• 제목/요약/키워드: 오염농도예측

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한국 환경에 적용 가능한 동적 섭식경로 모델 (KORFOOD) 개발 (Development of a Dynamic Ingestion Pathways Model(KORFOOD), Applicable to Korean Environment)

  • 황원태;김병우;이건재
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제18권1호
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    • pp.9-24
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    • 1993
  • 원자력발전소의 사고시 방사성물질의 단기간 침적 후 오염된 음식물에 의한 영향을 평가하기 위해 한국 환경에 적용이 가능한 동적 방사능영향 평가모델이 개발되었다. KORFOOD라 불리워지는 이 모델은 오염된 음식물의 섭취에 의한 누적선량뿐만 아니라 시간에 따른 선량을 평가하며, 또한 음식물내 시간에 따른 방사능농도의 변화를 해석한다. 설식경로에 중요한3가지 핵종과 13가지 음식물이 이 모델에서 고려되었다. 방사능농도의 동적변화는 침적, 풍화와 강우, 재부유, 뿐리흡취, 전이, 토양내 이동, 식물의 노화, 동물의 토양흥취 및 배설, 동물의 사료섭취와 배설 둥과 같은 여러 효과를 고려하여 모사되었다. 평가를 위한 입력 자료로는 침적되는 방사성물질의 양, 침적시점, 평가하고자하는 핵종 및 음식물의 종류가 요구된다. 고리지역 농작물자료를 사용하여 쌀에 대해 시간에 따른 비방사능농도와 고려되는 모든 음식물의 섭취에 따른 선량이 침적시점에 따라 계산되었다. 모델결과의 타당성 검증을 위해 이 분야에서 이미 공인받고 있는 독일모델 ECOSYS-87의 결과와 비교하였다. 비교결과, KORFOOD의 예측치가 ECOSYS-87의 예측값의 10배 범위내에 있어 좋은 일치를 보여주었다.

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미세먼지와 진료과목의 상관관계 분석을 통한 연관성 예측 방법 (Association Prediction Method Using Correlation Analysis between Fine Dust and Medical Subjects)

  • 임명진;김선미;신주현
    • 스마트미디어저널
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    • 제7권3호
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    • pp.22-28
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    • 2018
  • 미세먼지 등 다양한 원인으로 한국의 대기 오염 문제가 점점 심해지고 있다. 대기 오염 문제가 심해짐에 따라 많은 사람들이 미세먼지에 대한 관심과 건강에 대한 불안이 높아지고 있다. 따라서 미세먼지가 미치는 영향과 어떤 질환과의 상관관계가 있는 지에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 하지만 단순히 미세먼지가 호흡기 및 심혈관 질환, 고혈압 그리고 당뇨병과 같은 특정 질환과의 관계가 있다고 분석하고 있다. 이에 본 논문에서는 진료내역정보 공공데이터를 활용하여 2016년도 월별 진료횟수가 가장 높은 진료과목 10개를 추출하고 피어슨 상관계수를 사용하여 미세먼지가 어떤 진료과목과 관계가 있는지 분석한다. 그리고 더 세분화하여 미세먼지와 성별과 연령대에 따른 진료과목과의 상관관계를 분석한다. 미세먼지와 진료과목이 가장 강한 양의 상관관계인 여성-중년군은 2011년부터 2015년까지의 상관관계를 분석하고 회귀 분석을 통해 연관성 계수를 추출하여 미세 먼지 농도에 따른 진료과목과의 연관성 예측 방법을 제안한다.

백제보 상류하천구간의 Oversampling technique과 Machine Learning을 활용한 CDOM 흡수계수 예측 (Prediction of CDOM absorption coefficient using Oversampling technique and Machine Learning in upstream reach of Baekje weir)

  • 김진욱;장원진;김진휘;박용은;김성준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.46-46
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    • 2022
  • 유기물의 복잡한 혼합물인 CDOM(Colored or Chromophoric Dissolved Organic Matter)은 하천 내 BOD(Biological Oxygen Demand), COD(Chemical Oxygen Demand) 및 유기 오염물질과 상당한 관련이 있다. CDOM은 가시광선 영역에서 빛을 흡수하는 성질을 가지고 있으며, 최근 원격감지 기술로 CDOM을 모니터링하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 백제보 상류 23km 구간에서 3년(2016~2018) 중 13일의 초분광영상을 활용하여 머신러닝 기반 CDOM을 추정 알고리즘을 개발하고자 한다. 초분광영상은 400~970 nm의 범위의 4 nm 간격 127개 대역의 분광해상도와 2 m의 공간해상도를 가진 항공기 탑재 AsiaFENIX 초분광 센서를 통해 수집하였으며 CDOM은 Millipore polycarbonate filter (𝚽47, 0.2 ㎛)에서 여과된 CDOM 샘플 자료를 200~800 nm의 흡수계수 스펙트럼으로 추출하여 사용하였다. CDOM 값은 전체기간 동안 2.0~11.0 m-1의 값 분포를 보였으며 5 m-1이상의 고농도 구간 자료개수가 전체 153개 샘플자료 중 21개로 불균형하다. 따라서 ADASYN(Adaptive Synthesis Sampling Approach)의 oversampling 방법으로 생성된 합성 데이터를 사용하여 원본 데이터의 소수계층 데이터 불균형을 해결하고 모델 예측 성능을 개선하고자 하였다. 생성된 합성 데이터를 입력변수로 하여 ANN(Artificial Neural Netowk)을 활용한 CDOM 예측 알고리즘을 구축하였다. ADASYN 기법을 통한 합성 데이터는 관측된 데이터의 불균형을 해결하여 기계학습 모델의 CDOM 탐지 성능을 향상시킬 수 있으며, 저수지 내 유기 오염물질 관리를 위한 설계를 지원하는데 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

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생태계 모델에 의한 총허용 오염부하량 산정을 통한 연안해역의 수질관리 (Estimation of Total Allowable Pollutant Loads Using Eco-hydrodynamic Modeling for Water Quality Management on the Southern Coast of Korea)

  • 이대인;김종규
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.29-43
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    • 2007
  • 한국 남해의 연안역(진해만에서 부산연안)에 있어서 효율적인 수질관리를 위해서, 3차원 생태-유체역학 모델을 적용하여 하계 수질을 예측하고, 목표 수질회복을 위한 오염부하 삭감량을 산정하였다. 현재의 오염부하량 조건하에서 연안해역의 수질(화학적 산소요구량과 영양염류 농도 등)은 설정된 해양환경수질기준을 초과하였고, 또한 부영양화 상태에 있기 때문에 유입하는 오염부하량의 저감이 필요하였다. 이러한 배경하에서, 모델이 적용되어 보정과 검증과정을 통해 연구해역의 유동장과 수질 분포를 유사하게 모의하였다. 시나리오 분석결과, 진해만 해역은 $Chl-{\alpha}\;10{\mu}g\;1^{-1}$$COD\;3\;mg\;1^{-1}$ 이하를 동시에 만족하기 위해서는 육상 점오염원으로부터 90% 정도의 오염물질 저감뿐만 아니라, 장기간 오염물질의 유입으로 인한 베이스 농도 자체가 높아서 이를 저감하기 위한 퇴적물로부터 용출되는 질소와 인도 약 70% 정도 삭감해야 하는 것으로 나타났다. 낙동강 하구해역은 $Chl-{\alpha}\;10{\mu}g\;1^{-1}$$COD\;2\;mg\;1^{-1}$ 이하를 만족하기 위해서는 낙동강 자체의 유입부하량을 약 80% 정도 저감해야 하며, 낙동강 하구해역을 제외한 부산 연안역은 $Chl-{\alpha}\;10{\mu}g\;1^{-1}$$COD\;1\;mg\;1^{-1}$ 이하를 만족하기 위해서는 유입부하의 70% 정도의 삭감이 이루어져야 하는 것으로 예측되었다. 연구해역의 수질이 공간적으로 차이가 있으나 대체적으로 상당히 오염된 상황이라 이러한 삭감량은 매우 커서 현실적으로 단기간에 달성하기는 어려울 것이다. 그러므로 장기적인 관점에서 지속적인 노력 즉, 해역으로 유입하는 미처리된 오염물질 차단, 수처리시설의 확충과 제거 능력 향상 및 오염된 퇴적물 정화 등이 필요하다.

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생태-유체역학모델을 이용한 아산만 해양수질의 장기 예측 (Long Tenn Water Quality Prediction using an Eco-hydrodynamic Model in the Asan Bay)

  • 권철휘;강훈;조광우;맹준호;장규상;이승용;서정빈
    • 해양환경안전학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.91-98
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    • 2009
  • 아산만 해역으로 방류수가 배출될 경우, 생태-유체역학모델을 이용하여 아산만 해역의 장기 수질변화를 예측하였다. 생태-유체역학 모델은 해수유동 시뮬레이션을 위한 다층모델과 수질시뮬레이션을 위한 생태계모델로 구성되어 있다. 생태-유체역학모델을 이용하여 아산만해역의 장기 수질을 예측한 결과, 5개 정점에서 화학적산소요구량, 용존무기질소 및 용존무기인의 농도분포는 현재 계산결과에서 6개월 동안 증가하였다. 수치실험 수행시간 1년에서 2년 사이에서는 화학적 산소요구랑, 용존무기질소, 용존무기인의 농도분포는 6개월 동안 증가한 농도분포가 차츰 감소하는 경향을 보였으며, 3년에서 10년 사이에서는 일정한 농도분포를 보였다. 화학적 산소요구량, 용존무기질소 및 용존무기인의 농도는 $11{\sim}67%$, $10{\sim}67%$ 및 0.57%의 범위로 증가하였다. 10년 동안의 수치 실험 결과 화학적산소요구량과 용존무기질소의 변화 폭이 크게 나타났으며 이는 하수처리장의 방류수 중 이 두 오염부하량이 많은 양을 차지하고 있기 때문이다. 아산만 연안해역에서 화학적산소요구량, 총질소, 총인의 농도는 해역수질환경기준 II등급으로 조사되었으나, 하수처리장의 방류수가 배출될 경우 사업지구 인근의 아산만 방조제 부근에서는 해역수질환경기준 III등급으로 나타났다.

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공단지역 대기 중 다환방향족탄화수소화합물(PAHs)의 농도수준 및 분포특성 (Concentration Levels and Distribution Characteristics of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) at Ambient Air in Industrial Complex Area)

  • 정종현;피영규;조상원;옥곤;손병현;이관;임현술
    • 청정기술
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    • 제17권4호
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    • pp.379-388
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    • 2011
  • 본 연구는 공단지역의 대기 시료를 이용하여 다환방향족 탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)의 농도수준, 분포특성 및 생체 중 농도에 관하여 조사하였다. 시료는 공단지역 및 주변지역 4개 지점에서 채취하였으며, 지역적 특성에 따라 다환방향족 탄화수소(PAHs) 농도의 변화를 다음 결과에 나타내었다. 공단지역의 대기 중 다환방향족탄화수소화합물 (PAHs)의 평균농도 수준은 $14.52{\sim}193.48ng/m^3$로 조사되었다. 발암가능물질 6종 PAHcarc.의 평균농도 수준은 $1.65{\sim}13.44ng/m^3$로 나타났다. 농도 수준은 대체적으로 낮았지만 제철동지점은 지속적인 관심이 필요한 지역으로 조사되었다. 모든 지점의 대기 시료에서 벤조(a)피렌(Benzo(a)pyrene)의 검출이 확인되었으나 농도는 높지 않았다. 그러나 제철동 지점에서 벤조(a)피렌(Benzo(a)pyrene)의 농도는 $2.89ng/m^3$로 유럽연합(EU)의 기준($1ng/m^3$)을 초과하는 것으로 나타났다. 직접노출군 240명의 전혈 중 다환방향족탄화수소화합물(PAHs) 농도수준을 조사한 결과, 남자의 경우 $1.12{\sim}11.45ng/m^3$, 여자의 경우 $1.20{\sim}26.89ng/m^3$로 조사되었다. 성별에 따른 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 고령자의 혈중 다환방향족탄화수소화합물(PAHs) 농도가 높게 나타나 생체 축적성을 예측할 수 있었다. 본 연구결과 공단지역 및 주변지역은 다환방향족탄화수소 화합물(PAHs) 및 환경오염물질의 영향을 받고 있는 지역으로 공단지역에 대한 환경오염물질 원인배출원에 대한 감시체계의 보완, 집중관리, 지역 주민의 건강 보호를 위하여 보건 환경성질환에 영향을 미치는 위해인자 및 오염물질을 원천적으로 저감하는 작업이 지속적으로 수행되어야 할 시점이다.

유전자 재조합 생물 발광 균주를 이용한 순수 오염물과 토양시료의 독성도 평가 (Application of the Recombinant Bioluminescence Bacterium on the Toxicity Assessment of the Sole Chemicals and Soil Samples)

  • 공인철;김진영;이선희;고경석
    • 대한환경공학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.136-142
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    • 2012
  • 본 연구에서는 중금속 오염물 생물 검정 수행에 영향을 미치는 조건들에 대해서 조사하였다. 오염 시료의 희석 최소화의 필요 조건인 낮은 균주와 시료의 비율(0.5 : 9.5)에서도 실험을 수행할 정도의 발광 활성이 관찰되었다. Sodium lactate와 $KNO_3$를 첨가한 조건에서 대조군에 대해 약 2.6~4.0배의 발광이 관찰되었다. 시료 희석(추출)용액으로는 발광 영향에 중요한 끼치지 않는 증류수와 MSM이 적절하였다. 본 방법은 중금속에 대해서는 매우 민감하였지만 유기오염물에 대해서는 민감하지 않은 것으로 나타났다. 11지역의 토양 시료추출액은 대조군의 29~111% 발광활성을 나타내었다. 각 시료별 총중금속 농도와 독성 영향 간의 상관성을 예측하기는 어려웠지만 시료의 중요 오염물(비소)에 기준한 두 그룹 간에 통계적 차이의 가능성이 있음을 확인하였다(높은 비소와 낮은 비소 그룹은 각 44%와 20%의 독성도).

식생보호를 위한 한계농도 누적 지표로 본 1998-2002년도의 우리나라 대기권 오존 오염 (Troposhperic Ozone Pollutions in Korea during 1998-2002 Using Two Ozone Indices for Vegetation Protection)

  • 윤성철;김보선
    • 한국농림기상학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.38-48
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    • 2004
  • 1998년부터 2002년까지 최근 5년 간 우리나라 대기 오염 자동 측정망의 총 612개 지점의 시간당 오존 농도를 SUM06, AOT40등의 식생피해 지표로 전환하여 오염 정도를 분석하고, 1990-97년의 수도권 오존 오염과 비교하였다. 1. 10%의 농작물 수량감수가 예측되는 SUM06(yr) 234 ppmㆍhr를 기준으로 볼 때, 가장 높은 전남 광양의 연간 SUM06가 11 ppmㆍhr 이므로 수량감수는 5%, 이내로 추론된다. 미국의 SUM06가 5∼12 ppmㆍhr인데 최근 5년간 612개 지점 중 상위 30개 지점에서 이 수준에 도달하였다. 2. 1997년까지 심각했던 서울의 구의, 쌍문 지점의 SUM06는 2/3 수준으로 완화되었으나 도봉, 노원, 강북 지점은 오존 오염이 최근 5년 사이 증가되었다. 반면 경기 지역은 서울 동부 외곽인 구리, 하남 그리고 남부인 안양, 군포, 수원의 오염이 97년에 비해 2배 이상 악화되었다. 서울 및 경기는 시간당 100ppb를 넘는 횟수가 지방에 비해 많은 반면, 40-60ppb의 중간급의 분포는 낮아 식생지표로 환산하면, 서울지점들의 평균치는 전국 16개시도중 중, 상위 수준이었다. 3. 수도권에 서울, 경기뿐만 아니라, 충남 서산과 강원 원주를 포함시켰는데 이들 지역은 서울 및 경기도 평균을 상회하였고, 충남 천안, 강원 춘천 등 인접지점과는 전혀 다른 양상이었다. 수도권 외에 중부권(강원, 충청), 호남권(전라, 제주), 영남권(경상, 부산) 등 전국을 4권역으로 나누어 비교한 결과, 1998-2000년까지는 수도권의 오염이 다른 지방보다 월등히 심각 하였으나, 최근 2년 (2001-02년)사이에 수도권과 지방의 격차가 거의 없었다. 4. 공단지역은 인천, 경기 안산 시화, 울산 광역시 등에서는 오염도가 낮은 반면, 전남 광양, 경북 구미공단 지역의 오존 오염은 높게 나타났다. 특히 광양과 구미 공단의 오존 오염은 수도권 이외 지방의 300개 지점 중 1-5위안에 드는 대표적인 고농도 관심 대상 지역이다. 5. 식생보호 지표인 SUM06와 AOT40을 1년 자료와 여름철 3개월(6, 7, 8월)자료로 나누어 분석하고 또한 연간 100ppb가 넘는 시간수, 95 퍼센타일, 99 퍼센타일, 연간 최고농도 등 여러 오존 지표를 상호 비교한 결과, 식물의 오존 피해를 직접적으로 표현할 수 있는 3개월 간의 식생보호 지표들과 법적 기준치인 100ppb를 넘는 연간 시간수를 상호 보완하여 오존에 의한 식생 피해를 추정하는 것이 바람직하다.

토양 및 광미의 용출실험을 이용한 폐광산오염수준의 모니터링 (Pollutant Monitoring of Abandoned Mines using the Leaching Test with Soils and Tailings)

  • 강미아;김광태
    • 지질공학
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    • 제17권3호
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    • pp.419-424
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    • 2007
  • 국내에서는 심각한 환경문제를 유발하는 폐광산으로부터의 중금속오염도 모니터링사업을 위해 토양 중의 중금속 함양 분석을 실시하고 있다. 그러나 중금속의 오염도 수준은 토양 중의 농도 뿐 만 아니라 이들의 용출 및 이동에 의한 오염도 확산에 의한 평가를 간과해서는 안 된다. 따라서 본 연구에서는 중금속 오염이 심한 폐광산 인근의 토양과 광미를 대상으로 용출시험을 실시하여 8개 중금속의 용출 수준을 파악하였다. 2개 지점에서의 시료를 대상으로 한 결과, Pb, Cd 및 Mn의 용출거동이 유사하였고, Cu와 As의 용출거동이 유사하였다. Zn의 경우에는 다른 중금속과 달리 45일간의 시험기간 동안 지속적으로 용출이 발생하였으며, 높은 농도(40 mg/kg)로 검출되었다. 이것은 아연의 총함유량이 많은 것과 토양중에서 이온상태로 쉽게 용출되는 ORP의 조건으로 설명할 수 있다. 따라서 이들 중금속의 용출에는 pH 뿐 만 아니라 산화환원전위도 많은 영향을 미치므로, 폐광산 관리에 있어서는 중금속의 함유 농도 뿐 만 아니라 이들의 산화환원전위도 함께 조사하여야 할 것으로 판단된다. 이러한 물리적 특성을 기초로 화학형태를 예측할 수 있으므로 용출정도를 판단할 수 있으며, 이를 통해 폐광산 유래의 중금속으로부터의 리스크를 저감할 수 있다.

Ocean Outfall과 폐수처리 공정의 비용분석을 이용한 수영만의 수질관리

  • 박해식;박청길;이석모
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 1997년도 가을 학술발표회 프로그램
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    • pp.52-53
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    • 1997
  • 수역의 유기오염 개선을 위하여 생활하수, 산업폐수 등의 저하시키는데 주안점을 두어왔으나 공공수역에서의 제거되지 않은 질소와 인의 유입으로 부영양화가 진행되어 하천에는 남조류가 대량발생하고 해역에는 적조가 광역에서 발생하여 큰 사회문제가 되고 있고, 질소와 인의 유입으로 인한 자생 COD가 전체COD의 약 절반을 차지하고 있는 실정이다. 따라서 앞으로의 수질을 개선하기 위해서는 조류증식의 제한인자인 질소와 인의 규제가 필요할 뿐만아니라 하수처리장에 고차처리를 적용하거나, 해양의 회석자용을 이용한 Ocean을 적용하여 연안해역 수질을 관리해야 할 것이다. 따라서 본 연구는 수영만을 대상으로 Ocean Outfall과 폐수처리시절을 적절하게 조합하기 위해서 3차원 생태계모델을 적용하여 유기물질 뿐만 아니라 영양염류인 질소와 인의 농도를 예측하여 환경기준을 만족시키고 비용을 최소화 할 수 있는 폐수처리공법과 해중방류관의 위치를 선정하고자 하였다. 본 연구결과 수영만의 1994년 COD는 II등급, DIN과 DIP는 III등급이었다. 현재의 활성슬러지공법으로 질소와 인을 제거하지 않고 방류할 경우 2001년에 는 하수처리량의 증가로 인해 COD의 경우 1994년 보다 조금 감소하지만 DIN 과 DIP는 1994년과 같은 III등급을 유지하였다. 고도처리공법을 도입할 경우 COD의 농도는 광안리와 해운대해수욕장에서 I등급을 보이고, DIP의 농도도 수영만 전체에서 강등급을 보이지만, DM의 농도는 광안리해수욕장에서 II등급, 해운대해수욕장에서 IH등급을 보였다 하수처리장 유출수를 Ocean Outfall을 이용하여 하수처리장으로부터 4km에 서 방류할 경우의 COD농도는 I등급을 보이고, DE 농도도 광안리와 해운대해 수욕장에서는 I등급을 보이고, DU의 농도는 ll등급을 보여 수질이 개선된 것 을 볼 수 있다. 이상에서와 같이 광안리와 해운대해수욕장의 해역환경기준 ll등급을 만족 하는 하수처리방법은 Ocean Outfall이었다. 수영하수처리장에 인을 처리하기 위한 화학적 침전법의 경우 956억원이 소요되고, 질소를 제거하기 위한 질소제거공정을 추가 건설 할 경우는 2181억원이 전요된다. 그리고 두공정을 같이 건설할 경우에는 3137억원의 비용이 소요된다 수영하수처리장에서 4km 거리와 관경을 2m의 Ocean Outfall 건설비용은 325 억원 정도가 소요되는 것으로 산출되었다. 고차처리시 증가되는 비용으로 건설할 수 있는 Ocean Outfall의 길이는 인 제거공정을 첨가하는 경우에는 18km을 건설할 수 있고, 질소제거공정을 첨가 하는 경우에는 46km를 건설할 수 있는 것으로 산출되었다.

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