• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.859-863
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• 2008

축산폐수, 침출수 등의 고농도 폐수를 생물학적으로 처리할 경우 최종 방류수는 강한 색도를 띠며 고분자량의 유기물질을 다량 함유한다. 이는 생물학적으로 분해하기 어려운 유기성 복합체와 생화학적 반응에 의한 중간생성물로 색도를 띠는 천연유기물질(NOM)을 포함한다. 생물학적 처리수의 색도는 심미적인 불안감, 방류수역의 수질오염 및 공중보건상의 잠재적 위해성을 갖는다. 또한, 수자원 이용측면에서 정수처리공정에서의 약품투입량 증가와 특히, 소독부산물 생성이라는 잠재적 문제점이 뒤따른다. 따라서 이러한 문제점을 해소하기 위한 생물학적 2차 처리수의 후속처리가 요구되며, 실제로 난분해성 유기물과 색도를 제거하기 위한 흡착, 막 분리, 고급산화(AOP) 및 화학적 응집 등의 물리-화학적 공정에 대한 연구가 수행되어왔다. 특히, 화학적 응집은 무기응집제 또는 고분자중합체(Polymer)를 이용하여 콜로이드성 입자와 색도를 띠는 난분해성 유기물을 전기적 불안정화를 유도함으로서 흡착 및 응집과정을 통해 제거하는 공정으로 많은 연구자들에 의해 연구되어왔다. 그러나 난분해성 유기물과 색도제거는 대상원수의 성상과 화학적 특성 등에 따라 각각의 제거효율과 최적 운전조건이 상이하게 나타난다. 화학적 응집공정은 비교적 높은 제거효율을 보이지만, 운전 및 유지관리의 기술적 어려움, 경제적 비효율성 등으로 인하여 적용에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 본 논문에서는 생물학적 혐기-호기성 공정에서 방류되는 축산폐수의 2차 처리수를 대상으로 화학적 응집에 의한 색도 및 난분해성 유기물의 제거거동을 고찰하였다. 대상 처리수의 $TCOD_{Cr}$ 농도는 평균 410 mg/L인 반면, $BOD_5$는 7-15 mg/L 범위로 난분해성 유기물을 다량 함유하고 있음을 알 수 있었다. 이에 황산알루미늄(Aluminium sulfate; $Al_2(SO_4){\cdot}14H_2O$)과 염화철(ferric chloride)의 무기응집제를 이용하여 자 테스트(jar test)를 수행한 결과, 동일한 응집제 주입량에서 염화철의 유기물 제거 효율이 높은 것으로 나타났다. 황산알루미늄과 염화철의 경우 각각의 응집제 주입율 5.85mM에서 89%, 7.03mM에서 97.5%의 최대 유기물 제거효율을 보여주었으며, 이 때 최종 pH는 4.0-5.6 범위이었다. 한편, 대상 원수 내의 콜로이드성 입자 또는 용존성 유기물의 작용기(functional group)는 일반적으로 음으로 하전 되어 있어 응집에 의해 잘 제거되지 않는 특성을 가지고 있다. 따라서 과량의 응집제를 주입하여 다가의 양이온성 금속염을 흡착시켜 전기적으로 중화시키고, 생성된 침전성 수화물 내에 포획 또는 여과시켜 제거하게 된다. 이 때, 금속염 수화종의 전하밀도가 응집효율에 영향을 주는 것으로 알려져 있는데, 다가의 양이온은 전기적 이중층(Double layer) 압축에 의한 불안정화를 향상시킬 수 있기 때문에다. 또한, 2가 금속염은 색도유발물질과 흡착하여 humate 또는 fulvate 등의 착화합물(complex)을 형성시켜 응집효율을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 생물학적 2차 처리수의 화학적 응집처리에 있어서 알루미늄염 등의 다가이온 첨가가 응집에 미치는 영향을 관찰하고, 후속되는 플록형성 및 침전공정에 의한 제거효율을 비교, 평가함으로써 2차 처리수로부터 난분해성 유기물과 색도를 보다 효과적이고 경제적으로 제거할 수 있는 최적인자를 도출하고자 하였다.

• 한국해양학회지
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• 제30권5호
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• pp.442-457
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• 1995

한국산 빗살거미불가사리 속의 3종, Ophiura kinbergi, O. sarsi 그리고 O, sarsi vadicola의 서식처를 파악하고, 남황해에 존재하는 생태적 장벽의 실체를 규명하기 위 하여 무기 환경요인을 이용한 서식처 지위에 관한 연구를 수행하였다. 이들의 분포를 지배하는 환경인자의 추출과정에서, 대상이 되어진 7가지 환경요소, 즉 수심, 저층 수 온, 저층 염분도, 밀도, 저층 용존산소량, 퇴적물의 평균 입도, 그리고 분급도 중 저 층 수온, 염분도 그리고 수심등이 서식처의 차이 규명에 유의한 설명력을 갖는 것으로 나타났다. 무기 환경 요소의 공간 위에서 이들 3종은 저층수의 수온와 염분도 그리고 수심 등에 대해 각기 다른 분포 범위의 폭을 나타내었다. O, sarsi vadicola를 중심으 로 한 서식처 지위의 분석에서, 우선 저층수의 염분도와 수온의 공간에서는 그 적정 서식처 범위(약 6~1$0^{\circ}C$, 31~33.5$\textperthousand$)가 황해 저층 냉수괴와 잘 일치하였으며, 수심에 대해서는 천해와 깊은 곳을 제외한 100~200m 범위에서 높은 존재 확률값이 나타났다. 한편, 본 연구에서 채집된 O. kinbergi와 O. sarsi는 O. sarsi vadicola의 적정 서식 처 범위밖에 서식하는 것으로 나타났으며, 황해산 O. sarsi vadicola의 분포 패턴에 관한 자료 분석의 결과로부터 이른바 황해에서의 저서성 무척추동물 분석의 남방 한계 선을 형성하는 생태적 장벽의 실체는 북위 33$^{\circ}$의 황해 남단에서 겨울철(12월)에 발생 하는 황해 난류(약 34$\textperthousand$<,18$^{\circ}C$)인 것으로 밝혀졌다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권3호
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• pp.198-207
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• 2012

본 연구에서 식물플랑크톤 뿐 아니라 동물플랑크톤을 포함하는 생태계 모델을 이용하여 해양 심층수의 해역 비옥화의 효과를 검증하였다. 모델은 2종의 식물플랑크톤, 3종의 동물플랑크톤, 질산염, 암모늄염, 규산염, 입자성 유기질소, 용존 유기질소, 입자성 규소 총 11개 요소로 구성된 NEMURO에 기초하고 있다. NEMURO의 11개 요소 외에도 두 종의 식물플랑크톤내 질소 셀 쿼터와 대형 식물플랑크톤내 규산염 셀 쿼터를 추가하였다. 해역 비옥화 효과를 조사하기 위해서 이즈 오시마 섬에서 실험을 실시하였지만, 본 실험에서 심층수의 유무에 의한 명확한 차이를 확인할 수 없었다. 이 실험 결과의 원인들을 모델 시뮬레이션에 의해 조사하였으며, 그 원인의 하나는 실험에 사용된 표층수의 높은 영양염 농도이다. 다른 원인은 무기질소 섭취율이 $NH_4$에 대한 $NO_3$의 비율에 관련되어 있으므로 무기질소의 총 농도의 증가가 광합성 속도를 반드시 증진시키지 않는다는 것이다. 이 모델로 실험 결과들을 재현할 수 있었기 때문에 우리는 이 모델을 이용하여 해양 심층수에 의한 해역 비옥화의 효과를 검증하였다. 해양 심층수의 공급 간격이 너무 짧거나 해양 심층수의 양이 너무 많을 때 해역 비옥화 효과는 나타나기 어려운 것으로 밝혀졌다. 해양 심층수의 첨가가 너무 비번하거나 너무 많이 첨가하면 플랑크톤 농도의 희석이 식물플랑크톤의 광합성 증진 효과를 초과해 버린 것으로 추측된다.

• 한국환경기술학회지
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• 제19권6호
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• pp.570-575
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• 2018

폐수수탁처리업에 반입되는 산업폐수의 원수 성상이 매일 달라짐에 따라 전처리 공정인 응집침전공정의 효율적 운전이 어려운 실정이며, 이로 인해 후처리공정인 증발농축 및 대체 공정인 membrane 공정의 부하원인이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 산업폐수의 효율적 처리를 위해 응집제 주입 방법별(단독주입, 동시주입, 순차주입, 역주입) 응집특성을 비교하기 위해 NaOH 주입 전 후 폐수 원수를 채수하여 실험하였다. 응집실험은 Jar-tester를 이용하여 진행하였다. 응집제주입방법별 TDS 제거효율은 순차주입(2.8 %) < 단독주입(3.9 %) < 동시주입(8.1 %) < 역주입(9.6 %) 순으로, TOC 제거효율은 단독주입(84.3 %) < 역주입(86.2 %) < 순차주입(88.6 %) < 동시주입(89.1 %) 순으로, 탁도 제거효율은 단독주입(99.7 %) < 순차주입(99.8 %) ${\fallingdotseq}$ 역주입(99.8 %) < 동시주입(99.9 %) 순으로 각각 나타내어, 이를 종합적으로 고려하여 판단한 결과 순차주입방법(무기응집제${\rightarrow}$고분자응집제)보다 무기응집제 및 고분자응집제를 동시에 주입하는 방법이 더 효율적인 것으로 나타났다.

• 한국해양학회지
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• 제4권2호
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• pp.83-86
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• 1969

해양관측의 세계적인 공통성으로 해서 염분검정법이 이미 오래 전부터 통일화 되었지만 근래에 와서는 용존산소량 정량법도 국제적인 Intercalibration을 하는 등규격화에의 기운이 나고 있다. 다시 Kuroshio 합동조사에서는 영양염의 정량에 있어 공통된 표준용액을 사용하므로써 조작상의 편리와 측정치의 신뢰성을 더욱 향상시키자는 의도에서 일본이 국제적인 영양염 표준용액의 조제 및 배포에 관한 안을 내어 1965년 Manila 회의를 거쳐 일본 상모중앙화학연구소의 관원씨가 이를 맡아 1966년부터 시작하여 1967년까지에 요오드산칼리움, 아질산염, 인산염, 규산염의 표준용액을 만들어 1968년 봄부터 시험적으로 일본국내와 동남아 수개국에 나누어 사용해 왔던 것이다. 다시 1968년 9월의 SCOR 의 영양염에 관한 Working Group 회의에서 CSK Std. Solution을 사용하여 세계각국에서 현재 사용하고 있는 영양염 분석방법의 Intercalibration을 하자는 회의가 있었고, 이것을 권고사항으로 SCOR에 보고하여 1968년 11월에 ICES가 승인하므로써 Intercalibration에 관한 원칙이 정해졌다. 동시에 Finland의 Koroleff씨와 Palmork씨가 organizer로 정해졌던 것이다. 이 보다 약간 앞서 본인이 상모중연에 가 있을 때 Std. Solution으로서 아질산염용액 만으로 각종무기질소화합물의 표준용액으로 대용한다는 것은 비합리적이므로 질산염과 암모늄염의 표준용액이 있어야 한다고 주장하여 우선 질산염용액을 추가로 만들기로 하여 1968년 11월부터 표준물질의 정제부터 시작 되었다. 1969년 1월에 Intercalibration 에 관한 구체적인 회의를 위해 Scripps 해양연구소에 관원, Wooster Rakestraw, Cieskes씨등이 모여 우선 일본상모중연에서 만들고 있는 인산염, 질산염, 아질산염, 규산염의 CSK 표준용액을 표준시료로하여 SCOR 과 ICES의 해양화학분과에서 선정한 세계 100개처에 나누어 현재 각자가 사용하고 있는 방법의 정밀도와 정확도를 check하는 소위 International intercalibration을 1969년 9월부터 시작하기로 확정을 보았고, 동시에 구체적인 지시가 있었던 것이다. 이시료를 받는 사람에게는 다만 그것의 농도범위만 알려주고 정확한 농도는 Koreleff와 관원씨만이 알고 있기로 하여 측정에 분석자의 주관이 개입되지 못하도록 했고, 분석치는 SCOR가 모아 해석하되 번호제로 하여 어떤 나라의 누구가 했다는 것은 밝히지 않기로 되어 있다. 이같은 내력으로 CSK Std. Solution이 국제적인 Intercalibration용의 표준시료로서 시험적으로 사용되기 까지는 되었으나, CSK Std. Solution 그자체에 관해서는 아직도 해결해야 할 점, 개량을 요하는 점이 많다. 이하에서는 주로 개량을 요하는 점에 관해 몇가지 언급하고자 한다.

• 한국수산과학회지
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• 제20권1호
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• pp.69-78
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• 1987

인간생활에 의하여 발생되는 유기폐수 및 폐기물로 인한 연안오염을 저감시키고, 분해부산물로 생성되는 무기영양염을 이용하여 해역의 생산력을 높일 수 있도록 이들을 해류소통이 원활하고 수심깊은 외해에 투기할 경우 투기가능량을 산출하기 위하여 1986년 하계 3개월동안 동해남부해역을 대상으로 관측 및 실험을 행하였다. 허용농도산출은 Streeter-Phelps의 model을 이용하였으며 이 model의 인자인 산소소모속도당수는 산소소모법으로 구하였고, 산소교환계수는 폐쇄계 model을 적용하여 현장관측을 통해 산출하였다. 표층에서 각 수심까지의 산소소모속도상수는 $0.177\times0.313/day$였으며 산소교환계수는 $0.025\~0.364/day$이었다. 이들 인자를 이용하여 해역의 용존산소를 5mg/l 이상으로 유지할 수 있는 투기가능량은 $42.29\~434.25g\;BOD/m^2$의 범위였으며 결과는 혼합 수심에 크게 의존됨을 고찰할 수 있었다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.210-215
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• 2007

북극 다산기지가 있는 니알슨 인근 해역인 Kongsfjorden만은 일부 해역이 해빙으로 덮혀 있는 반폐쇄적인 만으로 수심이 평균 200m 이상 된다. 이곳 북극 지방은 하절기 라도 태양의 고도가 낮아 해색위성분야의 극지활용에 대한 가능성 여부도 명확하게 알려져 있지 못하다. 따라서 본 연구에서는 북극 다산기지가 위치한 스발바드 군도의 니알슨 주변 해역(Kongsfjorden 해역)을 중심으로 2006년 8월 현장관측된 자료들을 유사한 시기의 한반도 주변 해역에서 현장관측된 자료들과 비교/분석하여 해양환경적 특성과 해수광학적인 특성이 어떤 차이가 있는지를 비교 분석하였다. 또한 북극 지방에서 인공위성을 이용한 해색위성자료의 극지활용이 가능한지를 검토하였다. 해수의 광 특성으로, 니알슨 주변 해역의 ${\alpha}^*_{ph}(440)$ 최대값은 $0.1m^2/mg$으로 한반도 주변해수의 ${\alpha}^*_{ph}(440)$ 최대값보다 약 2배정도 높게 측정되어 플랑크톤의 광 흡수효율이 중위도보다 상대적으로 높은 것으로 분석되었다. ${\alpha}^*_{ss}(440)$ 값은 $0.04-0.1m^2/g$으로 동중국해와 유사하며，한반도 주변해수보다 높은 값을 나타냈다. 이것은 Kongsfjorden 해역의 부유물질(SS) 구성성분이 동중국해와 유사한 무기광물 입자로 주로 구성되어 있음을 보여주고 있다. ${\alpha}_{dom}(400)$ 값은 $0.08-0.25m^{-1}$로 한반도 주변해수의 ${\alpha}_{dom}(400)$이 값과 유사하고 연안해역의 ${\alpha}_{dom}(400)$ 값보다 낮은 값을 나타냈다. $E_d(460)$의 평균값은 Konsfjorden 해역 $40mW/cm^2/{\mu}m$, 동중국해 $120mW/cm^2/{\mu}m$, 황해남부 $110mW/cm^2/{\mu}m$, 남해연안 $100mW/cm^2/{\mu}m$, 진해만 $100mW/cm^2/{\mu}m$이었다. 이와 같은 현장관측결과를 토대로 분석한 북극 다산기지 주변 해역의 해수광학적인 환경 특성은 용존유기물의 흡광도를 기준으로 볼 때 대양(Open Sea)의 광 특성과 유사하였다. 또한 북극지방에서 태양의 해수 입사 광량은 중위도의 약 40%정도이지만 해색위성자료의 극지활용이 가능하다고 판단되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제23권6호
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• pp.1049-1060
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• 2014

We investigated the spatiotemporal variations of dissolved inorganic nutrients along a saline gradient to estimate nutrient fluxes in the Seomjin River estuary during dry (March 2005, March 2006, March 2007, and March 2008) and rainy seasons (August 2005, July 2006, July 2007, and July 2008). Dissolved inorganic nitrogen concentrations were similar in the endmembers of freshwater for the rainy and dry seasons. In contrast, the concentrations of dissolved inorganic phosphate and silicate in the rainy season were approximately 2-3 times higher than those in the dry season. River discharge was approximately 10 times higher in the rainy season ($212m^3sec^{-1}$) than in the dry season ($21m^3sec^{-1}$). The fluxes of dissolved inorganic nitrogen, phosphate, and silicate were 2.91, 0.004, and 2.51 tons $day^{-1}$ in the dry season and 7.45, 0.421, and 30.5 tons $day^{-1}$ in the rainy season, respectively. Although the range of nutrient concentrations were similar to previous results from investigations in the Seomjin River estuary, the nutrient fluxes were differed according to river discharge for different survey periods.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제4권3호
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• pp.3-15
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• 2001

목포항의 수질과 영양상태의 계절 변화를 구명하고 평가하기 위하여 1996년 8원부터 1999년 8월까지 3년간 현장 관측과 수질 분석을 실시하였다. 첫째, 투명도, 용존무기질소, 인산인 및 클로로필 a와 같은 수질 항목에 대하여 OECD 영양분류기준을 적용한 결과, 목포항 해수의 영양수준은 4계절 내내 중영양 내지 부영양 상태로 평가되었고, 특히 하계에는 부영양 상태로 나타났다. 둘째, 비록 목포항 수질은 화학적 산소요구량에 의하면 해역수질 환경기준의 2급수 내지 3급수로 평가되지만, 부영양화에 의한 오염지수를 산정한 결과에 의하면, 목포항은 수질이 악화되어 4계절 내내 3급수에도 미치지 못하는 것으로 나타났다. 셋째, 부영양도를 산정한 결과, 특히 하계 또는 추계에 목포항에서 적조 발생 잠재력이 높은 것으로 나타났다. 넷째, 해수중에 존재하는 인에 대한 질소의 평균원자비(N/P)를 살펴보면, 목포항에서 식물플랑크톤의 성장에 대한 제한 영양 인자는 질소라기보다는 인으로 나타났다

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권3호
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• pp.389-399
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• 2019

동해 울릉분지의 탄산칼슘 포화상태를 1999, 2014, 2017, 2018년도 해양 조사를 통해 수집된 pH, 용존무기탄소(DIC), 총알칼리도(TA) 자료를 이용하여 계산하였다. 1999년에 비해 2010년대에 전 수심에서 탄산염 포화상태는 유의하게 감소하였다. 2018년 현재 방해석과 선석의 포화면 수심은 각각 약 500 m와 200 m로 상승하였다. 탄산칼슘 포화상태를 결정하는 주된 화학종인 탄산이온은 상층과 심층에서 다른 분포를 보였다: 상층에서는 약 $175{\mu}mol\;kg^{-1}$로 비교적 높고, 심층에서는 $50{\mu}mol\;kg^{-1}$ 이하로 아주 낮게 나타났다. 그러나 탄산이온 농도의 감소 경향은 심층보다 상층에서 두드러졌는데, 이는 2000년대에 대기에서 이산화탄소의 침투가 주로 상층에서 일어나는 것이 반영된 결과로 해석된다.