• Journal of Korean Society on Water Environment
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• v.20 no.6
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• pp.625-630
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• 2004

Granular media filtration is used almost universally as the last particle removal process in conventional water treatment plants. Therefore, superb particle removal efficiency is needed during this process to ensure a high quality of drinking water. However, every particle can not be removed during granular media filtration. Besides the pattern of particle attachment is different depending on physicochemical aspects of particles and suspension. Filtration experiments were performed in a laboratory-scale filter using spherical glass beads with a diameter of 0.55 mm as collectors. A single type of particle suspension (Min-U-Sil 5) and alum coagulation was used to destabilize particles. The operating conditions were similar to those of standard media filtration practice: a filtration velocity of 5 m/h. More favorable particles, i.e., particles with smaller surface charge, were well attached to the collectors especially during the early stage of filtration when zeta potential of particles and collectors are both negative. This selective attachment of the lower charged particles caused the zeta potential distribution (ZPD) of the effluent to move to a more negative range. On the other hand, the ZPDs of the effluent moved from more positive to less positive when the surface charge of particles was positive and this result was thought to be caused by ion transfer between particles and collectors.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.286-286
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• 2020

인공함양은 대수층함양관리 중 하나의 기법이며 하수처리장 방류수의 영향을 직·간접적으로 받은 물을 지하대수층에 함양하여 수질의 향상을 기대할 수 있다. 그러나 방류수의 영향으로 인해 다수의 미량유해물질들이 대수층으로 유입됨에 따라 함양 후 회수할 때 이들의 검출이 빈번해졌다. 이에 따라 이 미량유해물질의 제거를 위해 인공함양의 후속 공정으로 나노막 여과를 고려하여 인공함양과 나노막 공정을 통하여 미량유해물질의 거동을 파악하고자 하였다. 본 연구에서는 인공함양 지하저수지 모사 컬럼을 설계하여 실험하였다. 서울특별시 탄천 하류에서 샘플링한 물을 원수로 사용하였으며 인공함양에 앞서 염소, 과망간산염, 오존의 3종류 산화 전처리를 통하여 그 영향을 확인하고자 하였다. 함양기간은 2.5일이었으며 함양 후 나노막 장치를 통하여 최종 유출수를 획득하였다. 인공함양 결과 용존유기물은 45%~63% 수준에서 제거가 되어 인공함양시 용존유기물의 제거가 가능함을 확인하였다. 산화 전처리에 따른 동화가능유기탄소의 증가로 인하여 생분해가 주요 기작인 인공함양 처리를 통하여 동화가능유기탄소의 제거율이 유기용존탄소의 제거율에 직접적으로 영향을 주었음을 알 수 있었다. 미량유해물질로 알려진 과불화화합물의 경우 산화 전처리에 따른 제거는 관찰되지 않았으며 잔류의약물질의 경우 대상 물질의 물리·화학적 특성에 따라 산화시 제거가 가능함을 확인하였다. Iopromide와 같은 조영제의 경우 오존 산화를 통하여 98% 이상 제거되어 산화를 통한 제거가 가능함을 확인하였다. 인공함양시 과불화화합물은 분자량이 큰 PFNA, PFDA, PFOS 등이 제거되었으며 그 제거율은 각각 최대 >99%까지 도달하였다. 분자량이 작은 과불화화합물의 경우 인공함양을 통과하는 경향을 보였다. 잔류의약물질의 경우 생분해가 용이한 물질은 제거가 됨을 확인하였으며 carbamazepine 등 제거가 안 되는 물질은 제거율이 18% 미만으로 확인하였다. 나노막 여과 결과 과불화화합물이 최대 >99%까지 제거됨을 확인하였으며 미량유해물질의 경우에도 대부분의 물질이 제거됨을 확인하였다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.20 no.7
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• pp.141-158
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• 2004

The dependency of criteria used to terminate compatibility tests on the prehydration and quality of bentonite in geosynthetic clay liners (GCLs) is evaluated based on permeation with chemical solutions containing 5, 10, 20, 50, and 100 mM calcium chloride ($CaCl_2$). The hydraulic conductivity tests are not terminated before chemical equilibrium between the effluent and the influent chemistry has been established, resulting in test durations ranging from < 1 day to > 900 days, with longer test durations associated with lower $CaCl_2$ concentrations. The evaluation includes both physical termination criteria (i.e., volumetric flow ratio and steady hydraulic conductivity based on ASTM D 5084, ${\ge}2$ pore volumes of flow, constant thickness of specimen) and chemical termination criteria requiring equilibrium between influent and effluent chemistry (viz., electrical conductivity, pH, and $Ca^{2+}\;and\;Cl^-$ concentrations). For specimens permeated with 5, 10, and 20 mM $CaCl_2$ solutions, only the criterion based on chemical equilibrium in $Ca^{2+}$ concentration correlates well with equilibrium in hydraulic conductivity, regardless of prehydration or quality of bentonite. However, all of the termination criteria, except for the volumetric flow ratio and 2 pore volumes of flow for the prehydrated specimens, correlate well with equilibrium in hydraulic conductivity regardless of prehydration or quality of bentonite when permeated with 50 and 100 mM $CaCl_2$ solutions. The results illustrate the uniqueness of the termination criterion based on solute concentration equilibrium between the effluent and the influent with respect to both prehydration and quality of bentonite in the GCLs.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.464-468
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• 2005

산업활동으로 인해 발생하는 슬래그 등의 폐기물을 적절히 처리하는 방법으로서는 저비용 처리형태와 자연계에서 슬래그 등의 특성을 고려한 Filter 기능을 수행할 수 있도록 수질이 악화된 하천이나 정체수역에 투입시켜 수질을 개선시킬 수 있는 방법의 도입이 필요하다. 현재 POSCO에서 발생하는 슬래그와 폐콘크리트의 화학적 성분은 주로 $CaO,\;SiO_2,\;Al_2O_3,\;Fe_2O_3$ 등으로 이루어져 있으며, 침전유발물질 및 흡착성물질이 공존하고 있다. 다공질 형태의 비표면적을 가지고 있어서 정화용 필터로 이용하기에 좋은 이점을 가지고 있다. 슬래그나 폐콘크리트를 Mattress/Filter 채움재 및 수질정화용 여재로 활용하면 폐기물처리, 자원 재활용 그리고 수질 환경 개선의 세 가지 효과를 동시에 얻을 수 있는 방법이 된다. 본 연구에서는 슬래그와 폐콘크리트를 활용한 정체수역에서 정화시스템의 정화특성을 조사하기 위하여 유입수와 유출수의 pH, 용존산소, 질소, 인 등을 측정하여 비교하였다. 수질개선을 위한 Mattress/Filter 시스템의 기본개념은 하천의 오염된 물이 Mattress/Filter의 공극사이를 통과하면서 채움재에 형성된 생물막이 수질 개선과정에서 나타나는 접촉작용, 생물 흡착작용, 생물산화의 분해작용 등을 촉진시키도록 하였다. Mattress/Filter를 이용한 수중 수질개선시스템에서 채움재로 제철폐기물인 슬래그와 건설폐기물인 폐콘크리트를 사용함으로써 Mattress/Filter의 다공성 및 넓은 표면적이라는 특성에 따른 물리적$\cdot$화학적$\cdot$생물학적 작용이 촉진되고 있음을 확인할 수 있었으며, 그 결과 정체수역에 설치한 Mattress/Filter는 다공질 속에서 쉽게 생물막을 형성시키고 유기물의 흡착을 촉진시켜 오염물질을 정화하는데 필요한 자정작용의 효과 증대와 수질개선을 촉진시킬 수 있는 자연생태적 하천정화시스템임을 확인할 수 있었다.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.40 no.1
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• pp.93-102
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• 2007

The runoff characteristics of organic matter in turbid water were investigated in eleven tributary streams of the Han River system, Korea. The flow-weighted event mean concentrations of organic matter ranged from 1.5 to 3.2 mg $L^{-1}$ of DOM and 2.2 of 29.1 mg $L^{-1}$ of POM, respectively. The SUVA value which reflects the proportion of humic substance in organic matters was higher during the rainfall season, meaning that the runoff of refractory form increase in this period. Stable carbon isotope ratios of both POM and DOM were different among streams, which reflect the sources of organic matter. DOM isotope ratios were less depleted of $^{13}C$ than that of POM by approximately 1 to $2%_{\circ}$ ${\delta}^{13}C$ of the several turbid streams (the Mandae Stream, the Jawoon Stream, and the Daegi stream) were heavier than those of clear streams. ${\delta}^{13}C$ values in the turbid upstream tributaries were similar to those of downstream reaches (such as the Soyang River, the Sum River, and the Seo River). From the ${\delta}^{13}C$ analysis of POM it could be calculated that $C_4$ pathway contributed approximately 15.9 to 23.6% of organic matter in several turbid upstream sites, and over 20% in the three sites of large downstream reaches. On the contrary it contributed only 9.1 to 12.8% in clear streams of forest watersheds. In the Soyang River, $C_4$ pathway organic matter contributed 8.8% of the DOM pool.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.283-283
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• 2021

혼합대는 지표수와 지하수의 수리적 교환이 일어나는 경계부로써 1) 수문학적 관점에서는 하도와 하상간의 물교환이 이루어지는 공간으로 다양한 물리적·화학적 작용이 발생, 2) 생지화학적인 관점에서는 하상 간극수 흐름에 의한 전이대(ecotone)를 형성하여 용존산소·영양물질·용존유기탄소의 이동뿐만이 아니라 지하수로부터 열에너지·무기염류의 공급을 유도하면서 높은 생지화학적 활동과 변환을 야기하는 산화·환원 반응구역, 3) 생태적인 관점에서는 저서생물과 지하 유기체종을 특징으로 하는 서식지이나 잠재적인 레퓨지움(refugium) 등의 관점에서 해석될 수 있다. 국내 하천환경의 생태학적 지속가능성을 위한 지표수-지하수 혼합대 관리에 대한 중요성이 점차 증대되고 있지만 우리나라는 여전히 지하수의 이용 및 보전과 지하수의 안정적인 수량·수질 확보를 목표로 관리를 추진하고 있다. 따라서, 실질적인 지표수-지하수 혼합대에서 발생하는 다양한 현상의 이해나 관리방안에 관한 연구는 아직 미비한 상황이다. 지표수-지하수 혼합대에 관한 보고서, 논문 등을 종합하여 혼합대의 영향인자를 살펴보면 1) 수리수문 특성에는 수리전도도·하천 수위·하천 유속·하천수 수온, 2) 수질 특성에는 유기오염물질·영양염류, 3) 수생태 특성에는 대형무척추동물 등으로 분류할 수 있다. 지금까지 단일 연구분야의 접근방법으로 다양한 현장측정기법 및 모델링을 통한 혼합대 연구가 수행되고 있지만, 혼합대가 가지는 환경적 중요성에 대한 이해와 인식이 부족하고, 혼합대 내부에서 발생하는 복합적인 프로세스로 인해 전문가들조차 연구에 어려움을 가질 것이다. 지표수-지하수 혼합대의 효율적인 관리를 위해서는 수리수문·수질·수생태 등 다양한 시각에서 접근하여 학제간 융합연구를 통해 기초 데이터를 상호교환하고, 기존의 혼합대 조사에 부족한 부분을 해결할 필요가 있다. 향후 하천 기저유출 및 혼합대 기초자료 구축, 혼합대 흐름 정량화, 하천복원사업에 의한 혼합대 영향 규명 등의 연구를 수행함으로써 혼합대를 체계적으로 관리할 수 있는 기술 방안을 제시할 필요가 있다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.27 no.7
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• pp.1116-1123
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• 2021

Oil spilled in seawater undergoes physical and chemical changes as well as biological degradation through various weathering processes, such as evaporation, diffusion, dispersion, emulsification, dissolution, oxidation, and sedimentation. Evaporation is one of the most immediate and prompt weathering processes, and it has the greatest influence on majority of pollutants. In this study, the evaporation characteristics of different oil samples were studied; the volatilization characteristics of gasoline, kerosene, and diesel were compared at average seawater (25 ℃) and near-equator (35 ℃) temperatures. The oil samples were pre-treated and then collected at regular intervals. Gas chromatography-mass spectrometry analysis was performed, and the changes in the amount of the hydrocarbons were calculated.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.203-203
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• 2019

도시화로 인한 불투수면의 증가는 물순환 왜곡, 비점오염원 발생 및 수생태계 건상성 훼손 등을 야기시키며, 이를 해결하기 위하여 다양한 LID 기법을 적용하고 있다. 일반적으로 LID 내 적용 되는 여재들은 무기성여재로 중량이 크고 미세공극의 부재로 물리화학적 및 생물학적 저감기능이 제한적이다. 따라서 본 연구에서는 중량성이 낮은 생물폐자원을 선정하여 LID 시설 적용성평가를 수행하고자 한다. 생물폐자원은 발생량, 경량성 및 용이성을 고려하여 꼬막껍질(CS)과 호두껍질(WS)을 선정하였다. 생물폐자원의 산화부식을 고려하여 무기성 여재인 화산석과 혼합하여 Bioretention 시설에 적용하였으며, 여재 혼합비율에 따라 총 3가지의 Case 로 구성하였다. 식생은 구절초와 꽃댕강나무를 식재하였으며, 여재의 물리적 특성 분석을 위하여 적용 전과 후의 SEM(Scanning Electronic Microscope)을 수행하였다. 모니터링은 도로퇴적물 100g과 물 110L를 제조하여 인공강우유출수를 이용하여 수행하였으며, $0.0003{\sim}0.007m^3/sec$의 유속으로 주입하였다. 시설의 유입 및 유출부에서 유량 측정 및 수질 시료를 채취하였으며, 채취된 시료는 수질오염공정 시험법에 준하여 입자상 물질, 유기물, 영양물질 및 중금속 등을 분석하였다. Bioretention 시설의 모니터링 결과를 이용하여 물수지 및 TSS 저감 효율을 산정하였으며. 물수지 분석결과 시설의 저류율은 Case 1(soil) > Case 3(WS+RV) > Case 2(CS+RV) 순으로 나타났다. 시설 내 공극률이 가장 낮았던 Case 1에서 저류율이 약 55%로 가장 높게 것으로 분석되었다. Case 3(WS+RV)은 Case 2(WS+RV)와 시설 내 공극률이 유사함에도 불구하고 저류율이 약 10% 높은 것으로 분석되었다. 오염물질 저감효율 분석 결과, TSS와 TP의 제거효율은 모든 Case에서 약 75% 이상으로 높게 나타났으며, COD의 경우 모래를 적용한 Case 1에 비해 생물폐자원인 꼬막껍질과 호두껍질을 적용한 Case에서 약 1.3배 이상 높게 나타났다. 호두껍질과 꼬막껍질의 SEM 분석 결과 표면에 다공성이 형성되어 있는 것으로 조사되었다. 이는 여과 및 저류기작으로 인한 물순환 효과증대와 다공성과 돌기사이로 인한 입자상의 물질 여과 및 흡착으로 인하여 오염물질의 제거효율이 증대 된 것으로 평가된다. LID시설 내 생물폐자원과 무기성여재를 적절히 배합하여 복합여재로 조성할 경우 침하현상을 방지할 뿐만 아니라 저류 및 침투기능 향상과 미생물의 서식환경을 제공하기에 물순환 회복 및 비점오염물질 저감에 기여할 것으로 평가된다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.15 no.3
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• pp.205-212
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• 2009

With an entry into force of OPRC-HNS on June 14th 2007, response system against any large scale accidents related to HNS is required to respond rapidly and effectively in a national scale, US national response system and national contingency plan for any chemicals in operation were analyzed to understand the characteristics of management system and response system for any HNS driven accidents in the Us. Main characteristics of the US system were well described as an unified information window and an integrated incident command system supported by response facilities, manpower and technical support from other response organizations through good cooperation. In general, response activities are conducted by private sectors, however, the government will take over response activities in case large scale accidents occur in the Us. Expected expenses for response activities are covered by a type of Superfund in the Us. Several applicable ways are proposed to enable NGO to participate in and reorganize response system in ROK, and are feasible in collaboration with other response organizations and private sectors in the aspects of equipment, technology and manpower, Based upon the above activities, it is desirable to reorganize domestic rules and/or regulations related to response measures in ROK.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.26 no.6
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• pp.681-688
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• 2020

Approximately 6,000 chemicals are transported through the sea, including hazardous and noxious substances (HNS), which cause marine pollution and are harmful to marine life. The HNS discharged into the sea during the maritime transportation process undergoes physical and chemical changes on the sea surface and in seawater, and some types of HNS sink and are deposited on the seabed. The HNS deposited on the seabed adversely affects the benthic ecosystem, and hence, it is desirable to detect, treat, and recover the HNS on the seabed. Therefore, this study was conducted to analyze the performance requirements that should be considered as the top priority when developing a mechanical system for recovering the HNS deposited on the seabed. Various types of existing dredging devices used for collecting and recovering pollutants from river beds and seabeds were investigated, and 10 performance indices for the mechanical devices were selected. The new performance requirements for the development of the seabed-deposited HNS recovery system were proposed using performance indices. By considering the depth of water in domestic seaports, some of the performance requirements of the mechanical system for recovering deposited HNS from the seabed were obtained as follows: production rate (50-300 ㎥/hr), maximum operation depth (50 m), sediment type (most forms), percentage of solids (10 % or higher), horizontal operating accuracy (±10 cm), limiting currents (3-5 knots). These performance requirements are expected to be useful in the conceptual and basic design of mechanical systems for recovering seabed-deposited HNS.