• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권1호
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• pp.45-53
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• 2006

본 연구에서는 토양의 전기가열 특성을 실험을 통해 규명함으로서, 전기저항열을 이용한 토양증기추출법을 실제 현장에 적용 시 토양가열 효율을 증가시키는 방안을 도출하기 위하여, 반응조를 이용한 토양 종류별 자체 특성에 따른 가열 특성과 외부에서의 전기적 특성의 조절을 통한 가열 특성을 살펴보았다 토양의 업자가 작을수록, 토양 내 이 온이 풍부할수록 전기가열 효율이 증가되었으며, 토양이 물로 포화된 경우에도 전기 가열 효율이 증가하였으나 공극률 이상으로 수분이 있는 경우는 오히려 효율이 떨어졌다. 전압이 증가할수록, 전극 사이가 짧아질수록, 유류 오염된 토양일수록 효율은 증가되었다 본 연구에서는 초기 전류와 전기전도도의 정량적 상관관계를 도출함으로써 직접적인 전기가열 실험 없이 전기전도도로 반응조 내 토양이 $100^{\circ}C$ 온도 상승의 가능성을 예측할 수 있게 됐다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권1호
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• pp.39-46
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• 2004

마이크로웨이브 가열 SVE(토양증기추출)공정을 사용하여 경유로 오염된 건조 및 습윤토양에서의 경유와 경유계 탄화수소($C_10$∼$C_22$)의 제거현상 분석 실험을 수행하였다. 마이크로웨이브 가열방식이 있는 건조토양과 습윤토양에서의 제거속도는 마이크로웨이브 가열방식이 없는 토양에 비해 건조토양에서는 7배, 습윤토양에서는 1580배 높았다. 이것은 수분입자의 높은 유전율 때문으로 토양 내부에 마이크로웨이브 에너지를 빠르게 흡수시킴으로써 급격한 토양온도 증가와 증기화의 속도를 가속화시켜 경유제거의 시너지 효과를 가져왔기 때문으로 여겨진다. 마이크로웨이브 가열이 없는 SVE 공정의 건조토양과 습윤토양에서는 $C_10$과$C_12$의 제거율이 67.7∼78.4%로 경유제거의 대부분을 차지하였고 $C_14$보다 무거운 탄화수소는 0∼18.5%의 낮은 제거율을 보였다. 반면에, 마이크로웨이브 가열 SVE공정의 건조토양에서는 $C_10$과$C_12$가 89.3∼99.4%의 높은 비율로 제거되었으며, $C_14$보다 무거운 탄화수소도 35.6∼67.0%로 상당량 제거되었다. 한편, 마이크로웨이브 가열 SVE 공정의 습윤토양에서는 모든 탄화수소($C_10$∼$C_22$)가 93.6∼99.8% 제거되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권5호
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• pp.62-70
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• 2009

본 연구에서는 lab-scale의 열탈착 장치를 설계 및 제작하고 실제 유류오염 토양을 대상으로 다양한 운전조건에 따른 오염토양정화성능을 비교하였다. 대상 토양은 군부대로 사용되던 부지 내 유류저장소 부근 고농도 오염토로 선정하였고, 10 L 용적의 원통형 batch 형태의 직접 가열식 열탈착기를 사용하여 초기 TPH 농도 4476 ppm의 고농도 오염 토양시료를 다양한 운전조건에서 열탈착하여 처리효율 분석을 수행하였다. 열중량 분석을 통해 열탈착 실험에서 대상 오염물질을 제거하기 위한 토양 시료의 평균 가열온도는 $200-300^{\circ}C$가 적합한 것으로 확인하였다. Batch 형식의 운전을 통한 처리효율 분석 결과 토양 내 오염물질을 90% 이상 제거하기 위해서는 약 $200^{\circ}C$에서는 10분, 약 $300^{\circ}C$에서는 5분 이상의 처리 시간이 요구되었다. 함수율이 높고 덩어리진 토양일수록 처리효율, 특히 고분자 오염물질의 처리효율이 크게 감소함을 보였다. 따라서 풍건을 통하여 오염토양 내 수분을 저하시킨 후 분쇄 처리하여 열탈착기에 주입하는 것이 효과적이라 판단된다. 또한 처리 전 토양과 처리 후 토양의 물리화학적 특성 비교한 결과 고온에 의해 증발된 수분함량을 제외하고 나머지 특성들은 거의 변화가 없어 실제 복원현장에서 오염토양을 열탈착 공정을 이용하여 오염물질을 제거한 후 추가적인 후처리 과정 없이 처리토양을 원래 위치에 복원하는 것이 가능함을 확인하였다. 본 연구결과는 현장운전에서 오염물질의 제거 효율을 극대화하기위한 인자 결정 및 검증을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 환경영향평가
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• 제29권3호
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• pp.219-229
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• 2020

본 연구에서는 해안매립지역내 벙커C유로 오염된 토양을 대상으로 토양세정 효과를 증진시키기 위한 전기저항가열의 운전인자 별 최적 조건을 도출하여 융복합 적용가능성을 평가하였다. 회분식 실험결과 Tween-80 세정제 보다 VG-2020 세정제에서 약 1.5배 이상의 높은 세정효율 보였으며, 상온 시 대비 60℃에서 약 1.4배의 세정효율 증가를 가져왔다. 전기저항가열 박스 실험결과, 함수율 20~40%의 토양에서 약 40~80분 내에 100℃까지 상승하였으며, 포화 토양층 내 STS 316재질의 파이프형 전극봉을 3각 배열 시 열전달효율이 우수한 것으로 나타났다. 또한 상기 최적조건으로 토양온도를 60℃ 이상을 유지하기 위한 전극봉의 간격은 1.5 m인 것으로 확인되었고, 전기저항가열과 동반된 토양세정 박스실험에서는 5 PV(Pore Volume)에서 약 55%의 급격한 TPH 저감효율을 보였으며 10 PV(Pore Volume)에서 토양오염 우려기준(TPH 2,000 mg/kg 미만)을 만족하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제41권4호
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• pp.239-246
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• 2008

제올라이트는 높은 양이온교환능력(CEC)으로 인해 토양개량제의 사용이 고려되어 왔으나, 이에 관한 연구들의 대부분이 제올라이트를 합성하거나 천연제올라이트의 CEC를 증가시키는데 국한되어왔다. 실제로 제올라이트를 토양개량제로 사용하기 위해서는 유실되는 것을 방지하기 위한 과립화 (granulation or pelletizing)가 요구된다. 본 연구는 제올라이트를 토양개량제로 활용하기 위해 이를 포함하는 소성점토의 과립 (calcined clay granule)을 제조하고, 제올라이트의 특성을 최대로 활용할 수 있는 과립의 제조조건을 찾으려 하였다. 천연제올라이트, 고령토, 규석을 재료로 하여, pan granulator와 high shear mixer granulator의 두가지 과립기를 사용하여 과립을 제조하였다. 재료의 혼합비와 과립기의 회전속도 등을 조절하여 과립을 제조하였으며, 이를 $400\sim700^{\circ}C$범위에서 $100^{\circ}C$단위로 소성한 후 파쇄강도 (crushing strength), 기공분포 (pore distribution), CEC를 측정하였다. 토양개량제로 사용할 과립은 취급시에 요구되는 기본적인 강도뿐만 아니라 토양과 혼합된 후 답압(踏壓)에 견디기 위한 강도 또한 요구된다. 본 연구에서는 과립의 답압에 관한 저항성 평가방법을 마련하고, 마른 상태와 젖은 상태에서 과립의 저항성을 측정하였다. 과립기의 회전속도와 가열온도에 비례하여 답압에 대한 저항성은 증가하나 CEC는 감소하였다. Pan granulator는 $700^{\circ}C$이하의 가열에서 적절한 강도를 갖는 과립을 제조할 수 없었으나, high shear mixer granulator는 $500^{\circ}C$이상의 가열에 의해 답압에 저항성을 갖는 과립을 제조할 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제26권4호
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• pp.11-19
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• 2018

본 연구는 배 전정지를 사용하여 제조온도와 가열시간별로 바이오차를 제조하여 최적의 바이오차 제조조건을 확립하고 바이오차 시용이 작물 생육과 토양이화학성에 미치는 영향을 구명하기 위하여 수행하였다. 제조온도($300^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $700^{\circ}C$), 가열시간(2, 3, 4 시간)별로 전기로에서 바이오차를 제조하여 성분변화를 조사하였다. 바이오차 제조온도가 높을수록 pH, 칼륨, 마그네슘, 양이온교환용량(CEC)은 증가하였고 이러한 성분변화는 $500^{\circ}C$에서 급격히 일어났다. 하지만 제조온도가 증가할수록 회분함량이 증가하고 전탄소(T-C) 함량과 수율은 감소하여 제한요인으로 작용하였다. 또한 가열시간에 따른 성분변화는 크게 나타나지 않아 가열시간보다는 제조온도에 따라 바이오차의 성분변화가 큰 것으로 나타났다. 따라서 바이오차 성분변화 및 회분, 수율을 고려하여 배 전정지 바이오차 제조조건은 $500^{\circ}C$, 2시간으로 설정하는 것이 바람직할 것으로 생각되었다. 농가 자가제조용 바이오차의 제조조건을확립하기 위해 드럼형 제조장치를 사용하여 배 전정지 바이오차를 대량으로 제조하였을 때에서도 전기로를 사용하여 제조한 바이오차와 주요 성분이 대등함을 확인할 수 있었으며, 이를 사용하여 배추와 토마토를 재배하면서 바이오차의 시용효과를 조사한 결과 무시용 대비 토양의 pH, 유기물(OM), 전탄소(T-C) 함량이 증가하고 EC, NO3-N가 감소하였다. 또한 바이오차 시용시 토양의 용적밀도가 낮아지고 공극률 및 입단율은 높아지는 경향을 보여 토양 물리성이 개선되는 효과가 나타났다. 바이오차를 연용한 결과 바이오차 시용으로 배추 생육 미 및 수량이 증가하였으며, 토마토는 바이오차 연용으로 상품과의 갯수 및 수량이 증가하였다. 드럼형 제조장치를 사용하여 농업부산물 바이오차를 농가에서 자가제조하여 사용할 경우 생산비 절감과 동시에 시설재배지 토양 이화학성 개선에 효과가 있어 친환경 농가의 토양관리에 활용도가 클 것으로 생각된다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제21권1호
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• pp.21-33
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• 1996

This study was to obtain basic information needed to develop the effective weed control method for the production of less polluted agricultural products by inducing viability loss of weed seeds in soil with infrared irradiation. Ceramic plates were heated by LPG with the aid of forced air and the infrared produced from plates was used as the heat source for heating soil. The soil heated in this study was sandy loam with four levels of moisture contents (0.5, 5.1, 9.1, 15.0% wb). The temperature distribution was measured at various soil depths when soil was irradiated with infrared for different irradiation time (30, 60, 90 sec). The soil depths with duration time of minimum 3 minutes over $80^circ C$, temperature inducing viability loss of weed seeds, were investigated. When the moisture content of soil was 0.5% and 5.1% wb, the soil depths which can induce viability loss of weed seeds was greatly increased with increasing irradiation time. When 30 seconds of irradiation time was applied on soil with moisture content of 9.1% or 15.0% wb, any depths of soil tested in this study was not reached to the temperature of 8$0^{\circ}C$. Generally, the soil depth being needed for viability loss of weed seeds was decreased with increasing moisture content of soil.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권1호
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• pp.51-58
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• 2020

달 탐사에 대한 관심이 늘어나면서 인공월면토를 포함한 달 지상 환경 모사에 대한 연구가 진행되고 있다. 인공월면토를 포함하여 진공환경을 조성할 때 발생하는 문제점 중의 하나는 토양에서 나오는 탈 가스로 인해 고진공에 도달하는 시간이 길어진다는 것이다. 이러한 탈 가스의 대부분은 수분이며, 진공챔버에 넣기 전 인공월면토의 표면에 붙어있는 수분을 제거하는 전처리 과정을 수행한다면 고진공에 도달하는 시간을 상당히 줄일 수 있다. 기존의 토양 건조 방법을 사용하여 각 방법이 인공월면토의 수분제거에 얼마나 효과적인지 확인하였다. 드라이 오븐을 이용한 방법, 마이크로웨이브 오븐을 이용한 방법, 직접가열 건조하는 방법과 진공 오븐을 이용한 방법을 이용하여 인공월면토 시료의 건조 실험을 수행하였으며, 건조 실험의 결과를 제시하였다. 실험결과 드라이 오븐에서 110℃로 건조하는 방법과 마이크로웨이브 오븐을 이용한 건조 방법은 수분제거 효과가 충분하지 않았으며, 200℃ 이상에서 진공오븐을 이용한 방법과 직접 가열하는 방법은 수분제거 효과가 좋았다.

• 한국환경농학회지
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• 제15권1호
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• pp.91-104
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• 1996

본 연구는 잡초 발생 전 토양 처리법(pre-emergence soil-treatment)의 원리를 이용하여 수분이 많은 토양에도 열 침투가 좋은 적외선으로 토양을 조사하여 토양 내에 매립되어 있는 잡초 종자의 발아를 억제 및 사멸시키면서 저공해 농산물을 생산하는데 필요한 잡초 방제 방법을 개발하는데 요구되는 기초 자료를 제공하고자 수행되었다. 적외선 방사 장치는 방사열이 높은 세라믹 재료를 사용하여 제작하였고, LPG는 방사 판에서 적외선을 발생하기 위해서 연료로 사용되었다. 본 실험에 사용된 토양은 여러 다른 함수율(0.6, 5.7, 10.7, 15.1% wb)을 갖는 양토였다. 적외선 가열시 토양함수율 및 조사시간(30, 60, 90초)에 따른 토양 깊이별 온도 분포가 측정되었으며 잡초 종자의 발아력을 억제시킬 수 있는 조건인 $80^{\circ}C$ 이상에서 3분 이상 지속될 수 있는 토양 함수별 열 침투 깊이가 분석되었다. 본 연구에 의해 얻어진 결과는 다음과 같다. 1) 함수율이 0.6%wb인 토양의 경우, 적외선 조사시간을 30초에서 60초 또는 90초로 증가시켰을 때 토양 시료의 잡초 종자 발아 억제 깊이는 9mm, 12mm, 15mm로 각각 3mm씩 증가되었다. 2) 함수율이 5.7% wb인 토양의 경우, 조사시간이 30초일 때 토양 시료에서 잡초 종자 발아 억제 깊이는 단지 3mm이하였으나, 60초 및 90초 동안 조사시킨 토양에서는 잡초 종자 발아 억제 깊이가 각각 $6mm{\sim}9mm$ 및 9mm로 증가되었다. 3) 함수율이 10.7% wb인 토양에 있어서 조사시간이 30초일 경우는 잡초 종자 발아 억제에 필요한 온도가 유지되지 않았다. 반면 조사시간이 60초인 경우는 잡초 종자 발아 억제 깊이가 6mm였고, 조사시간을 90초로 증가시켰을 때는 9mm까지 잡초 종자 발아 억제 깊이가 증가하였다. 4) 함수율이 15.1% wb인 토양에 있어서 조사시간이 30초인 경우는 잡초 종자 발아 억제를 위한 은도 조건을 기대할 수 없었다. 그러나 조사시간이 60초인 경우는 잡초 종자 발아 억제 온도 조건을 만족하는 토양 깊이가 3mm였으며 조사시간이 90초로 증가되었을 때는 15mm로 12mm 증가되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권6호
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• pp.46-52
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• 2007

생물 발광 생산 균주, Escherichia coli DH5 RB1436를 이용하여 고형환경 시료에 대한 독성 방법을 개발하고 적용하였다. 토양과 균주의 비율은 1 : 4(w/v) 정도가 적절하였으며, 측정 방법의 간편성을 고려하여 가열 감량된 토양 첨가군 대신에 동일한 부피의 인산염 완충액 첨가군을 고형시료 독성의 대조군으로 정하였다. 토양측정망 시료중 대체적으로 오염원 농도가 상대적으로 높은 그룹과 낮은 그룹의 독성은 각 43과 26%로 뚜렷한 차이를 나타내었다. 토양 그룹들의 $EC_{50}$는 범위가 $1.8{\sim}4.6\;g$으로 조사된 반면에, 댐저수지 퇴적물과 매립물들은 모두 0.22 g 보다 낮게 조사되었다. 상이한 고형환경 시료에 대해 뚜렷한 독성 차이를 나타낸 본 생물검정법은 다양한 환경 시료의 독성을 평가하는 유용한 방법으로 사용할 수 있을 것이다.