• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.131-131
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• 2019

최근 기후변화와 여름철 고온 등으로 인한 녹조현상, 각종 사고로 인한 화학물질 및 유류 유출 등 수질오염과 관련된 사회적 관심이 높아지고 있다. 특히, 화학사고로 인한 유해화학물질 유출은 접촉시 인체에 악영향을 끼치며, 대기 수질 토양을 오염시키고 주변 농작물의 변색이나 괴사를 유발하는 등 발생 시 적절한 조치와 대응이 필요하다. 환경부에서는 유해화학물질 유출사고로 인한 국민건강 및 환경상의 위해를 예방하기 위해 화학물질관리법과 화학물질 등록 및 평가에 관한 법률을 제정하여 유해화학물질을 관리하고 사고에 대응하고 있다. 그러나, 화학사고 발생 시 현장인력에 의존해 공장 인근의 먼지, 악취 등을 감시하거나 화학물질의 유출이 우려되는 곳에 제한적으로 검출센서를 설치해 사고를 감시하고 있으나 미설치 지역에 대한 능동적 탐지가 어렵고, 공간적 분포 탐지가 불가능하여 초동 대응에 한계가 있다. 한편 최근 초분광 영상을 활용하여 물질 고유의 특성을 분석함으로써 토지피복, 식생, 수질 등의 식별에 활용되고 있어 화학물질 감지 가능성도 보여주고 있다. 하지만, 초분광 센서를 활용한 하천의 화학물질 감지를 위한 연구는 아직 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 우선 유해화학물질의 일종인 황산, 염화티오닐, 톨루엔을 대상으로 지점 분광복사계로 촬영하여 각각의 화학물질이 갖는 분광특성을 수집하여 초분광 영상으로 상호 구분이 가능한 지 확인하고자 하였다. 이상치 검출 및 신뢰도 높은 자료를 구축하기 위해 다회 반복촬영하였으며 반사도의 표준화를 위해 백색판을 동시에 측정하고 이를 정규화하여 분광 라이브러리를 구축한 결과, 대상 화학물질 별 식별이 가능하다는 결과를 도출하였다. 이러한 가능성에 기반하여 추가적인 유해화학물질 분광 라이브러리 데이터베이스를 구축하면, 사고물질의 식별 및 농도를 즉각적으로 확인하고 실시간 모니터링에 적용하여 신속하게 화학사고 발생여부 감지 및 대응에 활용될 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.161-161
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• 2020

최근 기후변화와 여름철 고온 등으로 인한 녹조현상, 화학물질 및 유류 유출 등 화학사고로 인한 하천의 수질오염과 관련된 사회적 관심이 높아지고 있다. 특히, 화학사고로 인한 유해화학물질 유출은 인체에 접촉 시 악영향을 끼치며, 대기·수질·토양을 오염시키고 주변 농작물의 변색이나 괴사를 유발하는 등의 피해를 야기하기 때문에 적절한 조치와 대응이 필요하다. 환경부에서는 유해화학물질 유출사고로 인한 국민건강 및 환경상의 위해를 예방하기 위해 화학물질관리법과 화학물질 등록 및 평가에 관한 법률을 제정하여 유해화학물질을 관리하고 화학사고에 대응하고 있다. 그러나, 화학사고 발생 시 공장 인근의 먼지, 악취 등을 감시하기 위해 현장인력에 의존하거나 화학물질의 유출이 우려되는 곳에 제한적으로 검출센서를 설치해 사고를 감시하고 있어 검출센서 미설치 지역에 대한 능동적 탐지가 어렵고, 화학물질의 공간적 분포 탐지가 불가능하여 초동 대응에 한계가 있다. 한편 최근 초분광 영상을 활용하여 물질 고유의 분광특성을 분석함으로써 토지피복, 식생, 수질 등의 식별에 활용되고 있다. 따라서 초분광 센서를 활용한 화학물질 감지 가능성도 보여주고 있지만, 초분광 센서를 활용한 하천의 화학물질 감지를 위한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 유해화학물질 18종을 대상으로 초분광 영상을 이용한 상호 구분이 가능한 지 확인하고자 해당 유해화학물질의 초분광 영상을 촬영하여 분광라이브러리를 구축하였다. 또한 물질별 특성을 보이는 분광밴드의 범위를 지정해 특성 분광라이브러리를 구축하였으며, 해당 과정에 대한 표준 및 절차를 제시하였다. 본 연구에서 제시한 절차에 따라 18종의 유해화학물질 분광라이브러리와 특성 분광라이브러리를 구축한 결과, 유해화학물질의 식별 가능성을 확인하였다. 향후 연구를 통해 유해화학물질 분광라이브러리 데이터베이스를 확대하고, 실시간 모니터링에 적용할 경우 신속한 화학사고 발생여부 감지 및 대응에 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.103-103
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• 2015

유류유출사고와 같이 하천 수표면의 흐름에 따라 이동 확산하는 부유성 오염물질의 혼합해석을 위해 많은 연구자들은 입자추적모형을 사용한 혼합모의를 수행해왔다. 입자추적모형에서 오염물질의 혼합은 평균 유속 분포에 의한 결정론적인 이동과 난류유동에 의한 무작위적인 혼합으로 나타내며, 난류혼합에 의한 수평확산은 난류확산계수로 조절한다. 따라서 표면흐름에 의한 난류확산계수의 산정을 위해 많은 연구자들은 부유성 입자를 이용한 실내실험을 수행하여 수평확산계수를 산정했고(Engelund, 1969; Cederwall, 1971), 최근에는 GPS의 발전으로 인해 해양영역에서 GPS를 장착한 표면부자를 활용한 확산실험을 통해 수평확산계수를 산정한 바 있다(Kjellson and $D{\ddot{o}}{\ddot{o}}s$, 2012; Alpers 등, 2013). 하천수질오염사고의 약 43.5%가 유류유출에 의한 것이며(환경부, 2013), 이에 따라 표면흐름에 의한 오염물질 혼합해석이 필요하나, 하천에서 수평확산계수 산정을 위한 현장실험연구는 부족한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 낙동강 본류에서 GPS부자를 이용한 입자추적실험을 수행하여 표면흐름에 의한 확산계수를 산정했다. GPS부자를 이용한 입자추적실험은 낙동강의 강정고령보 하류와 구미보 하류의 각각 세 지점에서 수행되었다. GPS부자는 바람에 의한 교란을 최소화하기 위해 지름 10 cm의 구형으로 제작하였으며 시범테스트를 통해 입자의 주 궤적 변화가 크지 않은 지점에 GPS부자를 투입했다. GPS부자는 오염물질의 사고유출을 가정하여 한 지점에 투입했고 GPS부자 사이의 간섭을 최소화하기 위해 25 ~ 35개의 GPS부자를 이용했다. 표면흐름에 의해 이동하는 부자의 위치는 GPS에 시계열로 저장됐고 ADCP를 이용하여 실험당시의 수리량을 측정했다. 입자위치의 시계열자료로부터 GPS부자의 확산범위의 시간변화를 계산했고 단순 모멘트법을 이용하여 종, 횡 방향 확산계수를 계산했다. 그 결과, 종 방향 확산계수는 $0.003{\sim}0.041m^2/s$로 계산되었고 횡 방향 확산 계수는 $0.001{\sim}0.012m^2/s$로 계산되어, 흐름방향의 유속성분에 의한 확산이 지배적인 것으로 나타났다. 지류 합류부에서는 이송이 지배적인 혼합이 발생되었고(Pe>1) Pe의 증가에 따라 수평확산계수가 감소되었다. 25~35개 GPS부자 궤적의 앙상블 평균으로부터 계산한 Integral time scale은 모멘트법으로부터 계산한 종, 횡 방향 확산계수와 비례하는 것으로 나타나, Taylor(1921)의 이론과 일치했다. 또한 실험수로에서 수행된 기존연구결과와 비교한 결과, 하폭 대 수심비, 마찰항의 증가에 따라 수평확산계수가 증가하는 경향을 나타내었다.

• Korean Journal of Ichthyology
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• v.26 no.4
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• pp.310-321
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• 2014

Change in fish species composition after the Hebei Spirit oil spill in December 2007 off Taean were determined by analysis of samples collected in Mailpo beach, 10 km south from the oil spill site and polluted by the crude oil. Fish samples were collected by a beach seine in the shallow water at Malipo beach during the low tide of the new moon from February 2008 to December 2009. Five seine hauls were made during the day and the night in each sampling time. Monthly day and night samples did not show the significant differences in species composition. A total of 21 species, 1,032 individuals and 6,544 g of fish were collected in 2008, and 31 species, 4,206 individuals and 35,659 g of fish in 2009. The species collected were composed of the small-sized fish or juveniles. Abundant fishes were the resident species in coastal water, and the migrants were low in abundance. Among the fish occurred, Chelon haematochelius, Sebastes schlegelii, Takifugu niphobles and Pleuronectes yokohamae were predominated in abundance of both years. Monthly fish abundance and species diversity in 2008 were significantly lower than those in 2009. A few number of resident fish were collected from February to June 2008 showing the lowest in May 2008, and fish abundance increased from July 2008. The number of species and abundance of fish in 2009 were increased in spring as the temperature raised, showed a peak in summer and decreased in autumn. This monthly variation in fish species composition and abundance was similar to those in the non-polluted water in other temperate waters. Low fish abundance during several months after oil spill was considered to be related to the residual oil in the water and habitat disturbance due to oil cleaning activity in the beach. Monthly fish species compositions after September 2008 were similar to those of 2009 suggested that the impact on the shallow water fish by the oil residuals was not too significant at least to the fish species composition after September 2008.

• Korean Journal of Microbiology
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• v.49 no.4
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• pp.353-359
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• 2013

The objectives of this study were to investigate effectiveness of the Compressed Air Jet (CAJ) System for cleaning up shorelines contaminated with crude oils and to examine effects of the system on total petroleum hydrocarbon (TPH) removal and microbial community changes before and after remediation of the oil-contaminated shorelines. These data will lead to better understanding of optimized remediation process. About 66% of TPH reduction was observed when the contaminated site was treated with the CAJ System 2, 3, 4, and 5 times. This treatment system was more efficient than the seawater pumping system under similar treatment conditions (by 40%). By the way, little oil degrader communities were observed despite a potential function of the air jet system to stimulate aerobic oil degraders. The apparent low population density of the oil degraders might be as a result of low concentration of TPH as a carbon source and limiting nutrients such as nitrogen and phosphorus. It was proposed that the CAJ System would contribute significantly to removal of residual oils on the shorelines in combination with addition of these limiting nutrients.

• Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
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• v.20 no.2
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• pp.152-156
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• 1987

A mixed population of marine bacteria was obtained to catalize the biodegradation of bunker-C fuel oil by means of the enrichment culture technique. Samples used for the enrichment culture were collected from sea water and sediments in the vicinity of Pusan, Chungmu, and Ulsan in Korea. As the biodegradation of bunker-C oil proceeded, the number of bacteria increased from $1.1\times10^6\;to\;8.7\times10^8$ cells per ml when pH was bufferized by 0.1 M Tris-HCl buffer to 7.6, then oil dispersion increased to $OD^{540}$ 2.2 and approximately $48\%$ of the oil was biodegradated in 10 days. Oil dispersion was absolutely dependent on the addition of nitrogen and phosphate sources in sea water. High and low sulfur-containing bunker-C and crude oil could be dispersed similarly. Bunker-C oil was dispersed rapidly at the pH ranging from 7.0 to 8.0 and dispersed to the amount of 7.5 g per liter of sea water medium.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.8 no.3
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• pp.56-60
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• 2003

The optimal operation conditions of electrofloatation for oil-water separation of soil flushing effluent including electrolyte and pH were investigated. The reactor (200 ${\times}$ 10 ${\times}$ 15 cm) for the experiment was constructed by using acrylic plate. Diesel concentration was 1,000 mg/L in the 1 % mixed surfactant solution ($POE_5$: $POE_{14}$ 1: 1). Titanium coated electrode was used as cathode and stainless steel electrode as anode. Reaction time was 62 minutes (reaction time: 60 min., flotation time: 2 min.) and voltage was 6 V. The separation efficiency of electrofloatation was improved to 40% by electrolyte addition. Furthermore, NaCl (1N) added as electrolyte was showed enhanced efficiency compared to NaOH (1N). While, the effect of both NaCl and NaOH was sequentially increased in the range of 0.2∼1.0% (0.02∼0.1 M). The equilibrium time was found as 20 min. in the range of 0.4∼1.0% (0.04∼0.1M) for both of them.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.25 no.2
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• pp.108-112
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• 2011

When oil spills occur in the ocean because of a ship collision or grounding, the oil in the sea will spread to the coastline. To effectively and promptly prevent such an oil spread, the prediction of the direction and speed of the spreading oil must be made. By applying the coastal wave diffusion theory with a consideration of the effects of wind and current, the oil spreading direction and speed can be predicted promptly so that the National Disaster Prevention System can effectively and promptly take countermeasures against the attack and contamination of the coastline by such oil bands.

• Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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• v.11 no.2
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• pp.31-39
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• 1997

Between 40,000 and 60,000 liters of light oil were spilled when an underground pipe broke at a newly constructed landfill site in coastal area, Korea. Methods were presented to examine the subsurface distribution of the contaminants in hydrocarbon-contaminated soil. As results, large quantities of oil and grease were found to have migrated horizontally at the site. Oil and grease plume at concentrations of 38-88 mg/kg was formed horizontally through silty sand with gravel fill and the vertical movement of the contaminants was thought to be limited to groundwater level between 2 and 4 m corresponding to sea water level. Right after finding the leakage area, the early action of excavation and pumping out the mixture of groundwater and oil was taken and it was proved to be very effective for preventing further contamination. Two months after the leakage, oil and grease in sea water sample near contaminated area was not detectable.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2013.10a
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• pp.29-31
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• 2013

유조선이 화물유 탱크 내 유류를 적재한 채 국내 연안 해저면에 침몰하는 경우 화물유 탱크 내 적재유가 유출되어 대형 오염사고로 연결될 가능성이 있으므로 화물유 탱크 내 적재유는 신속하고 안전하게 제거 되어야만 한다. 심해 수중작업 특성상 이러한 잔존유 회수작업 완료 후 화물유 탱크 내 잔존유 제거상태의 직접적 확인은 매우 곤란하므로 회수작업 종료 기준 및 절차는 매우 중요하다. 이에 따라, 국내에서 실제 이루어 진 제1유일호 및 제3오성호, 경신호 잔존유 작업사례에 적용된 회수방법에 따른 종료절차를 비교분석하여, 향후 국내 연안에 침몰되는 유조선 잔존유 회수작업에 적용 가능한 합리적 표준 작업종료 절차를 제시하였다.