• 방사성폐기물학회지
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• 제14권4호
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• pp.423-434
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• 2016

인접 국가인 일본의 후쿠시마 원전에서 극한 자연재해로 인한 중대사고가 발생하면서, 국내에서 중대사고 및 확률론적 안전성 평가 (PSA, Probabilistic Safety Assessment)에 대한 중요성이 재인식되었다. 국내에서는 원전의 소외결말을 평가하는 3단계 PSA에 대한 연구개발이 최근까지 거의 이루어지지 않았다. 본 논문에서는 국외 3단계 PSA 전산코드 중, 미국의 MACCS2 (MELCORE Accident Consequence Code System 2), 유럽의 COSYMA (COde SYstem from Maria) 그리고 일본의 OSCAAR (Off-Site Consequence Analysis code for Atmospheric Releases in reactor accidents)에 대한 간략한 분석과 미국의 MACCS2에 대한 단점 및 한계점 분석을 수행하였다. 국내 외 전문가들에 의해 공통적으로 지적되어 온 MACCS2의 한계점은 다수호기사고와 사용후핵연료 저장조로부터의 방출 모사의 불가능, 그리고 대기확산모델을 단순 가우시안 플륨모델을 기본으로 한다는 것이며, 이중 일부는 MACCS2업데이트 버전을 통해 개선되어 왔다. Food chain 모델의 모사의 제한, 해양 및 수계 확산모델의 부재, 제한된 범위의 경제영향평가 등 또한 개선되어야 할 사항이다. 기술보고의 결과는 국내 3단계 PSA 관련 기술 개발을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권10호
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• pp.785-799
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• 2022

본 연구의 목적은 대청댐 저수지(금강수계)를 대상으로 G-res Tool을 적용하여 배출 경로별 온실가스(Greenhouse Gas, GHG)의 배출 특성과 댐 건설에 따른 담수 전과 후의 GHG 순 배출량(온실가스 발자국)을 산정하는데 있다. 아울러, 단위전력 생산당 탄소배출량(GHG 배출강도)을 평가하고 저수지 부영양화 상태(총인 농도)에 따른 GHG 배출량 변화의 민감도를 분석하여 수질과 배출량의 관계를 해석하였다. 대청댐 건설 후 연간 GHG 배출 플럭스는 262 gCO₂eq/m²/yr이었으며, CO₂와 CH₄의 비율은 각각 45.7%와 54.2%이었다. 배출 경로별로는 CO₂ 확산이 가장 많았으며 다음으로 CH₄의 확산, 방류 시 탈기, 기포 배출 순으로 산정되었다. 댐 건설 전과 후의 GHG 순 배출량은 담수 전 산림지로 분류된 토지 피복이 담수 후 저수구역으로 변경됨으로써 탄소 흡수효과가 상실되어 510 gCO₂eq/m²/yr로 증가하였다. 대청댐의 GHG 배출강도는 전력밀도(저수면적당 발전용량)가 낮아 전세계 수력발전 중앙값보다 약 3.7배 많은 86.8 gCO₂eq/kWh로 산정되었다. 그러나 이 값은 화석연료인 석탄의 배출강도보다 9.5배 작은 값에 해당한다는 점은 주목할 만하다. 또한 저수지의 총인 농도가 감소함에 따라 GHG 배출량도 감소하는 것을 확인하였다. 연구 결과는 댐 저수지의 온실가스 배출 특성에 대한 이해를 높이고, 국가 온실가스 인벤토리의 불확실성을 개선하는데 활용될 수 있다.

• 유기물자원화
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• 제30권2호
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• pp.29-42
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• 2022

정부는 최근 2050년까지 국가 온실가스 순배출량은 "0"으로 하는 2050 탄소중립 정책을 추진하고 있다. 이에, 축산업 부문 2050 탄소중립을 위한 핵심적인 수단으로 가축분뇨 에너지화에 대한 관심이 증가하고 있다. 가축분뇨 고체연료화 기술은 가축분뇨를 건조 또는 탄화시켜 고체연료로 제조하는 기술로서 가축분뇨 고체연료 제조시설 및 발전시설의 경제성 문제로 인하여 보급 확산이 미미한 상황이다. 본 연구에서는 가축분뇨 고체연료 제조 및 이용 촉진을 위하여 가축분뇨 고체연료의 잠재적인 수요처인 가축분뇨 고체연료 발전시설의 경제성을 평가하고자 하였다. 가축분뇨 고체연료 제조원가는 200톤/일 규모의 발효건조 과정에서 97.4 천원/톤으로 가장 낮은 제조원가를 보였다. 가축분뇨 고체연료 발전시설은 신재생에너지공급인증서(REC) 가중치 1.5에서 경제성을 나타냈다. 가축분뇨 고체연료화는 온실가스 저감, 수계 비점오염원 저감 등 다양한 환경적 편익을 지니고 있다. 따라서 가축분뇨 고체연료 생산시설을 확산 보급을 위해서는 다양한 환경 편익을 포함한 경제성 검토가 요구된다.

• 농약과학회지
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• 제17권2호
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• pp.126-132
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• 2013

본 실험은 방역살충제 살포에 따른 수생태계의 위해성을 평가하는데 필요한 기초자료를 제공하고자 deltamethrin의 하천 방역시 풍속에 따른 하천수 중 약제의 잔류변화(A)와 하천표면으로 유입되는 잔류량 조사(D) 그리고 소여울에서의 수중 잔류변화(B) 및 상류지역인 반석천변에서 관행 살포시, 하류지역인 유성천 합류지점에서의 deltamethrin 잔류변화(C)를 조사하였다. A지점에서 풍속에 따른 결과를 비교해 볼 때, 각각의 최대 잔류량은 $0.17{\mu}g/L$(0 m)와 $4.42{\mu}g/L$(25 m)로 나타났으며, 약제가 검출된 시료 중 살포지점으로부터 가장 멀리 떨어진 지점은 각각 100 m(5 min)과 200 m(15 min)으로 나타났다. B지점의 하천 여울의 잔류량은 0 min ~ 480 min(8 hr)까지 $0.15{\sim}0.26{\mu}g/L$의 범위를 유지하다 720 min(12 hr) 이후부터 정량한계 미만인 $0.04{\mu}g/L$ 이하로 감소하는 것으로 나타났다. 반석동과 죽동 하천변 일대에서 관행법으로 방역 후 유성천 합류지점(C)에서 최대 48시간까지 시료를 채취하였는데, deltamethrin이 최초로 유입되는 것은 0 min과 1 min에서 각각 $0.15{\mu}g/L$, $0.11{\mu}g/L$로 나타났으며, 이후 12 hr 지점($0.10{\mu}g/L$)을 제외하고는 모든 지점에서 정량한계 미만으로 나타났다. 이는 상류에서 방역을 실시할 경우 하천으로 투입된 약제가 합류지점까지 이동하면서 유량의 증가, 저니토 및 부유물에 의한 흡착으로 인해 잔류량이 낮아졌기 때문이라고 보여 진다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권5호
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• pp.288-302
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• 2017

퇴적물이 수층의 영양염 분포에 미치는 영향을 평가하기 위해서 퇴적물의 용출률을 정확하게 측정할 필요가 있다. 이에 본 연구에서 퇴적물 용출률 측정 방법 중 퇴적물 코어 배양법을 대상으로 용출률의 측정 조건과 실험 절차를 제시하였다. 낙동강 수계 중류에서 2015년 7월에 표층이 교란되지 않은 퇴적물 코어 시료를 채취하여, pre-incubation 시간(6, 12, 24시간), 초기 산소농도(포화도 90, 70 50%), 확산경계층의 두께(0, 0.6-0.8, 1.2-1.4 mm), 배양 온도(10, 17, 20, $25^{\circ}C$) 등을 여러 가지 조건으로 조성하여 측정한 영양염 용출률의 결과를 그 바탕으로 하였다. 네 가지 주요 환경 조건이 달라지면, 안정화 시간 동안 유기물 분해 및 산화 과정에 의한 화학 조성 변화, 퇴적층의 산화-환원 환경 변화에 따른 흡착 및 탈착, 퇴적물-수층 경계면에서의 수리역학적 상황 변동에 의한 물질 교환 증감, 퇴적물 내 미생물의 활성 증가 등을 야기하여 퇴적물의 영양염용출률에 영향을 미친다. 따라서, 퇴적물 코어 배양법으로 실제 현장값과 유사한 결과를 생산하기 위해서는 현장 심수층의 수온 및 용존산소 농도, 유속을 자연 상태와 가깝게 재현하고 퇴적물 시료 채집 후 되도록 빠른 시간 안에 배양 실험을 수행해야 한다. 두 개의 반복구에 대하여 퇴적물 코어 배양법으로 영양염 용출률을 측정하였을 때 대부분의 실험 조건에서 상대백분율차가 20% 이하였다. 측정 조건과 절차를 엄밀히 준수하여 실험하였을 때 정밀도를 확보할 수 있는 것으로 사료되며, 향후 측정 결과의 정확도를 확인하기 위하여 현장 측정법과 비교할 예정이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.1227-1240
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• 2014

휴 폐광산지역은 복합지질재해지역으로 집중호우에 의해 토사재해와 산성광산배수를 발생시킨다. 본 연구는 폐석적치장 전반에 걸쳐 토사재해가 관측된 임기광산에 대해 지반공학적 유변학적 시험을 수행하고 얻어진 시험결과를 토대로 1-D 토석류 수치해석을 수행함으로써 토석류의 확산성을 조사하였다. 모래와 자갈로 구성된 광산폐석 시료의 유변학적 특성을 조사하기 위해 베인관입형 레오미터(Vane-penetrated rheometer)를 사용하였으며, 전단응력 제어를 통한 전단응력(${\tau}$)-전단속도(${\dot{\gamma}}$)와 점도(${\eta}$)-전단속도(${\dot{\gamma}}$) 간의 상관관계를 얻었다. 또한 광산폐석 시료에 대해 잘 알려진 유변학적 모델들(Bingham, Herschel-Bulkley, Power-law, bilinear 및 Papanastasiou 모델)을 적용함으로써 수치해석에 필요한 유변학적 매개변수(항복응력과 소성점도)를 결정하였다. 실험결과에 따르면, 체적농도에 무관하게 전형적인 전단담화(shear thinning) 거동이 관측되었으며, 함수비가 증가할수록 Bingham 유체처럼 거동하는 것으로 나타났다. 또한 사용된 모든 유변학적 모델들은 파괴 후 거동에 적합한 모델들로 밝혀졌다. 토석류 흐름특성을 조사하기 위해 실험결과를 토대로 토석류 크기(5 m, 10 m 및 15 m)와 항복응력(100 Pa, 200 Pa, 300 Pa 및 500 Pa)을 선정하여 1-D BING을 통해 수치해석을 수행하였다. 그 결과, 토석류 이동거리와 이동속도는 항복응력의 크기에 반비례한 것으로 나타났으며, 토석류 항복응력이 500 Pa 이하인 경우 대부분의 토사는 계곡부까지 흘러갈 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 집중호우 기간에 산악지역에 방치된 광산폐석은 토사재해에 취약하고 2차적으로 인근 수계로 유입되어 환경적 문제를 야기시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국광물학회지
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• 제26권3호
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• pp.209-218
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• 2013

원자력 발전소 중대사고에 의해 방사성 세슘($^{137}Cs$)이 지하수계로 유출될 경우를 가정하여, 연구 지역의 깊이에 따른 암석매질의 특성을 규명하고 세슘의 흡착계수를 정량적으로 평가하였다. 대상지역인 신고리 원전 3, 4호기의 지하 암석매질은 주로 석영 및 장석류로 이루어진 화강암 계열이며, 운모류를 10~20% 함유하고 있다. 비교적 얕은 심도(6.3~7.4 m)의 파쇄대에서 2차 광물인 녹니석이 일부 포함되어 있었지만, 기반암에서는 거의 발견되지 않았다. $^{137}Cs$의 흡착분배계수($K_d$)는 파쇄대 지역에서 약 880~960 mL/g로 기반암 지역에서의 820~840 mL/g보다 비교적 높게 나타났으며, 이는 파쇄대에 포함되어 있는 풍화생성물인 2차 광물들에 의한 영향으로 판단된다. 따라서 $^{137}Cs$이 지하 매질로 유출될 경우 대부분은 천부 지역에 흡착되어 세슘에 의한 오염 확산 속도가 지연될 것이라고 예상되며, 이러한 결과는 원자력 발전소 안정성 평가인자 자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권9호
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• pp.597-603
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• 2012

본 연구에서는 보의 설치가 하천 퇴적물에 미치는 영향을 알아보고자 남한강 하류에 설치된 강천보, 여주보, 이포보에 대하여 보의 영향을 잘 대표할 수 있다고 생각되는 9개 지점을 선정해 퇴적물 분석을 진행하였다. 채취한 퇴적물의 물리적, 화학적 특성을 분석하기 위해 입도, 함수율, 완전연소가능량, COD, TOC, TP, SRP, TN 항목을 선정하여 분석하였다. 분석결과 퇴적물의 입도 분포는 전 구간에 걸쳐 같은 Sandy loam의 토양분류를 나타내어 준설이 퇴적물의 입도 분포에 영향을 주었다고 판단된다. 입도, 함수율, 완전연소가능량, COD, TOC, TP, SRP, TN 항목에서 보 설치지점의 상류 농도가 하류보다 높게 나타나는 것으로 보아 남한강 하류 유역에 설치된 보가 퇴적물 흐름에 영향을 미쳐 보의 상부에 퇴적양상을 나타내었다고 생각한다. 하지만 SRP 및 C/N 비율 분석 결과에서는 지역에 따른 퇴적물 특성의 차이가 크지 않고, 퇴적물의 유기물 기원 분석의 경우에는 과거 퇴적물의 특성이 나타나는 점으로부터 연구가 수행된 시점에서는 보의 설치가 퇴적물의 특성에 미치는 영향이 크지 않다고 판단된다. 하지만, 남한강 수계에 설치된 보는 강우에 의해 외부에서 유입되는 토사의 이동 및 퇴적에 영향을 줄 수 있고, 이는 수층으로의 오염물질의 확산 및 재부유를 발생시켜 수질 및 수생태계에 영향을 미칠 수 있으므로 보 설치구간 퇴적물의 물리적 화학적 특성 변화에 대한 지속적인 모니터링이 필요하다고 생각한다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.25-25
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• 2019

1953년 7월 27일 정전협정 이후 한반도를 가로지르는 DMZ (Demilitarized zone: 비무장지대)가 설정되었다. DMZ에 출입은 군사정전위원회의 허가가 있어야 가능하기에 군사시설 및 군작전지역을 포함하여 DMZ 및 민간인통제선 이북은 민간인 접근의 제한으로, 단절된 공간으로 변모하였다. DMZ는 우리나라의 대표적인 동고서저의 지형 및 다양한 생태환경을 두루 갖추고 있어 중요한 생태적 요충지로 평가받고 있다. 산림지역은 민간인통제지역까지 합치면 40여개의 산지가 분포하고 있으며, 하천은 크게 15개의 크고 작은 하천이 위치하고 있다. 남방한계선 수계를 따라 일부지역들은 하천 배후습지, 묵논습지 등 습원형태로도 많이 발견되고 있다. 이런 습원지역들은 대부분 미확인 지뢰지대로 접근이 제한적인 만큼 지난 세월의 흔적들을 고스란히 담고 있다. 1965년 한국자연보존연구회는 30여명의 국내학자를 동원하여 서울에서 가까운 DMZ 인접지역에 대한 예비적인 학술조사를 실시하였으며, 이를 계기로 1966년 10월부터 1968년 9월까지 2년간에 걸쳐 한국자연보존위원회 34명의 국내학자와 미국 스미소니언연구소(Smithsonian Institution) H. K. Buechner 박사를 대표로 5명의 국외학자가 공동으로 종합적인 학술조사를 수행하였다. 이는 DMZ 연구의 시작을 알렸으며, 이후 남북관계나 시대여건에 맞추어 간헐적으로 다양한 조사 및 연구들이 이어져오고 있다. 2015년부터 2018년까지 DMZ 철책주변 현장조사를 통해 확인된 식물현황은 964분류군이다. 군시설로 인해 식물서식환경이 제한적인 상황이지만 척박한 환경에 적응하고 있는 식물은 다양하다. DMZ와 맞닿아 있는 7개 지역에 대한 식물현황은 철원 638분류군, 연천 631분류군, 양구 525분류군 순으로 나타났다. 대부분 중동부 지역에 높은 식물종수가 나타났으며, 서부와 동부의 식물들이 고르게 나타나는 결과로 보인다. 큰잎쓴풀, 봉래꼬리풀 등 희귀식물도 있는 반면, 잠재적으로 생태계에 영향을 줄 수 있는 침입외래식물도 다수 포함되어 있어서, 지속적인 모니터링 및 관리가 필요하다. 그 중에서도 양구지역에 새롭게 발견된 Macleaya cordata (Willd.) R.Br.(양귀비과)는 독성이 포함된 식물이며, 인제에서 2014년에 발견된 미역취아재비는 DMZ일원에 제한적으로 분포하는 종이였으나 현재 연천에서 발견되는 등 확산에 대한 관리방안이 필요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.148-148
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• 2023

산업 고도화로 인하여 복잡하고 다양한 유기물의 사용량이 증가하였으며, 공공수역 내 새로운 오염물질이 유입됨에 따라 생화학적 산소요구량(BOD) 중심의 수질평가에 한계를 나타내었다. 이후 난분해성 물질을 고려한 유기물관리 정책과 총량관리의 필요성이 제기되었고 국내 하천과 호소에서는 총 유기탄소(TOC)를 유기물 관리지표로 설정하였다. 그러나 부영양 하천과 호소에서 TOC는 외부 부하뿐만아니라 식물플랑크톤의 과잉성장에 의해 증가할 수 있는 항목이므로 TOC 관리정책 추진을 위해서는 유기물의 기원에 대한 파악이 필요하다. 한편, 우리나라와 같이 몬순 기후대에 속한 댐 저수지의 경우 강우시 유입하는 탁수에 의해 다량의 유기물과 인이 유입되기도 하지만 식물플랑크톤의 제한요인 중 광량에 많은 영향을 미친다. 식물플랑크톤의 광합성은 수체 내 유기탄소 내부생성에 매우 중요한 요소이나 점 단위의 실험적 방법을 활용한 유기탄소 순환 해석은 저수지의 시·공간적인 변동성을 고려하기에 한계가 있다. 본 연구의 목적은 금강 수계 최대 상수원인 대청호를 대상으로 3차원 수리-수질 모델을 적용하여 유기탄소 성분 별 유입과 유출, 내부생성 및 소멸량을 평가하고 탁수가 저수지에서의 유기탄소 순환에 미치는 영향을 분석하는데 있다. 유기탄소 물질수지 해석을 위해 AEM3D 모델을 사용하였으며 2018년을 대상으로 입력자료를 구축한 후 보정 및 검정을 수행하였다. 모델은 유기탄소를 입자성, 용존성, 그리고 난분해성과 생분해성으로 구분하여 모의하며 유기물질 성상별 실험결과를 이용하여 입력자료를 구축하였으며 유기탄소순환 해석을 위해 4가지의 탄소성분과 조류 세포 내 탄소의 질량 변화율을 계산하였다. 이를 위해 외부 유입·유출부하율, 수체 내 생성(일차생산, 재부상, 퇴적물과 수체 간 확산) 및 소멸률(POC 및 조류 침강, DOC 무기화, 탈질)을 고려하였으며 탁수의 영향을 분석하기 위해 탁수 포함여부 시나리오를 구성하고 유기탄소 생성 및 소멸기작별 변동성을 비교 분석하였다. 모델은 2018년의 물수지를 적절히 재현하였으며 저수지의 수온 및 탁도 성층구조를 잘 재현해내면서 전반적인 수질을 적절하게 모의하였다. 탁수를 고려하였을 시 연간 TOC 부하량 중 내부기원 부하량은 56% 수준이였으나 탁수를 배제한 경우 내부기원 부하량은 82%로 나타났다. 특히, 연평균 Chl-a 농도가 44~48% 차이가 발생하면서 1차생산량이 약 4배가량 증가하였다. 몬순지역에서의 탁수는 체류시간이 긴 성층 저수지에서 식물플랑크톤 성장제어에 큰 영향을 미쳤으며 전반적인 유기탄소 순환을 해석하는데 있어 매우 중요한 인자로 작용하였다.