• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_1호
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• pp.1069-1080
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• 2022

대류권 오존은 전 세계적으로 인간과 생태계에 막대한 피해를 입히는 오염 물질이다. 국지적인 오존 문제는 발생 지역에서 바람에 의해 풍하 측으로 이동함에 따라 지역적, 전 지구적 문제가 되고 있다. 보다 효율적인 오존 모니터링을 위해서 연속적인 일중 관측이 가능한 정지궤도 위성을 이용하려는 시도가 있어왔다. 이 연구에서는 정지궤도 위성에서 관측될 대류권 오존의 연속적인 관측을 이용하여 대류권 오존 이동벡터(Tropospheric Ozone Movement Vector, TOMV) 산출을 세계 최초로 시도했다. 현재 정지궤도 위성을 이용한 대류권오존 산출물이 존재하지 않기 때문에 대기화학모델인 GEOS-Chem에서 산출된 대류권 오존 자료를 이용하였다. 산출된 오존의 이동 속도는 화학모델에 비해 높은 값이 나왔지만 오염의 이동의 방향은 매우 높은 일치성을 보여주었다. 제시된 알고리즘을 이용하면 오존의 유입 플럭스를 오존의 움직이는 속도와 방향을 이용하여 산출할 수도 있다. 이와 같은 결과는 오염물질의 이동분석에 널리 사용되는 역방향 궤적 방법의 대안으로써 오염물질의 모니터링과 예보에 보다 유용하게 사용될 수 있다. 이와 반대로 오존분포의 경계선이 불분명하면 TOMV 산출에 오차를 발생시킬 수 있기 때문에 이동에 대한 잘못된 정보를 줄 수 있는 것이 이 방법의 한계이다. 그럼에도 불구하고 TOMV 방법은 앞으로 활동하게 될 정지궤도 위성을 이용한 오염 모니터링과 예보에 진일보한 방향을 제시해줄 수 있을 것이다.

• 자원환경지질
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• 제42권6호
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• pp.561-574
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• 2009

본 연구에서는 농업지역에서의 양수, 관개, 탈질작용을 고려한 불포화대 및 포화대 지하수 흐름 및 용질이동 모델인 VSFRT2D(Variably Saturated Flow and Reactive Transport model)를 개발하였다. VSFRT2D는 Richards equation을 지하수 흐름 지배방정식으로 이용하며, Thornthwaite 방법을 이용하여 강수가 일어나지 않을 때 지표면 증발산량 계산 절차를 포함하는 새로운 모델을 개발함으로써 기존의 불포화대 모델을 개선하였다. 또한 Monod kinetics에 기반한 생분해 기작을 네 개의 비선형 오염물 거동식과 세 종류의 미생물 거동식을 이용함으로서 탈질작용을 이 모델에 반영하였다. 개발된 모델을 질산성질소로 오염된 홍성 지역의 현장 관측 자료에 적용하였다. 본 연구에서는 강수, 양수, 증발산, 관개, 비료 투여 및 다양한 생분해 과정들이 지하수 흐름 및 오염물 거동에 미치는 효과들을 확인하기 위하여 각각의 과정을 개별적으로 나누어서 수치 모의한 후 각각의 결과를 상호 비교하였다. 수치 모의 결과 이 지역에서의 질산성 질소 농도 변화는 생분해에 의한 영향은 매우 미미하게 나타났다. 반면에 관개에 의한 양수, 강수, 질소 비료 시비에 의해서는 크게 영향을 받았다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권1호
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• pp.51-60
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• 1994

여유고에서 오염물질의 이동과 확산을 효율적으로 모의할 수 있는 Lagragian 기법을 이용한 1차원 수치모델이 재발되어 미국 플로리다주의 Burnt Store Isles의 수로망(canal network)으로 유입되는 오염물질에 대해서 적용되었다. 본 수력학 모델은 음해법으로 수치해석되었다. 수치 영역은 크게 주수로와 여유고(storage)로 대별되며 지수로(finger canal)와 지류(tributary)들은 수로망을 단순화하기 위하여 여유고로 간주되었다. 수치실험 결과는 현장실험결과와 비교하여 비교적 잘 일치하고 있음을 보여준다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권1호
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• pp.44-52
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• 2007

본 연구에서는 위해성평가 과정의 중요한 부분으로서 수행되는 오염물질의 지중(subsurface) 거동 모델의 이용에 관한 전반적인 내용을 고찰하였다. 모델의 종류, 그리고 모델을 선택하고 이용하기 위하여 선행되어야 할 부지조사 및 개념적 모델 수립에 대해서 살펴보았다. 모델 선택의 기준을 정리하였고 대표적 모델과 각 모델의 모의 가능한 부지 조건들을 소개하였다. 모델의 보정, 검증, 민감도 분석 등 모델 이용에 필요한 일련의 과정과 각 과정에서 유의하거나 고려하여야 할 점을 살펴보았다. 본 연구에서 검토한 바에 의하면, 모델 선택의 주요 기준은 모델링의 목표와 수준, 그리고 모델이 오염부지의 주요 현상을 모의할 수 있는지 여부지만, 모델이 실제 시스템을 적절히 모의할 수 있는지는 이러한 기준으로 판단할 수 없으며 모델 입력변수 등 부지 자료의 가용성 및 질적 수준에 따라 결정된다. 한편, 추정된 입력변수에 대하여 높은 민감도를 보인다거나 선택한 모델의 보정 및 검증이 만족스럽지 않은 경우 자료 측정으로 대신하거나 다른 모델로 전환하는 등 전략 수정을 할 필요가 있다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 2004년도 학술발표논문집 Proceedings of Coastal and Ocean Engineering in Korea
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• pp.374-376
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• 2004

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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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.

• 한국대기환경학회지
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• 제33권3호
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• pp.191-204
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• 2017

우리나라의 대기환경 정책은 주로 연료 전환과 배출허용기준 강화를 통한 대기오염물질 배출 저감 정책을 활용하였다. 이 정책은 1차 대기오염물질을 효과적으로 저감하였다. 그러나 초미세먼지는 발생원에서 배출되기도 하지만 대기에서 생성되는 비율이 높아, 대기화학반응의 주요 생성기작을 이해하지 못하면 효과적인 저감 정책을 수립하기 힘들다. 미국이나 유럽은 일찍부터 자국의 환경을 반영한 대기에서 생성되는 초미세먼지의 유기성분 생성 수율 및 자국 내 전구물질의 물질별 기여도를 파악하여, 저감 대책 수립에 활용하고 있다. 또한 집중관측소(super-site) 연구를 통하여 얻어진 관측 자료를 활용하여, 수용모델 등을 활용하여 주요 오염원을 파악하고, 오염원별 저감 정책을 수립하고 있다. 이런 과학적인 이해에 바탕을 둔 정책 수립 및 시행으로 미국은 악명이 높았던 로스엔젤레스 지역의 스모그도 많이 개선시켰다. 최근에는 (1) 국지적인 화학반응에 의한 유해 유기 에어로졸 성분 분석 및 위해성 평가와, (2) 아시아로부터 장거리이동된 초미세먼지와 오존의 생성, 이동 기작 규명에 중점을 두어 연구하고 있다. 유럽도 국지적인 유해성분(주로 유기 에어로졸)과 전유럽 지역의 초미세먼지와 오존 이동 및 영향에 대한 연구에 중점을 두고 과학적인 이해를 증진하는 연구를 수행하고 있다. 중국은 스모그 현상을 줄이기 위한 지역별 대기오염 특성 규명 및 배출원 저감에 중점적으로 연구를 진행하고 있으며, 정책적 면에서 우리나라의 2000년대 초와 비슷한 정책과 연구를 수행하고 있다. 외국 사례에서 보듯이 초미세먼지 문제를 해결하려면 (1) 초미세먼지의 생성과 사람에 대한 영향에 대한 과학적 이해 연구를 수행하여 불확실도를 줄이고, (2) 이를 바탕으로 초미세먼지와 그 전구물질을 효율적으로 저감하는 정책을 수립하고 효과적으로 시행하는 체계를 구축하여야 할 것이다. 우리는 초미세먼지 문제에서 생성기작, 위해성 평가, 모델링 분야에서 과학적 이해가 부족하여 신뢰성 있는 초미세먼지 저감 정책 수립에 어려움을 갖고 있다. 위해성 평가 같은 분야는 우리나라 결과가 아직 많지 않아 외국 결과를 주로 활용하고 있다. 이런 경우, 오차와 함께 외국 결과를 우리나라에 적용 가능한지, 적용이 가능하더라도 외국 결과를 시용할 때의 얼마나 우리 사례에 맞는지 등의 불확실성도 발생한다. 또 우리는 아직 서울이나 우리나라에서 초미세먼지가 생성되는 대기에서의 화학반응에서 주요 반응물이나 반응 경로가 선진국에서 연구한 결과와 일치하는지 다르다면 어떻게 다른지 잘 이해하지 못하고 있다. 이러한 과학적 이해에 바탕을 둔 모델도 현재 우리가 사용하는 모델들은 미국의 대기를 잘 예측하도록 개발된 모델들이어서 우리나라 사례를 얼마나 잘 모사하는지 잘 모르고 있다. 또한 국민의 불안을 해소하기 위해서는 초미세먼지의 발생부터 사람에게 미치는 영향까지를 과학적으로 이해하고 이를 저감하는 것을 대기환경 관리의 목표로 설정하는 것이 필수적이다. 이를 수행하기 위해서는 보다 효과적인 대기관리 및 소통 체계 구축이 필요하다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제28권3호
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• pp.155-163
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• 2003

대덕 원자력시설 주변 지표 토양 환경내 오염물 거동 해석을 위하여 지하수 유동 및 오염물 이동 수치모델을 수립하였다. 수립된 모델을 이용하여 대덕 원자력시설 주변의 지하수 흐름체계를 해석하고 U-234에 대한 농도분포를 계산하였다. 산정 결과 지하수는 부지내 하나로를 중심으로 동쪽 및 동남 방향으로의 흐름이 나타났고, 지표 토양내로 유입된 방사성 물질은 지하수 유동에 의해 같은 방향으로 이동되었다. 대덕 원자력시설로부터 지표로 침적된 방사성 물질의 농도분포를 산정한 바 환경에 미치는 영향은 거의 없는 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권1호
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• pp.13-23
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• 2008

오염물질로 오염된 퇴적점토의 강도, 변형 및 투수특성 변화를 파악하기 위하여 NaCl 수용액과 매립장 침출수를 시료의 간극수(포화수)로 교체하여 삼축압축시험과 압밀시험을 수행하였다. 또한, 채취된 점토시료의 화학적 특성을 규명하기 위하여 주사전자현미경(SEM) 관찰과 에너지분산분광(EDX) 분석이 수반된다. 화학성분 분석결과 O, C, Si, Al, Fe 크기 순의 구성비가 얻어졌으며, 삼축압축시험 및 압밀시험결과는 NaCl의 농도가 증가할수록 극한응력(강도)은 증가하고 압축성과 투수성이 커지는 경향을 보이는데, 이는 전해질의 농도가 증가할수록 확산이중층(DDL)의 두께가 감소되어 면모화되기 때문인 것으로 판단된다. 또한, 점토 차수재를 투과한 침출수가 지하수 오염에 미치는 영향을 분석하기 위하여 MT3D 해석모델이 이용되었으며, 지하수 오염거동 해석결과 초기 염소이온 농도가 클수록 측정농도도 커지며, 시간경과에 따라 지하수 오염농도는 비선형적으로 증가되었다. 지하수 오염농도 감쇄 관계식을 유도하여 지하수 오염 이동거리를 예측한 결과, 초기농도가 클수록 지하수 오염 이동거리도 크게 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제29권6호
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• pp.699-712
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• 1996

자동 TDR 시스템을 이용하여 약 0.54 헥타 크기의 2개 현장에서 오염물질의 거동을 모니터링하였다. 오염물질의 수직적 플륨을 관측하기 위하여 추적자로서 $CaCl_2$를 순간주입(Pulse)방식으로 투입하였으며 오염물질 이동시간의 공간적 이질성과 현장규모의 운송모델 개념을 파악하기 위하여 횡방향으로 24개 지점과 5개의 다른 깊이, 즉 120개 지점에 50 cm 길이의 TDR 탐사침을 설치하여 잔존수 농도를 측정하였다. TDR에 의해 관측된 전기전도도를 검정하기 위하여 3가지의 다른 방법을 사용하였다. 깊이별 24개 지점에서 얻어진 평균 BTC 자료를 이용하여 CDE 모델과 CLT 모델의 파라미터를 추정한 결과 TDR 방법은 실내실험 뿐만아니라 현장에서의 오염물질 거동 분석에 유용하다는 결론을 얻었다. 또한 3가지 검정방법은 BTC 모양과 특히 오염물질의 첨두운송시간과 관련된 파라미터에 큰 영향을 미치지 않으며 사용된 검정방법 중 SLM 방법이 수평적으로 설치된 TDR 탐사침에 대해서 가장 적합한 것으로 나타났다.