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수리지화학적 특성 분석을 이용한 농촌 마을 천부 음용지하수의 수질 저하 원인 분석 (Evaluation of Groundwater Quality Deterioration using the Hydrogeochemical Characteristics of Shallow Portable Groundwater in an Agricultural Area)

  • 양재하;김현구;김문수;이민경;신인규;박선화;김형섭;주병규;김동수;김태승
    • 지질공학
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    • 제25권4호
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    • pp.533-545
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    • 2015
  • 음용수 및 생활용수로 이용되고 있는 농촌 지역 천부대수층 음용지하수를 대상으로 계절적·공간적 수리지화학적 특성과 수질 저하 원인을 분석하였다. 지하수 관정이 설치된 대수층은 지표로부터 전답토, 풍화토, 풍화암, 기반암으로 구성되어 있으며 음용지하수의 대부분은 풍화토와 풍화암에 형성된 지하수가 이용되는 것으로 조사되었다. 음용지하수의 지화학적 유형은 대부분 오염물로 분류되고 있는 NO3와 Cl 이온의 영향을 받는 것으로 보이며 또한 상류로부터 유출된 오염물들이 하류 방향으로 이동하면서 불규칙적으로 분포하는 오염원에 의해 농도 증가가 일어나고 있는 것으로 나타났다. 음용지하수내 주 양이온 성분은 계절에 따라 큰 변화를 보이지 않으며 NO3와 Cl 성분은 배경 지하수에 비해 고농도 분포를 보여 외부로부터의 오염원 유입을 나타내주고 있다. 전기전도도 변화에 따른 주요 오염물 농도는 양의 상관관계를 보여 지하수 수질에 주요 오염물들의 영향이 크게 작용하고 있는 것을 보여준다. 오염물질 상관성 분석과 Ternary plot 분석 결과, 유기질 비료 내 오염물 성분은 음용지하수의 NO3, Cl, SO42−와 양의 상관관계를 보여주어 유기질 비료가 음용지하수내 주 오염원임을 보여준다. 또한 유기질 비료의 NO3와 Cl과 함께 가축분뇨 등 다른 오염원에 의해 추가적으로 발생된 SO42−가 수질을 저하시키는 주요 요인으로 분석되었다. 음용지하수 및 오염원내 포함되어 있는 오염물질 성분은 농도 분포에 있어 차이가 크지만 각각의 음용지하수를 구성하는 성분 비율 특성 그리고 오염물질 상호간의 상관성 분석을 이용하게 되면 음용지하수 수질 저하 요인 분석에 매우 유용한 정보를 제공해줄 수 있을 것으로 판단된다.

제주도 우도의 홍조단괴 해빈 퇴적물의 특징과 형성조건 : 예비연구 결과 (Characteristics and Formation conditions of the Rhodoliths in Wu Island beach, Jeju-do, Korea: Preliminary Report)

  • 김진경;우경식;강순석
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제8권4호
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    • pp.401-410
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    • 2003
  • 제주도 북제주군 우도의 서쪽에 분포하는 서광리 해안에는 3개의 해빈이 발달해 있으며, 이 해빈들에는 모두 홍조단괴로만 이루어져 있는 해빈퇴적물이 분포한다. 해빈을 이루는 홍조단괴 퇴적물은 조립 샌드에서 그래뉼로 입자의 크기에 따라 해빈과 평행한 방향으로 대상분포하고 있으며, 해안가의 암반 사이와 해빈의 북쪽에 위치하는 방파제에는 자갈 크기의 홍조단괴가 밀집되어 퇴적되어 있다. 이는 서광리 앞의 천해에서 성장하던 홍조단괴가 태풍 에 의해 해안가로 운반되었기 때문으로 생각된다. 홍조단괴를 이루는 홍조류에 대한 조직적 관찰 결과, 대부분의 홍조류는 덮개상 홍조류의 일종인 Lithophyllum sp.로 분류된다. 해빈을 이루는 조립 샌드에서 그래뉼의 홍조단괴는 핵을 중심으로 천해에서 성장하다가 파랑에 의해 그 표면이 심하게 마모된 것이 특징이다. 또한 자갈에서 왕자 갈 크기의 홍조단괴는 다른 생물체의 각질을 포함하고 있거나, 태선류와 같은 덮개상 동물과 함께 자란 것도 관찰 할 수 있다. 홍조단괴는 성장함에 따라 그 형태가 동심원상에서 동상으로 변화해 가는데, 이는 홍조단괴가 자라면서 크기가 커짐에 따라 조류나 파랑에 의해 잘 뒤집히거나 구르지 않게 되고 비교적 에너지가 낮은 지점에서 성장하였음을 의미한다. 홍조단괴 내에 형성된 공극(콘셉터클, 태선류 내의 공극, 천공 등)에는 천해 교질작용에 의해 형성된 구과상이나 침상의 아라고나이트 교질물과 방해석 교질물이 발견된다. 서광리 앞 천해에서 많은 홍조단괴가 성장하는 것은 이 지역이 홍조단괴의 성장에 알맞은 해양학적 조건을 가지고 있기 때문이다. 즉 이 지역은 수온이 약 19$^{\circ}C$ 정도로 연중 따뜻하고, 하천을 통한 화산쇄설성 퇴적물의 유입이 없어 바닷물이 매우 맑은 상태로 유지되기 때문에 홍조류의 서식에 알맞은 조건을 가지고 있다. 또한 우도수로의 천해 지역은 수심이 대부분 15 m 정도로 얕아 매우 빠른 조류가 흐르며, 이러한 빠른 조류와 파랑으로 인해 홍조류가 빈번히 뒤집히거나 구르며 성장하여 홍조단괴를 형성한 것으로 생각된다. 또한 여름철마다 이 지역에 영향을 주고 있는 태풍은 홍조단괴의 성장에 기여를 한 것으로 추정된다.

최근 2년간(2009-2010) 우리나라 병원성 대장균 식중독 역학조사 보고서 분석 (An Analysis of Epidemiological Investigation Reports Regarding to Pathogenic E. coli Outbreaks in Korea from 2009 to 2010)

  • 이종경;박인희;윤기선;김현정;조준일;이순호;황인균
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.366-374
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    • 2012
  • 최근 2010년 우리나라 통계에서 가장 문제가 되고 있는 최다 발생 식중독으로 노로바이러스 식중독이 31건, 1994명 환자, 병원성 대장균이 28건, 1926명의 환자가 발생하였다. 세균성 식중독인 병원성 대장균의 특성을 살펴보기 위하여 본 연구에서는 우리나라에서 2009년, 2010년 작성된 병원성대장균 역학조사 보고서에 수록된 68건의 병원성 대장균 식중독의 정보를 수집, 리뷰, 분석하여 우리나라 병원성 대장균의 특성을 파악하고자 하였다. 병원성 대장균 식중독은 급식(64.8%) 및 외식(25.5%)에서 발생률이 약 90%에 해당하였다. 우리나라 발생 병원성 대장균 식중독 원인균의 대부분은 EPEC가 44.7%과 ETEC가 34.2%를 차지하여 이들이 전체의 78.9% 가량 대다수를 차지하였고 EAEC와 EHEC는 각각 10.5와 9.2%에 해당하였다. 전체 68건 사례 중에서 이들이 단일균으로 규명된 것이 모두 59건, 두 가지 타입이 혼재된 건이 8건, 그리고 최종 균의 타입이 동정되지 못한 건수가 1건 있어 오염경로 추적의 어려움을 알 수 있었다. 섭취인구에 따라 다양한 질병 발생률을 보여 평균적으로 $33.6{\pm}30.5%$의 발생률을 나타냈고 주 증상은 설사, 복통, 구토, 발열이 대부분이었다. 식품에서 병원성 대장균이 검출된 사례는 두건으로 햄버거를 섭취한 경우 냉동햄버거 패티에서 병원성 대장균이 검출된 사례와 급식에서 오징어야채무침에서 검출된 건수가 있어서 식품에서 검출률이 낮았지만 쇠고기와 수산물 혹은 야채류에서 관리가 필요함을 알 수 있었다. 식품에서 병원성 대장균 검출이 어렵게 되는 원인으로 분석된 것은 식중독 발생에서 신고까지 지연 (7일 이상 소요된 건수가 14.6-18.5%), 원인 식품 수거 어려움 (음식점에서 식중독 때 섭취 식품 수거율 17.6%)과 같이 제도적 부분에서 개선이 필요하며 이들 주요 애로 사항이외에도 역학 조사반의 어려움으로는 발생기관과 환자의 비협조 및 환자들 샘플채취 미흡, 대조군 확보의 어려움, 유전자 분석의 보완과 같은 부분으로 나타났다. 결론적으로 우리나라 병원성 대장균 식중독은 서구국가와 같이 EHEC과 같은 부분이 아니라 급식 및 외식시설에서 EPEC, ETEC가 주요 원인균인 만큼 향후 대응도 원인균 유입경로 추적 및 분석기술 개발, 역학조사의 제도적 보완과 범 정부부처간의 시스템적인 지원이 필요하다.

비점오염원 처리를 위한 동복천 인공습지의 시기별 및 부하량별 수처리 효율 평가 (Evaluation of Wastewater Treatment Efficiency in Dongbokcheon Constructed Wetlands for Treating Non-point Source Pollution at Different Treatment Time and Wastewater Loading)

  • 이상규;서동철;강세원;최익원;임병진;박종환;김갑순;이준배;허종수;조주식
    • 한국토양비료학회지
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    • 제44권5호
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    • pp.929-936
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    • 2011
  • 비점오염원 저감을 위해 설치된 동복천 인공습지의 효율적인 관리 방안을 제시하기 위하여, 동복천 인공습지의 시기별 및 부하량별 수처리 효율평가를 실시하였다. 유입수의 BOD, SS, T-N 및 T-P 함량은 각각 $0.85{\sim}3.14mg\;L^{-1}$, $3.33{\sim}9.70mg\;L^{-1}$, $0.64{\sim}5.33mg\;L^{-1}$$0.03{\sim}0.10mg\;L^{-1}$ 범위이었으며, 연평균 처리효율은 BOD, SS, T-N 및 T-P가 각각 34%, 5%, 31% 및 13%로서 BOD와 T-N의 처리효율이 SS와 T-P 처리효율 보다 높았다. 인공습지 구성시스템별 오염물질 부하량에 따른 오염물질 처리량은 BOD에서 침강지 > 습지조 > 침전지, SS에서 침전지 > 습지조 > 침강지, T-N에서 침전지 > 침강지 > 습지조 순이었으며, T-P의 경우에는 침전지와 침강지에서는 큰 차이가 없었으나 습지조에서는 다른 시스템에 비해 높은 효율을 보였다.

유기자원에 따른 양분수지 및 작물생산 (Nutrient Balance and Vegetable Crop Production as Affected by Different Sources of Organic Fertilizers)

  • ;;;이상민;성좌경;신재훈
    • 한국토양비료학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.1-13
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    • 2009
  • 농경지내 유입된 다양한 양분원의 양분수지에 대한 정보는 농경지의 지속성을 평가하는데 매우 중요한 요인이다. 본 연구는 질소, 인산 및 칼리의 양분수지를 알아보기 위하여 2005년부터 2007년까지 5작기 동안 인도네시아 서자바섬 Eutric Hapludand에 있는 채소유기재배포장에서 수행되었다. 유기자원으로 우분, 염소분, 계분 및 마분 등 가축분퇴비, 티토니아, 식물잔사 및 크로타라리아 등 10개의 처리를 완전임의구획배치 3반복으로 하였으며, 유기자원의 시용량은 작물반응에 따라 매 작기별로 달리 처리되었다. 가축분퇴비를 ha당 20톤 이상 시용하였을 때, 질소, 인산 및 칼리에 대하여 양의 양분수지를 보였다. 식물잔사를 ha당 20~25톤 또는 티토니아 퇴비를 ha당 5톤 시용하였을 때, 칼리는 음의 양분수지를 나타냈다. 토양 중 유효인산함량은 ha당 25톤 이상의 가축분 퇴비처리에서 증가하였으며, 특히 계분퇴비구에서 가장 높게 나타났다. 결국, 작물의 수량은 질소, 인산 및 칼리함량이 높았던 계분퇴비구에서 가장 높았으며, 식물잔사처리구에서 가장 낮았다. 가축분퇴비의 ha당 12.5톤 시용, 가축분퇴비(12.5톤/ha)와 티토니아 혼합처리 및 티토니아와 식물잔사 혼합퇴비처리구의 작물수량은 ha당 25톤의 가축분퇴비를 시용한 처리구와 비교하였을 때 현저히 감소하는 경향을 보였다. 장기적인 관점으로 볼 때, ha당 25톤의 우분, 염소분 및 마분퇴비 또는 ha당 20톤의 계분퇴비 시용은 유기농 채소생산을 위해 필요로 하는 토양의 비옥도를 유지하는 것으로 판단되었다.

경기도 고양지역 육상 및 하천골재의 부존 특성 (Characteristics of the Land and River Aggregates Distribution in Goyang City, Korea)

  • 이호일;변욱환;고경태;염승준;지상우;조환주;신승원;이진영
    • 자원환경지질
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    • 제54권5호
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    • pp.535-547
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    • 2021
  • 골재는 필수적인 건설자재로 골재의 수요는 매년 증가하는 추세이다. 각 시군에 따라 부존 특성이 다르며, 골재 자체의 사용물량과 그 중량으로 인해 원거리에서 조달이 힘들다는 특성으로 인해 1993년부터 지역별 골재자원조사가 시행되고 있으며 이를 통해 골재수급의 안정화를 추진하고 있다. 이번 연구는 매년 실시하는 시군단위 골재자원조사의 일환으로 2020년 경기도 고양시를 조사지역으로 선정하고 시추조사를 수행하여 골재의 분포 특성을 파악하였다. 고양시는 동쪽으로 높은 지대를 형성하고 남서부 일대는 한강을 따라 넓은 평지가 발달하는 지형을 보이며, 국가하천인 한강과 18개의 지방하천이 발달하고 있다. 시추조사를 통해 고양시의 충적층의 심도는 남쪽으로 갈수록 깊어지는 경향을 보이며, 골재 부존량은 비교적 많은 편이지만 부존 심도가 깊은 것으로 나타났다. 고양시의 충적층 심도의 변화 및 골재 부존량의 변화는 18개의 소규모 하천의 상류에서 하류로 이어지는 퇴적특성의 영향보다는 한강의 활동과 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다. 이러한 특성은 서해안에 인접한 시군에 대한 골재분포와 비교적 유사한 경향을 보여준다. 따라서 서해안과 접하는 지역은 전반적으로 서해로 유입되는 비교적 큰 하천을 주변에서 골재 부존 가능성이 크다고 할 수 있다.

신지명사십리 해수욕장에서 현장조사에 의한 해빈변화와 퇴적물이동 특성 (Characteristics of Beach Change and Sediment Transport by Field Survey in Sinji-Myeongsasimni Beach)

  • 정승명;박일흠
    • 해양환경안전학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.594-604
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    • 2021
  • 신지명사십리 해수욕장에서 해빈침식의 원인을 파악하기 위해, 2019년 3월부터 2020년 3월까지 조석, 조류 및 파랑과 같은 외력과 표층퇴적물에 대한 현장조사가 계절별로 수행되었다. 그리고 이들 외력에 반응하는 해빈의 변화양상을 파악하기 위해, 정기적으로 해안선 및 해빈표고가 측량되었고, 과거에 간헐적으로 수행되었던 측량자료도 분석에 활용되었다. 대상해역에서 조류는 해빈변화에 영향을 줄 만큼 충분하지 않았으나, 남측으로 열려있는 이 해역에서 유의파고 1m 이상의 입사파들은 모두 S ~ SE 파향으로 춘하추계에 출현하였으며, 유의파고 2m 이상의 고파랑은 하추계에 태풍의 영향으로 나타났다. 이에 따라 태풍의 영향이 2년 동안 없었던 2018년 7월의 해빈면적은 2019년 3월에 비해 30,138m2 증가해 있었고, 이후 2차례의 태풍의 영향을 겪었던 2020년 3월은 해빈면적이 61,210m2가 줄어든 것으로 나타났다. 그리고 2018년 7월 이후 2차례의 태풍 내습이 있었던 2019년 3월은 5.4%의 해빈체적이 감소한 상태였고, 이후 2019년 9월까지 다시 2차례의 태풍내습에 의해 해빈체적이 7.3% 감소하였으며, 2020년 3월은 해빈체적이 4.4% 감소로서 추동계동안 다소 회복되는 경향을 보였다. GSTA에 의한 퇴적물 이동벡터는 해빈중앙의 소하천으로 부터 토사가 약하게 유입되며, 서측해빈에서 이동경향은 두드러지게 나타나지 않으나, 동측해빈에서 육상역의 토사가 바다쪽으로 그리고 동측에서 서측으로 퇴적물이 이동하는 경향이 아주 우세하게 나타났다. 이러한 퇴적물 이동경향벡터는 해빈에 대해 반시계방향으로 24° 기울어져 있어 연평균파향의 파랑이 입사할 때 서향의 해빈류가 발달하는 것으로 설명할 수 있었다. 이에 따라 서측해빈역은 모래가 풍성하지만, 동측해빈역은 표사공급원의 부재로 자갈이 드러나고 곳곳에 사구포락이 발생하는 것과 같은 침식이 심각하였다. 따라서, 이같은 토사이동구조를 가진 동측해빈역에 양빈과 같은 새로운 표사원을 조성하고, 동측해안 끝단역에서 입사파를 저감시키는 것과 같은 노력이 필요할 것으로 판단되었다.

조선시대 고악보에 나타난 『만보전서(萬寶全書)』의 금도론(琴道論) (Manbojeonseo(萬寶全書) Geumdoron(琴道論) in the old scores of Joseon(朝鮮))

  • 최선아
    • 공연문화연구
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    • 제20호
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    • pp.251-307
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    • 2010
  • "만보전서(萬寶全書)"는 명 청 시대에 걸쳐 여러 차례 간행된 일종의 백과사전으로 사서민(士庶民)의 일상생활에 유용한 정보를 담고 있다. 1720년 청나라를 방문한 조선의 사신단을 통해 조선으로 유입된 "만보전서"는 당시 사회에 유포되어 일상의 유용한 정보지로 혹은 개인문집의 참고서적으로 유행하고 있었다. 여기에는 금도론(琴道論)의 내용도 일목요연하게 정리되어 있어, 고악보에 금도론을 수록할 때 유용한 참고서로 이용될 수 있었다. 실제로 "한금신보"(1724)에 소개된 금도론 중 오불탄, 탄금수지, 태음기법은 그 출처에 대해 "만보전서"라는 점을 분명히 밝히고 있어 주목된다. 본고에서는 4종의 "만보전서"에 수록된 금도론의 순서와 내용을 비교해 보았다. 우선 다량의 금도론을 수록하고 있는 서기룡이 편집한 "만보전서(1610)"의 금학문(琴學門)과 유자명이 편집한 "만보전서(1612)"의 금학문의 항목을 비교 대조해 보았다. "만보전서(1610)"와 "만보전서(1612)"는 모든 면(page)마다 상(上)층 하(下)층으로 영역이 나뉘어 기록되었다. 금학문의 상층과 하층은 각각 4개의 상위 분류 항목을 가지고 있다. 상층이 하층에 비해 비교적 오래된 내용을 담고 있는 것으로 추정되는데, 상층이 이론적인 덕목 중심이라면 하층은 금(琴)을 실제로 연주할 때의 손의 사용법 및 노랫말과 감자보(減字譜)로 구성된 악보류가 중심이 된다. 즉 상층은 형이상학적인 내용이라면, 하층은 형이하학적인 내용으로 구성되었다고 하겠다. "만보전서(1610)"와 대조해서 "만보전서(1612)"의 금도론의 분류는 상위 항목을 지칭하는 명칭과 순서에서 일부 차이점이 발견된다. 이러한 차이는 금도론의 분류 체계에 보다 합리성을 갖추고자 하였기 때문에 나타난다. "만보전서(1614)"의 경우는 금도론의 내용이 동일한 편자가 편집한 "만보전서(1610)"에 비해 매우 소략해 졌으며, "만보전서(1739)"의 경우는 오음정조보(五音正操譜)가 새롭게 첨가되었으나 역시 간략해 졌다. 다음으로 "만보전서"의 금도론과 우리나라 몇몇 고악보의 금도론을 비교해 보았다. 우리나라에서 상당량의 금도론이 체계적으로 필사되기 시작하는 국악원 소장 "금보"와, "한금신보"는 비교적 오래된 금도론을 수용한 것으로 보인다. 반면 "유예지"와 "방산한씨금보"는 비교적 최근의 실용적인 내용의 금도론을 수용하였는데, 금도론의 기록 순서와 내용이 "만보전서(1739)"의 것과 유사하다. "금헌악보" 역시 우리나라의 다른 고악보에 없는 금도론을 상당량 보유하고 있으며, "만보전서(1612)"의 상층뿐 아니라 하층 항목의 금도론까지 구체적이고 분명하게 기록한 점으로 보아, 옛 금도론부터 비교적 최근의 것까지 적극적으로 수용한 것으로 보인다.

한반도 미세먼지 발생과 연관된 대기패턴 그리고 미래 전망 (Atmospheric Circulation Patterns Associated with Particulate Matter over South Korea and Their Future Projection)

  • 이현주;정여민;김선태;이우섭
    • 한국기후변화학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.423-433
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    • 2018
  • 본 연구에서는 고농도 미세먼지의 발생과 연관된 대기패턴을 조사하고, 이를 바탕으로 한반도의 고농도 미세먼지의 발생을 예측할 수 있는 지수를 개발하였다. 또한 개발된 지수를 이용하여 미래의 한반도 고농도 미세먼지 발생과 연관된 대기 패턴의 변화를 살펴보았다. 서울지역 미세먼지 농도의 변동성을 조사하기 위해, 황사 발생 사례일을 제외한 미세먼지 고농도 사례일은 대기환경기준에 따라 24시간 평균 $PM_{10}$ 농도가 $100{\mu}g/m^3$ 이상일 경우로 정의하였다. 미세먼지 연평균 농도는 2001년부터 꾸준히 감소하는 경향을 보이며, 2012년 이후에 감소 추세가 주춤하였으며, $PM_{10}$ 고농도 사례일수도 2003년부터 2016년까지 대체로 감소하였다. 그러나 4일 이상 지속되었던 고농도 사례만을 살펴보면 2001년과 2003년을 제외하고 뚜렷한 감소 경향을 찾아보기 어렵고 전반적인 대기질 향상에도 불구하고 지속적으로 발생하는 것을 알 수 있다. 4일이상 지속되는 고농도 사례는 최근 들어 뚜렷한 경향을 보이지 않고, 기상조건 등의 다른 발생원이 있음을 알 수 있다. 그러므로 고농도 사례에 대한 대기 순환장의 특징을 살펴보기 위해 한반도의 고농도 사례일에 대한 대기패턴의 합성장을 분석하였다. 고농도 사례가 발생하였을 경우, 한반도 상공에 고기압에 위치하면서, 극의 찬 공기의 유입을 차단하며, 상층 동서 방향 바람은 한반도 북쪽으로 흐르게 된다. 따라서 한반도 지역은 차고 건조한 북서풍이 약화되고, 풍속이 감소된다. 이러한 한반도 미세먼지 고농도 사례와 연관된 대기패턴을 바탕으로 겨울철 한반도 $PM_{10}$ 농도를 전망하기 위한 미세먼지 고농도 지수를 정의하여 사용하였다. 먼저 500 hPa 지위고도, 500 hPa 동서 방향 바람 성분, 850 hPa 남북 방향 바람 성분과 $PM_{10}$과의 상관성이 높은 지역에서 각 변수를 영역 평균하고 표준화 과정을 거친 후 각 변수에 대한 지수를 계산하고, 각 지수의 합으로 한반도 미세먼지 고농도 지수 (KPI)를 정의하였다. 한반도 미세먼지 고농도 지수를 CMIP5에 참여하는 10개의 기후모형에 적용하여 미래 한반도의 고농도 미세먼지를 발생시킬 수 있는 대기패턴의 변동성을 살펴보았다. 겨울철 한반도에서 대기의 정체를 유발하여 심한 대기오염을 발생시킬 수 있는 기상 조건의 빈도가 기후변화에 따라 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 증가는 한반도 주변의 평균 대기 상태의 변화와 일치한다 (Cai et al, 2017). 이 연구는 $PM_{10}$ 관측자료 기간이 2001년부터 2016년까지의 총 16년 동안의 자료 만을 이용하여 한반도 고농도 미세먼지 발생과 관련된 대기패턴을 분석하였기에 대기오염과 연관된 기상조건을 완벽하게 식별하지는 못하였을 것이다. 향후 연구를 통해서 $PM_{10}$과 더불어 $PM_{2.5}$의 자료를 활용하여 상세한 분석이 필요할 것으로 보인다. 그럼에도 불구하고, 본 연구의 결과는 지구 온실가스 배출로 인한 대기 순환의 변화가 한반도 고농도 미세먼지 발생 사례를 증가시키는 중요한 역할을 할 수 있음을 시사한다. 지구 온난화가 심해진다면, 작은 대기 오염 배출이라도 축적이 되어 고농도 미세먼지 현상이 발생 할 수 있다. 따라서 대기 오염 배출 저감 노력뿐만 아니라, 온실가스 배출량을 줄이기 위한 노력이 동시에 필요할 것으로 사료된다.

TOUGH2-MP/FLAC3D를 이용한 한국형 기준 처분시스템에서의 열-수리-역학적 복합거동 특성 평가 (Numerical Analysis of Coupled Thermo-Hydro-Mechanical (THM) Behavior at Korean Reference Disposal System (KRS) Using TOUGH2-MP/FLAC3D Simulator)

  • 이창수;조원진;이재원;김건영
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.183-202
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    • 2019
  • 고준위방사성폐기물의 처분터널 및 처분공 간격을 결정하고 처분시스템의 성능을 평가하기 위해서는 열-수리-역학적인 복합 거동 변화에 대한 이해가 반드시 필요하고 이를 반영하여 해석해야만 한다. 하지만 한국형 기준 처분시스템에서의 처분터널 및 처분공 간격을 결정하기 위해 수행된 기존의 연구들은 이러한 복합거동 특성을 반영하지 않고 열 해석 결과만을 근거로 처분시스템을 설계하였다. 따라서 본 연구에서는 열-수리-역학적인 복합거동 특성을 반영하여 한국형 기준 처분시스템의 성능을 TOUGH2-MP/FLAC3D를 이용하여 평가하였다. 고준위방사성폐기물이 처분된 이후 방사성 붕괴열에 의해 처분시스템의 온도는 급격히 증가하다가 붕괴열의 감소로 온도는 서서히 감소하였으며, 해석 기간 1,000년 동안 벤토나이트 완충재의 최고 온도는 설계 기준인 $100^{\circ}C$ 이하로 유지되는 것으로 나타났다. 처분용기와 벤토나이트 완충재의 계면에서의 최고 온도는 약 3.21년이 지난 시점에 용기의 중간 지점에서 약 $96.2^{\circ}C$로 나타났으며, 암반에서의 최고 온도는 폐쇄 후 약 17년이 지난 시점에서 약 $68.2^{\circ}C$로 계산되었다. 처분용기 부근 벤토나이트 완충재는 처분 초기에 온도 변화에 따른 건조현상이 발생하여 포화도가 감소하지만, 시간이 지남에 따라 주변 암반으로부터의 지하수 유입에 의해 포화도가 증가하는 것으로 계산되었다. 이후, 벤토나이트 완충재 및 뒷채움재 모두 약 266년 이후 완전히 포화되는 것으로 계산되었다. 처분시스템에서의 온도 변화에 따른 열응력 그리고 벤토나이트 완충재 및 뒷채움재의 팽윤압으로 인한 응력 변화가 처분장 주변 암반에 미치는 영향을 평가하고자 수치해석에서 계산된 응력을 스폴링 강도(spalling strength)와 Mohr-coulomb 파괴 기준식과 비교하였다. 계산 결과 일축압축강도와 스폴링 강도에 도달하지 않는 것으로 나타나 처분시스템이 스폴링에 의한 파괴는 나타나지 않을 것으로 판단되며, Mohr-coulomb 파괴 기준 역시 충족하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 사용된 수치해석 코드와 방법론은 다양한 조건에서의 한국형 기준 처분시스템에 대한 성능평가뿐만 아니라, 복층 처분시스템에 대한 설계와 성능평가에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.