• 자원환경지질
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• 제41권6호
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• pp.685-693
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• 2008

지하수가 유동하는 조건에서, $KMnO_4$의 도입에 따른 perchloroethene (PCE), trichloroethene (TCE)의 산화분해 속도를 토양컬럼을 이용한 실험실 규모의 실험을 통하여 측정하였다. 토양 컬럼을 통과하며 발생하는 PCE, TCE의 농도 감소속도에 영향을 미치는 요인으로서 산화제와 반응물의 반응접촉시간과 산화제의 농도 변화에 대한 효과를 관측하였다. 실험은 모래로 충진된 유리컬럼을 사용하였으며 반응물의 컬림도입농도는 PCE에 대하여 $0.1{\sim}0.21\;mM$, TCE에 대하여 약 $1.3{\sim}1.5\;mM$의 범위에서 일정하게 유지되었고, PCE 용액의 컬럼 내 체류시간은 $14{\sim}125$분, TCE 용액은 $15{\sim}36$분이었다. 또한 $KMnO_4$의 도입농도는 $0.6{\sim}2.5\;mM$범위에서 일정하게 유지되었다. 실험결과, PCE와 TC종의 컬럼통과시간과 컬럼유출액의 오염물질농도는 대체로 반비례 하는 것으로 나타났으나, 본 연구에서 정한 실험 조건에서는 PCE 및 TCE에 대한 반응차수를 정확히 결정할 수 없었다. 그러나 의사 1차반응으로 가정하고 계산한 반응속도 상수는 기존의 회분식 결과와 비교적 근접한 것으로 나타났다. TCE의 분해속도는 $KMnO_4$의 농도에 비례하여 증가하였으며, 이는 토양 컬럼에 PCE와 TCE가 기존의 실험과 달리 비교적 높은 농도로 도입되었기 때문으로 판단된다. 본 연구는 회분식 실험조건과 달리 유동조건에서 PCE와 TCE의 $KMnO_4$에 의한 산화분해속도를 측정함으로써 이들 오염물질로 오염된 대수층의 오염원 근처의 현장에 직접 $KMnO_4$를 적용하여 복원하는 기법을 설계하고 실행하는데 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권6호
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• pp.19-28
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• 2009

폐금속광산과 비위생매립지로 인하여 중금속으로 오염된 지하수를 처리하기 위해 FeS를 이용한 투과성반응벽체(Permeable Reactive Barriers; PRBs)를 이용한다면 효과적인 결과를 보일 것으로 예상되어 FeS를 PRB 매질로 사용하기 위한 연구를 수행하였다. 컬럼 실험에 앞서 반응 매질들의 중금속 제거 특성을 알바보고자 합성 나노 FeS, 원석 FeS, 경량기포콘크리트에 대하여 96시간까지 인공중금속오염지하수와 반응을 시키는 회분식 실험을 수행하였다. 3가지 매질 모두 pH 6 이상에서 평형을 이뤘으며, 합성 나노 FeS는 반응 1시간 이후부터 평형상태에 가까워졌다. 중금속 제거효율은 합성 나노 FeS가 반응 1시간에 As와 Ni를 제외한 모든 중금속 제거율이 99% 이상으로 다른 매질에 비하여 상대적으로 빠른 제거 속도와 높은 효율을 나타내었다. 컬럼실험 결과 합성 나노 FeS로 피복된 경량기포콘크리트로 충진된 컬럼은 회분식 실험과 같은 결과로 나타났으며, 원석 FeS로 충진된 컬럼에서는 초반에 Ni을 제외한 모든 중금속이 99%이상 제거되었으나 pH는 약 9.20에서 평형을 이루었다. 본 연구에서 나타난 결과를 종합하였을 때 다양한 중금속으로 오염되어 있는 지하수를 처리하기 위한 방법으로 별도의 pH 조절이 필요 없는 합성 나노 FeS로 피복된 경량기포콘크리트를 이용한 투과성반응벽체의 적용은 매우 효과적인 것으로 판단된다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제4권2호
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• pp.78-84
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• 1997

수도권 매립지 지반의 침출수에 대한 흡착성 분석을 위한 벳치실험과 컬럼시험을 수행하였다. 벳치실험에서는 제 1공구와 제 3공구 각각에서 채취한 지반토의 무기물, 중금속에 대한 흡착능과 흡착등온식을 알아보았으며 컬럼실험에서는 염소, 요오드, 칼륨, 납, 카드뮴을 사용하여 분산성과 오염 저감능력을 알아보았다. 시험결과 토양 시료 모두 Freundlich 등온식에 잘 따르는 것을 확인할 수 있었으며, 해성점토시료 모두 중금속과 무기물인 칼륨에 대한 흡착력이 큰 것으로 확인되었다. 시료 채취 지점의 지질변화에 따른 실험된 성분에 대한 흡착성의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권4호
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• pp.460-467
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• 2022

본 연구에서는 양액재배 시 발생되는 폐양액의 적절한 농업적 이용방안을 강구하기 위해 폐양액의 비료 효과시험, 토양컬럼 시험, 그리고 작물 재배시험을 수행하였다. 폐양액의 비료 효과시험은 무기질소를 기준으로 질소비료와 폐양액의 토양 처리에 따른 열무의 생육특성과 토양의 화학적 특성을 조사하였다. 폐양액 비료 효과시험과 작물 재배시험을 위한 토양에 대한 폐양액의 처리는 무처리; A, 질소비료 100%; B, 질소비료 70%+폐양액 30%; C, 질소비료 50%+폐양액 50%; D, 질소비료 30%+폐양액 70%; E 총 5개 처리구로 하였다. 토양컬럼 시험을 위한 토양에 대한 폐양액의 처리는 무처리, 질소비료 100%, 폐양액 50%+질소비료 50% 3개 처리구로 하였다. 폐양액의 화학성은 pH 6.0, EC 2.4dS·m^-1, 총인(T-P) 28mg·L^-1, 암모늄태 질소(NH₄-N) 5.0mg·L^-1, 질산태 질소(NO₃-N) 301mg·L^-1로 나타났다. 토양의 화학성은 pH 5.51, EC 0.31dS·m^-1, 유기물 2.08g·kg^-1, 질산태 질소 9.64mg·kg^-1, 암모늄태 질소 3.20mg·kg^-1으로 나타났다. 질소비료 50% 이하와 폐양액 50% 이상의 비율이 열무 생육에 효과가 높은 것으로 나타났다. 폐양액을 질소비료와 함께 혼합하여 적용한 C-E 처리구에서 토양의 이화학성은 질소비료만을 적용한 B 처리구와 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 토양컬럼 시험 결과 질소비료 100%와 폐양액 50%+질산비료 50% 처리구의 NO₃와 NH₄의 농도는 큰차이가 없는 것으로 나타났다. 폐양액을 화학비료의 표준시비량을 기준으로 이용하여 토양에 처리하면 토양 내 질소 성분의 이동과 주변의 영향은 일반 화학비료와 유사하게 나타나는 것으로 판단된다. 열무 토경재배에 폐양액과 질소비료를 혼합하여 사용하면 폐양액의 재이용으로 환경적 부담도 줄일 수 있고, 질소비료의 사용량도 줄일 수 있어 농가에 경제적 부담 감소와 열무 생산량 증대 효과도 기대할 수 있다.

• 분석과학
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• 제16권1호
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• pp.48-58
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• 2003

본 이화학적 특성이 다른 토양 중 PCBs 분석에 대해 연구하기 위해, 세 종류의 우리나라 토양을 선정하여 용매별 (톨루엔, 아세톤:헥산, 디클로로메탄) 추출효율을 조사하였다. 또한, 실리카겔, 플로리실 및 알루미나 정제 컬럼을 이용한 용출패턴 특성을 조사하였으며, 현재 이용되고 있는 미국, 일본 및 우리나라 PCBs 시험방법을 우리나라 토양에 적용하여 분석결과를 비교하였다. 토양 중 62종의 PCBs 용매별 추출효율은, 톨루엔의 경우 토양 A, 토양 B 및 토양 C에 대하여 평균회수율은 각각 77.94%, 53.65% 및 44.52%로 나타났다. 아세톤:헥산 (1:1)의 경우에는 토양에 따라 각각 58.59%, 80.32% 및 60.35%로 나타났으며, 디클로로메탄의 경우에는 각각 54.20%, 68.27% 및 56.36%로 나타났다. PCBs 분석을 위한 정제컬럼별 용출효율은, 실리카겔의 경우 1Cl에서 10Cl의 평균회수율이 89.67% (1Cl)~44.85% (8Cl)로 나타났으며, 플로리실의 경우 1Cl에서 10Cl의 평균 회수율은 67.00% (8Cl)~98.26% (10Cl)로 나타났다. 또한, 알루미나의 경우 알루미나 I은 1Cl에서 10Cl의 평균 회수율은 63.01% (9Cl)~88.17% (1Cl)로 나타났으며, 알루미나 II는 1Cl에서 10Cl의 평균 회수율은 61.40% (7Cl)~80.78% (1Cl)로 나타났다. 미국, 일본 및 본 연구의 시험방법을 비교한 결과, 토양 A에 대한 62종의 PCBs의 평균회수율은 각각 37.15%, 45.92% 및 44.46%로 나타났으나, 시험방법에 따라 개별 피이크의 회수율은 비교적 큰 차이를 보이고 있다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제6권2호
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• pp.3-13
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• 2001

피흡착체에 대하여 곡선형 흡착등온곡선을 가지는 흡착체가 토양내 수용액상에서 이동할 때 직선형 흡착등온곡선을 가지는 흡착체와 다른 유동특성을 보인다는 사실은 널리 알려져 있다. 그러나 실험적으로 이와 같은 특성이 정밀하게 연구된 바는 그리 많지 않으며 특히 NAPLS(Non-Aqueous Phase Liquids)로서 오염된 지역의 NAPLs의 양과 미시적인 분포를 알아내기 위하여 사용되는 수리지질학적 추적자 기법에 대하여는 거의 실험된 바가 없다. 본 연구는 NAPL과 수용액간의 비계면적을 측정하기 위하여 사용되는 양이온계 계면활성제 (계면추적자), cetylpyridinium chloride (CPC)가 미세한 유리구슬로 충진된 스테인레스 컬럼내부를 통과하며 보이는 파과특성을 분석하였다. 유리구슬의 평균직경은 110$\mu\textrm{m}$였으며, 구슬의 표면은 n-decane의 얇은 막으로서 도포되어 있다. CPC는 유동하며 n-decane과 수용액의 계면에 흡착하게 되며, 실험결과 전형적인 Langmuir type의 흡착 특성을 보이는 것으로 나타났다. 앞부분과 뒷부분의 파과곡선은 각기 현저히 다른 양상을 보이며 이는 흡착등온곡선의 비직선적인 성격때문인 것으로 풀이된다. 또한 CPC의 지체상수는 CPC의 농도와 밀접한 함수관계가 있는 것으로 풀이된다. 또한 CPC의 지체상수는 CPC의 농도와 밀접한 함수관계가 있는 것으로 밝혀졌다. 컬럼에 투입되는 CPC가 pulse input일 때의 지체상수는 pulse input의 파과곡선상 나타나는 최대농도를 input농도로서 사용한 step input시의 지체상수와 일치하였다. 이 결과는 수리지질학적 특성치를 알아내기 위하여 최근 들어 활발히 개발되고 있는 추적자 기법을 적용하는데 있어서 일반적으로 통용되는 가정을 실험적으로 증명하였다는 데 그 의의가 있다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권4호
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• pp.87-91
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• 2002

유류로 오염된 부지에 토양세정기법을 적용하기 위하여 실험실 규모의 컬럼실험을 통하여 pilot규모 현장 적용을 위한 설계인자 및 최적 운전조건을 규명하고자 적정 세척제 종류와 농도, 배합비 및 세정용액 주입유량을 고찰하였다. 회분식실험 결과 $POE_{14}$와 SDS(1:1)를 1%로 적용한 혼합계면활성제의 효율이 가장 우수하였다. 그러나 예비실험 결과, 음이온계 계면활성제인 SDS는 생분해능 저해 경향이 다소 있는 것으로 나타나 같은 농도에서 효율이 거의 유사하며, 생분해능이 우수한 $POE_{5}$와 $POE_{14}$ 혼합계면활성제를 이용하여 실험하였다. 선정된 혼합계면활성제를 적용하여 디젤 오염토양 세척능력에 대하여 검토한 결과 세척제 농도 l%까지는 효율이 증가하다가 1% 이상의 농도에서는 다시 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 계면활성제 배합비를 1:1로 혼합하였을 경우 세척효율이 가장 우수하였다. 따라서 $POE_{5}$와 $POE_{14}$(1:1) l% 혼합계면활성제를 세척제로 선정하였다. 컬럼실험 결과, 주입 flux가 클수록 세정 제거된 총 유류의 양이 증가하였으며, 같은 pore velum히 세정용액 통과 시에는 flux가 작을수록 제거효율이 우수하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권1호
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• pp.63-69
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• 2004

금속광산 일대의 비소오염 지중 복원기술로써 투수성 반응벽체의 흡착제로 철산화물인 적철석 피복 모래의 적용가능성을 평가했다. 이를 위해서 흡착곡선실험, 비소제거속도실험 및 컬럼내 비소 제거 실험을 통해서 철산화물 피복 모래에 의한 비소 3가와 비소 5가의 제거 효율 및 유동환경에서의 비소 제거능력에 대해 고찰하였다. 적철석 피복 모래는 1.0 mg/L 수준의 낮은 비소 농도에서 높은 흡착력을 보이는 선형 등온 흡착곡선을 보였다. 컬럼실험에서 높은 피복모래의 안은 비소제거효율을 높였으나, 비소 3가가 비소 5가보다 흡착력이 떨어지고 지하수의 유동적인 환경에서 비소의 물리적 확산 현상으로 흡착반응속도의 저하 때문에 제거양이 감소했다. 따라서, 유동적인 환경에서 피복모래의 상대적인 양, 비소화학종의 흡착력, 흡착반응속도가 제거 효율을 좌우했다.

• 자원환경지질
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• 제35권5호
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• pp.421-428
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• 2002

계면활성제를 사용하여 지하수의 표면장력을 인위적으로 감소하였을 때, 감소된 표면장력이 지하수 폭기시의 폭기 영향권 및 VOC 제거 효율에 미치는 영향을 실험실 규모의 실험을 통하여 규명하였다. 내경 9.5 cm, 길이 100 cm의 유리 컬럼에 계면활성제(sodium dodecyl sulfate, SDS) 및 toluene 100 ppm 포함하는 물로 채운 후 일정한 속도로 공기를 주입하였을 때의 toluene의 제거 속도를 측정하였다. 또한 같은 컬럼에 토양(모래)이 채워진 상태에서 동일한 실험을 반복하였다. 토양이 존재하지 않는 상태에서의 stripping에 의한 toluene의 제거 속도는 표면장력의 감소(계면 활성제 농도의 증가)에 따라 증가하는 것으로 나타났으며, 토양이 존재하는 경우에도 비슷한 결과를 나타내었다. 2차원 유리 상자에 모래와 SBS를 포함하는 물을 채운 후 일정한 공기 유속을 유지하였을 때, 폭기의 영향권(공기의 침투영역)은 물의 표면장력 감소에 따라 현저히 증가하는 것으로 나타났다. 특히 SDS의 critical micelle concentration(CMC)보다 훨씬 낮은 농도에서 폭기 영향권이 최대화하는 것으로 밝혀졌다. 본 연구결과는 폭기에 의한 지하수 오염물질 중, 특히 휘발성 유기오염물질의 제거 공정의 효율을 증대하는데 기여할 것으로 생각된다.

• 분석과학
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• 제15권1호
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• pp.67-71
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• 2002

Imidzole계 살균제 prochloraz의 토양(미사질식토) 잔류량 및 반감기를 전자포획검출기를 이용한 기페크로마토그래피로 분석하였다. 토양시료는 acetone/hexane (1:1) 용매로 추출하였고, $LC-NH_2$ Sep-Pak 고체컬럼으로 분리하였다. 표준검정곡선의 감응함수는 0.05~1.00 ng 범위에서 Y = 268.8600X + 0.0664, $R^2=0.9998$ 이었다. 검출한계는 0.02 mg/mL 이었고, 회수율은 0.10 mg/L의 경우 97.3%, 0.40 mg/L의 경우 94.5% 이었다. 반감기는 실내토양에서 24.4일, 포장토양에서 7.6일 이었다.