• 대한환경공학회지
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• 제33권2호
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• pp.120-131
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• 2011

하수처리장 방류수를 추가로 처리하여 하천의 수질을 개선하려는 노력의 일환으로 범람/휴지식 홍수터여과에 대한 파일럿 규모의 실험을 수행하였다. 대상토양은 낙동강의 구미, 대구, 그리고 김해에서 얻었으며, 각 토양별로 운전경과에 따른 침투율 감소현상과 여러 침투율에서 각종 오염물질의 여과거리에 따른 제거율을 조사하였다. 실험결과 운전시간이 경과함에 따라 표층에서 폐색이 점차 발달하였고 이에 따라 침투율이 지수함수적으로 감소하였다. 표층의 폐색제거에 필요한 주기는 모든 토양에서 2주 이상이었고, 안정적인 침투율은 구미토양의 경우 5 m/day, 대구와 김해 토양의 경우에는 1 m/day이었다. 불포화대에서는 여과거리 증가에 따라 용존산소의 농도가 오히려 증가하여 범람/휴지를 번갈아 적용하는 방식이 토양을 호기환경으로 유지하는데 효과적임을 알 수 있었다. 모든 토양에서 침투율이 증가하여도 여과거리에 따른 오염제거특성은 거의 일정하였다. BOD와 탁도는 모든 토양의 여과거리 1.2 m에서 대부분 제거가 가능하였으며, COD는 3.6 m 여과에서 30% 이상 제거되었고 여과거리가 증가하면 그 제거율이 다소 향상될 것으로 예상되었다. 모든 토양의 표층부근에서 질산화반응이 진행되었으나 실험된 여과거리에서는 질소의 제거가 거의 없었다. 구미토양에서는 인 제거율이 낮았으나 다른 토양에서는 인 제거율이 상당하거나 매우 높아서 본 공법을 잘 활용하는 경우 하천수질을 크게 개선할 수 있을 것으로 기대되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권2호
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• pp.183-190
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• 2007

본 연구에서는 식생여과대에 있어서 토양층의 역할에 주목하였으며, 토양 침투량이 증가될 수 있는 구조로 토양층을 변형하여 일반적인 식생여과대에서의 오염저감효과와 비교 분석하였다. 따라서 연구의 최종 목적은 토양층 변화를 통한 식생여과대의 수질개선효과를 일반적인 토양층으로 구성된 식생여과대와 비교, 검토함으로써 보다 효과적인 식생여과대를 조성하고자 하는 것이다. 실험분석 결과, 토양층 변화를 접목시킨 식생여과대는 일반 식생여과대에 비해 표면유출에서 높은 오염물질 저감효과가 있는 것으로 나타났다. 이는 표면유출수 일부가 정류벽을 통과한 후 재상승하여 표면으로 유출되었기 때문으로 판단된다. 그러나 계단형에서의 하부유출수의 경우, 입경이 큰 모래와 자갈을 통과하여 유출이 일어나기 때문에 직선형 식생여과대보다 오염저감효율은 다소 낮게 나타났다. 이를 오염물질 유출부하량의 개념으로 파악해 보면, 하부유출량이 전체 유출유량에 대한 기여도가 계단형(4%)에서 직선형(2%)보다 높기 때문에 계단형에서의 오염물질 저감부하량이 직선형에 비하여 매우 높게 나타났다. 따라서 정류벽과 표면층 변화를 통해 침투량을 증가시킨 식생여과대는 일반적인 식생여과대보다 저감효과가 크고 식생여과대 적용에 필요한 여러 조건(토양의 침투성, 여과대의 넓이 및 길이, 유속 등)을 만족하지 않더라도 충분한 저감효과를 발휘할 수 있을 것으로 기대된다.

• 생태와환경
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• 제40권2호
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• pp.264-272
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• 2007

본 연구는 한강 상수원 수변지역의 실제 적용에 앞서 Bench scale의 실험을 통해 식생여과대의 단점을 보완하고 보다 효율적인 비점오염물질 저감을 위해 대조군, 모래+자갈, 여재, 자갈의 토양여과대를 조성하여 토양의 침투능력을 향상시키고 효율을 비교하고자 하였다. 실험 결과 토양여과대에서 단면 및 하부로의 침투를 증가시킨 결과 대조군과 비교하였을 때 토양여과대의 평균 표면 유출부하량과 비교하여 $8.2{\sim}40.1%$까지 감소한 것으로 나타나 토양여과대 조성을 통한 표면 유출부하량의 감소 효과가 비교적 양호하게 나타난 것으로 판단된다. 오염물질의 유입부하에 따른 총유출부하량을 통해 각각의 토양여과대에 대한 저감 효과를 비교해 본 결과, 전체적인 제거율은 SS $84.5{\sim}92.5%$, BOD $67.9{\sim}80.6%$, T-N $43.4{\sim}76.6%$), T-P $40.6{\sim}87.4%$, Cu $28.3{\sim}48.1%$, Fe $92.1{\sim}97.7%$, Pb $81.4{\sim}97.3%$인 것으로 조사되었고, 각각의 토양여과대에 대한 오염물질 저감효과를 비교해 본 결과, 여재, 모래+자갈, 자갈의 순으로 저감효과가 뛰어난 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 기존의 식생여과대에 비해 토양층을 변화시켜 토양의 침투능을 향상시킨 토양여과대가 비점오염물질 저감에 보다 효과적이며, 하천에 가해지는 오염부하량을 감소시킬 수 있을 것으로 판단되기 때문에 차후 현장 적용 시 보다 실효성 있는 비점오염 저감대책이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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• pp.125-128
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• 2002

강변 여과 취수 방식을 활용한 국내 충적층 지하수의 이용을 위해서는 망간에 대한 수처리가 주요 사항인 것으로 나타났다. 강변 여과 방식 취수 원수의 망간 함량은 먹는 물 수질 기준을 부분적으로 상회하지만, 이러한 망간에 대한 저감 처리는 기존의 지표수를 취수하여 처리하는 수처리 공정에 비해서는 상대적으로 효율적인 것으로 판단된다. 실제로, 국내 최초의 강변 여과 방식 취수를 활용하는 창원시 대산 지구 원수는 공기 포기, 급속 여과, 활성탄 여과를 통해, 먹는 물 수질 기준을 상회하는 망간을 효과적으로 처리하고 있는 것으로 평가되었다. 특히, 활성탄 여과가 망간제거 효과를 보이는 점은 특이한 현상으로, 활성탄 내에서도 철 관련 박테리아에 의한 망간 처리 가능성을 시사하고 있다. 또한 망간과 함께 나타나는 철 성분은 망간의 침전 처리에 긍정적인 면으로 작용하는 것으로 판단된다. 한편, 고령군 다산면에서의 실증 플랜트 실험은 전염소처리와 망간접촉여과를 통해 먹는 물 기준 이하의 망간 함량을 확보하는 데는 성공하였으나, 이러한 처리 기작이 안정화되는데 까지는 약 3개월 내외의 시간이 요구되는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권1호
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• pp.70-78
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• 2009

지형도를 이용하여 전국 주요하천의 홍수터 면적을 조사하였고, 원판형 부압침투계를 이용하여 홍수터 토양의 투수특성을 조사하였다. 문헌조사와 불포화 흐름해석용 코드를 이용하여 홍수터에서 도시하수의 2차 처리수에 대한 토양처리의 가능성도 평가하였다. 이들 자료를 바탕으로 우리나라의 홍수터여과 용량을 산정하였다. 연구결과 우리나라의 홍수터는 토양여과에 적합한 표층토를 가지며, 하천연장 전체에 걸쳐 홍수터가 골고루 분포되어 있어서 홍수터여과가 하수의 추가처리로 활용되기에 유리한 여건임을 알 수 있었다. 우리나라 전체의 홍수터여과 용량은 약 182,000,000 $m^3$/day이고, 대부분의 하천들은 2차 처리수를 모두 홍수터여과를 통해 추가적으로 처리할 수 있을 것으로 계산되어 이 공법을 적용할 경우 하천수질이 개선 될 것이라고 기대한다. 또한, 본 공법은 상수원수의 수질개선에도 활용될 수 있을 것으로 기대되었다.

• 한국토양환경학회지
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• 제5권2호
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• pp.99-105
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• 2000

본 연구는 Pb으로 오염된 토양을 Biofilter에 의한 적용가능성을 판단하고 충전물질, bed수 그리고 미생물 접종에 따른 Pb의 이동억제효과의 변화를 Pilot plants의 실험을 하였으며 토양의 분해정도를 CODcr/TOC ratio로써 안정화 지표에 대한 변화를 검토하였다. 생물여과는 오염된 물질을 생물여과상를 통과시켜 충전물질표면에 부착되어있는 생물막의 각종미생물들에 의한 경계면을 통하여 물질의 상호교환 및 전환이 생기며 생물막내에 흡수된 물질을 생물학적으로 처리하는 방법의 일종이다. 본 연구는 오염된 토양에 lead nitrate를 첨가시켜 납을 1,000㎎/kg dry soil로 인공적으로 조제한후 충전물질로는 퇴비, 바이오세라믹 그리고 퇴비와 바이오세라믹을 중량비로 7:3으로 하였고, 1단, 2단, 3단으로 하고 이에따라 생물흡착제로 'Aspergillus niger'를 이용하며 납의 이동억제효과의 변화를 검토하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권6호
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• pp.436-441
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• 2013

복류수와 천변여과지 그리고 점차 여과거리가 짧아지고 있는 우리나라의 강변/하상여과 등이 가지는 미량오염물에 대한 저항능력을 평가하기 위하여 5 m 길이의 모래칼럼을 이용한 실험을 수행하였다. 실험결과 우리나라 하상의 토양은 유기물 함량이 상당하여 염소이온의 토양표면 흡착이 비교적 활발함 알 수 있었다. 페놀은 칼럼의 여과수에서 검출되지 않았고, 1,4-다이옥산과 다이아지논은 하상토양과 흡착반응을 일으키면서 이동하며, 2.5 m의 이동과정에서 1,4-다이옥산의 첨두농도는 유입농도의 약 40%로 그 농도가 감소하였고, 다이아지논의 첨두농도는 약 60%로 감소하는 것으로 나타났다. 실규모 설비에서는 여과거리가 5 m 보다 더 길기 때문에 첨두농도의 감소효과는 상당히 클 것으로 기대되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제34권2호
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• pp.145-146
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• 2001

본 분석방법은 토양중에 방향성화합물을 함유한 유류 존재를 스크리닝하는 방법으로 ASTM(The American Society for Testing and Materials)에 등록되어 있으며, 수분 제거제를 이용하여 토양수분에 의한 정량 오차를 줄이고 UV-Spectrophotometer로 정량한다. 오염된 유류의 종류를 알고 있으나 동일한 유류를 구하지 못할 경우에는 일반적으로 동일종에서 얻어진 계수로 농도를 추정하며, 오염된 유류의 특성을 모를 경우에는 본 방법으로 오염여부 판단만이 가능하다. 그러나 토양에 오염된 것과 동일한 유류로 검량선을 작성할 경우에는 대략적인 정량도 가능하며, 분석방법을 요약하면 다음과 같다. 일정량의 토양시료에 CaO를 첨가하여 토양수분에 의한 영향을 제거한 뒤 이소프로필알콜(isopropyl alcohol)로 추출하여 여과한다. 여과액을 254nm의 UV파장에서 흡광도를 측정하여 오염된 것과 동일한 유류로 작성된 검량선을 이용하여 정량한다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.337-340
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• 2004

강변여과 취수방법을 이용한 광역상수도 시설이 고려되었던 경북 고령군 다산면 지역에 대해 하천수위 및 강우량 변화에 대한 하천유입수 비율 변화를 계산하였다. 1년을 주기로 변화하는 하천수위 및 강우량에 대해 동적순환 초기조건(dynamic cyclic initial conditions)을 고려하여, 10년간을 모사하여 마지막 1년에 대한 지하수위 및 하천유입수 비율변화를 살펴보았다. 하천수 유입비율은 함양 인자인 강우량에도 민감한 반응을 보이며, 또한 경계조건이되는 하천수위 변동에도 크게 변화한다. 그러나, 함양이 증가하면 취수정으로의 지하수 유입비율이 커지나 이와함께 하천수위도 증가하므로 이는 곧 하천유입수 비율의 증가를 유도하는 상반된 결과를 가져온다. 강우량이 많은 경우 일정한 지연시간 이후 하천수위가 최대가 되며, 이로 인한 하천유입수 비율이 수일사이에 크게는 30% 이상의 변화를 보인다. 강변여과 취수지역에서 최적의 수질 및 수량 운영을 위해 실제 강우량과 하천수위변화를 이용한 유입수비율변화 예측이 바람직하다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.561-564
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• 2003

강변여과수 개발 예정지역인 함안군 칠서지역의 수질특성을 알아보기 위해 2003년 4월과 2003년 8월 2회에 걸쳐 강변여과수 양수정, 관측정, 주변지역 지하수 및 낙동강 원수 등 총 38개의 물시료를 채수하여 분석하였다. 용존 이온 분석 결과 연구 지역 지하수의 경우는 Ca-HCO$_3$ 유형 또는 Ca-Cl 유형에 속하며, 조사 지점에 따라 충적층 및 암반 지하수의 특징이 확연히 구분되었다. 조사된 지하수의 경우, 질산성질소와 철, 망간의 농도가 다른 성분에 비해 상대적으로 높은 것으로 나타났으며, 그 외의 중금속의 오염은 미미한 것으로 나타난다. 낙동강 원수의 경우 질산성 질소, 철, 망간은 지하수에 비해 낮은 것으로 나타났으나, 조류의 영향으로 매우 높은 pH 값을 보여주었다. 채수된 전체 시료의 분석 결과, 질산성질소(39.1%), 철(13%), 망간(39.1%)이 주로 먹는 물 수질기준을 초과하는 항목으로 나타났다.