• 지질공학
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• 제33권1호
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• pp.85-103
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• 2023

점토와 같은 세립질 또는 유기물을 다량으로 함유하거나 다져진 지층을 대상으로 지중(in-situ) 정화를 진행하는 경우, 정화효율이 떨어져 정화비용이 증가하는 등의 한계가 발생한다. 또한, 토양조건이 양호하더라도 균일하지 않은 토질특성과 낮은 투수특성으로 인해 장기간에 걸쳐 정화를 수행하여 완료되는 것이 일반적이다. 본 연구는 기존 지중정화의 한계를 개선하기 위한 방법으로 공압파쇄, 진공추출, 플라즈마 블라스팅을 접목한 기술(PPV공법)의 정화효과 확인과 현장 적용성을 평가하고자 수행하였다. 상대적인 비교를 위하여 본 연구에 적용된 기술을 실험군으로 하고 기존 공법인 화학적산화공법을 대조군으로 하여 TPH로 오염된 토양에서80일에 걸쳐 각각 지중정화를 수행하였으며, 총 4차에 걸쳐 모니터링 시료를 채취하여 정화효과를 비교 평가하였다. 모니터링 결과, 대조군은 정화제 전달효과가 불량하여 오염도의 감소 경향성을 보이지 않는 반면 실험군(PPV공법) 적용에서는 정화시간이 경과함에 따라 뚜렷한 오염도 저감효과가 나타난다. 주입정으로부터 거리별 TPH 최고농도 저감율을 평가하면, 대조군은 경향성이 없으나 PPV공법은 주입정 반경 1 m 이내에서는 62.6%, 1.1~2.0 m에서 90.1%, 2.1~3.0 m에서 92.1%의 정화효과를 보인다. 주입정으로부터 거리별 TPH 평균농도 저감율을 평가하면, 대조군은 실질적인 정화효과가 없으나 PPV공법은 주입정 반경 1 m 이내에서는 53.6%, 1.1~2.0 m에서 82.4%, 2.1~3.0 m에서 68.7%의 정화효과가 확인되었다. TPH 최대 및 평균 오염농도의 변화를 토대로 실험군과 대조군의 정화효율을 평가한 결과, PPV공법은 대조군 대비 149.0~184.8%의 정화효과가 상승하는 것으로 평가할 수 있으며 평균 정화효과 상승률은 약167%이다. 시간경과에 대한 TPH 농도를 분석을 통해 상관관계식을 도출하고 이를 활용하여 최초 농도 대비 80% 저감기간을 평가한 결과 PPV공법을 적용하는 경우 화학적산화공법 적용시보다 184.4%의 정화시간 단축이 가능할 것으로 평가되었다. 다만, 단일 부지에 대한 평가 결과이기 때문에 모든 지층에 동일하게 적용될 수 없으므로 향후 이에 대한 추가적인 연구를 수행하여 그 효과를 보다 면밀히 검토할 필요가 있다.

• 환경영향평가
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• 제30권1호
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• pp.35-48
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• 2021

본 연구에서는 예산군에 위치한 질산성 질소 오염 지하수 부지를 대상으로 오염지하수의 지중정화현장 적용성 평가를 수행하고자, 영가철/바이오 환경정화소재를 이용한 Injected PRB(Permeable Reactive Barrier)와 관측정을 현장 오염지하수부지에 적용하고 주요 정화지표에 대한 변화를 모니터링하였다. 질산성질소, 아질산성질소, 암모니아성질소, 철 이온, TOC, 탁도 등의 항목 등을 조사하고 미생물 분석을 실시하여 지중정화기술의 현장 적용성을 평가하였다. 연구대상 부지는 농경지역으로 북쪽 경계는 하천이 서쪽에서 동쪽으로 흐르며 하천 경계를 형성하고 남쪽은 불투수 경계로 이루어져 있다. 질산성질소는 전반적으로 지하수 흐름과 유사하게 하천으로 흐르는 것으로 분석되었다. 모델링 결과, 약 3년에서 5년정도 경과 후 안정 상태로 도달하는 것으로 판단되었다. 이는 추가적인 오염원 유입이 없는 현재 상태만 고려한 것으로 지속적 오염이 유입된다면 오염범위 및 안정화 기간이 증가할 수 있다. 모니터링 결과, PRB설치 전, 후 철 이온, TOC, 탁도 값이 큰 차이를 보이지 않아 PRB의 음용수 관정 영향은 없는 것으로 판단되어 해당 지중정화기술의 지중 주입 적합성을 확인하였다. 질산성질소는 PRB 설치 42일 차까지 5 mg/L보다 낮은 농도가 유지되었으나 84일 차부터 PRB 내부의 질산성질소 제거 유효 기간이 끝나 원래의 농도를 회복하였다. PRB 설치 후 아질산성 질소와 암모니아성 질소의 검출은 PRB에 의한 질산성 질소의 환원에 의한 감소를 보여주었으며, 미생물 분석 결과 종 다양성이 증가하고 탈질 미생물을 포함하고 있는 Betaproteobacteria Class 군집이 크게 증가한 결과는 질산성 질소가 생물학적 환원작용에 의한 정화 가능성도 보여주었다.

• 지질공학
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• 제33권3호
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• pp.371-388
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• 2023

지층구성이 복잡하고 저투수성의 토양이 분포하는 경우 정화효율은 급격히 저하되고 실질적인 정화가 이루어지지 않거나 정화기간이 증가하는 등의 문제가 발생한다. 효율적인 정화를 위해서는 투수성이 개선되어 오염된 구간으로 정화제 주입하여 오염물질과 충분한 접촉이 이루어져야 한다. 본 연구는 균열형성과 효과적인 정화제 유도를 위해 플라즈마 블라스팅, 공압파쇄, 진공추출을 복합적으로 활용하는 PPV 공법의 유체 전달특성을 분석하고 기존공법과의 비교를 통해 개선효과를 평가하였다. 연구는 TPH(Total petroleum hydrocarbons)로 오염된 실제 오염부지에 대한 정화제 전달효과를 확인하기 위한 실증시험을 수행하였으며 정화제의 전달특성과 영향범위 등을 산정하기 위해 주입량과 주입시간을 모니터링하고, 정성적인 지중환경 변화요인을 확인하고자 전기비저항탐사를 수행하였다. 또한, 투수시험을 수행하여 각 공법에 대한 투수성 변화를 평가하였다. 정화제의 주입량 모니터링 결과, 주입량은 대조군 대비 실험군의 주입량이 약 4.74~7.48배 증가하였고, 단위 시간 당 주입 유량(L/min)은 약 5.00~7.54배 실험군의 전달률이 빠른 것으로 분석되었다. 전기비저항탐사 결과, 실험군의 비저항변화비는 대조군과는 달리 지표까지 영향을 주어 비저항값이 전체적으로 감소하는 경향을 보인다. 따라서 실험군은 지표 상부에 분포하는 토사층까지 과산화수소 등의 유체 확산이 이루어져 저비저항 변화비가 감소하는 것을 볼 수 있으며 주입정과 추출정 사이의 수평적 변화비는 약 1.12~2.38배 비저항값이 감소되었다. 투수성의 경우, 대조군과 실험군 모두 유사한 초기 투수성을 보였으나 과산화수소의 정화기작 영향으로 투수성이 감소하는 특성을 나타내는 것으로 확인되었다. 수리전도도의 변화를 정량적으로 평가하면, 대조군은 시험 종료 후 초기 수리전도도 대비 21.1%의 수리전도도를 나타내어 투수성이 급격히 저하되는 양상을 보였으나 실험군은 실험종료 후 초기치 대비 81.3%로 초기 수리전도도와 근접한 값을 나타내는 것으로 파악되었다. 현장조사로 확인된 수리전도도와 정화재 주입실험을 통한 정화제 주입용량(m³/hr), 토양특성분석(함수비, 밀도)을 통한 공극률(%)의 분석을 통해 영향반경(ROI)을 산정산 결과, PPV 공법의 영향반경(ROI)은 대조군에 비해 평균 220% 개선되는 것으로 확인되었다. 이와 같은 성과는 PPV 공법 적용으로 인하여 기존공법 대비 보다 넓은 범위에 걸쳐 효율적인 정화제 전달이 가능하고 정화기작에서 나타나는 투수성 저해요인을 상당부분 극복할 수 있으며, 약 2배 이상의 영향반경 증대를 통해 정화효율을 높일 수 있음을 지시하는 중요한 지표로 볼 수 있다.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2005년도 학술발표논문집
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• pp.410-416
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• 2005

생물학적 통풍법은 유류오염 지역에 자주 적용되는 정화공법이다. 이 과정은 지중에 산소를 충분히 공급함으로서 토착 미생물에 의한 오염성분의 분해를 가능하게 한다. 따라서 이 공법의 적용시 공정진행에 따른 공법의 효율성 분석과 장기적인 정화효율 예측을 위한 지중 가스성분의 모니터링 시스템 도입이 매우 중요하다. 그러나 우리나라에서는 아직 그 적용사례가 보고된 바 없다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 토양가스 성분의 변화를 모니터링할 수 있는 시스템을 개발하여 적용한 사례를 시스템의 구성과 측정방법, 관측결과를 중심으로 소개하였다. 현장적용 결과는 토양가스 모니터링 시스템은 운용 시작 후 6개월동안 센서나 측정장비에서 문제가 발생되지 않았으며, 공정관리를 위한 공법효율성 분석에 필요한 자료를 지속적으로 제공하고 있다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권6호
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• pp.95-100
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• 2009

본 연구에서는 녹색정화를 국내에 적용할 때 고려해야 할 핵심요소 중 가장 중요한 부문인 에너지사용량 최소화 방안을 다루고자 하였다. 우선적으로 국내 정화사업 사례조사를 통해 어떤 정화공법이 상대적으로 에너지 소모가 많은 지를 조사한 결과, 열탈착법과 양수-처리법이 포함된 지중처리방식이 에너지 소모량이 크고 토양세척법의 경우 상대적으로 소모량이 적다는 것을 알 수 있었다. 또한 정화조치시 에너지를 효율적으로 사용하고 화석연료 소비를 최소화하기 위해서는 i) 정화시설의 에너지 사용 최적화, ii) 에너지 저소비 정화공법의 적용, iii) 재생에너지의 사용 등이 필요하다고 판단되었다. 그리고 녹색정화를 위해 재생에너지를 사용할 경우 경제적 유인제도(보조금 지급 등)와 같은 정책을 적극적으로 적용할 필요가 있다.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2005년도 학술발표논문집
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• pp.610-613
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• 2005

물리 화학적 원리에 의한 환경오염 정화방법은 종종 낮은 효율을 보이면서 공사비 부담은 큰 것으로 나타나고 있다. 그러나 생물학적 방법들은 이러한 단점들을 극복하면서 토양과 지하수를 정화할 수 있는 대안으로서 그 가능성을 입증하고 있는 실정이다. 그 중에서 생물학적 통풍법은 유류오염지역에 적용하고 있으며 그 원리는 지중 오염지역에 충분한 산소를 공급함으로서 오염성분이 토착 미생물에 의해 제거되도록 하는 것이다. 본 발표는 유류오염 지역에 적용된 생물학적 통풍법의 효율을 평가하여 제시하였다.

• 전기의세계
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• 제41권4호
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• pp.20-26
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• 1992

전력케이블의 절연기술은 현재가지 많은 발전이 되어왔고 현재도 꾸준히 개발.진행되고 있다. 따라서 여기에서는 향후 절연기술의 개발에 대한 금후 전망으로 결론을 대치하고자 한다. 현재에 전력케이블의 최대기술 개발과제는 초고압, 대용량화로 대변할 수가 있는데 이의 개발은 우수한 절연설계와 경제성 그리고 사용시 신뢰성 측면에서의 안정성에 그 목적을 두고 있다. 또한 지중송전선의 증가에 따라 보다 초고압화, 성에너지화를 위해 케이블 절연기술의 연구가 가속적으로 이루어지고 있으며 CV케이블에서는 보다 높은 절연성과 내열성을 가진 절연재료의 개발로 케이블의 두께를 저감하는 연구와 사용재료의 조청정화 기술개발이 추진되고 있다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권2호
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• pp.28-34
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• 2005

본 논문은 유류로 오염된 부지를 DSB(Deep-site Biopile) system을 이용하여 정화함으로써 적용 가능한 현장특성을 평가하기 위한 것이다. 오염부지는 유류가 유출되어 깊이 약 2.5 m 부근에 위치하는 지하수의 흐름에 띠라 광범위하게 오염(총 $7,201m^3$) 되어 있었으며, 투수성이 좋은 Sand층으로 구성되어 있다. 부지 내 설치된 배관은 각 지점마다 독립적으로 제어될 수 있도록 하였으며, DSB system의 가동은 24시간을 기준으로 30분 가동/30분 정지되도록 하였다. 오염부지 내 오염원이 저감되는 현황을 파악하기 위하여 DSB system 가동시간에 따른 시료채취 작업을 수행한 결과, DSB system 가동 후 약 30여일 만에 총석유계탄화수소 및 BTEX 오염원이 약 50% 이상 저감되었으며 약 165일이 경과한 후에는 토양오염 확인기준 이하로 저감되어 정화작업이 정상적으로 완료되었다. 이와 같이 본 DSB system은 기존에 적용되어 왔던 생물학적 공법들과는 달리 높은 농도의 유류화합물로 오염되어 있는 토양 및 지하수를 약 6개월의 단기간에 효과적으로 처리할 수 있었으며 정화 system을 지상이 아닌 지중에 설치함으로써 별도의 부지가 확보되지 않은 경우에도 적용할 수 있는 특성이 있음을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제49권5호
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• pp.371-380
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• 2016

이 연구는 이산화탄소 지중저장 후보지의 하나로 알려진 포항분지 덮개암의 광물학적 및 암석학적 특성을 파악하고, 실험과 지화학 모델링을 이용하여 이산화탄소 주입으로 인해 발생할 수 있는 덮개암의 지화학적 및 광물학적 영향을 규명하였다. 실험은 이산화탄소 지중저장 조건에 해당하는 $50^{\circ}C$와 100 bar의 고온고압조건에서 덮개암 6 g과 염수 60 ml를 고압셀에 넣어 15일 동안 반응시켰다. 반응 후 덮개암과 염수 시료의 지화학적 및 광물학적 변화를 확인하기 위해 XRD, XRF, ICP-OES 등의 분석을 통해 정량적으로 규명하였다. 또한 덮개암의 광물학적 연구 결과와 염수의 물리화학적 변수 자료들을 이용하여 지화학 모델링(The Geochemist's Workbench 11.0.4)을 수행하였다. 덮개암의 광물학적 분석 결과, 석영, 사장석, K-장석으로 주로 구성되어 있고, 소량의 운모, 황철석, 능철석, 방해석, 카올리나이트와 몬모릴로나이트로 이루어져 있었다. 덮개암과의 반응 후 염수의 이온 농도 분석 결과, 사장석, K-장석과 몬모릴로나이트 또는 운모와 같이 Mg를 포함하는 광물의 용해 반응에 의하여 $Ca^{2+}$, $Na^+$, $K^+$, $Mg^{2+}$ 이온들의 농도가 증가하였다. 100 년 동안 모델링한 결과, 사장석와 K-장석은 용해되고, 카올리나이트, 도소나이트, 베이덜라이트는 재결정화되어, 암석의 공극률 변화에는 큰 영향을 주지 않을 것으로 판단되었다. 실험 및 모델링 결과는 이산화탄소를 지중저장하는 동안 덮개암과 초임계 이산화탄소와의 상호반응에 의해 염수의 pH, 광물의 용해도과 안정성 등에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 보여주었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권1호
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• pp.1-6
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• 2015

The objectives of this study were to calculate the radius of influence (ROI) of well for an air-sparging (AS)/soil vapor extraction (SVE) system and to evaluate the applicability of the system applied for the remediation of the petroleum contaminated rail site. For air permeability test, three monitoring wells were installed at a location of 1.3 m, 2.3 m, 3.0 m from the extraction well. And the pressure of each monitoring well was measured by extracting air from the extraction well with the pressure and flow of $(-)2,600mmH_2O$ and $1.58m^3/min$. The ROI for an extraction well was calculated as 4.31 m. Air was injected into the injection well with the pressure and flow of $3,500mmH_2O$ and $0.6m^3/min$ to estimate the radius of influence for oxygen transfer. Oxygen concentrations of air from three monitoring wells were measured. The ROI of an injection well for oxygen transfer was calculated as 3.46 m. The 28 extraction wells and 19 injection wells were installed according to the ROI calculated. The AS/SVE system was operated eight hours a day for five months. The rail site was contaminated with the petroleum and concentrations of benzene, toluene, and xylene were over the 'Worrisome Standard' of the 'Soil Environment Conservation Act'. The contaminated area was estimated as $732m^2$ and contaminants were dispersed up to (-)3 m from the ground. During the operation period, soil samples were collected from 5 points and analyzed periodically. With the AS/SVE system operation, concentrations of benzene, toluene, and xylene were decreased from 7.5 mg/kg to 2.0 mg/kg, from 32.0 mg/kg to 23.0 mg/kg, from 35.5 mg/kg to 23.0 mg/kg, respectively. The combined AS/SVE system applied to the rail site contaminated with volatile organic compounds (VOCs) exhibited a high applicability. But the concentration of contaminants in soil were fluctuated due to the heterogeneous of soil condition. Also the effect of the remediation mechanisms was not clearly identified.