• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.192-192
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• 2022

하천유량은 기저유량과 직접유량으로 구성되어 있으며 기저유량은 갈수기 하천유량의 대부분을 차지하므로 직접유출과 기저유출의 분리는 중요하다. 또한, T-N, T-P는 기저유출에 영향을 많이 받는 수질 항목으로 기저유출과 직접유출에 의한 오염부하량을 정확히 분석해야한다. 따라서, 기저유출의 오염부하량 산정을 위해 기존의 WAPLE 2의 단점을 개선한 WAPLE 3가 개발되었으며, WAPLE 3는 유량 곡선의 하강부 변곡점에 붙는 특성을 가지고 있는 Baseflow filter program(BFlow) pass 1값을 사용하여 기저유량을 분리해 기저유출 오염부하량을 산정한다. WAPLE 3는 하천유량 중 기저유출을 어느 정도 분리하는지 결정하는 filter parameter 값을 Nathan과 McMahon가 제시한 최적값인 0.925를 사용하였다. 그러나 지형과 강우량 등에 따라 하천 유량에서의 기저유출 비율은 달라지기 때문에 이러한 한계점을 극복하기 위해 WAPLE 4를 개발하였다. WAPLE 4는 filter parameter 값을 사용자가 변경할 수 있게 개발하여 강우에 의한 유량변동 특정이 고려된 기저유량 및 오염부하를 산정하여 결과에 대한 정확도를 높였다. 또한, WAPLE 4는 강우시 오염부하량 산정에 탁월한 Numeric Integration(NI) 방법을 사용하여 직접유량, 기저유량의 오염부하량 및 유량가중평균농도(FWMC) 산정이 가능하도록 하였다. 본 연구의 결과는 오염총량제 및 기저유량 관리를 통한 유량 관련 정책 수립 시 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제19권4호
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• pp.118-129
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• 2016

미세먼지($PM_{10}$)의 건강영향에 대한 많은 연구들은 정부의 대기오염 측정자료를 이용해서 악영향을 보고했다. 정부 대기오염 측정자료가 제한된 수의 측정소에서 생산되는 반면, 사망률이나 유병률과 같은 정부생산 건강결과 자료는 지역별로 집계되어 공개된다. 따라서 정부에서 생산하는 건강통계자료를 이용해서 건강영향을 분석하기 위해서는, $PM_{10}$ 농도의 지역적인 대푯값을 산출할 필요가 있다. 본 연구에서는 서울특별시를 대상으로 이전 연구에서 개발된 점 사상에 대한 $PM_{10}$ 농도 예측 모형을 이용하여 구별 대푯값을 산정하였다. 이를 위해, 세 가지 종류의 위치들을 대상으로 지점들을 생성한 후, 그 지점들에 예측한 $PM_{10}$ 농도의 구별 평균으로 구별 대푯값을 구했다. 세 가지 위치는 16,230개 집계구 내 가장 넓은 주거지역의 중심점, 424개 동 주민센터, 610개 1km 격자의 중심점이었다. 위치별 구별 대푯값들을 비교하기 위하여 측정치와의 관련성 및 추정치 간 관련성을 탐색하였다. 측정치와의 비교 결과, 측정치와 세 가지 구별 대푯값 추정치들 간의 관련성은 위치의 인구 대표성이 높아짐에 따라 향상되었고($R^2=0.06-0.59$), 상호비교에서는 격자 중심점을 이용한 추정치가 다른 추정치들과의 관련성이 상대적으로 낮았다(0.35-0.47). 본 연구는 $PM_{10}$의 지역별 평균 농도를 추정함으로써 향후 정부 통계에 기반한 전국 규모의 지역 단위 건강영향분석 연구에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 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.

• 대한환경공학회지
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• 제33권11호
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• pp.790-796
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• 2011

본 연구에서는 시화지구의 공단과 주거 지역에서의 휘발성 유기화합물 농도를 능동식과 수동식 시료채취기를 이용해 측정하고 그 특성을 비교 분석하였다. TVOC의 평균농도는 패시브샘플러(passive sampler)의 경우 공단지역이 주거지역보다 1.86배 더 높게 나타났다. 능동식 시료채취기의 경우 공단지역이 주거지역보다 1.07배 더 높게 나타났다. Passive sampler를 이용하였을 경우 공단지역이 주거지역보다 대부분의 물질에서 농도가 높게 나타났지만 열탈착 흡착 튜브(thermal desorption tube)를 이용했을 경우는 트리클로로에틸렌, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌 등 일부 물질의 농도에 있어서 주거지역이 오히려 높게 나타났다. 전체 BTEX 비율 중에서 전반적으로 톨루엔이 차지하는 비율이 가장 컸으며, passive sampler의 경우 공단지역이 주거지역보다 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌의 상대비율이 높게 나타났다. 그러나 열탈착 흡착 튜브의 경우는 오히려 주거지역이 더 높게 나타났다. 본 연구를 통해서 대기오염 목적성분의 시간적, 공간적 농도 특성 파악을 위한 passive sampler를 이용하면 오염관리 혹은 역학적 연구에 도움이 되는 적절한 시료채취 방법이라는 사실을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1031-1034
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• 2010

지난 2008년 11월 중앙정부와 팔당수계 7개 시 군은 수질보전과 더불어 지역사회의 개발을 위해 2008년 '수질오염총량관리제도'(이하 오총제)의 의무제 도입을 합의하였다. 오총제의 의무제 도입에 따라 수행되어야 할 각 유역별 토지이용 특성 분석 및 배출되는 오염물질의 정도의 명확한 규명이 이루어지지 않고 있기 때문에 유역관리의 방향 설정이 어려운 상황에 놓여있다. 이에 본 연구는 기존의 농도규제에서 좀 더 과학적 수질관리 기법인 총량관리 개념의 '수질오염 총량관리제도'의 도입에 따라 효율적이며 과학적인 소유역 관리를 위해, 토지이용과 오염물질 유출 간의 관계를 파악하고자 하였다. 대상유역은 앞서 언급한 7개 시 군의 각각 주요 하천 3개소를 선정하여 총 21개소를 2009년 6월부터 12월까지 7개월 동안 월 3회씩 BOD 및 COD를 모니터링하였다. 또한 그 유역을 전수조사를 통해 토지이용도를 조사하였다. 연구결과를 요약하면, 토지이용에 따른 산림지역이 가장 많은 지역은 가평군 남양주시로 나타났고, 도시 및 주거지가 많은 지역은 여주군, 용인시 및 이천시이며, 농지가 많은 지역은 양평군 여주군으로 나타났다. COD 및 BOD의 배출 정도는 농지와 도시 및 주거지가 많은 지역에서 높은 수준(p<$0.05^*$)으로 나타났으며, 특히 도시 및 주거지가 많은 유역에서 그 정도가 더욱 심각한 것으로 나타났다. 이에 반하여 임지의 토지 이용률이 증가할수록 BOD 및 COD 평균농도는 감소하는 것으로 나타났다(p<0.001).

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.416-416
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• 2023

전 국토의 산지 비율이 높은 우리나라는 산림지의 특성이 수질에도 많은 영향을 미치고 있다. 산림지역의 화재에 있어 산림이 갖는 수질, 토성의 변화와 발생한 연소 퇴적물, 유기물로 인해 수자원에도 악영향을 끼치게 된다. 산불은 단순한 산림지의 자원 유실뿐만 아니라 토양층의 물리적약화와 강수저류 효과를 떨어뜨려, 산불 후 유출의 증가를 보인다. 삼척시의 산불 선행연구에 따르면, 산불 발생 직후, 지역의 직접 유출이 기저 유출보다 높게 나타났다. 이에 따라, 모든 수질인자의 평균 농도는 비발생지역에 비해 발생 지역의 농도가 현저하게 증가하였으며, 이 중 T-N, T-P, SS의 농도가 특히 크게 나타났다. 또한, 계류 수질의 경시적 변화를 분석한 결과, BOD와 COD는 산불 발생 최소 4개월의 기간을 거친 후 점차 안정화하는 모습을 보였다. 다만, 산불로 인해 훼손된 물 환경의 상황을 복구하고자 하는 연구의 데이터가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 2022년 4월 산불이 발생한 강원도 양구군 양구읍 송청리 비봉산 일대의 산불 유역을 대상으로 산불에 따른 물 환경의 변화를 밝힘으로써 산불로 훼손된 지역의 효과적인 수질 회복과 물 환경 보전 대책 수립을 위한 자료를 제공하고자 수행하였다. 2023년 4월 양구 비봉산의 산불 복구 작업이 본격적으로 시작되는데 복구 전 현재 수질의 상황을 살펴봤다. 조사 지역은 비봉산 일대의 산불 지역과 비발생 지역, 오봉산 일대까지의 유역 출구 총 7개의 지점을 선정하였다. 기본 수질항목은 현장에서 YSI PROPLUS (Mobile Multi Sensor Meter)를 이용하여 측정하였고 채취한 시료는 무균 채수 병에 담아 실험실로 운반하여 SS (Suspended Solids), TP(Total Phosphorus), TOC (Total Organic Carbon) 항목에 대해 수질오염공정시험기준에 의거하여 분석하였다. SS, TOC, t-p의 경우, 지정학적 특성, 산불에 의한 퇴적물들의 변화와 토양의 형태 및 식생의 변화로 인한 결과의 차이를 보였다. 1년이 지난 지금 산불 직후처럼 높은 수치는 보이지 않았다. 그러나 아직 복구 작업이 제대로 진행되지 않아 그 영향에 대해 무시할 정도로 안정화되지 않았다. 본 연구는 산불 발생 후 강우 및 토사유출에 대한 비 산불 지역과의 차이를 살펴봄으로써 수질 오염원으로 작용할 수 있는 가능성을 기초자료로 제공될 것이다. 또한, 수처리 기술개발을 포함한 예방책을 만들어 내는데, 기초자료로 활용할 수 있길 바란다.

• 한국습지학회지
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• 제21권4호
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• pp.257-266
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• 2019

본 연구에서는 함평만에 속하는 무안 지역의 갯벌에서 갈대가 서식하는 식생 지역과 갈대가 없는 비식생 지역을 6개 지점씩 선정하여 저조시에 계절별로 이산화탄소 농도와 플럭스 및 지온의 변화를 관측하였다. 관측은 2012년 5월 30일(봄)과 8월 8일(여름), 2013년 1월 31일(겨울)에 각각 수행되었다. 관측 결과, 식생 지역의 이산화탄소 평균농도는 전체적으로 겨울에 가장 높았고 봄, 여름 순으로 나타났으며, 비식생 지역도 식생 지역과 같은 농도변화를 보였다. 식생 지역의 이산화탄소 플럭스는 봄과 여름에 모두 양(+)의 값으로 방출(emission)의 형태를 보이나, 겨울에는 반대로 흡수(uptake)하는 음(-)의 값으로 나타났다. 이산화탄소 플럭스의 평균값은 봄이 가장 높았으나 여름과 거의 유사하였고, 겨울은 낮은 음의 값으로 나타났다. 비식생 지역은 봄에 양의 값으로 방출의 형태를 보였고, 여름과 겨울에는 흡수하는 음의 값으로 나타났다. 평균값은 봄이 가장 높았고, 여름과 겨울의 차는 작게 나타났다. 연구지역 이산화탄소 플럭스의 계절적인 변화특성은 봄의 경우 식생과 비식생 지역 모두 호흡에 의한 방출이 우세하였으며, 여름은 식생 지역에서 방출이 우세하였고 비식생 지역은 식물플랑크톤의 광합성에 의한 흡수가 확인되었으나 매우 미미하였다. 겨울은 식생 지역에서 이산화탄소 플럭스의 변화가 거의 나타나지 않았으며, 비식생 지역은 흡수가 일부 확인되었으나 매우 미미하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제17권1호
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• pp.61-69
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• 2014

본 연구에서는 서울에서 직경 $10{\mu}m$이하의 미세먼지에 대한 공간분석을 수행하였다. PM10은 폐암과 질병에 의한 사망율을 증가시키는 주요 원인이기 때문에 PM10의 공간적 분포는 서울의 대기오염에서 중요한 관심 사항이다. 본 연구에서 PM10의 공간적 분포 분석은 2010년과 2011년 서울시 미세먼지의 월 평균자료에 의해 모니터링 되었다. PM10의 공간보간은 PM10의 공간분포 특성을 잘 반영하는 IDW 방법을 적용하였고, PM10의 월 평균 공간분포는 서울시의 서부지역(영등포)이 초봄과 겨울철에 서울시의 북부지역 보다 높은 농도의 공간 분포를 나타내었다. 또한 2010년과 2011년 PM10 농도 분포의 비교에서 2011년 강남구와 송파구의 PM10 농도는 2010년 연평균 공간분포 보다 증가하였다. 서울시 PM10의 공간 분포가 영등포구, 강남구, 청량리 등 특정지역에서 높은 경향을 나타내고 있어서 이에 대한 관리방안의 수립이 요구된다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.42-47
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• 2010

본 연구에서는 2005~2007년 여름철(JJAS; 6~9월) 기간에 한반도 부근의 위성관측(TRMM) 및 지상관측(AWS) 강수량 그리고 대기오염 관측 자료를 이용하여 이들의 공간적 분포와 일주기 특성을 분석하였다. 이 기간에 AWS 평균 강수량은 전국적으로 약 5 mm/day 이었고, 제주도, 중부 내륙, 그리고 영 호남 경계 지역에서 9 mm/day 이상으로 많았다. PM10 (${\mu}g/m^3$) 미세먼지의 농도는 $27{\sim}57\;{\mu}g/m^3$ 이었고, 특히 수도권과 경남의 산업지역에서 $45\;{\mu}g/m^3$ 이상으로 높았다. 위성관측과 지상관측 강수량간의 상관(~0.8)은 매우 유의적이었다. AWS는 지점 관측이고 TRMM 관측은 면적평균임을 고려할 때, 위의 상관값은 상당히 높은 것으로 판단된다. 일주기 분석에서 미세먼지는 수도권 지역에서 오전에, 그리고 영남 지역에서는 오후 늦게 많이 발생하였다. AWS 강수량은 영동 및 경북 지역에서 이른 오전(2~8시)에, 이 지역 외에서는 오후 늦게(16~22시) 주로 발생하였다. 중부 지방의 강수 주기는 전선이 오후 3시부터 다음날 오전 4시까지 서해안에서 동해안으로 동진하는 형태를 잘 반영하였다.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제21권4호
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• pp.337-347
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• 2006

이 연구의 목적은 자원회수시설 근로자 및 인근 지역 거주 주민의 혈중다이옥신류 농도를 평가하고, 혈중 다이옥신류 농도에 영향을 미치는 요인을 평가하는 것이다. $2002{\sim}2004$년까지 대상 자원회수시설에 3년 이상 근무한 근로자 31명과 시설로부터 300 m이내 지역에서 3년 이상 거주한 주민 68명을 선정하여 혈액을 채취하였다. 참고 자료로 대상 자원회수시설에 영향을 받지 않는 도시 지역에 거주하는 일반 주민 11명을 함께 평가하였다. 혈액 채취 시 개인 특성에 대한 설문조사도 함께 실시하였다. 시설 근로자의 혈중 다이옥신류 농도는 평균 $2.09{\sim}66.67pg/g$ lipid, 인근 거주 주민은 $1.00{\sim}29.33pg/g$ lipid, 일반 도시 주민은 $5.29{\sim}35.93pg/g$ lipid로 측정되었다. 시설 인근 지역 거주 주민 및 일반 도시 주민 중 비 흡연자의 인체 부하량은 각각 3.0 ng TEQ/g lipid와 4.5 ng TEQ/g lipid로 평가되었다. 대상군의 특성에 따른 혈중 다이옥신류 농도 차이는 관찰되지 않았으며, 연령과 유의한 양의 상관성이 있었다.