• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.11 no.1
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• pp.7-13
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• 2006

The effects of electrolytes were investigated on the removal efficiency when several different electrolytes were used to change the electrode reaction in an electrokinetic (EK)-Fenton process to remediate phenanthrene-contaminated soil. Electrical potential gradient decreased initially due to the ion entrance into soil and then increased due to the ion extraction from soil under the electric field. Accumulated electroosmotic flow was $NaCl>KH_2PO_4>MgSO_4$ at the same concentration because the ionic strength of $MgSO_4$ was the highest and $Mg(OH)_2$ formed near the cathode reservoir plugged up soil pore to inhibit water flow. When hydrogen peroxide was contained in electrolyte solution, removal efficiency increased by Fenton reaction. When NaCl was used as an electrolyte compound, chlorine ($Cl_2$) was generated at the anode and dissolved to form hypochlorous acid (HClO), which increased phenanthrene removal. Therefore, the electrode reaction of electrolyte in the anode reservoir as well as its transport into soil should be considered to improve removal efficiency of EK-Fenton process.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.119.1-119.1
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• 2016

크라이오 워터펌프(CWP)는 크라이오 펌프(CP)와 달리 10 K 활성탄 어레이는 장착하지 않고 100 K 정도로 냉각시킨 배플만을 사용하여 물의 배기속도를 최적화 하는 데 초점을 맞춘 진공펌프다. 용기 압력이 10-9 mbar 대가 될 때까지는 잔류기체의 90% 이상이 수분이므로 다른 기체들의 배기 보다는 물을 잘 배기하는 것이 배기시간을 단축하고 도달 진공도를 낮추는 첩경이라는 아이디어에 근거를 두고 있다. CWP는 물 흡착확률을 거의 1에 가깝게 만들어서 오리피스 컨덕턴스에 육박하는 이상적인 펌프를 제작할 수 있지만 용도상 직부형(close type), 통과형(in-line type) 및 내장형(in-vessel type) 등 세 가지 다른 형태에 따라 성능도 약간씩 다르다. CWP는 모든 기체에 반응하는 정통적인 CP에 비해 훨씬 간단하고 저렴하게 만들 수 있으면서도 진공 시스템에 큰 영향을 미칠 수 있지만 물 이외의 기체들을 배기할 펌프가 필요하다는 측면에서 활용에 제약이 있다. 만일 TMP를 이미 사용하고 있거나 작은 TMP를 추가로 달아서 충분히 작동이 가능한 시스템이면서 수분 발생이 많은 곳이나, 또 활성탄의 오염이나 산소 분위기 등 CP 투입이 꺼려지는 환경이라면 CWP 사용이 좋은 선택이 될 수 있다. CWP의 물 배기용량은 CP의 알곤이나 질소 배기용량에 준하는 크기로 0.5g/cm2 이상임이 실험적으로 입증되었다. 따라서 일반적인 상황에서 정상 작동시 대부분의 기체는 TMP로 배출하고 잔류 수분만 포집하므로 CP처럼 주기적인 재생이 필요 없다. 필요하다면 CWP는 금속 표면에 응축된 물을 드라이펌프 작동만으로 쉽게 제거할 수 있고 혹시 오염 물질이 붙어도 세척이 용이하다. 이런 사용상 융통성과 여러 가지 장점에도 불구하고 그동안 물배기에 대한 인식이 미흡하고, 또 부수적이고 추가적인 비용이 드는 것으로 생각되어 주목을 받지 못했지만 디스플레이와 반도체 산업을 필두로 물 분압을 낮추고 생산수율을 높이는 것에 점점 더 관심이 높아지면서 CWP에 대한 수요도 높아지고 있다. 본 보고에서는 20인치 통과형 CWP를 만들고 14인치 TMP에 얹어 복합 진공배기시스템을 구성한 후 물 배기속도와 알곤, 질소 및 수소 배기속도를 측정하고 예측치와 비교했다. 아울러 물 배기용량 측정 및 CWP의 온도제어와 펌프재생 특성 평가 결과도 정리했다.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.10 no.2
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• pp.1-11
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• 2005

This study applied EK method to remediate contaminated soil by lead (Pb), tried increasing efficiency of remediation using adsorbent (apatite and zeolite) as enhanced EK remediation method to overcome the limit of traditional EK remediation method. Adsorption tests on Pb were practiced to extract EK, making different concentration of contaminated soil, voltage condition, operating time etc., transferring Pb-ion into the position of adsorbent, then tried immobilization. On this results, the efficiency of remediation is different on its test conditions. In addition, the efficiency of remediation was not only improved by adding electrode revεrsal and install position of adsorbent but also satisfied TCLP regulation of EPA in USA through the whole sample range. Finally, absorption and immobilization capacity of apatite and zeolite proved on its excellence and confirmed the possibility of application of apatite and zeolite as enhanced EK remediation method.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.23 no.3
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• pp.293-304
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• 2013

Because the present groundwater law broadly regulates a simple and impractical guideline ignoring aquifer characters and geology, general purpose facilities for protection of groundwater contamination is still considered unsatisfactory to ensure groundwater resources. In recent, there have been growing attempts in the packer development as crucial techniques and devices for groundwater protection. This study investigated the application of packer grouting techniques to contaminated groundwaters of two well sites in the Andong and Yeongi areas, both of which revealed a satisfactory effect with improved water quality: 94% decrease in turbidity at the Andong area and 60% decrease in $NO_3$-N, respectively. Based on aquifer characters including geology, weathering depth, fracture pattern, hydraulic gradient, and the flow path of contaminants, the integrated properties of groundwater contamination should be evaluated and treated with the help of accurate analyses such as bore hole imaging and monitoring data. Packer grouting and casing on well to ensure the useful aquifer free of contaminant are expected to play important role in inhibiting the inflow of contaminants when adequately applied. Therefore it is concluded that these can serve as reliable tools in remediation and protection of contaminated groundwater as well as efficient utilization of groundwater.

• Water for future
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• v.28 no.6
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• pp.107-118
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• 1995

Mathematical models have been developed in which storage-relaease processes of pollutants are modeled to explain storage effect of variations of flow and channel geometry on mixing and transport of polluted releases in natural channels including low flow conditions. The models were tested by using the laboratory dispersion data. Comparisons between concentration-time curves predicted by using the proposed model incorporating two different submodels show that Storage-Diffusion Model seems to be superior in explaining physical processes inside the storage zone to the Storage-Exchange Model even though accuracies of simulation results by two models are about the same. The proposed model shows significant improvement over the conventional one-dimensional dispersion model in predicting natural mixing processes in open channels.

• Land and Housing Review
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• v.13 no.3
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• pp.125-140
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• 2022

Road Deposited Sediment (RDS) is the solids formed from the wear of road, wear of vehicles, exhausts, and the input of the emissions from various sources out of the roads. RDS is seriously polluted by organic matter, nutrients, and metals. RDS plays an important role as the sink and the transport medium of the associated pollutants because RDS can be carried to the adjacent water system via stormwater runoff. In this regard, the heavy metals in RDS were investigated based on the publications. The contents of the metals in RDS were highly variable. The concentration of Cr, Ni, Cu, Fe, Zn, As, Cd, and Pb in urban RDS in various regions was in a range of 3.16-3,410, 1.15-1,382, 20.2-9,069, 2,980-124,853, 81-2,550, 2.3-214, 0.19-21.3, and 15.21-1,125 mg/kg, respectively. The anthropogenic enrichment of the metals in RDS was confirmed by the high concentration of Cu, Zn, Cd, and Pb. The contents of the metals were higher in industrial and traffic areas than in residential areas, while they were generally increased with decreasing particle size. It is believed that this study's results would contribute to quantifying the metals' load via RDS and establishing control strategies.

• Proceedings of the Korea Society of Environmental Biology Conference
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• 2002.11a
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• pp.163-176
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• 2002

광양만 및 주변해역의 참굴을 대상으로 환경생체지표를 측정하여 환경독성을 조사하였다. 광양만에서는 세포치사독성은 나타나지 않았으며, 라이소솜의 안정성은 남해도 주변정점은 70%내외 인데 반해서, 기준정점의 50% 내외의 상대적으로 낮은 안정성을 보인다. 에스테라제 활성은 광양내만 및 태인교 부근의 정점과 남해도의 정점 8, 9 들은 63-88 FU 정도로 낮아서 활성이 저해 받고 있음을 알 수 있다. 이중나선 DNA의 함량은 남해도의 정점들은 150 FU 내외의 값을 보이고, 광양만은 130FU 내외로 함량이 낮고, 정점간의 차이가 크지 않다. 전체적으로 기준정점 및 외양역의 정점 10은 독성물질에 의한 영향이 적은 데 반해서, 광양만은 독성물질에 의해서 특히 라이소솜 온전성, 에스테라제 활성 등에 영향을 받고 있는 것으로 사료된다. 그리고 남해도 주변의 인근해역은 광양만에 비해서는 적은 영향을 받고있는 것으로 사료된다. 다른 측정자료와 비교하여 볼 때 광양만지역은 거제도와 같은 청정해역보다는 독성물질의 영향을 더 받았고, 마산과 같은 극심하게 오염된 지역보다는 독성물질의 영향을 적게 받았다. 인접한 가막만과 유사하거나 조금 더 독성물질의 오염에 의한 영향을 나타내는 것으로 사료된다. 퇴적물 독성실험에서 200 mg/ml(이하 mg)이상의 농도에서 전정점에서 100 mg에서 부분적 및 세포치사독성이 나타났으며, 라이소솜 안정성은 50 mg에 노출 했을 때에는 정점, 12, 20, 26, 42 에서는 25% 내외의 낮은 값을 보이고, 대부분의 정점에서 50 % - 70% 내외의 온전성을 보인다. 에스테라제 활성은 100 mg에 노출했을 때 묘도와 광양제철 인근에 위치한 정점 10, 12, 16, 22에서는 50 %내외의 값을 보였고(정점 22: 36%로 최저), 내만에 위치한 정점들에서는 60% 내외의 활성을 보였다. 양식장이 있는 정점 2, 외양의 영향을 많이 받는 정점 46, 51, 54 등은 활성 값이 70% 이상으로 퇴적물 독성이 상대적으로 낮았다. 이중나선 DNA 함량은 28.4 % - 49%로 대조군에 비해서 감소가 크다. 대부분의 정점이 대조군의 30% 내외로 정점 간의 차이는 크지는 않다. 그러나 다른 측정자료와 같이 정점 22에서 18%로 최소치를 나타내고, 정점 2, 12에서 20% 내외의 값을 보인다. 종합적으로 볼 때 오염물질의 유입이 크고, 광양제철 인근 정점 들이 모두 다른 정점에 비해서 낮아서, 퇴적물 독성이 높은 정점으로 조사되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.123-123
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• 2016

만곡부, 합류부 등의 복잡한 지형을 갖는 자연하천에서의 오염물의 혼합 거동에 대한 이해는 수자원의 관리에 있어서 매우 중요하다. 특히 하폐수처리장과 같은 처리시설의 방류수와 같이 연속적으로 유입되는 오염물의 경우 하천 생태계에 지속적인 영향을 끼치며, 이러한 방류수는 대부분 지류를 통해 본류로 유입되게 된다. 이러한 오염물질이 지류로부터 본류로 합류되는 초기구간(near-field)의 경우, 횡방향 및 연직방향의 혼합 거동에 대한 상세한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 금호강과 진천천이 좌안으로부터 합류되는 낙동강 중류 구간에서의 초기 혼합 구간의 연구를 위하여 전기전도도(electrical conductivity: EC)를 이용한 농도 추적 실험을 수행하였다. 수온, 전기전도도, 이온화 물질 등과 같은 자연 추적자(natural tracers)를 이용하는 농도 추적 실험은 인공추적자 물질을 이용한 실험을 대체할 수 있는 방안으로서, 기존 추적자 실험과 비교하여 경제적, 환경적인 효과와 하폭이 넓은 중규모 이상의 하천에서도 수행할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 실험 구간에서 합류되는 2개의 지류 모두 인근 하폐수처리장으로부터 방류수가 연속적으로 유입된다. 본류에서 정해진 측선을 따라 센서가 설치된 보트를 이용하여 실시간으로 농도, 수리량 데이터를 GPS 위치 데이터와 함께 취득하였다. 실험 수행 결과, 지류인 금호강과 진천천의 EC 농도가 합류 전 낙동강 본류의 EC 기저농도보다 더 높은 값을 나타내었다. 이후 지류가 합류된 직후의 측선에서 측정한 EC 농도분포를 분석한 결과, 연직방향의 편차가 크게 나타나는 것으로 나타났으며 특히 유량이 낮을수록 연직 방향 편차가 커지는 경향을 보였다. 전반적으로 수심이 깊은 구간의 저층부로 갈수록 전기전도도의 값이 증가하는 경향을 나타났으며 흐름방향으로 진행됨에 따라 연직 편차가 줄어드는 경향을 보였다. 횡방향 혼합의 경우 지류의 유입으로 인하여 본류 좌안 쪽에서 전기전도도의 값의 상승을 확인할 수 있었으며 하류로 이동할수록 불균등했던 전기전도도의 분포가 횡방향 혼합을 통하여 균등한 분포로 전환되는 것으로 나타났다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.45 no.3
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• pp.217-235
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• 2012

We evaluated the geochemical characteristics and their potential pollution of Asian Dusts in Daejeon, Korea during spring 2007. Compared with the chemical compositions of soils in source area of Asian Dust, those of aerosols in Daejeon were enriched with trace elements (ten to hundred fold), inferring that pollutants from China have affected on local environment in adjoining country such as Korea. Chemical analysis of aerosols during Asian dust showed that fine particles ($PM_{2.5}$) contained high contents of trace elements such as Cr, Cu, Pb, Zn, V, S, As, Cd, Co, Ni, Mo, Sb, Cs, Rb, Th, Sc and Y. In the case of TSP (Total Suspended Particle), Zr, Sr, Ba, Li, Th and U were contained much more than other trace elements. The contents of some elements (i.e. Li, Cs, Co, U, Cr, Ni, Rb, V, Th, Y, Sr and Sc) in aerosols collected in Asian Dust period, which are not likely enriched by air pollutants, were higher (2 - 4.2 fold) than those in Non Asian Dust period, indicating that these elements could be used as indicator elements for determining the occurrence of Asian Dust phenomena (especially, Sr, V, Cr & Li). In the case of Asian Dust coming through the big cities and/or industrial areas of China, the domestic aerosols had higher contents of trace elements (such as S, Cd, Zn, Pb, Cu, Mo and As) than those from Northeastern China via North Korea, indicating that the transportation courses of air mass are very important to determine the pollution degrees. Using the enrichment factors of trace elements in aerosols during Asian Dust and Non Asian Dust, we identified that some elements (i.e. S, Zn, Cu, Pb, As, Mo and Cd) were most problematic in terms of environmental hazard aspects, and these elements could affect adverse effects on human health as well as ecosystem and surface environment (soil and water) through long-lived precipitation.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 2010.04a
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• pp.90-91
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• 2010

우리나라는 산업화와 도시화의 급속한 발전으로 인한 대기오염물질배출시설, 자동차 통행량, 에너지 사용량의 증가 등으로 대기오염물질배출원의 수와 규모가 증대되어 광역도시를 중심으로 대기질이 악화되고 있다. 특히 우리나라의 수도권대기질은 선진국의 주요 도시에 비해 대기오염 상태가 좋지 않은 것으로 평가됨에 따라 정부는 대기질을 OECD선진국 수준으로 개선한다는 목표를 세우고 있으나, 지역의 대기상태 및 그 동안의 대기질 개선을 위해 이행된 정책의 효율성 측면에서 볼 때 사후적인 규제위주의 농도규제 방식으로는 급증하는 대기오염배출시설의 배출량총량 관리가 어렵고, 지자체별로 개별적인 분산관리로는 광역적으로 이동되는 대기오염물질의 관리가 불가능하다. 또한 대기오염과 상관성이 큰 에너지정책, 산업정책, 도시계획 등 관련 정책과의 통합적 접근이 어렵기 때문에 사전에 이를 예방하는 총량관리가 요구되어 진다. 총량규제란 특정지역의 기상, 지형조건 등을 이용하여 대기환경용량을 산출하고 이를 기초로 지역별 배출허용총량을 할당하여 궁극적으로는 오염원별로 대상오염물질의 삭감량을 정하는 제도로 선진국에서는 대기환경용량을 바탕으로 1970년대부터 사업장을 중심으로 배출농도 규제와 함께 총량규제를 병행 실시하고 있으며, 최근에는 자동차에도 실시하고 있다. 우리나라에서도 대기환경보전법 제9조에서 환경기준을 초과하여 사람의 건강이나 재산, 동식물의 생육에 중대한 위해를 가져올 우려가 있다고 인정되는 경우에는 동 지역 또는 특별대책지역 중 사업장이 밀집되어 있는 구역에 대하여 배출되는 오염물질을 총량으로 규제할 수 있도록 규정하고 있다. 또한, 환경부는 2003년도에 서울, 인천, 경기도내 19개시 지역을 대상으로 대기오염물질의 배출총량을 관리하는 대기오염총량제 실시를 포함한 '수도권대기질개선에관한특별법'을 제정하였고, 현재는 사업장에게 연도별 배출허용총량을 할당하고, 할당량 이내로 오염물질을 배출하도록 관리하는 사업장 대기오염물질총량관리 제도로 시행 중에 있다. 그러나 수도권대기질개선특별대책을 수립하면서 총량관리의 본격 이행 및 배출권 거래제도 도입에 대한 특별법안이 제정되고 부분적으로 시행되고 있으나, 우리나라에 총량관리를 본격 이행하는데 있어서의 필요한 준비여건은 아직 초기 단계이고, 관련 연구의 수행실적 또한 수도권에 제한되어 적은 편이다. 따라서 현재는 총량관리가 수도권에 국한하여 실시되고 있으나, 점차 타 도시까지 광역적으로 확대될 것으로 예상되는 바 이에 필요한 제반 사항들에 대한 조사 분석을 통하여 정책방향을 설정하는 더 많은 연구가 필요할 것이다. 이러한 배경에서 본 연구에서는 대구지역을 대상으로 대기오염농도 및 대기오염물질 배출량에 대한 현황조사를 실시하고, 이를 토대로 고농도가 자주 발생되거나 그러할 가능성이 높은 $NO_X$을 대상으로 대기오염기여도를 평가하고 대기확산모델을 통한 대기환경용량을 산정하였다. 대기오염농도 현황을 살펴본 결과, 대구지역의 대기오염은 $NO_2$, $SO_2$, CO는 전형적인 1차오염물질의 변화경향을 보였으며, $PM_{10}$는 봄철에 황사의 영향을 크게 받는 것으로 나타나 실제 대구지역에서 배출되는 양을 추정하기 힘든 것으로 판단된다. 또한 $NO_2$는 공업, 상업지역에서 $SO_2$와 $PM_{10}$는 공업지역, CO는 상업지역, $O_3$은 교외지역에서 높은 농도를 나타내는 것으로 파악되었다. 대구지역의 대기오염물질 배출량 현황은 CO가 47%, NOX가 43%로 전체 배출량의 90%를 차지하였고, 2005년 이후 $NO_X$는 감소하고 $SO_X$가 증가하는 추세이다. 또한 배출원대분류 중도로 및 비도로이동오염원에서 발생되는 선 오염원이 75%로 대구지역에서 가장 크게 기여하는 것으로 나타났다. ISCST3 대기확산모델을 이용하여 대기환경용량을 산정하기위하여, 먼저 대구지역의 대기환경용량평가는 가시적인 위해성이 높고 개선정책이 용이한 $NO_X$을 대상물질로 선정하였고, 배출량과 오염농도간의 상관도가 0.659로 높은 것으로 판단되어, 배출량을 삭감하였을 때 대기오염농도의 개선이 명확히 나타나는 것을 알 수 있었다. 다음으로, 단위격자 당 한계배출율을 알아내는 작업을 실시하여, 대구지역을 동일하게 장기환경기준 80%수준인 22.4ppb를 만족시키기 위한 한계배출율은 2.23g/s가 필요한 것으로 파악되었고, 산출한 한계배출율을 이용하여 장기환경기준치 80%수준 달성을 목표로 하는 경우의 대기환경용량을 산정하고 실제 배출량과 비교 분석하였다. 그 결과, 대구지역 전체의 환경용량은 약 3만 톤으로 실제 배출량 2만2천 톤에 약 8천 톤 이상의 여유가 있는 것으로 파악되었다. 그러나 구역별로 상이한 차이를 보였으며, 이에 따른 구역별 개선정책이 필요할 것으로 사료된다. 대기환경용량을 파악한 후 단위격자 당 한계배출율을 초과하는 대상 지역을 추출하여 삭감한 결과 초과배출량의 80%를 삭감해야 대구지역 전체에서 50ppb이하 농도가 되는 것을 알 수 있었는데, 실제로 초과배출량의 80%를 삭감하는 것은 어려움이 있다고 판단되어, 대구지역을 동일한 %율로 삭감한 결과 30% 삭감했을 때 50ppb수준을 달성하였고, 50%삭감했을때 2007년 환경기준인 30ppb수준을 달성하였다. 또한 배출원대분류 중 기여율이 높은 도로와 비도로오염원을 50%삭감한 결과 도로이동오염원의 삭감만으로도 상당한 고 배출지역의 농도저감에 효과가 있는 것으로 파악되고, 비도로오염원을 포함하여 삭감하였을 때는 대구지역 전체에서 50ppb이하로 내려가는 것을 볼 수 있었다. 따라서 향후 총량규제의 실시에 맞추어 대구지역의 실제적인 환경용량의 정확한 파악과 고배출지역에 대한 삭감방법에 관한 더 많은 연구가 필요하다고 사료된다. 이 연구 결과는 앞으로 시행될 지역총량규제에 대한 기초적인 방법론으로 활용될 수 있을 것이다.