• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.12 no.2
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• pp.9-19
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• 2007

This study investigated the interaction between groundwater and stream water systems, which is caused by the artificial weir on streambed, enforcing external stresses on the groundwater system. The study area is in Nami Natural Recreation Woods located in Chungcheongnam-do Geumsan-gun Nami-myeon Geoncheon-ri. In this study both of hydrophysical methods (hydraulic head) and hyrdochemical investigations (pH, EC, major ion analysis) were applied. In order to identify the relationship between each of study results, cross-correlation analysis is performed. From results of hydrophysical methods, water level fluctuation at BH-14, installed by the weir, shows the double-recession pattern much more frequently and much higher amplitudes than the fluctuation at each of other monitoring wells. Using the results by hydrochemical investigations, hydrochemical properties at BH-14 is similar to the hydrochemical characteristics in stream water. To analyze the interrelationships between the results from each of applied methods, cross-correlation analysis was applied. Results from the correlation analyses, water levels at BH-14 and stream weir showed the highest cross-correlation in hydrophysical aspects. On the other hand, the correlation between stream weir and bridge was the highest in hydrochemical aspects. The difference between the results from each of methods is due that the hydrophysical response at BH-14, such as water level, is induced by the pressure propagation-not with mass transfer, but the hydrochemical interaction, caused by mass transport, takes much more times. In conclusion impermeable artificial weir on streambed changes the interfacial condition between the stream and surrounding aquifers. The induced water flux into the groundwater system during flood period make water level at BH-14 increase instantly and groundwater quality higly similar to the quality of stream water. Referred similarities in both of water level and water quality at BH-14 become much higher when water level at weir grow higher.

• Journal of Korea Soil Environment Society
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• v.1 no.1
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• pp.81-88
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• 1996

To study the Cd adsorption in the presence of competing ions in soil-solution interphase, three soil samples from the Bt horizon were taken and analyzed for their physical and chemical properties. Adsorption of ethylene glycol monoethyl ether(EGME) and N, were determined to establish the specific surface area of the soils. We attempted to establish a qeneralizing competitive sorption isotherms for soils of entirely different composition of the solid phase, resulting in the routine use as a guidelines for the fate of reactive solute in soil profiles. Many physicochemical factors including competitive adsorption bettween solutes will affect the general adsorption phenomena as shown in a single not only on the soil:solution ratio used, but also on the surface areas of its respective soil samples. This phenomenon was attributed to competition Cd for sorption sites with Mg by different soil constituents. These adsorption isotherms are able to use as examples to demonstrate that this phenomenon can complicate the development of a standardized batch adsorption procedure as well as interpreting fate and adsorption of toxic inorganic compounds.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2000.11a
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• pp.91-95
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• 2000

계면활성제를 이용하여 토양에 존재하는 유기 오염물질을 제거하는데 있어서, 계면활성제가 토양과의 상호작용시 투수계수를 상당히 ($10^2$ 이상) 감소시키면 이 복원방법은 실용성이 없다 그러므로 본 연구의 목적은 선택된 계면활성제와 투수계수 사이의 상관 관계를 고찰하는데 있다. 본 연구 결과 계면활성제(DOSL) 사용 후 증류수와의 상대적 비교치로써 투수계수는 21~35 % 감소하였다. 이 감소 수치의 의미는 선택된 계면활성제(DOSL)는 토양 복원 연구에 사용될 수 있음을 보여준다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.76-76
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• 2015

토양수분은 생태수문학에서 식생과의 상호작용의 중요한 인자이자, 대기와의 상호작용으로 인한 총체적인 물 순환에 밀접한 관련이 있다. 수문학적으로는 증발, 침투, 지하수 함량, 토양 침식, 식생 분포 등을 지배하는 중요한 요소이고, 특히 시 공간적 분포특성은 강수 사상 후 토양으로의 침투 및 토양수분의 재분포, 증발산과 불포화대에서의 오염물의 이송을 예측하는데 매우 중요하다. 또한, '07년 하천법 개정으로 증발산량 및 토양수분량이 신규 수문조사 항목으로 추가되어, 토양수분 측정에 대한 필요성이 높아졌다. 따라서, 2008년 5월, K-water연구원에서는 현재 시험유역으로 운영하고 있는 용담시험유역에 토양수분관측망(6개 관측소)을 구축하였다. 토양수분계는 토양수분을 결정하는 가장 중요한 인자인 강우자료의 획득이 이루어지는 지점에 설치하여 정확도와 신뢰도를 높일 수 있도록 용담시험 유역 내 6개 우량관측소에 설치하였다. 하지만 장비의 노후화에 따른 자료 취득의 어려움으로 인하여 2013년 4월, 토양수분계를 전면 교체하였다. 토양수분계는 기존의 FDR 방식에서 EC 농도에 대한 영향이 가장 적고, 플럭스 타워에 위치한 토양수분계 센서와 동일한 TDR 방식의 센서로 장비를 전면 교체하였다. 센서 설치 장소 변경에 따른 TDR 센서의 검증과 그리고 흙의 종류, 입도, 다짐도, 온도 등에 의한 오차가 발생 여부를 판단하기 위하여 이에 대한 보정을 실시하였다. 원지반 시료채취를 통하여 토양수분량을 측정하였고, TDR 센서에 의해 측정된 토양수분량과 채취된 시료에서 측정된 토양수분량의 결과를 비교하였고, 각 지점별 토양구성비와 전기전도도 조건을 고려하여 각 토층별 계수적용을 달리하여 센서 보정을 실시하였다. 그 결과 기존 센서 제조사에서 제안한 방정식을 그대로 사용하는 것 보다는 센서 검증을 통하여 얻은 계수보정에 의한 토양수분 변환식을 사용하는 것이 정확한 현장 자료를 확보할 수 있고, 신뢰도 높은 자료를 얻을 수 있다고 판단된다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2004.09a
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• pp.266-268
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• 2004

대부분의 유기물은 토양의 특성에 따라 그 흡착 및 탈착 양상이 다르며 이는 오염물질의 토양에서의 지속성 및 이동성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 대표적인 유기오염물인 PAH(Polycyclic Aromatic Hydrocarbon)에 대하여 흡착 및 탈착과 오염물질의 미생물 분해 등을 통한 제거 기작과의 연관성을 연구하고자 한다. PAH의 이론적인 미생물분해반응식은 열역학적 이론을 바탕으로 하는 반쪽반응방법을 사용하여 예측할 수 있다. 오염물과 토양의 특성에 따른 흡착 및 탈착 양상을 파악하고, 앞에서 구한 미생물 분해반응식을 이용하여 이론적 분해량을 예측하면 오염물의 생물학적 이용성과 노출량을 결정할 수 있다 이를 위하여 본 연구에서는 토양의 여러 특성을 분석한 후, PAH의 미생물 분해량 및 분해율을 측정하고자 한다. 실험을 통하여 실제 토양에서 측정된 PAH 분해량과 위의 이론적 분해량 예측 결과 사이의 관계를 토양의 특성을 이용하여 설명할 수 있으며 나아가 오염물질의 생물학적이용성에 관하여 개략적으로 일반화된 예측 모형을 얻을 수 있을 것이다. 본 연구를 통하여 토양과 유기오염물질, 미생물간의 상호 작용에 대한 이해를 높이고 보다 실질적인 유기오염물의 생물학적 이용성을 예측할 수 있는 방안을 마련할 수 있을 것이다.

• Korean Journal of Mineralogy and Petrology
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• v.33 no.4
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• pp.463-475
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• 2020

Presence of microplastics in soil and groundwater has recently been reported and environmental concerns are raised as to the plastic pollution. In the subsurface environment, clay minerals and metal oxide minerals are commonly found as finely dispersed states. Because the minerals have high sorption capacities for diverse pollutants, interactions with mineral surface play an important role in the transport of microplastics in groundwater. Accordingly, environmental mineralogy investigating the interactions between microplastics and mineral surfaces is the essential research area to understand the fate and transport of microplastics in the subsurface environment. The microplastic-mineral surface research requires molecular- to nano-scale analyses to be able to probe the relatively weak interactions between them. The current report introduces a nano-scale analysis tool called quartz crystal microbalance (QCM) that can measure the sorbed/desorbed mass of nanoplastics on mineral surfaces at the level of a few nanograms (~10-9 g). This report briefly reviews the main principles in the QCM measurement and discusses applications of QCM to the environmental mineralogy research.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.485-485
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• 2017

현재까지 국내에서는 미래에 발생할 수 있는 물 부족을 전망하고 이를 해소할 수 있는 여러가지 방안을 제시하는 수자원계획을 수립하고 있다. 대표적인 예로 국가수자원장기종합계획을 들 수 있으며 목표연도에 대한 사회 경제적 요인의 변화를 전망함으로써 용도별 수요량을 산정하고 공급가능량을 함께 고려하여 물 수급 전망을 수행하고 있다. 이 때 주요공급원으로는 하천유출량과 함께 건설되어 운영 중이거나 계획 중인 댐과 광역 및 공업용수도를 고려하고 있으며 산정된 수요량과 공급량을 통해 물수지 분석을 수행한 후 지역공급원으로 지하수 및 농업용저수지를 추가로 고려하고 있는 실정이다. 다시 말해 지하수에 대한 고려는 최근 이용하였던 암반지하수량을 미래에도 동일하게 이용가능하다는 가정 하에 분석을 수행한다는 것이다. 하지만 기후변화, 물이용패턴, 하천수질변화 등으로 인해 지하수량의 변화가 예상되고 있어 현재와 동일하게 이용할 수 있다는 지하수 관련 가정은 현실성이 떨어진다고 할 수 있다. 따라서 미래에 대한 물 수급 전망에 있어 지하수를 중요한 공급원으로 고려하여 분석할 필요가 있으며 이를 평가하고 분석할 모형의 개발이 절실한 상황이다. 본 연구에서는 기존의 수자원평가계획 모형인 K-WEAP모형과 지하수 모의 모형인 MODFLOW를 연계하여 지표수-지하수를 통합적으로 분석할 수 있는 K-WEAPccia ver 2.0을 개발하였다. 이 모형에서는 지표수-지하수 상호작용을 모의하기 위해 4가지 옵션을 개발하였으며 하천 또는 하도구간에 대한 지하수 유입량과 유출량을 직접 입력하는 방법, 모형 자체적으로 직접분석할 수 방법(토양수분방법 또는 하천과 지하수간의 관계 규명 방법) 및 MODFLOW와의 연결을 통해 지하수를 모의할 수 있도록 하였다. 개발된 모형을 통해 향후 물 수급 전망에 있어 주요한 공급원인 지하수를 함께 모의할 수 있도록 함으로써 보다 현실적이고 합리적인 수자원계획을 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.11 no.3
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• pp.1-8
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• 2009

The groundwater dependent ecosystem associated with a natural stream is the area where mixing and exchange of surface water and groundwater occurs due to large chemical and hydraulic gradients. Surface-groundwater interactions play an important role in biogeochemical processes in groundwater dependent ecosystems and make this area a hydro-ecological hot spot. The objective of this study is to characterize the groundwater dependent ecosystem in a natural stream where nitrate contamination of stream water is observed by means of hydrogeological, chemical, and biological methods. In this study, vertical flow exchange(hyporheic flow) rates between stream and groundwater were estimated based on vertical hydraulic gradients measured at mini-piezometers of various depths. To investigate the biological natural attenuation potential, biological analyses using polymerase chain reaction(PCR)-cloning methods were performed in this study. Results show that the veritical hyporheic water fluxes affect nitrate concentrations and bacterial densities in groundwater dependent ecosystems to some degree. Also, denitrifying bacteria were identified in hyporheic soils, which may support the biodegradation potential of the groundwater dependent ecosystems under certain conditions.

• Korean Journal of Mineralogy and Petrology
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• v.34 no.4
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• pp.265-275
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• 2021

Findings of microplastics and nanoplastics from diverse natural environments have increased demand for research of the fate and transport of the potentially toxic plastic particles in soils and groundwater. Weathering of microplastics would generate a significant amount of nanoplastics, but nanoplastics research is scarce because of technical difficulties in detecting nanoplastics in environments and analyzing nanoplastics adsorption to mineral surfaces. In the current study, we tested a possibility using quartz crystal microbalance (QCM) for application to nanoplastics adsorption analysis on mineral surfaces. In silica (SiO₂)-packed column experiments, a measurable adsorption capacity for polystyrene nanoparticles often requires injection of unrealistically high ionic strengths or concentrated nanoplastic particles. The current test shows that QCM can measure polystyrene nanoplastics adsorbed onto SiO₂ surface under the low ionic strengths and nanoplastics concentrations, where typical column experiments cannot. QCM is a promising tool for understanding the interaction between nanoplastics and mineral surfaces and thus transport of nanoplastics in soils and groundwater.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.14 no.3
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• pp.57-67
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• 2009

In soil and sediment environment, microorganisms play major roles in biochemical cycles of ecological significant elements. Because of its ecological significance, microbial diversity and community structure information are useful as indexes for assessing the quality of subsurface ecological environment and bioremediation. To achieve more accurate assessment, it is requested to gain sufficient yield and purity of DNA extracted from various soil and sediment samples. Although there have been a large number of basic researches regarding soil and sediment DNA extraction methods, little guideline information is given in literature when choosing optimal DNA extraction methods for various purposes such as environmental ecology impact assessment and bioremediation capability evaluation. In this study, we performed a thorough literature review to compare the characteristics of the current DNA extraction methods from soil and sediment samples, and discussed about considerations when selecting and applying DNA extraction methods for environmental impact assessment and bioremediation capability evaluation. This review suggested that one approach is not enough to gain the suitable quantity and yield of DNA for assessing microbial diversity, community structure and population dynamics, and that a careful attention has to be paid for selecting an optimal method for individual environmental purpose.