격자망식 전선배치에 의한 전기비저항 측정기법을 이용한 침출수 누출감지시스템을 개발하여 그 적용성을 평가하기 위하여 현장모형시험을 수행하였다. 현장모형시험을 수행한 결과 침출수 누출지점에서 전기비저항이 크게 감소하여 누출지점을 정확하게 감지할 수 있었다. 격자망식 전선배치에 의한 전기회로적인 효과로 인하여 전기비저항이 감소된 지점과 동일 전선상에 연결된 다른 센서에서의 측정값도 다소 감소하는 경향을 나타내었다. 이를 보정하기 위하여 P-SPICE를 이용하여 전기회로 시뮬레이션을 수행하여 전기회로 효과를 정량적으로 평가하였다 P-SPICE 시뮬레이션의 결과를 토대로 보정계수를 도출하여 현장모형시험결과를 보정하였으며, 보정된 겉과에 의하면 전기회로적 특성에 의한 영향을 효과적으로 제거되어 누출지점에서의 전기비저항 감소가 명확하게 나타났다.
쓰레기매립장의 침출수 누출 탐지를 위한 물리탐사법은 침출수의 전기전도도를 대상으로 한 전기탐사법이 주로 적용되어 왔다. 이 연구는 제주도에 위치한 비위생매립지를 대상으로 주변 수리지질환경 파악을 위한 전기비저항 탐사와 더불어 매립장 경계부와 토양층을 통한 침출수 누출 영역을 효율적으로 규명하기 위하여 다중주파수를 이용한 소형루프 전자탐사를 병행하여 수행하였으며, 아울러 오염지역의 천부 지하수 유동 방향을 추정하기 위하여 침출수의 유동에 의해 발생될 수 있는 자연전위를 모니터링 하였다. 전기비저항 탐사 및 자연전위 모니터링 결과 매립지 주변을 통한 침출수의 누출 가능성은 거의 없는 것으로 나타났으며, 이는 주변 하천에서 정기적으로 실시한 수질 분석 결과와 일치된다. 또한 소형루프 전자탐사 자료에 대하여 공간 필터링 및 1차원 역산법을 적용한 결과 매립장 경계부의 위치 및 매립장 내부의 심도별 매립물에 의한 저비저항 이상대를 효과적으로 도출 할 수 있었다.
본 연구에서는 추적자시험을 이용하여 매립종료된 폐기물매립장에서 꿰뚫림하중에 의해 파손된 차수재를 통한 침출수의 누출 여부를 조사하였다. 추적자시험은 자연구배형식을 채택하였으며, 추적자로는 iodide and Rhodamine WT를 사용하였다. 이 두 추적자는 침출수의 화학적 성분과 반응성을 충분히 고려하여 선정하였다 시험에서는 매립장 전체를 통하여 5개의 주입정과 14개의 관측공을 설치하여 운영하였다. 본 연구의 결과에 의하면, Iodide and Rhodamine WT 추적자는 매립장 침출수 누출조사에 적용 가능하며 효과적임을 확인하였으며, 다량의 침출수가 우수 관로와 우수관로의 외측 벽면을 통하여 누출되었던 것으로 추정된다.
본 논문에서는 격자망식 전선배치에 의한 침출수 누출감지시스템을 개발하기 위하여 현장모형시험을 통하여 적용성을 평가하였으며, 전기회로시험을 통하여 격자망 전선 배치에서 발생하는 전기회로적 효과를 파악하고자 하였다. 침출수는 전기저항을 감소시키기 때문에 누출지점에서는 다른 지점에 비해 낮은 전기저항값을 나타내었다. 따라서, 전기저항을 측정하는 본 누출감지시스템에 의하여 임의 지점에서 발생하는 침출수의 누출 감지가 가능하였으며, 평면적 분포도를 통하여 누출위치의 파악이 가능하였다. 전기저항이 감소된 지점과 동일한 전선상에 위치한 다른 센서에 서의 측정값도 약간 감소하는 경향을 나타내었으나, 이는 저항이 작은 곳으로 전류의 흐름이 발생하는 전기회로적 효과로 설명할 수 있었다.
본 연구의 목적은 금산 생활쓰레기 매립장을 대상으로 지하수의 수리지 화학적 특성과 통계분석을 통하여 침출수의 누출원인과 누출경로 및 영향범위를 파악하고, 매립지로부터 발생되는 오염물질인 침출수의 누출이 연구지역의 지하수환경에 미치는 위해요인에 대해 정량적으로 평가하는 것이다. 본 연구를 위해서 수질 검층, 침출수와 지하수 수질 분석 및 통계분석, 그리고 오염물질 이동모델링 기법 등을 이용하였다. 수질검층 결과 침출수 집수정 부근에서 침출수가 주변 대수층으로 누출되고 있었으며, 매립장과 인접한 하류부 관측정의 4-12m 깊이에서 지하수에 대한 침출수의 영향을 확인할 수 있었다. 침출수는 유출 범위는 매립장으로부터 70-100m 내외이며 오염된 지하수에서 전기전도도는 $400-750{\mu}S/cm$를 나타내었다. 주성분분석수행 결과 주성분 1과 2는 각각 침출수과 대수층의 매질 특성을 나타내었다. 주성분분석결과는 또한 침출수의 영향을 받는 지하수의 수질 변화에 의해 나타내어지는 양이온교환반응, 흡착 및 미생물 생분해 같은 자연저감과정을 나타내었다. 지하수 흐름 및 오염물 이동 모델링 결과 지하수는 매립장에서 서쪽으로 계곡을 따라 흐르며, 오염물질은 그에 따라 이동함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 오염물질에 의해서 지반의 전기적 특성이 변한다는 원리에 의한 매립지의 침출수나 지하저장탱크의 유류 누출을 조기에 감지하는 시스템의 개발가능성을 확인하고자 하였다. 이를 위해 오염물질이 누출되는 상황을 모사한 실내실험을 통하여 전기저항 측정에 의한 오염물질 누출감지 가능성을 평가하였다. 불포화사질토 지반의 전기 저항 측정값은 함수비가 증가함에 따라 지수적으로 감소하는 경향을 보였다. 오염물질이 지반에 주입될 경우에 디젤은 비전도성 물질로 지반의 전기저항을 크게 증가시켰으며, NaCl 용액과 침출수는 전기전도성이 좋기 때문에 지반의 전기저항을 감소시켰다. 오염물질의 누출에 의한 전기저항은 측정전극간격에 따라 감지민감도가 다르게 나타났으며, 디젤의 경우에는 전극간격이 좁을수록, NaCl 용액과 침출수의 경우에는 전극간격이 높을수록 감지민감도가 크게 나타났다.
전기영동기술은 사용중인 폐기물 매립지(MSW) 지오멤브레인 차수층의 누출 복원을 위한 새로운 기술로서 음으로 대전된 점토입자는 동전기(Electrokinetic) 현상에 의해 누출이 발생되는 차수층까지 이동되고, 누출구 주변에 침출수의 외부유출 방지를 위한 점토 케이크를 형성한다. 본 연구에서는 3차원 누출구 모사실험을 수행하여 전기영동기술의 현장 적용성과 1차원 전기영동 실험을 통해 도출된 최적 인자들의 적절성을 평가하였다. 결과적으로 누출구의 반경이 증대되거나 또는 양전극간의 거리가 가까울수록 누출구 근처에서 형성된 점토 케이크의 크기(두께 및 폭)는 증가하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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