• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.519-519
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• 2015

2007년 발간된 IPCC의 4차 평가보고서에서 자연재해, 환경, 해양, 농업, 생태계, 보건 등 다양한 부분에 미치는 기후변화의 영향에 대한 과학적 근거들이 제시되면서 기후변화는 현세기 범지구적인 화두로 대두되고 있다. 또한, 기후변화에 의한 지구 온난화는 대규모의 수문순환 과정에서의 변화들과 연관되어 담수자원은 기후변화에 대단히 취약하며 미래로 갈수록 악영향을 받을 것으로 6차 기술보고서에서 제시하고 있다. 특히 우리나라는 지구온난화가 전 지구적인 평균보다 급속하게 진행될 가능성이 높기 때문에 기후변화에 대한 담수자원 취약성이 더욱 클 것으로 예상된다. 따라서 지표수에 용수의존도가 높은 우리나라의 댐 저수지를 대상으로 기후변화에 따른 수환경 변화의 정확한 분석과 취약성 평가는 필수적이다. 본 연구에서는 SRES A1B 시나리오를 적용하여 기후변화가 주암호 저수지의 수환경 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 지역스케일의 미래 기후시나리오 생산을 위해 인공신경망(Artificial Neural Network.,ANN)기법을 적용하여 예측인자(강우, 상대습도, 최고온도, 최저온도)에 대해 강우-유출모형에 적용이 가능한 지역스케일로 통계적 상세화를 수행하였으며, 이를 유역모델에 적용하여 저수지 유입부의 유출량 및 부하량을 예측하였다. 유역 모델의 결과를 토대로 저수지 운영모델에 저수지 유입부의 유출량을 적용하여 미래 기간의 방류량을 산정하였으며, 최종적으로 저수지 모델에 유입량, 유입부하량 및 방류량을 적용하여 저수지 내 오염 및 영양물질 순환 및 분포 예측을 통해서 기후변화가 저수지 수환경에 미치는 영향을 평가하였다. 기후변화 시나리오에 따른 상세기 후전망을 위해서 기후인자의 미래분석 기간은 (I)단계 구간(2011~2040년), (II)단계 구간(2041~2070년), (III) 단계 구간(2071~2100년)의 3개 구간으로 설정하여 수행하였으며, Baseline인 1991~2010년까지의 실측값과 모의 값을 비교하여 검증하였다. 강우량의 경우 Baseline 대비 미래로 갈수록 증가하는 것으로 전망되었으며, 2011년 대비 2100년에서 연강수량 6.4% 증가한 반면, 일최대강수량이 7.0% 증가하는 것으로 나타나 미래로 갈수록 집중호우의 발생가능성이 커질 것으로 예측되었다. 유역의 수문 수질변화 전망도 강수량 증가의 영향으로 주암댐으로 유입하는 총 유량이 Baseline 대비 증가 하였으며, 유사량 및 오염부하량도 증가하는 것으로 나타났다. 저수지 수환경 변화 예측결과 유입량이 증가함에 따라서 연평균 체류시간이 감소하였으며, 기온 및 유입수온 상승의 영향으로 (I)단계 구간대비 미래로 갈수록 상층 및 심층의 수온이 상승하는 것으로 나타났다. 연중 수온성층기간 역시 증가하는 것으로 나타났으며, 남조류는 (I)단계 구간 대비 (III)단계 구간으로 갈수록 출현시기가 빨라지며 농도 역시 증가하였다. 또한 풍수년, 평수년에 비해 갈수년에 남조류의 연평균농도 상승폭과 최고농도가 크게 나타나 미래로 갈수록 댐 유입량이 적은 해에 남조류로 인한 피해 발생 가능성이 높아질 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.148-148
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• 2020

산업의 고도화가 진행됨에 따라 화학원료의 사용이 증가하고 있고 독성을 가진 화학물질이 하천으로 유입되는 사고가 빈번하게 발생하고 있다. 수환경으로 유입되는 유해화학물질은 주로 무색무취의 물질들로 사고가 발생하더라도 초기 발견이 어려워 어류폐사를 유발하거나 취수시설에서 용수로 취수되는 경우가 발생하기 때문에 이에 대한 대응책 마련이 필수적이다. 하천에 유입된 오염물질의 거동을 신속하게 예측하기 위해 1차원 오염물질 추적 모형이 활용되는데, Fickian 이송-분산 모형(Fickian Advection-dispersion equation model; FADE)이 주로 사용되고 있다. 하지만 FADE는 오염물질이 하천 저장대에서 지체되는 현상을 반영하지 못하기 때문에 농도곡선의 왜곡도를 구현하지 못하는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 하천저장대모형(River Storage Model; RSM)을 개발하고 이를 국가하천인 감천에 적용하였다. 본 연구에서 개발한 RSM은 분산계수, 본류대 면적, 저장대 면적, 저장대 교환계수의 네 가지 매개변수를 통해서 하천의 물질 저장 및 교환 특성를 구현한 non-Fickian 모형으로서, 생화학반응, 휘발, 흡·탈착항을 추가하여 유해화학물질의 혼합 거동을 정확하게 모의할 수 있도록 개발하였다. 저장대 모형의 매개변수를 산정하기 위해서 하천 유량과 지형자료를 기반으로 HEC-RAS를 모의하여 계산된 수리특성을 입력변수로 사용하였다. 저수기, 평수기, 풍수기 유량을 기준으로 세 경우의 시나리오 모의를 수행하였는데, 5ton의 톨루엔이 김천산업단지에서 감천으로 유입된 경우 약 20km 하류에 위치한 취수장에서 톨루엔의 농도변화를 예측했다. 보존성 물질에 대한 모의 결과, 풍수기의 경우 저수기에 비해 유속이 크기 때문에 취수장에서 20.56시간 먼저 기준농도에 도달하고, 7.21시간 더 짧게 머무는 것으로 나타났다. 유해화학물질의 반응특성에 대한 민감도 분석을 시행한 결과, 생화학적 반감기가 18.98시간보다 길고, 옥탄올-물 분배계수가 2.267 이하인 물질은 생분해 및 흡·탈착 반응에 둔감한 것으로 나타났다. 1m 수심 기준 0.114m/s 이하 유속에서의 하천 수리조건에서는 화학물질의 휘발성을 무시할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2002.05a
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• pp.140-143
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• 2002

연속 이온교환 평형 모델을 개발하여 원자력발전소 탈염기의 성능을 평가한 결과 특정이온의 누출 현상과 유입수 및 유출수중 이온농도 비율이 운전조건에 따라서 달라짐을 확인하였다. 본 모델은 국부 불완전 평형을 고려할 수 없으나 다성분 존재하의 경쟁적 이온교환을 묘사할 수 있는 장점을 가지고 있다.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2003.11b
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• pp.49-50
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• 2003

본 실험은 An-Ax 조건에서 $NO_3$ loading에 변화를 주면서 DNPAOs의 존재 유무를 확인하고 과연 이 미생물이 무산소조에서 이 PHA를 탄소원으로 인섭취를 할 수 있는지의 여부를 조사하고자 수행하였다. 유입 $NO_3$농도에 따라 전체를 4개의 case로 분류하여 실험을 수행하였다. case I에서는 인섭취가 43.68 mg/day로 거의 일어나지 않았는데 이는 전자수용체로서 $NO_3$가 부족했기 때문 이였다. 다음 caseII에서는 333.36 mg/day로 인섭취량이 많이 증가하였고 case III, IV에서는 각각 447.48, 428.64 mg/day로 거의 일정해졌다. 이를 통해 전자수용체로 $NO_3$를 이용하는 DNPAOs가 존재함을 분명히 알 수 있었고 또한 이 미생물이 최적으로 P 섭취를 할 수 있는 유입 $NO_3$농도는 본 실험 조건에서 는 20mg/L였다.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.56 no.2
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• pp.127-139
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• 2023

Daechung Reservoir has been suffering from severe cyanobacterial blooming periodically due to the water pollutants from the watershed, especially nutrients from nonpoint sources. As a countermeasure, an artificial wetland was constructed to mitigate the pollutant load from the watershed by utilizing the vegetation. We investigated the water quality of the influent and outflow of the wetland during years 2014~2020 to evaluate the performance of pollutant removal through the wetland. Major pollutants (e.g. BOD, COD, SS, T-N, and T-P) were largely reduced during the retention in the wetland while nutrients removal was more efficient than that of organic matters. Pollutant removal efficiency for different inflow concentrations was also investigated to estimate the wetland's capability as a way of managing nonpoint sources. The efficiency of water treatment was significantly higher when inflow concentrations were above 75^th percentile for all pollutant, implying the wetland can be applied to the pre-treatment of high pollution load including initial rainfall runoff. Furthermore, the yearly variation of removal efficiency for seven years was analyzed to better understand long-term trends in water treatment of the wetland. The annual treatment efficiency of T-P was very high in the early stages of vegetation growth with high concentration of inflow water. However, it was confirmed that the concentration of inflow water decreased, vegetation stabilized, and the treatment efficiency gradually decreased as the soil was saturated. The findings of the study suggest that artificial wetlands can be an effective method for controlling harmful algal blooms by alleviating pollutant load from the tributaries of Daechung Reservoir.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.22 no.12
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• pp.2239-2245
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• 2000

For the treatment of wastewater being discharged in large quantities as in these modern times, qualitative and quantitative concepts should be introduced in consideration of the recycling. In view of a qualitative concept, high rate aeration process is known as the most effective process up to now. However, Lee suggested UHR process showing the superiority over high rate process in treatment rate and quantity. Therefore, this study was performed to investigate the basic sphere of design and treatment quality, such as applicable $BOD_5$-loading and influent wastewater concentration of UHR process, based on Lee's suggestions1). Consequently, this process showed applicable $BOD_5$-loading of $2.2{\sim}7.0kg-BOD_5/kg-MLSS{\cdot}day$, exceeding three times or more of high rate process with maximum applicable loading of $2.25kg-BOD_5/kg-MLSS{\cdot}day$. Meanwhile, with the range of influent wastewater concentration from 200 to 450 mg/L. it showed the treatment rate from 94.7 to 97.3%, it indicated very good condition. In view of quantitative concept of treatment, UHR process is considered an epoch-making treatment process being superior to existing ones.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.38 no.9
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• pp.476-481
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• 2016

Pressure retarded osmosis (PRO) is a quite new technique for power generation using an osmotically driven membrane process. In the PRO process, water permeates through a semipermeable membrane from a low concentration feed solution to a high concentration draw solution due to osmotic pressure. This study carried out to evaluate the performance of the 8 in spiral wound membrane module using reverse osmosis concentrate for a draw solution and reverse osmosis permeate for a feed solution. Three different flowrates of draw and feed solution, such as 2.4 L/min, 5.0 L/min, and 10.0 L/min were used to estimate the power density and water flux under various range of hydraulic pressure differences between 5 bar and 30 bar. In addition, the effects of feed and draw solution concentration, flowrate, and mixing ratio on 8 in spiral wound PRO membrane module performance were investigated in this study. As major results, increases of the draw solution concentration lead to the improvement of power denstiy, and water flux. Also, increase of flowrate resulted in the improvement of power density and water flux. In addition, optimal mixing ratio of draw and feed solution inlet flowrate was found to be 1:1 to attain a maximum power denstiy.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.422-422
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• 2021

현대사회에서 플라스틱의 요구량은 꾸준히 증가하고 있으며 이에따라 생산량 역시 맞춰 증가하고 있다. 이에 따라 전세계적으로 플라스틱으로 인해 발생하는 폐기물의 양 역시 증가하고 있으며 이로 인해 플라스틱 재질의 폐기물이 많아지고 있다. 이 중 가장 문제가 되는 폐기물이 바로 미세플라스틱이다. 미세플라스틱은 1㎛ ~ 5mm 미만의 플라스틱으로 그 물리 화학적인 특성으로 인해 회수가 어려우며 외부 환경에 잔류시 독성을 유발할 수 있다. 플라스틱의 약한강도와 열악한 내열성 그리고 유기용매에 취약하다는 단점을 보완하기 위해 첨가하는 화학물질로 인해 내분비계교란물질을 발생시켜 생명체의 내분비계를 교란시켜 최종적으로 성기능장애를 유발한다. 또한 미세플라스틱의 표면은 유기염류성 살충제와 같은 잔류성오염물질(POPs persistent organic pollutants)사이의 흡착성이 크기 때문에 미세플라스틱은 POPs 농도를 주변보다 최대 백만배 높게 만들 수 있다. 미세플라스틱의 분석은 표준화된 방식이 없어서 제각각이지만 대체로 미세플라스틱 표면에 응집된 유기물을 처리하는 전처리, 미세플라스틱의 농도를 분석하는 정량분석, 그리고 미세플라스틱의 성분을 분석하는 정성분석의 과정을 거쳐서 진행된다. 이러한 미세플라스틱의 분석법을 기반으로 하수처리장에 유입되는 하수의 미세플라스틱 분석방법을 제안하면 다음과 같다. 우선 유입수로부터 미세플라스틱을 따로 분리하기 위해 체거름을 진행했다. 이후 유입하수의 성상에 맞는 적정 전처리 방법을 알아내기 위해 유기물을 제거하기 위한 산화방식으롷서 과산화수소수, 80℃의 과산화수소수, 그리고 펜톤산화의 서로 다른 3가지 방식을 사용했다. 이후 이어지는 정량분석과 정성분석결과를 비교하여 유입하수에 가장 최적인 미세플라스틱 측정방법을 알아보고자 한다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.36 no.10
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• pp.711-718
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• 2014

Investigated the processing characteristics of the pollutants and runoff due to storm events in the actual application of the road fields and a Non-Point Sources (NPS) pilot scale equipment. This phenomenon has occurred in the influent bypass the blockage occurs after 90 min the expended polymeric media was filled with filtered column. When entering a treatment tank SS 200 mg/L or more high concentration of effluent treatment efficiency was reduced from the reaction time 60 min. Influent concentration less then SS 180 mg/L was stable handling. The $COD_{Cr}/SS$ ratio were analyzed with 0.67, median value. Showed 92.1% and 82.3% respectively with an average removal rate of the SS and the $COD_{Cr}$. If the influent concentration of TP is the 0.5 mg/L or less, the quality of the treated water is 0.1 mg/L levels were expressed in a stable process. And when entering the 1.0 mg/L or more of the treated water, had a greater than average 0.2 mg/L. If the influent concentration of TN is 4~10 mg/L, the treatment water quality level was kept a 1.5~3.0 mg/L. The average removal efficiency of TP and TN respectively 73.9%, 50.4%.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.40 no.6
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• pp.583-592
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• 2020

This study assessed source depletion in the vadose zones of contaminated sites. The possible range of infiltration rate in Korea was statistically analyzed. The results showed a trend of decreasing leachate concentration of 13 pollutants used for risk assessment. Among them, benzene, ethylbenzene, toluene, and xylene showed a lower leachate concentration in groundwater over time due to their low distribution coefficient and also possible biodegradation effects. The average values of the relative concentration could be taken as a default index due to a very small range of uncertainties. In the case of heavy metals, it was shown that the leachate concentration in a pollutant does not decrease over time. Considering the annually different infiltration, a site-specific source-depletion scenario was applied to Cheongju in North Chungcheong Province. The result was expressed as a time series of the relative concentration of the leachate concentration, and this was compared to the trend by averaged Korean infiltration. Finally, an open-source code that used Python was used to help calculate the leachate concentration by this site-specific infiltration scenario.