• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1998년도 총회 및 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.22-26
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• 1998

토양오염 정화방법의 하나인 토양증기추출법(soil vapor extraction, SVE)은 오염된 토양에 진공 또는 가압의 공기를 공급하여 연속적인 공기 흐름을 유도함으로써 토양의 기공에 잔류하는 유해화합물의 증발을 촉진하여 오염물질을 제거하는 공정이다. 본 연구에서는 토양증기추출법의 효율에 영향을 주는 인자들 가운데에서 토양의 수분함량과 오염물질의 종류가 오염물질의 제거효율에 미치는 영향에 대한 실험과 계산을 수행하였다. 인공토양으로 glass bead, sand, molecular sieve가 사용되었으며. 오염물질로는 톨루엔. 메틸에틸케톤, 트리클로로에틸렌이 사용되었다. 각 실험에 대하여 프로인들리히 등온식과 기공확산모델 등을 고려하여 계산을 수행한 결과, 수분이 없는 경우에는 탈착식에 의해, 수분이 있는 경우에는 interparticle에서의 확산 현상에 의해 오염물질의 제거속도가 지배됨을 알 수 있었다. 이러한 연구결과는 정화대상지역에 SVE를 이용한 적절한 정화방법을 설계하는데 기초자료로 이용할 수 있을 것이다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.191-194
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• 2002

토양증기추출(Soil Vapor Extraction)법을 이용하여 대표적 휘발성 NAPL (Non-aqueous phase liquid)인 TCE (trichloroethylene)와 toluene을 토양으로부터 제거하는 칼럼 실험을 실시하였다. 토양특성 및 증기추출 조건들이 정화효율에 미치는 영향을 규명하는데, 균질한 Ottawa sand와 실제 오염지역의 토양들을 직경 2.5cm, 길이 30cm인 유리 칼럼이 충진시켰으며, 빨갛게 염색된 TCE 또는 toluene 4 g이 주입되었다 공기 유량계를 설치하여 0.03L/min의 일정한 속도로 공기가 주입되도록 하고, 퍼지장치를 설치하여 주입 공기의 습윤도를 99% 이상으로 유지하였다. 가스크로마토그래피로 유출 가스 농도를 분석하였다. Ottawa sand로 충진된 칼럼실험에서는 매질의 입자크기, 함수율, 토양 내 오염물 체류시간 등을 변화시켜 실험을 반복하였다. TCE로 오염된 세립질 Ottawa sand 칼럼실험에서 유출 공기의 최대 농도는 조립질 Ottawa sand 칼럼의 유출 농도보다 약 20% 정도 감소하였고, 오염지역의 실제토양 칼럼실험에서는 최대유출농도가 조립질 Ottawa sand 칼럼의 농도보다 약 50% 감소하였으나, 20 liter공기 주입 후부터는 모두 비슷한 농도감소 현상을 나타내었으며, 초기 주입량의 90 % 이상이 제거되었다. 함수율증가에 따른 유출공기의 농도 감소는 거의 나타나지 않았으며, TCE 주입 후 7일 동안 방치하였다가 SVE를 실시한 칼럼 실험에서도 잔류하는 TCE의 양이 약간 증가하였지만 20 liter 공기 추출 후에는 초기 주입량의 90% 가, 40 liter공기 추출 후에는 98% 이상이 제거되었다. Toluene으로 오염된 칼럼 실험에서도 TCE와 비슷한 제거 경향을 나타냈으며 200 liter 공기 추출 후에는 오염물 초기 주입량의 98% 이상이 제거되었다. 본 실험 결과로부터 증기추출법을 이용한 TCE, toluene 정화 효율성이 규명되었으며, 휘발성 NAPL로 오염된 실제 토양을 복원하기 위한 SVE법의 적용가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권5호
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• pp.9-18
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• 2007

토양증기추출공법(SVE)은 불포화 지반상태에서 휘발성 유기화합물(VOCs)과 유류오염 물질을 제거하는데 효과적이고 경제적인 공법중 하나이다. 그러나 토양증기추출공법은 투기계수가 1 Darcy보다 작은 실트질 흙과 같이 낮은 투기계수를 가진 지반에서는 비효율적이다. 따라서, 본 연구에서는 기존 연약지반의 지반개량시 사용된 연직배수재(PVDs)를 토양증기추출시스템에 적용하여 짧은 공기배출거리로 최대한 신속하게 오염물질을 제거할 수 있게 하여 투기계수가 낮은 지반에서 오염된 토양을 효과적으로 복원할 수 있는 토양증기추출공법을 적용하는데 목적이 있다. 실험결과, 등가직경이 증가할수록 계산된 투기계수의 값은 감소하였고, 흙시료의 조건이 건조상태일 경우가 습윤상태 보다 공기가 차지하는 비율이 더 커지게 되어 같은 진공이 주어졌을 때, 공기흐름에 대한 낮은 저항으로 흐름률이 더 높게 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.121-129
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• 1999

본 연구는 토양 및 지하수 오염의 정화방법으로써 토양증기 추출법을 이용할 경우, 이의 효율적 운용을 위하여 추출공 주변에 차단벽을 설치할 경우, 추출펌프유량의 크기 및 펌프가동의 형태 등이 제거효율에 미치는 영향을 평가하기 위하여 수치해석을 이용하여 검토하였다. 그 결과 추출공 주위에 차단벽을 설치할 경우 및 추출펌프의 운용을 단속적으로 실시하였을 경우, 추출공 주변에 고농도의 가스분포를 밀집시킴으로 인해 고농도의 가스를 제거할 수 있게 되어 제거율이 상승하였다. 추출유량의 크기변화가 TCE가스의 제거율에 미치는 영향을 추출유량이 클수록 상승하지만 TCE가스의 정화효율은 추출유량의 크기에는 의존하지 않는다는 것을 알 수 있었다.

• 한국토양환경학회지
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• 제5권1호
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• pp.13-23
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• 2000

본 연구에서는 유류가 오염된 토양을 복원하기 위해 실제 현장의 토양성상과 오염현황을 조사하고 이 자료를 바탕으로 in situ복원기술인 토양증기추출법을 적용할 때 복원효율에 영향을 미치는 토양증기추출 장치의 운전조건과 토양성상의 영향을 검토하였다. 본 부지는 지하저장고에서 누출된 휘발유가 오염되어 있었고 그 농도는 BTEX가 최대 1.081ppm, TPH가 최대 5,548ppm이 포함되어 있었으며, 장기간에 걸쳐 지하 6m깊이까지 확산되어 오염물의 분포 면적은 170$\textrm{m}^2$, 오염토양의 총 부피는 약 1,000$\textrm{m}^3$으로 추산되었다. 오염부지의 토양은 지하 3~4m까지는 사질매립토이고 지하 4~6m에서는 불균질한 점토질이 섞인 미사토였으며 토양의 공기투수계수는 1.058-1.077$\times$$10^6$$\textrm{mm}^2$이었다. 이 부지내 일부지역에 지하수 흐름이 있으며 지하수위는 지하 약 3~4m부터 존재하였고 지하6m이하에는 암반이 존재하였다. 이 부지에 깊이 6m인 8개의 추출정과 7.5마력 용량의 진공펌프가 포함된 토양증기추출 장치를 설치하여 하루 8시간씩 100일간 운전한 결과 지하수가 존재하지 않는 사질토양에 있었던 BTEX는 90%이상의 효율로 제거하였으나 지하수대가 존재하는 지역에서는 BTEX와 TPH의 제거효율이 대폭 낮아졌다. 또한 토양증기장치에 의해 유도된 토양내 공기흐름은 토양깊이가 깊어질수록 공기 흐름량은 감소하여 복원효율이 떨어졌다.

• 유기물자원화
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• 제11권4호
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• pp.90-96
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• 2003

본 연구에서는 유류로 오염된 현장 주유소를 대상으로 토양증기추출 공정 적용시 연속추출과 간헐추출 운전의 효율성을 검토하였다. 공기주입 후 압력을 측정한 결과 동일 조건에서도 공기주입정 헤드(head) 압력이 상이하게 나타나 실험부지내 토양이 매우 불균일하다는 것을 알 수 있었다. 간헐식은 1시간 가동 후 3시간 정지시켰으며, 연속식은 50분 가동 후 10분 휴지하는 것을 연속추출한 것으로 가정하였다. 송풍기의 용량은 $1m^3/min$이었다. 추출모드의 영향실험은 오염농도가 심한 두 지점을 선정하여 실시하였으며, 48시간 동안 온라인 모니터링으로 측정한 TPHgas 농도를 적산하여 비교한 결과 1시간 가동 후 3시간 휴지한 간헐추출모드가 연속추출모드보다 높게 나타났다. 일반적으로 토양증기추출 공정이 장기간 가동된다는 점을 고려한다면 오염가스 휘발량, 전력비용, 그리고 시설의 감가상각비 등에서 볼 때 간헐추출모드로 운전하는 것이 연속추출모드 보다 더 유리할 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.9-16
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• 2007

토양증기추출공법(SVE)은 불포화 지반상태에서 휘발성 유기화합물(VOCs)과 유류오염 물질을 제거하는데 효과적이고 경제적인 공법중의 하나이다. 본 연구에서는 기존 연약지반의 지반개량시 사용된 연직배수재(PVDs)를 토양증기추출시스템에 적용하여 짧은 공기배출거리로 최대한 신속하게 오염물질을 제거할 수 있게 하여 투기계수가 낮은 지반에서 오염된 토양을 효과적으로 복원할 수 있는 토양증기추출공법을 적용하는데 목적이 있다. 연직배수재를 이용한 토양증기추출시스템 적용시 실제 현장에서 나타나는 무한 경계 조건을 만족하기 위해서 실내에서 파일럿 규모의 오염복원 모형실험을 결과로 유한경계조건 시스템에서 이미지웰 중첩이론을 이용하여 압력분포를 가정하였다. 즉, 압력강하가 없는 일정수두 경계조건 상태와 토조의 상 하부와 같이 흐름이 없는 불투수경계조건 상태를 유지하기 위해서 이미지웰 중첩이론을 도입하여 경계조건을 수립하였다. 결과, 공기흐름률이 증가할수록 흐름비율도 증가하였다. 따라서 높은 흐름률에 대한 흐름비율도 더 커지게 되는 것이고, 최적화과정동안 공기흐름률은 측정 압력수두와 이미지웰 중첩이론으로부터 구해진 이론 압력수두의 오차율에 미치는 가장 중요한 인자로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.160-163
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• 2001

유류 오염 토양에 pilot scale 규모의 토앙세척법(soil flushing)과 토양증기추출법(SVE)을 설치하여 운전하였다. 토양세척법의 경우 용매인 알콜류를 주입하고 2일 이후부터 계면활성 재인 Tween 80 용액을 주입 한 후 하부에서 추출된 유출수내의 오염물질의 농도를 측정한 결과 BTEX, Diesel 및 n-Alkane의 농도는 계면활성제 수입 전파 후의 비율이 최대 각각 15배 7.8배 및 47배의 농도 증가를 보였으며 TPH 농도의 증가는 약 10배에 이르는 것으로 조사되었다. 또한 토양증기추출법의 경우 가스 추출로 제거된 가스성분의 누적량을 보면 약 19일의 운전기간동안 BTEX와 TPH 총량 기준으로 약 30 kg 및 708 kg이 제거되었으며 BTEX와 TPH에 대한 최대 제거효율은 각각 4 kg/day 및 90 kg/day 였다.

• 한국토양환경학회지
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• 제3권2호
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• pp.101-114
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• 1998

토양오염 정화방법의 하나인 토양증기추출법 (soil vapor extraction, SVE) 은 오염된 토양에 진공 또는 가압의 공기를 공급하여 연속적인 공기 흐름을 유도함으로써 토양의 기공에 잔류하는 유해화합물의 증발을 촉진하여 오염물질을 제거하는 공정이다. 본 연구에서는 토양증기추출법의 효율에 영향을 주는 인자들 가운데에서 토양의 수분함량과 오염물질의 종류가 오염물질의 제거효율에 미치는 영향에 대하여 실험연구를 수행하였다. 인공토양으로 미세기공이 없는 glass bead, sand, 그리고 미세기공이 많고 흡착능이 강한 molecular sieve가 사용되었으며, 오염물질로는 톨루엔, 메틸에틸케톤, 트리클로로에틸렌이 사용되었다. 본 연구에서는 오염물질의 탈착실험을 180분 이내로 수행하였으며, 이 범위 내에서는 인공토양으로부터의 유기화합물 탈착 현상에서 제거효율과 기공부피수, 각각에 로그를 취하였을 때 선형적 특성이 나타났다. 여기에서 기공부피수란 반응기를 통과한 공기의 부피를 기공부피로 나눈 것이다. 세 가지 유기화합물 모두 수분함량이 0%일 때 가장 낮은 제거속도를 보였으며 일정량의 수분이 포함됨으로써 유기화합물 제거에 필요한 기공부피수가 현저히 줄어듦을 관찰할 수 있었다. 또한, 트리클로로에틸렌과 같이 밀도가 큰 유기화합물의 제거를 위해서는 많은 양의 기공부피수가 소요되며 따라서 작업시간이 매우 길어지게 되므로, 토양증기추출법 외에 다른 정화방법을 함께 사용하여야 한다. 또한 인공토양의 특성에 따른 유기화합물의 탈착현상에 대하여 조사하였으며, 미세기공의 유무가 오염물질의 탈착속도에 미치는 영향이 톨루엔과 메틸에틸케톤에서 상이하게 나타났음을 알 수 있었다. 이러한 연구결과는 정화대상지역의 토양특성, 오염물질 등에 대한 조사를 시행한 후 SVE를 이용한 적절한 정화방법을 설계하는데 기초자료로 이용할 수 있을 것이다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1996년도 경북지부 결성 및 추계학술발표회 논문집
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• pp.63-66
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• 1996