The journal is monthly published in print and electronic versions by the Korean Society of Environmental Engineers and abbreviated as “J. Korean Soc. Environ. Eng.”. The Journal of Korean Society of Environmental Engineers (JKSEE) is dedicated to the publication of original research papers, rapid research communications, review papers and technical notes on all aspects of environmental engineering. The Journal of Korean Society of Environmental Engineers (JKSEE) explores innovative solutions to problems in natural and engineered environment including air, water, and land contamination and waste disposal, with coverage of climate change, environmental risk assessment and management, green technologies, sustainability, and environmental policy. Scopes of Journal include: Physico-chemical & biological treatment processes in water and wastewater treatment; Air quality & air pollution control; Soil and groundwater remediation Renewable energy & waste management; Energy recovery from waste; Incineration, Landfill; Green energy Environmental systems engineering; Seawater desalination; ICA (instrument, control, automation); Water reuse; Water and sewer systems Environmental health & toxicology; Hazardous materials; Environmental risk assessment; Nanotoxicity Environmental measurement and monitoring; Climate change; Environmental impact assessment; Noise in the environment; Life cycle assessment

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제35권11호

  1. 이홍철;곽필재;이현동;황인주 763
    https://doi.org/10.4491/KSEE.2013.35.11.763 PDF KSCI
    본 논문에서는 하수처리장 주요 장비 고장밀도함수를 기반으로 시스템 가용성 평가가 수행되었다. 프로세스 구성과 구성요소의 고장률에 따른 시스템 가용성 및 위험요소 분석에 초점을 맞추고 있다. 하수처리장 시스템 가용성 분석을 위하여 기자재 분류와 해당기자재의 고장확률밀도함수를 정립하였다. 가용성 평가 과정의 불확실성의 해소를 위하여 몬테카를로 시뮬레이션 기법과 이벤트기법을 도입하였다. 하수처리장 시스템 가용성은 구성장비가 직렬연결 상태인 경우에 50.4%로 평가되었으며, 장비별 보조시스템이 추가 적용된 경우 80.1% 이상으로 증가하였다. 슬러지 탈수 및 농축 공정의 시스템 오작동은 전체 시스템 오작동의 77% 이상에 해당하고 있어 주 위험 요인으로 평가되었다.
  2. 임정희;허진 769
    https://doi.org/10.4491/KSEE.2013.35.11.769 PDF KSCI
    본 연구에서는 두 가지 기원의 표준 휴믹물질 혼합 시료와 Suwannee River fulvic acid (SRFA)을 사용하여 광분해로 인한 용존 유기물질의 스펙트럼 특성 변화와 이에 따른 소독 부산물 생성능의 변화를 조사하였다. 혼합시료의 염소소독부산물 발생잠재력(DBPFP)은 specific UV absorbance (SUVA) 값에 비례하여 증가하였다. 7일간 광분해 후 혼합시료의 SUVA 값은 모두 감소하였다. 그러나 동일 시료에서 DBPFP 값은 SUVA 감소폭보다 적었다. 비록 두 변수 사이에 직선성은 유지되었으나 같은 SUVA 범위 내에서의 DBPFP 값은 오히려 감소하는 경향을 보였다. 이 결과는 광분해로 인해 염소소독부산물 전구체 역할을 하는 비방향족 물질이 생성될 수 있음을 시사하였다. SRFA 시료에 대해 4일과 13일 광분해하여 각각 저분자와 고분자 부분에서의 DBPFP 값을 비교한 결과 광분해 후 유기탄소 당 염소소독부산물 발생량 변화양상은 염소소독부산물 종류에 따라 다르게 나타났다. 유기탄소 당 trihalomethenes (THMs) 발생은 광분해 후 고분자 부분에서 더 높았으나 haloacetic acids(HAAs)의 경우 고분자와 저분자 부분 사이의 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 광분해 시간에 따른 유기탄소 당 DBPFP 값 변화 패턴도 용존 유기물 분자량에 따라 다르게 나타났다. THMs의 경우 고분자 부분에서는 광분해 시간에 따라 증가하는 경향을 보였으나 저분자에서는 큰 변화를 보이지 않았다. 반면 HAAs은 고분자에서 지속적인 감소 경향을, 저분자 부분에서는 증가 후 다시 감소하는 경향을 보였다. 본 연구결과 수중 유기물질은 전반적으로 광분해에 따라 소독부산물 생성능이 초기에 오히려 증가할 수 있으며 광분해 시간이 충분히 지속된 후에야 감소함을 보여주었다.
  3. 정승우;이태진 776
    https://doi.org/10.4491/KSEE.2013.35.11.776 PDF KSCI
    본 연구에서는 마이크로파 조사를 통하여 디젤오염토양의 TPH (Total Petroleum Hydrocarbon) 제거양상을 살펴보고자 하였다. 건조토양을 마이크로파로 조사하였을 때 토양 내 온도의 상승은 완만하였으나 수분이 공급된 상태에서 온도 상승이 급격하게 나타났다. 함수량이 20% 이내 범위에서는 수분함량이 증가할수록 온도가 상승하였으나 20% 이상에서는 오히려 온도가 저하되었다. 100~700 W의 전력량으로 마이크로파를 조사한 후 각각의 TPH의 제거량을 확인하였을 때 300 W 이상의 범위에서는 전력량이 높아짐에도 TPH 제거량에 차이가 많지 않았다. 초기 수분량 20%에서 마이크로 조사 시 최종 TPH 제거량은 60%로 나타났으나 추가적으로 수분을 공급하여 토양 내 함수량을 일정하게 유지하였을 때 약 25%의 TPH 제거 증대효과가 나타났다. 이는 마이크로파를 이용할 때 반응이 지속됨에 따라 수분손실과 더불어 온도가 감소하므로 토양 내 함수량을 유지하는 것이 효율적인 TPH제거를 위해 중요한 요인이 될 수 있다는 것을 나타낸다.
  4. 정재아;손영금;이우근 781
    https://doi.org/10.4491/KSEE.2013.35.11.781 PDF KSCI
    하수슬러지의 해양투기가 금지됨에 따라 하수슬러지의 적정처리에 대한 요구가 커지고 있다. 따라서 본 연구에서는 하수슬러지와 폐유리를 이용하여 경량벽돌을 제조하고자 하였다. 건축자재인 벽돌은 통상 $1,200^{\circ}C$ 이상의 고온에서 제조되기 때문에 벽돌 제조시 다량의 에너지가 소비된다. 본 연구에서는 하수슬러지와 폐유리를 이용하여 경량벽돌 제조시 $CO_2$ 배출량을 줄이기 위해 $800^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도에서 지오폴리머 기술을 이용하여 벽돌을 제조하였다. 경량벽돌 제조시 소성온도, 하수슬러지와 폐유리 및 물유리와 물의 혼합비 등이 주요 영향 인자이며, 이들의 변화에 따른 경량벽돌의 특성을 평가하였다. 본 연구결과에 따르면 경량벽돌의 최적 제조조건은 소성온도 $750^{\circ}C$, 물유리/물 혼합비 1.5, 하수슬러지/폐유리 비 10 : 90 wt%였다. 이때 제조한 경량벽돌의 압축강도 5.1 MPa, 비중 0.46으로 발포세라믹 경량벽돌 기준을 만족시키는 것으로 나타났다.
  5. 이건영;나용운;류재나;오재일 785
    https://doi.org/10.4491/KSEE.2013.35.11.785 PDF KSCI
    합류식하수관로시스템에서 강우시 유출수는 관로내 퇴적물과 지표면 세척효과에 의한 오염물질 등이 혼합되어 하천으로 방류되기 때문에 방류수계에 화학적 물리적 생물학적으로 상당한 문제를 야기하지만, 현재 국내에서는 CSOs의 오염 부하량 관리기준을 결정함에 있어 통일된 방법론이 부재한 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 우수유출모형을 활용한 장기간 CSOs 유량-수질모의를 통하여 CSOs의 오염부하량 저감목표를 설정하고자 한다. 이를 위하여 국내외 CSOs 관리기준을 검토하였으며, 그 결과 연간 총 월류부하량 및 발생빈도를 총 2단계로 구분하여 관리하고, 1단계에서는 60%, 2단계에서는 85%를 저감하는 것을 목표로 설정하였다. 도출된 저감 목표 기준을 대상지역에 적용하여 장기간(최소 10년간)의 CSOs 발생 모의를 바탕으로 분석한 결과, BOD 월류부하량 저감목표는 1단계 1,123 kg, 2단계 2,374 kg이었으며, 목표 달성을 위해 대응해야 할월류량은 1단계 $11,685m^3$, 2단계 $24,701m^3$으로 나타났다.
  6. 박지영;임현만;이혜인;윤영한;오현제;김원재 795
    https://doi.org/10.4491/KSEE.2013.35.11.795 PDF KSCI
    도시 개발 과정에서 토지이용 특성의 변화에 기인하는 불투수면적률의 증가에 따라 일반적으로 강우시 침투율은 감소하고, 유출률은 증가한다. 이에 따라 개발 이후 도시 내 하천 및 하류부 공공수역의 수질에 미치는 영향도 커질 것으로 우려되고 있다. 이러한 문제에 대응하기 위하여 도시 개발과정에서 가능한 개발 이전의 강우 유출특성을 유지하도록 하는 저영향 개발(LID, Low Impact Development) 기법의 도입이 활발하게 검토되고 있다. 그러나 다양한 LID 기법이 검토되고 있음에도 불구하고, 각 기법별로 강우 및 오염부하 유출특성에 미치는 영향에 대한 이해는 충분치 못한 실정이다. 본 연구에서는 현재 개발이 진행되고 있는 도시 지역을 대상으로 분포형 강우유출모형을 구축하여 모의를 수행하였다. 범용성이 높은 SWMM 모형을 이용하여 LID 기법 적용에 따른 도시 개발 전 후의 유출 및 오염부하 저감효과를 분석하였다. 모의결과, 침투/저류율은 개발 전보다 개발 후 78%에서 15%로 감소하였고, LID 기법(투수성포장, 빗물저류조, 빗물정원)을 적용한 결과 24%까지 다시 증가하였다. 또한 유출률은 개발 전 20%에서 개발 후 74%로 3배 이상 증가하였고, LID 기법 적용시 66%까지 저감시킬 수 있는 것으로 나타나 그 효용성을 확인하였다. 본 모의에 적용한 LID 기법 중 강우유출 저감 측면에서는 투수성포장의 효율이 가장 높았고, 오염부하(TSS, BOD, COD, T-N, T-P) 저감 측면에서는 빗물저류조의 효율이 높은 것으로 나타났다. 따라서 도시 개발에 따른 유출 및 오염부하 저감을 고려하여 LID 기법을 선정할 경우, 강우유출 저감의 측면을 고려한다면 침투의 기능이 주요한 기법을 선정하고, 오염부하 저감의 측면을 고려한다면 저류의 기능이 주요한 기법을 선정하는 것이 효율적인 것으로 판단된다.
  7. 강민구;신관우;이상일 803
    https://doi.org/10.4491/KSEE.2013.35.11.803 PDF KSCI
    본 연구의 목적은 칼슘염을 함유한 레미콘 슬러지를 이용하여 불소함유폐수를 물에 난용성인 $CaF_2$ 화합물 형태로 침전시켜 처리하는데 있어 pH, 레미콘슬러지 주입량, Seed물질 주입량, 교반속도, 교반시간의 최적 조건을 도출하고자 하는데 있다. 실험결과 레미콘 슬러지를 이용한 대상폐수의 $CaF_2$ 침전 반응에서 함수율 및 불소의 제거효율 등을 고려할 경우 최적의 pH 6, 레미콘 슬러지 주입량은 10 g/L, Seed 물질 주입량은 2 g/L, 교반속도은 100 rpm, 교반시간은 60 min으로 관찰되었다. 이 때 Seed 물질의 주입은 불소제거효율에는 영향이 없는 것으로 나타났지만 침전물의 형성이 되는 반응을 촉진시키고 플럭형성을 원활하게 하여 고액 분리가 잘 되어 함수율이 낮아지는 결과가 나타났다.
  8. 김석구;안재환;강성원;윤상린;이정우;이제근;임준혁;김동수;이태윤 809
    https://doi.org/10.4491/KSEE.2013.35.11.809 PDF KSCI
    본 연구는 광안대교 하부의 퇴적토 오염조사를 위해 퇴적토의 기본물성 및 중금속 함량을 측정하였다. 퇴적물 시료의 산화물을 분석한 결과, $SiO_2$와 CaO의 경우 강하구에서 멀어 질수록 $SiO_2$는 증가하고 CaO는 감소하는 경향을 보였다. 강열감량의 경우, 7.2~14.3%의 분포를 보여 비교적 높은 값을 나타내었고 TOC는 0.9~5.5%로 지역에 따라 편차가 큰 것을 알 수 있었다. 이는 USEPA 퇴적물환경기준(비오염, 중간오염, 심한오염)에 따라 심한오염으로 평가되었고, TOC의 경우, 강하구에서 가장 먼 시료채취 지점(GW7)은 영향없음으로 평가되었고 나머지 지역은 최소영향수준으로 평가되었다. 중금속의 경우에는 USEPA와 캐나다 기준으로 평가하였을 때 모두 비오염으로 평가되어 중금속에 대한 오염도는 없는 것으로 평가되었다. 다만, 강열감량의 값이 크기 때문에 USEPA 기준으로 평가할 때 중금속의 오염은 없지만 전체적으로는 심한 오염으로 평가되었다.
  9. 김광수;박정오;전태환;김일호 815
    https://doi.org/10.4491/KSEE.2013.35.11.815 PDF KSCI
    본 연구의 목적은 알루미늄판에 활성탄을 얇게 박판으로 코팅하여 분진제거를 위한 활성탄 전극을 제조함에 있다. 전극을 제조하기위하여 알루미늄판에 활성탄을 부착시키기 위한 적정 결합제 선정 그리고 결합제 사용에 따른 활성탄 세공의 막힘방지 그리고 제조된 제극의 분진제거능력 등을 알아보는 연구를 수행하였다. 알루미늄판에 활성탄 부착을 위한 결합제로는 비닐계의 PVA (polyvinyl acetate)가 적정하였고, 결합제 사용에 따른 활성탄 세공의 막힘을 방지하기 위해서는 우선 먼저 활성탄 세공에 결합제의 용매제를 충진하고 나중에 결합제와 활성탄을 혼합 후 고온에서 휘발시키는 방법이 적정하였다. 그리고 활성탄이 코팅된 전극판은 알루미늄 전극판보다 약 두배의 분진부착능력을 보여주었다.
  10. 김광수;박현철;전태환;이주행;남상철 821
    https://doi.org/10.4491/KSEE.2013.35.11.821 PDF KSCI
    본 연구의 목적은 분진제거 장치에서 전극간의 적정간격을 알아보기 위한 것이다. 실험은 전극간격을 3 cm, 2 cm, 1 cm로 직렬로 놓고 유입유량을 변화시켜 수행하였다. 실험결과로부터 분진제거를 위한 적정 선속도는 6 cm/sec였고 전극표면에 부착되는 분진 총량은 전극의 간격이 가까울수록 증가하였다. 그러나 1 cm 정도로 매우 가까울 경우는 전극판에 부착된 분진은 탈착되었으며 이는 분착된 분진의 역이온화 즉 전하의 변화 때문인 것으로 사료되었다. 결과적으로 전극판에서 양전극과 음전극 간의 간격은 2 cm가 적당하고 이때의 분진부하율은 $24mg/min{\cdot}m^2$였다.
  11. 김준범;강헌;신상민 827
    https://doi.org/10.4491/KSEE.2013.35.11.827 PDF KSCI
    물 발자국(Water footprint)은 단위 제품 및 단위 서비스 생산 전과정(life cycle) 동안 직접 및 간접적으로 이용되는 물의 총량지표를 나타내는 것을 의미한다. 현재까지 산업별 및 제품에 대한 물 사용량과 관련된 자료가 잘 구축되어져 있지 않으며 특히 많은 물이 사용되어지는 농업 생산 제품에 대한 물 사용량에 대한 자료는 전무하다고 할 수 있기 때문에 각 제품에 대한 물 사용량 자료 구축은 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 우리나라의 수자원 이용 형태 중에서 가장 큰 부분을 차지하는 산업 분야인 농업 산업에서 쌀 생산을 중심으로 8개 지자체(강원, 경기, 경북, 경남, 전남, 전북, 충북, 충남)를 범위로 하였으며, Cropwat 8.0 모델을 이용하여 물 사용량을 산정하였다. 본 연구의 결과로 쌀 제품의 간접적인 물 사용량은 경북 지역이 $1,356.68m^3/ton$으로 가장 적은 물 사용량을 가졌으며, 전남지역이 $1,669.54m^3/ton$로 가장 많은 물이 사용되는 것으로 산정되었다. 8개 지자체의 평균적인 물 사용량은 $1,487.87m^3/ton$으로 산정되었으며, 쌀 밥 한 그릇 양의 밥(130 g)을 지을 때 쓰이는 직접 물의 사용량 및 간접 물 사용량을 고려한 총 물 발자국 산정 값은 193.61L로 산정되었다. 본 연구결과를 바탕으로 농업 분야 및 전 산업 분야로 확장하여 제품별 물발자국 산정이 필요하며 데이터베이스 구축이 필요하리라 사료된다.
  12. 김성희;이우춘;김순오;나소영;김현아;이병태;이병천;엄익춘 835
    https://doi.org/10.4491/KSEE.2013.35.11.835 PDF KSCI
    최근 들어 나노기술의 발전에 따라 다양한 산업 및 상업분야에서 나노물질의 사용이 급증하고 있다. 이러한 나노물질이 환경에 유출되어 사람의 건강 및 생태계에 악영향을 줄 수 있다는 문제가 지속적으로 제기되어 왔다. 이에 따라 다양한 환경매질 내에서 나노물질의 거동특성 및 생독성 등에 대한 평가들이 요구되어진다. 이러한 평가들이 진행되기 위해서 필연적으로 다양한 매체 내에서 존재하는 나노물질을 효과적으로 분리하고 이들의 특성을 정량화하는 기술들이 수반되어야 한다. 본 논문에서는 이러한 나노물질의 분리기술들 중 시료의 교란이 비교적 적고 전처리과정이 단순한 장-흐름 분획기술을 이용한 나노물질 분리에 대한 국내외 선행연구들을 살펴보았다. 특히 가장 많이 활용되어온 흐름 장-흐름 분획기를 중심으로 기본원리를 살펴보고 분리대상인 나노물질의 종류에 따라서 지금까지 수행되어온 연구들을 분류하고 분석해 봄으로써 이 분야의 연구자들에게 실제적인 정보를 제공하고자 한다. 장-흐름 분획기를 이용하여 다양한 환경매질로부터 나노물질을 효과적으로 분리하기 위해서 분리대상인 나노물질의 종류와 특성을 고려한 전처리, 적절한 멤브레인과 운반용액의 선택, 흐름조건의 최적화 등이 중요한 것으로 조사되었다. 뿐만 아니라 분리 후 나노물질의 특성을 정량화하기 위해서 다양한 검출기 및 분석기와의 연계가 필수적으로 보인다. 하지만 아직까지 일부 환경매질에만 국한되어 연구가 진행되었으며, 또한 분리대상인 나노물질의 종류도 극히 제한적인 것으로 조사되었다. 특히 이러한 나노물질에 대한 분리 및 측정에 대한 국내 연구는 매우 부족한 실정이며 나노물질 사용량이 급증하고 있는 현실을 고려하면 이 분야에 대한 연구가 절실히 요구된다.