• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권4호
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• pp.52-61
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• 2004

음이온 비소와 양이온 아연 및 니켈로 오염된 토양을 산세척으로 복원하기 위해서 토양세척 파일럿 장비를 이용해서 토양의 물성과 산세척 특성 및 미세토양과 용존 오염물의 발생 특성을 고찰하였다. 비소와 아연 및 니켈의 pH $2{\sim}3$에서 산세척시 황산과 인산은 공존 경쟁 음이온의 존재로 비소의 제거 효율을 높였고, 염산은 비소, 니켈, 아연을 동시에 효율적으로 제거하였다. 세척조에서 화학적 용출은 임계체류시간 이상에서 세척 효율이 일정해졌고, 산에 의한 용출 가능한 존재형태는 교환성 및 산화물 결합과 유기성 결합형태, 그리고 부분적으로 잔류형태였다. 오염 토양의 입도에 따른 과립의 토양입자의 토양세척 효율은 높지만, 미세입자($<74{\mu}m$)는 오염물질의 농집 현상이 일어나서 제거효율이 감소했다. 또한, $<149{\mu}m$ 이하의 미세토양을 물리적 입도 분리시 전체 세척효율이 향상되었다. 따라서, 미세토양의 양이 최소가 되고 화학적 용출이 최대가 되는 세척 효율 교차지점에서 화학적 용출과 미세토양의 분리가 토양세척의 증가된 효율을 보여 주었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1996년도 정기총회 및 학술발표회
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• pp.35-36
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• 1996

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제6권4호
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• pp.13-23
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• 2001

본 연구는 중금속 오염지반의 정화를 목적으로, Electrokinetic(EK) 기법을 적용 할 때 지반 내에서 pH와 오염물 분포특성을 알아보았다. 시료 내에서의 EK 처리로 인한 납 제거 효과를 살펴본 결과 1V/cm의 전압경사 하에서 납은 음극으로 이동하여, 전극 간 시료의 80%정도 영역에서 제거율은 대략 75% 정도에 이르렀다. 그러나 이동된 납은 대부분이 음극영역에 침전되어 궁극적으로 음극수로 배출되어 제거되는 납의 양은 미미하였다. 이때, EK 정화처리는 시료의 대부분인 80% 정도에서 토양환경보전법 상의 규준치를 만족할 수 있으나, 음극쪽 20%지역은 별도의 향상기법을 적용하여 처리하는 기법이 필요하다.

• 자원환경지질
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• 제38권3호
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• pp.221-236
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• 2005

도시화$\cdot$산업화의 인위적 오염원에 의한 중금속 원소들의 분산양상과 오염특성을 파악하기 위하여 서울지역내의 은행나무 잎과 가로수 토양 시료를 채취하여 토양 pH와 Fe, Mn, Pb, Zn, Cu, Cd, Ni, Cr, Co등의 중금속 함량을 측정하였다. 서울지역의 대부분의 토양 pH는 6-9의 범위로 약산성 및 약알칼리성을 보였다. 토양에서 Cd-Co, Cr-Ni, Cu-Zn, Pb-Zn는 높은 상관성을 보이고 있어 Cd은 Co와 배출원이 유사하고, Cr은 Ni과 Zn는 Cu, Pb의 배출원이 유사함을 예측할 수 있었다. 가로수 토양과 은행나무 잎 시료에 대한 원소들의 분포특성은 세척하지 않은 은행나무 잎의 Cd과 Pb, Cu와 Zn의 오염양상이 유사하다. 세척하지 않은 은행나무 잎에서 Cr과 Ni이 유사한 분포패턴을 보였다. 토양에 대해 오염지수에 의하면 공단지역과 교통량 밀집지역에서의 오염도가 높고, 특히 Cd, Cu, Zn에 의한 오염이 심하다. 토양시료에 대한 판별분석결과, 주거지역과 전원지역에서보다 공단지역과 교통량 밀집지역에 부화되는 원소는 Ni> Cr>Pb 순이다. 공단지역과 교통량 밀집지역을 구분하는데 가장 큰 설명력을 가지는 원소는 Cd이며, 교통량 밀집지역에서는 다른 원소에 비해 Co, Pb, Zn가 부화되어 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.313-313
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• 2011

오염물질은 배출원의 형태에 따라 점오염물질과 비점오염물질로 구분하고 있고 점오염물질은 생활하수, 산업폐수, 축산폐수, 환경기초시설 방류수 등으로 발생원이 명확하고 수집하여 처리 및 관리가 용이하나 비점오염물질은 배출위치가 명확하지 않으며, 강우 시 일시적으로 대량 배출되는 특징을 가진 농경지, 도로, 대지, 임야 등에서 배출되는 오염물질을 말한다. 우리나라에서 비점오염은 전체 수질오염의 42~67%(2003년)를 차지하는 것으로 나타났고, 2015년에는 전체 수질오염의 65~75%에 이를 것으로 예상되고 있다. 이 중 농업 비점오염원은 총 수질 오염량의 30%이상을 차지할 것으로 추정하고 있으나 이를 저감하기 위한 최적관리방법의 효과검증에 관한 연구는 아직 미미한 상태이다. 이에 본 연구에서는 농경지 중 밭에서 발생하는 비점오염을 저감하기 위한 기법으로 다양한 규모와 형태의 Silt Fence/식생밭두렁/침사구를 설치하여 밭 비점오염에 대한 저감효과를 평가하고 제어대책을 개발하여 최적관리기법을 제시하고 이에 대한 매뉴얼을 개발하기 위한 기초연구를 실시하려 한다. Silt Fence는 주로 건설공사현장에서 홍수유출 발생 시 인접한 하천 및 호소 등으로 유사 및 오염물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 임시적으로 설치하는 시설로 합성 직물 필터를 나무나 금속 막대로 연결하여 등고선 방향으로 설치하는 것으로 대상 지역의 토양이 교란되기 전에 그 지역 아래쪽에 설치한다. 식생밭두렁은 밭의 이랑의 길이가 길어질수록 강우 시 빗물이 하단에 이를 때 늘어난 유량과 빠른 유속으로 토양침식이 가중되는데, 이때 30~35m간격으로 식생밭두렁을 설치하게 되면 상부와 하부의 침식정도가 유사한 경향을 보여 식생밭두렁을 설치하지 않은 지역에 비해 토양의 침식정도가 작게 나타나게 된다. 이러한 Silt Fence/식생밭두렁/침사구의 밭 비점오염의 저감효과 평가 및 제어대책 개발을 위한 기초 실험을 수행하기 위해 경상남도 사천시 용현면 선진리 일대에 시험포장을 조성 하였으며, 시험포장내에 6개의 Plot을 만들어 하단부에 포장에서의 유출수의 유량을 측정하기 위해 플룸을 설치하였고 실내실험을 통해 플룸의 수위-유량관계 곡선을 작성하였다. 포장의 토양특성을 판별하기 위해 Plot별로 토양시료를 채취하여 특성을 분석 한 결과 6개 Plot모두 모래함량이 많은 점토질 사질토로 분류되었다. 향후 강우 시 시험포장에서 발생하는 유출수의 수질을 분석하고 Silt Fence/식생밭두렁/침사구의 오염물질 저감효과를 분석하여 제어대책을 개발하게 되면 농업수자원확보를 위한 관리방안 선정을 위한 정책수립에 활용될 수 있으며 비점오염 배출을 최소화시켜 수질의 개선에 기여할 뿐만 아니라 우리나라 농업에 적합한 최적영농관리기술을 개발 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제34권3호
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• pp.271-281
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• 2001

팔봉광산 주변 지역의 오염 특성을 밝히기 위해 선광광미와 주변 토양의 중금속 오염 특성을 조사하였다. 연구 지역의 토양은 일부 토양을 제외한 대부분의 토양이 롬 토양이었으며, 하천 주변 토양 일부도 상류 지역에서 하류쪽으로 가면서 로미 샌드_샌디 롬 토양에서 롬토양으로 점이한다. 토양 내의 유기물 함량은 평균 2% 정도로 낮았으며, 토양의 pH는 모든 시료에 걸쳐 약간 산성을 띄는 6.0$\pm$0.1이다. 연구 지역에서 분석된 암석, 일반토양, 광미 및 퇴적시료에서는 암석으로부터 기인된 일반토양에서는 중금속의 함량이 암석 자체에 포함된 농도보다 약간씩 낮아져 이들이 지표수나 지하수에 의해 침출되어 나감을 보여준다. 광석으로부터 분리된 광미 더미 시료에서는 납, 구리, 비소의 농도가 높다. 하천 퇴적시료에서도 정상적인 확산 특성을 보이나, 상류 시료에서 납, 구리의 농도는 광미 더미에서 보다 훨씬 높은 농도를 보이는 한편, 비소는 그 농도가 급격하게 떨어지는 특성을 보인다. 카드뮴과 구리, 비소의 농도 변화는 운반 매체로서의 지표수 혹은 지하수의 매질 특성에 기인한 것으로 해석된다. 중금속 농도 분포와 퇴적입자 크기는 카드뮴, 구리 및 납 등은 모래 및 실트와 비교적 높은 상관관계를 보이는 반면, 비소와 수은은 점토입자와는 상관관계가 높았다. 연구 지역에서 측정된 중금속의 거리별 확산 특성은 하천 주변 토양 중 표토 및 심토층에서는 광미 더미로부터 100m~200m에 구간에서 측정된 중금속 농도가 광미 더미에서 먼 다른 지역과는 현격하게 높은 농도를 보이는 점이다. 카드뮴과 구리, 납 및 수은의 농도가 차이가 많으며, 비소는 차이가 크지 않다. 육가 크롬은 전 구간에 걸쳐 검출되지 않는다. 중금속의 농축은 광산 개발지나 광미 더미로부터 기인되어, 물에 의해 이동, 침전되었을 것이다. 하천 주변 표토 및 심토층에서는 모든 중금속 농도가 광미 더미에서 하류쪽으로 이동한 600m~2000m 구간에서 상승하였다. 광미 확산 토양 시료에서는 중금속의 농도가 광미 더미로부터 멀어질수록 비교적 일정하게 감소한다. 600~2000m 거리구간에서의 각 중금속의 농도 상승은 지하수에 의해 이동되었을 것으로 추정된다. 중금속의 유동에는 유동 지하수의 pH, Eh 및 콜로이드 입자의 양, 산화망간 및 산화철의 존재에 따른 지하수의 상태 변화가 밀접하게 연관되었을 것이다. 지하수 조건은 3 정도의 비교적 낮은 pH와 +3~+5에 해당되는 산화 조건과 콜로이드는 적고 산화망간 및 산화철이 같이 유동하지 않은 상태였다. 중금속의 유동은 과거의 광산활동과 연관되었을 것이다. 연구지역에서는 오염 토양이 식생의 중금속 오염에는 영향을 미치지 않는다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.59-70
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• 2012

본 연구에서는 중금속오염 토양에 대하여 소량의 다양한 안정화제를 이용한 안정화공법과 식물정화증진공법을 동시에 적용하여 식물상 정화공법의 보조단계로 최적의 효과를 가진 안정화제를 알아보고자 하였다. 국내의 비교적 큰 규모의 중금속 오염토양인 제련소 오염토양을 대상으로 zeolite, Mn dioxide, slag, Ca oxide, 및 magnetite를 안정화제로 처리한 후 고사리과 식물을 이용한 식물상 정화증진공법 실험을 진행하였다. 안정화제 사용여부 및 종류에 따른 토양의 중금속 추출율을 확인하였으며, 식물시료의 성장 특성과 중금속 흡수율을 확인하였다. 안정화제 적용 시 토양의 용출율은 감소되었으며 중금속의 안정화가 이루어졌으며, magnetite, calcium oxide등의 안정화제가 좋은 효과를 보였다. 식물시료의 분석결과 Pb, Cu, Zn, 그리고 Ni등의 중금속은 식물의 뿌리 부분에 높은 농도로 농집 되는 것을 확인하였고, As의 경우 잎에 높게 농집 되는 것을 확인하였다. 안정화제를 투입한 결과 식물의 성장이 촉진되어 바이오매스생산량이 증대되었다. 안정화제는 식물상 정화공법이 적용되는 비교적 장기간 동안 토양 내의 중금속의 용출을 막아주며 식물의 성장을 촉진시켜 식물상 정화공법만을 사용할 경우 염려되는 오염의 유출 등의 식물상 정화공법의 단점을 보완해줄 것으로 판단된다.

• 한국토양환경학회지
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• 제4권2호
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• pp.137-147
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• 1999

Cahn-balance에 의한 TGA(thermal gravimetric analysis)와 heat pipe가 내삽된 유동상 탈착 시스템을 이용한 실험 및 이론적 고찰을 통해 유동상 열탈착조에서 디젤오염토양의 열탈착 모델링을 확립하였다. 유류에 오염된 토양의 탈착 특성을 살펴본 결과, 비다공성(nonporous)토양("soil A")의 경우 유류 탈착 빠르게 진행되는데 반해서 다공성(porous)토양("soil B")의 경우 탈착이 지연되는 현상을 관측하였는데 이는 내부 기공에서 탈착된 유류성분이 외부로 빠져 나오는데 걸리는 시간이 비다공성 토양에 비해 상대적으로 길기 때문으로 사료된다. 또한, 확산지배 탈착 영역에서는 탈착속도는 탈착가스의 유속과는 거의 상관없는 경향을 보였다. 연속식 유동상에서의 탈착효율에 영향을 미치는 변수는 탈착조 온도, 유속, 토양 공급량 이였다. 모든 온도 범위 내에서, 유동화속도가 클수록 잔류오일의 양이 감소하는, 즉 탈착효율이 증가하는 경향을 보였다. 특히 낮은 탈착온도 일수록 유동화 유속의 증가에 따라 뚜렷한 탈착효율의 증가효과를 관측할 수 있었다. 반면에 일정한 유속 하에서 토양공급 속도의 증가에 따라 탈착 효율은 감소하였다. 공급속도가 높을 때에는 온도와는 상관없이 잔류오염물의 농도가 대체적으로 높았는데, 이는 screw feeder를 통해 유입되는 오염토양이 충분한 체류시간을 거치지 않고 빠져나감으로써 충분한 열적 교환 및 물질이동이 이루어지지 않았음을 나타내주고 있다. 본 연구에서는 Fickian 확산계수를 결합시킨 Kunii-Levenspiel 모델을 통하여 유동화 속도에 따른 오염토양의 탈착 경향을 살퍼본 결과 탈착 효율 $A_X$는 전체 물질전달계수 (${K_d}_f$)와 유체유속과 기포상 승속도의 비($u_o$$u_b$)의 변화에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 모델링의 예측 결과로부터 유동층내의 확산 지배에 의한 오염토양의 탈착효율은 여러 조업변수의 조합에 의해 최적화 할 수 있음을 알 수 있었고, 아주 낮은 최소 유동화속도에서도 높은 탈착효율을 얻을 수 있다는 사실을 확인하였다. 얻을 수 있다는 사실을 확인하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.318-321
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• 2003

비소로 오염된 토양, 하천 퇴적물 및 광미의 복원할 때, 토양 세척 공정에서 중요한 인자인 비소의 화학적 결합형태와 세척제에 따른 용출특성과 고효율 세척 및 세척액의 재활용도를 높이기 위한 공정을 바탕으로 토양세척장비를 설계하였다. 화학적 결합형태에 있어서 토양은 잔류 결합형태가 주되고, 퇴적물의 경우는 철산화물과의 결합형태가 강하며, 광미는 황화물과의 결합에 따른 잔류형태와 철산화물과의 결합형태가 상당부분을 차지한다. 세척제에 따른 용출특성으로부터, 철산화물과 황화물과 결합하고 있는 비소의 화학적 결합형태를 파괴하면서 비소를 추출할 수 있는 용제로 HCl, Oxalate, EDTA, M$_2$O$_2$를 사용하였다. 추출 결과, 비소가 철산화물과 결합한 형태가 비중이 높을수록 EDTA 나 Oxalate가 효율이 높으며, 황화물에 대해서는 HCl과 $H_2O$$_2$이 상대적으로 높은 추출 효율을 보였다. 구성된 세척조는 밀폐실린더형과 스크류이송형 세척조로 구성되어 각각 혼합교반에 의한 세척과 토양입자 분급에 따른 세척이 가능하다. 세척 공정중 최적 산도 조절이 중요한 인자가 되며, 세척액의 재활용도를 높일때, 세척수에 용해되어 있는 비소 및 중금속과 미립자의 동시 제거를 위한 응집 침전조에서 응집제에 의해서 미립자와 함께 제거하는 응집, 침전 및 분리공정을 배치하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권5호
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• pp.5-14
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• 2007

개발사업과 산업발달로 인하여 발생되는 유해화학물질과 유류사용량이 늘면서 화학물질과 유류를 저장하는 지하저장탱크에서의 오염물질 유출로 토양 및 지하수 오염이 심각해지고 있다. 또한, 산업지역, 공장지대가 밀집된 매립 지반에서는 투수계수가 낮아 오염물질 추출에 한계가 있다. 이러한 문제해결 방안의 하나로 연약지반 개량공법에서 사용되고 있는 연직배수재를 이용하여 기존의 복원기술인 진공추출공법, 토양세정공법의 효율을 증진시킨 연직배수시스템에 대한 연구를 수행하였다. 오염된 토양의 복원을 목적으로 사용한 연직배수시스템의 적용성 평가를 위하여 오염토양 복원시 오염지반에 영향을 주는 인자에 대한 지반공학적 특성 등을 분석하였다. 연직배수재의 수두손실 및 통수능 측정 결과, 진공압력과 연직배수재의 폭이 증가할수록 통수능은 배수재의 통수 단면적에 비례하여 증가하는 경향을 나타내었다. 축척효과에 의해 단면을 축소시킨 폭이 2.5 cm인 배수재의 경우에는 영향반경이 대략 14cm에서 16cm를 넘어가면서부터 간극수압이 더 이상 감소하지 않고 일정해지는 유효 영향범위로 판단하였다. 또한, 투기계수는 등가직경이 증가 할수록 감소하였으며, 흐름률이 높을수록 압력수두는 더 정밀한 값을 나타내어 평균 투기계수 값인 3.152 Darcy에 가까운 공기흐름률은 1,500~2,000 $cm^3/s$일 때 가장 정확한 값을 나타내었다.