• Journal of Korea Soil Environment Society
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• v.1 no.2
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• pp.91-101
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• 1996

In recent years, phytoremediation, the use of plants to detoxify hydrocarbons, has been a promising new area of research, particularly in situ cleanup of large volumes of slightly contaminated soils. There is increasing need for a mathematical model that can be used as a predictive tool prior to actual field implementation of such a relatively new technique. Although a number of models exist for solute-plant interaction in the vegetated zone of soil, most of them have focused on ionic nutrients and some metals. In this study, we developed a mathematical model for simulation of bioremediation of hydrocarbons in soil, associated with plant root systems. The proposed model includes root interactions with soil-water and hydrocarbons in time and space, as well as advective and dispersive transport in unsaturated soil. The developed model considers gas phase diffusion and liquid-gas mass exchanges. For simulation of temporal and spatial changes in root behavior on soil-water and with hydrocarbons, time-specific distribution of root quantity through soil was incorporated into the simulation model. Hydrocarbon absorption and subsequent uptake into roots with water were simulated with empirical equations. In addition, microbial activity in the rhizosphere, a zone of unique interaction between roots and soil microorganisms, was modeled using a biofilm theory. This mathematical model for understanding and predicting fate and transport of compound in plant-aided remediation will assist effective application of plant-aided remediation to field contamination.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2004.09a
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• pp.266-268
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• 2004

대부분의 유기물은 토양의 특성에 따라 그 흡착 및 탈착 양상이 다르며 이는 오염물질의 토양에서의 지속성 및 이동성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 대표적인 유기오염물인 PAH(Polycyclic Aromatic Hydrocarbon)에 대하여 흡착 및 탈착과 오염물질의 미생물 분해 등을 통한 제거 기작과의 연관성을 연구하고자 한다. PAH의 이론적인 미생물분해반응식은 열역학적 이론을 바탕으로 하는 반쪽반응방법을 사용하여 예측할 수 있다. 오염물과 토양의 특성에 따른 흡착 및 탈착 양상을 파악하고, 앞에서 구한 미생물 분해반응식을 이용하여 이론적 분해량을 예측하면 오염물의 생물학적 이용성과 노출량을 결정할 수 있다 이를 위하여 본 연구에서는 토양의 여러 특성을 분석한 후, PAH의 미생물 분해량 및 분해율을 측정하고자 한다. 실험을 통하여 실제 토양에서 측정된 PAH 분해량과 위의 이론적 분해량 예측 결과 사이의 관계를 토양의 특성을 이용하여 설명할 수 있으며 나아가 오염물질의 생물학적이용성에 관하여 개략적으로 일반화된 예측 모형을 얻을 수 있을 것이다. 본 연구를 통하여 토양과 유기오염물질, 미생물간의 상호 작용에 대한 이해를 높이고 보다 실질적인 유기오염물의 생물학적 이용성을 예측할 수 있는 방안을 마련할 수 있을 것이다.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.20 no.1
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• pp.47-56
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• 2018

Providing high-quality meteorological observation data at sites that represent actual farming environments is essential for useful agrometeorological services. The Automated Agricultural Observing System (AAOS) of the Korean Meteorological Administration, however, has been deployed on lawns rather than actual farm land. In this study, we show the inaccuracies that arise in AAOS data by analyzing temporal and vertical variation and by comparing them with data recorded by the National Center for AgroMeteorology (NCAM) tower that is located at an actual farming site near the AAOS tower. The analyzed data were gathered in August and October (before and after harvest time, respectively). Observed air temperature and water vapor pressure were lower at AAOS than at NCAM tower before and after harvest time. Observed reflected shortwave radiation tended to be higher at AAOS than at NCAM tower. Soil variables showed bigger differences than meteorological observation variables. In August, observed soil temperature was lower at NCAM tower than at AAOS with smaller diurnal changes due to irrigation. The soil moisture observed at NCAM tower continuously maintained its saturation state, while the one at AAOS showed a decreasing trend, following an increase after rainfall. The trend changed in October. Observed soil temperature at NCAM showed similar daily means with higher diurnal changes than at AAOS. The soil moisture observed at NCAM was continuously higher, but both AAOS and NCAM showed similar trends. The above results indicate that the data gathered at the AAOS are inaccurate, and that ground surface cover and farming activities evoke considerable differences within the respective meteorological and soil environments. We propose to shift the equipment from lawn areas to actual farming sites such as rice paddies, farms and orchards, so that the gathered data are representative of the actual agrometeorological observations.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.113-113
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• 2019

하천 오염 부하의 양적 증가를 해결하기 위해 환경부는 유역 내 목표 수질을 설정하고 목표 수질한도 내에서 오염물질 배출 총량을 할당하는 수질오염총량제를 도입하였다. 수질오염총량제 시행에 있어 시계열로 발생하는 유출특성을 반영하기 위해 장기유출모형의 적용이 가능한 Hydrologic Simulation Program-Fortran(HSPF)을 수질관리 및 평가 모델로 사용하고 있다. 그러나 HSPF 모델은 실제 다양한 특성을 가진 토양층을 Upper zone과 Lower zone 내에 통합적인 매개변수를 이용하여 유량을 모의하는 문제점이 있다. 이는 토양 내부에서의 유출에 대한 정확한 모의가 이루어지지 않는 결과를 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 국내 토양층에 따른 Available Water Capacity(AWC)에 대한 자료를 구축하고 기존보다 세분화된 토양 관련 매개변수 범위를 제시하였다. 본 연구에서 제시한 토양 관련 매개변수 범위를 반영할 경우 수질오염총량제 시행에 있어 HSPF 모델 모의 시 유역 내의 토양도를 고려하여 보다 정확한 중간유출과 기저유출분석이 가능할 것이라 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1686-1690
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• 2010

우리나라 면적의 약 67%에 이르는 660만ha의 산림 중 침엽수림은 혼효림을 포함하여 약 74%를 차지해 활엽수림보다 넓게 분포하고 있다. 이와 같이 넓은 산림은 가뭄, 홍수와 같은 수문현상과 관련이 있으며 강우에 따른 유출에의 기여하는 바가 클 뿐만 아니라 강우, 증발산, 침투 유출에 이르는 다양한 수문현상이 복합적으로 나타난다. 특히, 최근 임목밀도의 증가가 오히려 증발산량의 증가, 옆면에 의한 강우 차단량의 증가 등을 발생시켜 가뭄과 홍수 또는 산사태의 원인이 될 수 있으며, 수자원 함양을 저해하는 요소로 작용하고 있다는 우려의 목소리가 나오고 있다. 따라서 산림지역의 증발산과 관련 있는 토양수분의 지속적인 모니터링과 감쇄특성 및 토양수분 환경에 대한 연구는 중요한 요소 연구가 될 수 있다. 봄에서 여름으로 진행되는 시기에는 강우발생에 비해 수목의 생육이 활발하여 증발산에 따른 토양수분 변화 및 감소가 급격하게 일어나며, 여름에는 토양수분의 감소도 뚜렷한 반면, 강우사상도 많이 발생하여 이에 따른 변화폭이 크게 나타난다. 또한, 가을에서 겨울로 진행되는 시기에는 수목의 생육의 둔화와 기온 하강으로 인하여 토양수분 감쇄현상 및 변화가 적게 나타나 토양수분의 변화양상이 계절마다 다르게 나타난다. 이에 토양수분의 감쇄현상을 파악하면 곧 산림지역에서의 증발산량 및 토양수분 소비특성을 파악할 수 있기 때문에, 산림에서 실제 토양수분 모니터링과 이를 통한 시간별, 깊이별 토양수분 변화 및 감쇄현상을 파악하는 것은 중요하다. 따라서 본 연구에서는 침엽수 산림에서의 토층별 월별 토양수분의 감쇄특성을 분석하기 위하여 침엽수림에서 토양수분 장기 모니터링 시스템을 구축하여 시간별, 토층별 토양수분 모니터링을 실시하고, 이를 바탕으로 침엽수림에서의 토양수분 감쇄현상을 분석하였다. 또한 토양수분 데이터 및 기상자료를 활용하여 월별, 기간별 토양수분 감쇄곡선을 산정하고 감쇄상수를 비교하였으며, 감쇄특성에 대하여 비교 분석하였다.

• Microbiology and Biotechnology Letters
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• v.48 no.4
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• pp.399-422
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• 2020

Remediating soils contaminated with heavy metals due to urbanization and industrialization is very important not only for human health but also for ecosystem sustainability. Of the available remediation technologies for heavy metal-contaminated soils, phytoremediation is a relatively low-cost environment-friendly technology which preserves biodiversity and soil fertility. The application of plant growth-promoting bacteria (PGPB) during the phytoremediation of heavy metal-contaminated soils can enhance plant growth against heavy metal toxicity and increase heavy metal removal efficiency. In this study, the sources of heavy metals that have adverse effects on microorganisms, plants, and humans, and the plant growth-promoting traits of PGPB are addressed and the research trends of PGPB-assisted phytoremediation over the last 10 years are summarized. In addition, the effects of environmental factors and PGPB inoculation methods on the performance of PGPB-assisted phytoremediation are discussed. For the innovation of PGPB-assisted phytoremediation, it is necessary to understand the behavior of PGPB and the interactions among plant, PGPB, and indigenous microorganisms in the field.

• Resources Recycling
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• v.20 no.3
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• pp.28-39
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• 2011

This review investigated theoretical principals and practical application examples on recirculation system of soil washing-wastewater treatment-treated water recycling. As for technologies which have attempted to remediating metals-contaminated soil in and around country, there are reactive barriers, encapsulation, solidification/stabilization, soil washing, and phytoremediation. Among those, in particular, this review covers soil washing technology which physicochemically removes contaminants from soils. The major drawbacks of this technology are to generate a large amount of wastewater which contains contaminants complexed with ligands of washing solution and needs additional treatment process. To solve these problems, many chemical treatment methods have been developed as follows: precipitation/coprecipitation, membrane filtration, adsorption treatment, ion exchange, and electrokinetic treatment. In the last part of the review, recent research and field application cases on soil washing wastewater treatment and recycling were introduced. Based on these integrated technologies, it could be achieved to solve the problem of soil washing wastewater and to enhance cost effective process by reducing total water resources use in soil washing process.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2005.04a
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• pp.31-35
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• 2005

본 연구는 토양에 휘발유 첨가제인 MTBE와 휘발유의 주성분인 BTEX를 headspace 법에 의해 동시 분석하는 방법이다. 인산으로 pH를 2로 조절한 후 NaCl로 포화시킨 용액 5ml를 헤드스페이스 바이알에 보존제로 넣은 후 토양시료 약 2g을 이 용액에 침지시켜 시료 채취한 다음 헤드스페이스 장치에 넣고 $80^{\circ}C$에서 40분 가온하여 상부 기상의 일정량을 취해 GC-MS (SIM)으로 분석하였다. 본 분석법에 의한 검출한계는 methyl-tert-butyl ether(MTBE)와 benzene, toluene, ethylbenzene, o,m,p-xylene(BTEX)이 각각 0.1, 0.1, 0.1, 0.2, 0.1, 0.2 ng/g이었고, 직선성은 0.995이상이었으며, 재현성도 10%내외의 정밀한 값을 보였다. 실제 시료를 분석한 결과, MTBE가 3-6,993 ng/g의 농도분포를 보였고 total BTEX는 1 ng/g으로 검출되었다. 이 방법은 빠르고 정밀 정확한 분석법으로 공정시험법으로 활용가치가 높다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.660-665
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• 2004

본 연구에서는 비선형적인 메커니즘을 갖는 수문현상의 불확실성을 해석하고자 하는 목적으로 새로운 개념의 지배방정식이 유도된다. 제안된 모형의 불확실성은 토양 특성치의 공간적 변동성에 기인하고 있는 것으로 가정하여, 유도된 방정식은 Fokker-Planckl 방정식의 형태를 가지고 있다. 실제 유역단위에서 토양 내 수분 흐름의 연직방향 흐름을 모의하기 위해 미소단위에서 유도된 Richards 방정식은 토양의 공간적 변동성으로 말미암아 불확실한 매개변수를 갖는 비선형 추계학적 편미분방정식의 형태를 갖게 된다. 이는 먼지 수직 방향적분을 통하여 단순화된 비선형 추계학적 상미분방정식으로 전환되고, 이렇게 전환된 비선형 추계학적 상미분방정식은 다시 추계학적 Liouville 방정식을 이용하여 선형 추계학적 편미분방정식으로 전환되어진다. 최종적으로 cumulant 급수방법을 이용하여 상기 방정식을 선형 결정론적 편미분방정식으로 전환시킴으로써, 강우 시 토양 내 수분 침투현상을 모형화할 경우 유역단위에서 토양의 공간적 변동성을 설명할 수 있는 지배방정식을 유도할 수 있다.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.18 no.3
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• pp.225-231
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• 2000

Soil loss by the rains has effect on natural environment. But It is difficult to find out the data that is surveyed in watershed. In this study, we combine RUSLE and GSIS, develop a program to automatically extract geo-factors to predict soil loss, and perform recurrent analysis against actual sediment load to bring out the relativity between soil loss and sediment load. Each factors need to RUSLE conducted by grid analysis. As the process to extract terrain factor became programming, the efficiency is rised.