• 대한환경공학회지
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• 제22권1호
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• pp.159-167
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• 2000

최근 들어 합류식 분류식 하수관의 월류수 (CSOs, SSOs)가 수질오염에 미치는 영향이 상당하다는 인식을 하게되었다. 본 논문의 목적은 CSOs, SSOs에 함유된 입자성 및 용존성 오염물질을 제거할 수 있는 RFS (Rapid Floc Settler) 장치를 개발하여 입자물질과 용존물질의 제거효율을 분석하고 최적의 설계인자와 운전인자를 도출하는데 있다. RFS장치는 물리 화학적 폐수처리장치로 그 구조가 간결하다. Polyacrylamide (PAM)을 응집제로 사용하여 Jar test 결과 PAM이 철염, 황산알루미늄에 비해 우수한 응집특성을 나타내었다. 수면적부하율의 변화를 주어 처리효율 특성을 분석하였다. 유입수는 SS를 기준으로 50~1,000mg/L로 CSOs 의 대표적인 농도를 적용하였다. 수면적부하율이 $130m^3/m^2/day$에서 SS는 90%, COD는 80% 의 처리효율을 나타내었다. 수면적부하율이 기존침전조의 10배 이상 컸다. 또한 입경분석을 실시하여 입경 분포를 분석하였다. RFS장치는 CSOs, SSOs의 처리 이외에도 건설현장 고탁도물질의 제거, 소규모유역 유출수 제어, 하수처리장에서 초과용량의 하수처리, 오염된 소하천의 정화 등 그 적용성이 클 것으로 생각된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제7권4호
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• pp.257-266
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• 2002

1999년 4월 17-18일 양일 간 전라북도 부안, 변산반도 남단에 위치한 곰소만의 하전 갯벌에서 3.0$\times$4.5 ㎦의 연구 지역을 설정 , box model을 이용한 물질(Chl-a, DIN, DON, TN) 수지 계산과 자정 기능의 추정을 위한 현장 조사를 실시하였다. 조사 지역의 Chl-a 소실률(-0.05mg Chl/$m^2$/hr)은 일본 아이치현 미카와만 이시키 갯벌의 7% 수준으로 나타났다. 이렇게 낮은 소실률은 낮은 식물플랑크톤 현존량, 조사 시기의 낮은 온도에 따른 대사율 감소 그리고 조사 지역의 낮은 대형저서동물량 때문인 것으로 추정되었다. 질소의 측면에서 물질 수지의 계산 결과, 13.5 $\textrm{km}^2$ 면적의 하전 갯벌에서는 하루 동안 TN및 PON의 소실률이 각각 8.36$\times$$10^{2}$, 5.36$\times$$10^{3}$kgN/day로 그리고 식물플랑크톤 소실에 따른 PON 소실률이 1.62$\times$$10^{2}$kg N/day로 추정되어 갯벌이 연안해역에서 질소 제거에 중요한 역할을 수행하고 있음을 시사하였다. 곰소만 하전 갯벌에서의 PON 소실률을 기존의 1개 하수처리장 평균 처리비용과 비교 할 때 13.5$\textrm{km}^2$ 면적의 하전 갯벌의 수질 정화기능은 대규모 하수처리장 2개 이상에 상당하는 경제적 가치를 지니는 것으로 나타났다

• 환경생물
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• 제35권4호
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• pp.662-669
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• 2017

본 연구는 축산지역 비점오염원 저감시설로서 바이오갈대와 바이오여재를 이용한 저영향개발(LID)공법이 적용된 처리수에 대한 생태독성 평가를 수행하였다. 식생수로와 인공습지를 이용한 유입식 파일럿 플랜트와 침투도랑을 이용한 회분식 파일럿 플랜트를 제작하여 축산폐수처리장 시료를 대상으로 생태독성 시험을 수행하였고 처리 전 후의 오염원 저감율과 생태독성도와의 연계성을 평가하였다. 각 파일럿 플랜트는 바이오갈대와 바이오여재를 이용한 바이오공정으로 제작하였으며 대조군으로 일반갈대와 일반여재를 이용한 일반공정을 제작하였다. 본 연구결과, 유입식과 회분식 파일럿 플랜트 모두 일반공정보다 바이오공정이 적용된 경우 유출수의 COD, TN 그리고 TP 저감 효율이 더 높았다. 또한 HRT 24시간 LID 공법을 적용 후 물벼룩 독성도는 상당히 낮아졌으며 특히 회분식 파일럿 플랜트가 독성저감에 효율적인 것으로 나타났다. 바이오갈대와 바이오세라믹 등으로 구성된 LID 공법은 비점오염원 저감시설뿐만 아니라 가축분뇨 정화시설과 연계한 후속처리공정으로 생태독성을 고려한 수질관리에 효과적일 것으로 예상되며 향후 오염원과 독성도를 동시에 저감할 수 있도록 LID 공법 최적화 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 화훼연구
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• 제16권1호
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• pp.63-70
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• 2008

인공연못 녹화를 위해 국내 11개 연못에서 수집한 84종의 자생 수생식물을 $6m{\times}3m{\times}1.5m$ 크기의 인공연못에 식재하여 12개월간 생장시킨 후 관상가치가 뛰어나고, 체내 N, P함량이 많아 수질정화용으로 이용 가능성이 높을 것으로 예상되는 종을 선발하였다. 체내 N함량이 높은 종은 마름, 어리연꽃, 수련, 벗풀, 물수세미였으며, P함량은 물옥잠, 벗풀, 소귀나물에서 높았다. 생태연못 조성에 이용할 수 있는 종으로 4월에 5종, 5월 19종, 6월 23종, 7월 32종, 8월 31종, 9월 28종, 10월 26종을 각각 선발하였다. 연못의 pH는 22개월 동안 6.8~7.6수준이 유지되었으며, EC는 식물 생장기인 봄과 여름에는 비교적 낮았으나 가을로 갈수록 높았다. 인공조성 연못의 1년 경과 후 식생은 당초 78종(Potamogeton octqandrus, Salvinia natans, Potamogeton malaianus etc.)에서 38종(Scirpus tarbernaemontani, Scirpus karuizawensis, Scirpus triqueter etc)으로 감소되었으며, 종 다양성면에서 종수는 38종, 총 개체수는 1,437개, 종풍부성지수는 11.72, 최대 다양성지수는 0.97로 나타나 인공연못이 비교적 안정되게 유지되었다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.23-34
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• 2019

농촌지역 하천이나 호소수 수질 개선을 위한 비점오염원의 관리 및 저감은 시급한 현안이다. 본 연구에서는 농촌지역의 비점오염 저감을 위하여, 개비온 매트리스호안공에 혐기/호기의 구역을 적용한 자연형 비점오염처리 하천호안을 제안하고, 이의 축소모형 실험(1/6 축적) 및 현장 적용(가로2.0 m 세로 3.0 m 높이 0.4 m의 3단 격벽의 호안)을 통하여 활용성을 평가하였다. 개비온 매트리스 내부에 골재를 채운후 차수 격벽을 설치하고, 호안 법면의 자연 경사를 활용하여 혐기/호기 조건의 여과대를 조성하여 오염물질을 다단으로 처리하였다. 또한 호안공의 표면에 식생을 활착시켜, 토사의 표면 유입을 차단하고, 추가적으로 식생에 의한 정화 기능을 도모하였다. 본 호안공의 축소모형 및 현장 적용에서의 화학적산소요구량(COD) 및 질소성분(T-N, $NH_4{^+}-N$, $NO_3{^-}-N$)의 모니터링 결과, Lab Scale에서는 TCOD 17%, SCOD 35%, TN 14%, $NH_4{^+}-N$ 62%, $NO_3{^-}-N$ 33%의 제거효율을 나타내었고, pilot plant 시운전에서는 TCOD 24%, SCOD 29%, TN 47%, $NH_4{^+}-N$ 50%, $NO_3{^-}-N$ 33%의 제거효율을 나타내었으며, pilot plant 시운전에서는 29%의 TP 제거효율도 달성하였다.

• 한국습지학회지
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• 제24권2호
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• pp.142-154
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• 2022

지하수의 비소(As) 오염은 방글라데시의 주요 문제 중 하나이다. 독성은 부종, 피부암, 방광암, 폐암, 각화 과다증, 조산, 흑사병과 같은 심각한 건강 문제를 야기한다. 지하수의 오염은 주로 인위적 활동의 영향을 받는 지역의 지질학적 특성에서 발생된다. 방글라데시 국민의 대부분이 지하수에 식수를 의존하고 있기에 비소 오염 현황을 조사하고 물이 부족한 지역에 안전한 식수를 제공하기 위하여 비소 처리를 위한 수처리 기술이 필요하다. 따라서 본 연구는 92개의 논문을 기반으로 방글라데시의 지하수 As 오염 관련 최근 현황과 다양한 저비용 정화 기술에 대한 트렌드를 조사하였다. 방글라데시에서 지하수 비소 오염이 가장 높은 지역은 Brahamanbariya, Tangail, Barisal, Pabna, Patuakhali 및 Kurigram등 총 4곳이며, Magura 및 Faridpur 등의 지역에서는 비소 농도가 0.05mg/L를 초과한다. WHO 표준 가이드라인 값(<0.01 mg/L)을 만족하는 지역은 Kushtia, Khagrachari, Jessore, Dinajpur, Meherpur 및 Munshiganj 등 총 6곳으로 나타났다. 수중에서 As를 처리하는 기술이 다양하다. 시간-비용효율적인 처리 방법은 Mg-Fe계 Hydrotalcite와 유사 화합물, electro-chemical As remediation (ECAR) reactor, aerated electrocoagulation 등이 적용되고 있다. 전반적으로 예산, 운영 및 유지 관리 비용, 재료의 가용성 및 전문 지식 요구 사항 등을 고려하여 수질 내 비소를 처리해야 한다.

• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.437-448
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• 2022

위해성 평가란 위험 물질에 대해 인체 건강에 대한 위협을 계산하는 것으로 발암성 평가와 비발암성 평가로 나뉜다. 본 연구는 경남 한 농촌 지역의 비소 오염 지하수를 생활용수, 음용수로 사용할 경우 인체에 미치는 영향을 평가하였다. 연구를 위해 국가지하수정보센터의 지하수 수질 자료를 이용하였다. 자료에 따르면 연구지역인 농촌 지역의 지하수는 평균 비소 농도가 16.27 ㎍/L로 세계보건기구가 제시한 비소 농도(10 ㎍/L)보다 높게 나타난다. 이에 따라 건강 위해가 있을 것이라고 판단하여 미국환경청에서 제시한 방법을 이용하여 위해성 평가를 수행하였다. 세 가지 노출 시나리오(생활용으로 이용하는 시나리오 1과 음용으로 이용하지만 사용량이 다른 시나리오 2와 3)를 작성하여 비소 노출에 대한 경우를 통해 위해성을 계산하였다. 시나리오 1에서의 HQ의 중앙값은 0.77, CR의 중앙값은 0.013을 보이며 시나리오 2에서는 HQ의 중앙값은 0.08, CR의 중앙값은 3.69 × 10^-5로 나타났다. 시나리오 3은 HQ의 중앙값은 0.11, CR은 4.82 × 10^-5였다. 인체에 잠재적 위험성이 가장 높게 나타난 것은 시나리오 1로 나타났다. 지하수 내의 비소 기원을 자세히 밝힐 필요가 있으며 지하수 이용 시 정화할 수 있는 대책 마련이 필요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.457-457
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• 2021

인공습지는 자연이 가진 정화기작을 인위적으로 증가시키기 위하여 조성한 자연기반해법에 해당한다. 인공습지는 습지 내 식물, 미생물, 토양 등의 상호기작에 의하여 오염물질이 제거된다. 인공습지의 오염물질저감효율은 시설의 규모와 유량, 유입물질의 부하량 수리학적 부하량, 체류시간 등의 영향을 받게 된다. 일반적으로 인공습지 적정 규모는 유역 및 기상인자의 특성과 조성목적에 고려하여 산정된다. 본 연구는 전국 35개 지역에 설치된 54개 인공습지를 선정하여 모니터링을 수행하였으며, 2011년부터 2018년에 설치된 시설이다. 54개 시설 중 도심지역에 13개, 농업지역 25개, 공업지역 3개, 상업지역 3개, 축산 10개가 설치되어있다. 습지형태는 Cell형 자유수면형 인공습지(Free Water Surface, Cell-FWS), 유로형(Flow) 자유수면형 인공습지(Cell-FWS), Cell과 Flow형이 결합된 Hybrid-FWS, 수직흐름형 인공습지(vertical flow constructed wetland)와 수평지하흐름형 인공습지(vertical flow constructed wetland)가 결합된 HYBIRD 형 습지로 구분된다. 연구결과, 일반적으로 SA/CA 비율이 클수록 오염물질의 저감효율은 증가하는 것으로 나타났다. 오염 물질별 인공습지 규모를 비교할 경우 저감효율 60%에서 인공습지의 규모는 유기물>영양염류>입자상물질 순으로 나타났다. 목표 제거효율 60%에서 SA/CA 비는 BOD에서 약 3.2%, COD에서 2.5%, SS에서 1.9%, TN 2.5%, TP 2.3%로 나타났다. 입자상물질인 SS는 유기물 및 영양염류에 비하여 유역면적 대비 시설면적이 가장 적게 나타났으며, 유기물질 제거에 큰 시설규모가 필요한 것으로 나타났다. 따라서 인공습지 설계시 유역 토지이용 및 강우특성을 고려하여 적정한 수질과 유량모니터링이 필요하며, 이를 토대로 목표 오염물질 선정이 중요한 것으로 나타났다. 또한, 농업지역의 최적화된 인공습지 위치는 임야가 20~30%, 밭이 20% 이하, 논이 10~50%를 포함하는 곳이 적정한 것으로 평가되었다. 도시지역 인공습지는 도시면적이 증가할수록 효율이 크게 변하지 않기에 가용위치가 적정한 위치로 평가된다. 인공습지의 효율은 유역의 세부 토지이용에 크게 의존하는 것으로 평가되었다. 따라서 인공습지 설계시 농업지역에서는 임야, 밭 및 논의 적정면적을 고려하여 인공습지 위치가 결정되어야 하는 것으로 나타났다.

• 환경영향평가
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• 제32권6호
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• pp.431-436
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• 2023

산업이 발전함에 따라 생태계로 유입되는 중금속의 양이 증가하고 있다. 중금속은 분해가 어려워 생태계 내에 장기간 잔류하고 독성을 유발한다. 이러한 중금속은 수처리 시 흡착, 여과, 화학적 침전 등 물리 화학적 방법으로 제거된다. 본 연구에서는 중금속 흡착 및 제거용 킬레이트 수지로 알긴산 비드를 선정하고 이에 따른 중금속 흡착효율을 평가하기 위하여 JEI (Jellyfish extract at immunity reaction)를 혼합하였다. JEI를 혼합한 비드는 알지네이트의 특성에 따라 납(79-99%)과 구리(64-70%)에서 높은 흡착효율을 보였으며 카드뮴(25-37%)과 아연(5-6%)에서 낮은 흡착효율을 나타내었다. 중금속 흡착은 JEI의 함량에 비례하여 증가하지 않았으나 50%와 100% JEI 비드가 유의미한 증가를 나타내었다. 반응 속도식을 적용한 결과 유사 1차 반응식보다 유사 2차 반응식에 더 적합한 것으로 나타났다. 결론적으로 비드의 생산 단가나 중금속 흡착제거 효율을 비교해보면 50% JEI 비드가 중금속 흡착제거에 적합한 것으로 사료된다.

• 환경영향평가
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• 제32권5호
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• pp.291-304
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• 2023

녹조로 널리 알려진 남조류 과다증식은 심미적 불쾌감뿐만 아니라 독성물질을 생성하기 때문에 댐 수질 관리에 있어 큰 문제가 되고 있다. 녹조 발생을 억제하기 위하여 호소 유역으로부터 유입되는 비점오염물질 특히, 영양염류 저감이 필요하다. 본 연구에서는 친환경적 방법으로 알려진 인공습지의 장기간 운영 결과를 분석하여 비점오염물질 제어 수단으로서 인공습지의 적용 가능성 및 공정운영 관련 기초자료를 구축하기 위하여, 2014~2020년 동안 대청호 유역에 위치한 안내천 인공습지의 오염물질 처리효율을 분석하였다. 분석 결과, BOD 14.3%, COD 17.9%, SS 50.0%, T-N 19.0%, T-P 35.4%로 인공습지가 오염 물질 제거에 효과적임을 확인하였다. 계절별 처리효율은 오염물질별로 다른 경향을 보였는데, 주로 미생물의 반응에 의해 제거되는 BOD, COD, T-N은 겨울철에 비해 봄~가을에 높은 처리효율을 나타내었다. 그러나 수생식물에 의해 주로 제거되는 T-P는 처리효율에 있어 겨울에도 안정적인 처리효율을 나타내 호소 유입부하를 저감하는 데 효과적임을 확인하였다. 오염부하에 따른 제거율은 모든 오염물질이 유입수의 중간농도 및 고농도 구간에서 유출수 농도가 통계적으로 유의하게 감소한 것으로 나타났다. 이는 초기 강우와 같은 고부하 조건에서도 인공습지가 호소로 유입되는 비점오염물질을 안정적으로 제거해 호소의 부영양화를 억제하는 데 효과적으로 활용될 수 있음을 보여준다. 다만, 습지는 자연정화에 기반한 시설로 인위적인 공정 제어가 어렵기 때문에 향후 유역별 특성에 따라 다양한 운영사례 연구가 정립된다면 우리나라 호소의 녹조 문제 해결을 위해 유용한 방법이 될 것으로 판단된다.