• Economic and Environmental Geology
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• v.40 no.4
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• pp.375-387
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• 2007

The Iksan Mireuksaji stone pagoda, designated as national treasure No. 11 in Korea, has been in the process of disassembling for reconstruction as part of the cultural heritage conservation program. The pagoda is mainly consisting of granite, which is relatively resistant to weathering. However, it has lost its original rock color due to various contaminants deposited at the surface since it exposed to the atmospheric environment long time. In this research, we categorized the secondary inorganic contaminants into the genetic type, and also quantitatively examined occurrences and types of pollutants in the oxidation area of the pagoda surface in which the area is clearly distinguished by naked eyes. Geochemical behavior of soluble pollutants through reaction experiments are demonstrated, and effective methods of cleaning for the conservation and scientific applicability of the surface cleaner are also studied.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.149-149
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• 2023

미세플라스틱은 입자크기가 5 mm 이하인 플라스틱으로 정의되며, 수계로 유입된 미세플라스틱은 내분비계 교란물질로 작용하여 생태계에 환경독성을 유발하고 오염물질을 흡착·운반할 수 있는 독성 물질의 매개체로서 미세플라스틱의 위해성에 대한 우려가 증가하고 있다. 본 연구는 수용액에서 다양한 미세플라스틱의 납(Pb) 흡착특성을 평가하고 미세플라스틱의 비표면적에 따른 흡착 효과를 비교하고자 하였다. 플라스틱 종류 중 HDPE (High-density Polyethylene)와 PVC (Polyvinyl Chloride)를 각각 세 가지 크기(Group 1: 2.5 mm - 1.0 mm, Group 2: 1.0 mm - 0.3 mm, Group 3: < 0.3 mm)로 제조하여 분류하였으며, 미세플라스틱 입자크기의 비표면적은 BET(Brunauer, Emmett, Teller)분석을 통하여 측정하였다. 담수환경 조성을 위해 pH 7로 조절한 Pb 용액의 농도(0, 0.5, 1, 5, 10, 30 mg/L)별 흡착실험을 수행하였으며 실험결과를 3가지 흡착등온식(Langmuir, Freundlich, Sips 모델)을 사용하여 미세플라스틱에서 Pb 흡착 거동을 나타내었다. BET 분석 측정결과, PVC의 경우 Group 3 > Group 2 > Group 1 순으로 PVC의 입자크기가 작을수록 비표면적이 크게 나타났으며, HDPE 비표면적 또한 비슷한 경향을 보였다. HDPE와 PVC에서 Pb의 흡착은 Langmuir 모델(R² > 0.97)과 Freundlich 모델(R² > 0.82)보다 Sips 모델(R² > 0.98)이 흡착 거동을 설명하기에 가장 적합하였다. 최대흡착능(Q_m) 상수는 입자크기가 작아질수록 흡착능이 높아지는 추세를 보였으며, 흡착세기(K_F)와 흡착강도(n^-1)는 각 플라스틱의 Group 3(HDPE K_F = 0.028, PVC K_F = 0.032; HDPE n^-1 = 0.225, PVC n^-1 = 0.547)에서 가장 높게 나타났다. 본 연구를 통해 HDPE와 PVC에서 Pb의 흡착특성은 Sips모델로 설명이 가능했으며, 이에 따라 Pb 흡착과정에 복수의 흡착메커니즘이 작용하고 있음을 유추해볼 수 있었다. 미세플라스틱의 입자크기와 비표면적이 Pb 흡착량에 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 미세플라스틱이 중금속을 흡착하여 생물체 내로 전이시킬 수 있는 매개체 역할의 가능성을 확인하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.55 no.8
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• pp.623-634
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• 2022

Due to river maintenance projects such as the creation of hydrophilic areas around rivers and the Four Rivers Project, the flow characteristics of rivers are continuously changing, and the risk of water quality accidents due to the inflow of various pollutants is increasing. In the event of a water quality accident, it is necessary to minimize the effect on the downstream side by predicting the concentration and arrival time of pollutants in consideration of the flow characteristics of the river. In order to track the behavior of these pollutants, it is necessary to calculate the diffusion coefficient and dispersion coefficient for each section of the river. Among them, the dispersion coefficient is used to analyze the diffusion range of soluble pollutants. Existing experimental research cases for tracking the behavior of pollutants require a lot of manpower and cost, and it is difficult to obtain spatially high-resolution data due to limited equipment operation. Recently, research on tracking contaminants using RGB drones has been conducted, but RGB images also have a limitation in that spectral information is limitedly collected. In this study, to supplement the limitations of existing studies, a hyperspectral sensor was mounted on a remote sensing platform using a drone to collect temporally and spatially higher-resolution data than conventional contact measurement. Using the collected spatio-temporal hyperspectral images, the tracer concentration was calculated and the transverse dispersion coefficient was derived. It is expected that by overcoming the limitations of the drone platform through future research and upgrading the dispersion coefficient calculation technology, it will be possible to detect various pollutants leaking into the water system, and to detect changes in various water quality items and river factors.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.9 no.1
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• pp.400-406
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• 2009

In this study, in order to find the movement of polluted substance that is flown into the river and the characteristics of dispersion, the experiment that used the RI (Radioactive Isotope) tracer in the river was undertaken, and by using the experiment result, the figure modelling was undertaken to analyze the general type of pollutant dispersion. In addition, in order to calculate more accurate dispersion range and moving time, the experiment was done in about 2km from the measuring points of Namdae Stream around the Yongdam Dam of the upper Geum River to the lower stream. In order to find out the flow of river and dispersion of polluted substance, RMA (Resource Modeling Associates)-2 and RMA-4 program are used in study. The site experiment using the RI was implemented for the experiment in the applied area and the same area, and the distance between each zone was set for 1km with the slight difference for site situation and measured the density date of one second distance through the NaI apparatus to measure the density data of one second interval. On the basis of this measured data, it is compared and analyzed with the result of figure copy of the models to make the comparison and analysis of density distribution following the change in expansion coefficient that makes great influence on expansion range and dispersion in natural rivers.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.37 no.12
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• pp.979-991
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• 2004

In this study, RMA2 and RMA4, the 2-D depth-averaged models, were employed to simulate the two-dimensional mixing characteristics of the pollutants in the natural streams. The velocity and depth were first calculated using RMA2, 2-D hydrodynamic model, and then the resulting flow field was inputted to RMA4, 2-D water quality model, to compute the concentration field. RMA models were verified using the velocity and concentration data measured in S-curved meandering channel. The results showed that the RMA2 model simulated well the phenomenon that the maximum velocity line is located at the Inner bank of meandering channel, and the RMA4 model was well adapted to reproduce the general mixing behavior and the separation of tracer clouds. Comparing model simulations with measured data in the field experiments, RMA2 model simulated well general flow field and tendency that the maximum velocity line skewed toward the outer bank which were found in field experiments. The simulations of RMA4 model showed that the center of the tracer cloud tends to follow the path in which the maximum velocity occurs. In this study, the dispersion coefficients are fine-tuned based on the measured coefficients calculated using field concentration data, and the results show reasonable agreement with predictive equations.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.12 no.1
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• pp.73-86
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• 2007

Risk-based remediation strategy (RBRS) is a consistent decision-making process for the assessment and response to chemical release based on protecting human health and the environment. The decision-making process described integrates exposure and risk assessment practices with site assessment activities and remedial action selection to ensure that the chosen actions are protective of human health and the environment. The general sequences of events in Tier 1 is as follows: initial site assessment, development of conceptual site model with all exposure pathways, data collection on pollutants and receptors, and identification of risk-based screening level (RBSL). If site conditions do not meet RBSL, it needs further site-specific tier evaluation, Tier 2. In most cases, only limited number of exposure pathways, exposure scenarios, and chemicals of concern are considered the Tier 2 evaluation since many are eliminated from consideration during the Tier 1 evaluation. In spite of uncertainties due to the conservatism applied to risk calculations, limitation in site-specific data collections, and variables affecting the selection of target risk levels and exposure factors, RBRS provides us time- and cost-effectiveness of the remedial action. To ensure reliance of the results, the development team should consider land and resource use, cumulative risks, and additive effects. In addition, it is necessary to develop appropriate site assessment guideline and reliable toxicity assessment method, and to study on site-specific parameters and exposure parameters in Korea.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• v.5 no.1
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• pp.19-24
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• 2018

Water quality is affected by the pollutants flowing into rivers since the interaction between water bodies and sediments in various environmental conditions. Especially, accumulation of sediments increases in the stagnant water areas due to a relative long hydrological retention time in the water bodies. Therefore, it is an important factor of water quality to understand characterization of the material behavior in water bodies and sediments. In this study, the objective of the conditional experiments was small and medium sized streams located in Gyeonggi-do. To estimate how the changes of fluoride behavior, depending on the pH, ion type, concentration, and clay contents. The pH results showed a trend that adsorption amount of fluorine decreased and the dissolution of fluorine increased following by pH increasing. The concentration and type of ions results showed that $Cl^-$ and $SO{_4}^{2-}$ ions had no significant effect on the adsorption ability of fluorine, the amount of dissolution was increased because $OH^-$ ion had active competition with fluorine in the reaction. The ingredient of sediment results showed that the amounts of fluoride adsorption and dissolution were reduced in samples, which contain relatively large amounts of Silt and Clay components. This means that the environmental conditions of water bodies greatly affect the adsorption and dissolution of fluoride in the sediments, so that proper management of fluoride in the sediments must precede an understanding of the environmental conditions of the water bodies.

• Proceedings of KOSOMES biannual meeting
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• 2007.11a
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• pp.193-195
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• 2007

해양생태계로 유입되는 화학물질의 총합적인 평가 및 관리를 위해서는 동 화합물의 해양환경중의 거동 및 운영, 생태계에의 영향, 관리방안에 따른 화학물질의 변화 예측 및 리스크 평가 등을 행할 필요가 있으며, 이를 위하여는 화학물질에 대한 생태계 모델이 유용한 수단이 될 수 있다. 본 연구에서는 여러 화학물질에 적용할 수 있으며, 지역특성, 존재 데이터 상황, 대상 수산물의 특성을 고려하여 여러 상태함수 및 프로세스의 추가와 삭제가 가능한 3차원 생태계 모델(EMT-3D)을 사용하여 해양환경중의 PFCs 관련물질을 대상으로 그 적용성을 검토하였으며, 민감도 분석 및 시나리오 분석을 행하여 영향인자를 판별하고 대안에 따른 영향을 평가하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.138-138
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• 2019

진해 용원해역은 부산 신항 개발사업의 일환으로 추진된 북 부두조성 사업 및 항만 배후단지 조성사업으로 전면 해역이 매립되어 원활한 해수흐름이 차단되고 송정천 하구 지점의 견마도 북쪽 통로를 이용한 선박이동만이 가능한 좁고 긴 수로형태로 변형된 국내에서 이례적인 폐쇄성 수역으로 변형되었다. 용원수로의 평균 너비는 약 100 m, 길이는 3,600 m정도로 세장비가 아주 큰 수로에 해당되며, 용원수로의 조석 유입유출은 뚜렷한 일차원적 흐름으로 간주할 수 있으며 입구에서 용원수로 내부로 갈수록 조석유입은 점진적으로 감소하여 흐름이 정체되는 양상을 보이고 있다. 이로 인한 지형적, 물리적 특성 때문에 외해와의 해수교환이 제한되어 적은 양의 오염물질이 유입되어도 유입부하가 지속될 경우 수로 바닥에 축적될 가능성이 매우 크며, 이는 수질에 대한 악영향을 끼칠 수 있다. 따라서 폐쇄성 수역인 용원수로를 장기간 모니터링하고 수질에 끼치는 영향을 파악하여 적절한 관리방안을 마련하는 것이 중요하다고 볼 수 있으며, 본 연구에서는 과거 축적된 수환경 자료와 실제로 용원수로 내에서 측정된 자료들을 기반으로 수질변화에 대한 시 공간적인 양상을 분석하였다. 또한 용원수로로 유입되는 토구를 전수조사하고, 강우시와 비강우시 토구 모니터링을 통해 육상에서 기인하는 오염원을 분석하였으며, 용원수로 내에 유입된 오염물질 거동 분석을 위해 추적자 실험을 실시하였다. 특히 용원수로 내 오염도가 높은 내측지점에서 추적자 투입하여 드론 영상을 통해 그 거동을 분석하고, 수로 내로 유입되는 오염원을 조사하여 폐쇄성 정체수역에서의 수질영향을 분석하였다. 이를 바탕으로 용원수로 내 수질영향에 대한 관리방안을 모색하고자 하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.127-127
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• 2023

지표수와 하상 경계층에서 발생하는 흐름 교환은 하천, 호소, 연안, 해안 등 자연계에 존재하는 수환경시스템에서 일반적으로 나타나는 수리학적 특성으로서, 흐름 교환이 발생하는 경계층 아래 하상층 영역을 혼합대(hyporheic zone)라 부른다. 수질오염사고 등에 의해 외부의 오염물질이 하천 내 유입될 경우, 혼합대 흐름에 의해 하상층으로 침투되고 지표수 대비 유속이 느린 하상 내 공극 흐름에 의해 거동함에 따라 이들의 하천 내 체류시간이 증가하게 된다. 따라서, 본 연구에서는 지표수와 하상 흐름을 연계한 수치해석 방법을 적용하여 혼합대가 지표수 내 용질 체류시간에 미치는 영향을 분석하였다. 먼저 연직 2차원 Reynolds 평균 Navier-Stokes(RANS) 방정식과 Darcy 방정식을 연계하여 지표수와 하상 내 흐름을 해석하였다. 지표수 영역은 RANS 방정식을 이용하여 모의하였고, 지표수 흐름해석에서 얻어진 하상의 압력장을 경계조건으로 하여 Darcy 방정식과 함께 하상 내 흐름을 모의하였다. 여기서 하상의 형태는 자연계 하천에서 일반적으로 관찰되는 사련하상(Ripple bed)으로 모사하였다. 이후, 지표수-하상 연계모의를 통해 얻어진 흐름 결과를 바탕으로 지표수-하상 경계층에서 용질거동을 모의하였다. 흐름 모의결과를 과거 실험자료와 비교한 결과, 지표수 영역 내연직흐름 분포를 정확하게 재현하였고, 동시에 혼합대 흐름 구조에 큰 영향을 미치는 지표수-하상 경계층 압력 분포 역시 관측값과 유사하게 나타났다. 용질거동 해석을 통해 얻어진 용질의 체류시간을 분석한 결과, 혼합대 흐름이 고려된 경우(투수성 하상)와 고려되지 않은 경우(불투수성 하상)를 비교했을 때 전자에서 체류시간 분포의 감수곡선이 길어지고 첨두농도가 감소하는 것으로 나타났다. 아울러, 지표수 영역의 유입부 경계의 평균 유속이 증가함에 따라 최대 체류시간이 감소하는 것으로 나타났는데, 이는 지표수-하상 경계층에서의 압력 경사가 커져 혼합대 내 유속이 증가함에 기인하는 것으로 분석되었다.