• 제목/요약/키워드: Anthropogenic soil

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분산주성분 분석을 이용한 고등학교교실 내 오염패턴분류에 관한 연구 (Classification of Pollution Patterns in High School Classrooms using Disjoint Principal Component Analysis)

  • 장철순;이태정;김동술
    • 한국대기환경학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.808-820
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    • 2006
  • In regard to indoor air quality patterns, the government introduced various polices that were about managing and monitoring quality of indoor air as a major assignment, and also executed 'Indoor Air Quality Management Act' which was presented in the May, 2004. However, among the multi-usage facilities controlled by the Act, the school was not included yet. This study goal was to investigate PM 10 pollution patterns of the high school classrooms using a pattern recognition method based on cluster analysis and disjoint principal component analysis, and further to survey levels of inorganic elements in May, June, and September, 2004. A hierarchical clustering method was examined to obtain possible objects in pseudo homogeneous sample classes by transformation raw data and by applying various distance. Following the analysis, the disjoint principal component analysis was used to define homogeneous sample class after deleting outliers. Then three homogeneous Patterns were obtained as follows: the first class had been separated and objects in the class were considered to be sampled under semi-open condition. This class had high concentration of Ca, Fe, Mg, K, Al, and Na which are related with a soil and a chalk compounds. The second class was obtained in which objects were sampled while working air-conditioners and was identified low concentration of PM 10 and elements. Objects in the last class were assigned during rainy day. A chalk, soil element and various types of anthropogenic sources including combustions and industrial influenced the third class. This methodology was thought to be helpful enough to classify indoor air quality patterns and indoor environmental categories when controlling an indoor air quality.

국내 삼천포와 하동 석탄 화력발전소 주변 토양 내 중금속의 지구화학적 특성 조사 (Investigation on Geochemical Characteristics of Heavy Metals in Soils in the Vicinity of Samcheonpo and Hadong Coal-Fired Power Plants in Korea)

  • 송창우;한협조;이종운
    • 자원환경지질
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    • 제52권2호
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    • pp.141-158
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    • 2019
  • 경남에 소재하는 삼천포 및 하동 석탄 화력발전소 인근 농경지 토양을 대상으로 중금속 함량을 측정하였다. 삼천포지역 48개, 하동 지역 61개의 표토 및 심토를 대상으로 분석한 결과, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn는 모두 토양오염 우려기준 미만으로 나타났으나 Cd는 삼천포 38개, 하동 13개 시료에서 우려기준을 초과하였다. 지질부하지수와 농축계수를 구한 결과 Cd는 높은 오염도를 보였으며 Cd와 Pb는 인위적 오염원에 의한 토양 내 농축인 것으로 보인다. 그러나 연속추출을 통해 중금속의 존재형태를 규명한 결과 Cd를 포함한 토양 내 중금속들은 대부분 용출 가능성이 매우 적은 형태로 존재하여 생물이용도가 낮게 나타났다. 이러한 결과는 석탄 화력발전소 인근 토양이 인위적인 요인으로 인해 Cd로 오염되었으나 인근 생태계로 유입될 가능성은 낮음을 의미한다.

만경-동진강 유역 지하수의 화학적 특성에 대한 농업용수 측면의 예비적 평가 (A Preliminary Assessment of Groundwater Chemistry for Agricultural Water Supply in the Mangyeong-Dongjin Watershed)

  • 최한나;권홍일;윤윤열;김용철;고동찬
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제26권1호
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    • pp.65-75
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    • 2021
  • We investigated hydrochemical and stable isotope characteristics of groundwater in a large agricultural plain, the Honam plain, to evaluate the adequacy of agricultural water supply. For preliminary assessment for the area, we collected 23 groundwater samples from domestic wells and conducted hydrochemical and water stable isotope analysis. Groundwater in the study area is mainly Ca-HCO3 type resulting from water-rock interactions. Stable oxygen and hydrogen isotopic compositions indicated that recharge water is derived from precipitation while some sampling sites had evaporation signatures. Irrigation water quality using sodium absorption ratio and salinity hazard showed most of the groundwater samples were found to be suitable for irrigation. The groundwater in the southwestern part of the study area was affected by both seawater intrusion and agricultural activities, indicating a higher possibility of groundwater contamination near the coastal areas. Elevated concentrations of nitrate and phosphate ions in the groundwater are considered to be influenced by anthropogenic activities such as fertilizer application. It is expected that this study would be able to provide preliminary information on groundwater quality for agricultural water supply in the Mangyeong-Dongjin watershed.

농업지역 지하수의 수리지화학 및 미생물 군집 구조 분석 (Hydrogeochemistry and Microbial Community Structure of Groundwater in an Agricultural Area)

  • 김동훈;오용화;이봉주;이정윤
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제27권2호
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    • pp.61-75
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    • 2022
  • This study evaluated the potential threat of agricultural and human activities to groundwater in the Noseong stream watershed, a typical agricultural area, through hydrogeochemical characteristics and microbial community analyses. The groundwater in the study area was Ca-SO4 and Ca-HCO3 types alluvial aquifer mainly used for agricultural and living purposes, and contained high levels of NO3- and Cl- ions generated from anthropogenic sources such as fertilizer, livestock wastewater, and domestic sewage. Proteobacteria was most abundant in all samples with an average of 46.1% while Actinobacteria, Bacteroidetes, and Cyanobacteria were dominant on an occasional basis. The prevalence of aerobic bacteria such as the genus Mycobacterium, Flavobacterium, and Sphingomonas suggests that groundwater was well connected with the surface layer. The potential pathogen Mycobacterium was detected in most samples, and other pathogenic bacteria were also widely distributed, indicating the vulnerability to contamination. Therefore, an integrated management system is required to secure the sustainable use of groundwater in agricultural areas with high groundwater dependence.

RUSLE과 WATEM/SEDEM 유사이동식을 활용한 인간활동과 기후변화로 인한 유사량 평가 (Evaluation of natural and anthropogenic impact on sediment yield using RUSLE and WATEM/SEDEM sediment delivery equation)

  • 김원진;우소영;장원진;김용원;김성준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.80-80
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    • 2022
  • 본 연구는 한강유역 (35,770 km2)을 대상으로 RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation)과 WATEM/SEDEM (The Water and Tillage Erosion Model and Sediment Delivery Model)의 유사이동식을 활용하여 인간활동과 기후변화로 인한 유사량을 평가하였다. 대상유역에 영향을 주는 16곳의 기상관측소에서 제공하는 분 단위 누적강수량 (2000-2019), 농촌진흥청 토양도, 국토지리정보원 DEM (Digital Elevation Model), 환경공간정보서비스 (EGIS) 2020년 세분류 토지이용도를 활용하여 RUSLE과 WATEM/SEDEM 유사이동식에 필요한 강우침식인자(R), 토양침식인자 (K), 지형인자 (L·S), 식생피복인자 (C), 그리고 보전관리인자 (P)를 구축하였으며, SWAT (Soil and Water Assessment Tool)으로 모의한 표준유역 단위 연도별(2000-2019) 유사량 결과를 기준으로 WATEM/SEDEM 유사량 계수 (KTC)를 검·보정하였다. 토양침식 산정 입력자료 중 강우량으로 산정하는 강우침식인자는 기후변화를 보여주는 인자, 토지피복에 따라 다른 식생피복인자와 보전관리인자는 인간활동을 나타내는 인자로 설정하였다. 강우침식인자는 2010년대 평균값을 활용하여 현재의 유사량을 평가하였으며, 분 단위 자료가 없는 과거의 경우 직접적인 계산에 어려움이 있어, 연평균 강수량과의 관계로 추정한 1980년대 평균값을 활용하여 기후변화로 인한 영향을 평가하였다. 식생피복인자와 보전관리인자는 1980년대 토지이용도를 활용하여 산정한 결과로 인간활동에 의한 유사량 평가에 사용되었다. 대상유역의 유사량은 RUSLE 모형의 토양침식량과 WATEM/SEDEM 유사이동량을 mass balance로 분석하며, 다른 인자들은 고정한 상태로 과거 강우침식인자, 식생피복인자와 보전관리인자를 적용하여 인간활동과 기후변화로 인한 유사량 변화를 분석하고자 한다.

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대구지역 일반주택의 축적먼지 중 미량원소성분 분석과 오염원 평가 (Trace Element Analysis and Source Assessment of Household Dust in Daegu, Korea)

  • 도화석;송희봉;정연욱;윤호석;곽진희;한정욱;강혜정;피영규
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.69-78
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    • 2010
  • 일반주택의 먼지오염실태를 연구하기 위하여 2009년 1월부터 2월까지 대구지역내의 도시지역(24곳) 및 농촌지역(24곳)의 일반주택 48가구를 대상으로 진공청소기에 포집된 먼지를 수거한 뒤 100 ${\mu}m$ 이하로 체거름하고 산추출한 후에 발암물질로 알려진 Cd과 Ni을 포함한 모두 14개 원소(Al, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, V, Zn)를 ICP로 분석하였다. 농축계수를 이용한 발생원을 평가한 결과, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, V 성분은 암석풍화, 토양의 재비산 등과 관련된 자연적인 발생원의 영향을 받았고, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn 성분은 연료의 연소, 폐기물소각 등과 관련된 인위적인 발생원의 영향을 받고 있는 것으로 추정되었다. 미량원소성분의 농도는 자연적인 발생원성분에서 유래되는 성분이 높았고, 인위적인 발생원에서 유래되는 성분이 낮았다. 인위적인 발생원의 기여도는 도시지역(2.5%)의 먼지가 농촌지역(2.0%)의 먼지에 비해 높았다. 오염지수를 이용한 중금속성분의 오염도를 평가한 결과, 도시지역이 농촌지역에 비해 1.8배정도 높게 오염된 것으로 추정되었다. 지역별 미량원소성분간의 상관성을 분석한 결과, 농촌지역과 도시지역이 공통적으로 자연적-자연적 발생원 성분간(Al-Mg, Al-Mn, Fe-Mn), 자연적-인위적 성분간(Al-V, Fe-Cr, V-Mn)이 유의하게 양호하였다. 그리고 농촌지역이 도시지역보다 유의한 상관성이 많았다. 또한 유해 중금속성분과 영향인자간의 상관성을 분석한 결과, 난방연료로 기름을 사용하는곳이 가스나 전기를 사용하는 곳보다, 어린이가 있는 곳이 없는 곳보다, 주택과 대도로 사이가 10 m 미만인 곳이 이상인 곳보다, 주택연수가 10년 이상인 곳이 미만인 곳보다 상대적으로 중금속을 많이 함유하고 있었다.

2010년 봄철 고농도 황사의 입경별 화학조성 특성 (Chemical Composition Characteristics of Size-fractionated Particles during Heavy Asian Dust Event in Spring, 2010)

  • 이동은;김원형;고희정;오용수;강창희
    • 한국대기환경학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.325-337
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    • 2013
  • The size-fractionated aerosol samples have been collected at Gosan Site of Jeju Island during the spring season of 2010, in order to examine the chemical composition characteristics of the Asian Dust and Non-Asian Dust particles. The concentrations of ${HCO_3}^-$, Al, and nss-$Ca^{2+}$ in $PM_{10}$ had tremendously increased during the heavy Asian Dust (March 20, 2010). The concentration ratios of Asian Dust to Non-Asian Dust for the soil species (nss-$Ca^{2+}$, ${HCO_3}^-$, Al, Fe, Ti, Mn) were 12.2~30.7, meanwhile those for the anthropogenic species (nss-${SO_4}^{2-}$, ${NH_4}^+$, ${NO_3}^-$, $K^+$, Zn, Pb, and Cu) were 2.9~7.8. During the heavy Asian Dust event, the concentration increase of ${NO_3}^-$ in $PM_{2.5}$ were much more apparent than those of nss-${SO_4}^{2-}$ and ${NH_4}^+$, and the soil species (nss-$Ca^{2+}$ and ${HCO_3}^-$) showed much higher concentration increase. The neutralization factor of $NH_3$ was higher than that of $CaCO_3$. However, the neutralization factor of $CaCO_3$ in $PM_{10}$ was exceptionally high during the heavy Asian Dust, showing the evidence of heavy migration of soil particles. From the study for size fractionated particles, it was found that nss-${SO_4}^{2-}$ and ${NH_4}^+$ were mostly distributed in fine particle mode, on the other hand, ${NO_3}^-$ existed evenly in both fine and coarse particle modes, and the soil species (nss-$Ca^{2+}$, Al, Fe, etc.) were mainly in the latter mode. During the heavy Asian Dust, in particular, the concentrations of ${NH_4}^+$, nss-${SO_4}^{2-}$, $K^+$, Zn, and Pb had increased in coarse particle mode as well.

PMF 분석을 이용한 ACE-Asia 측정기간 중 제주 고산지역 입자상 물질의 입경별 발생원 추정 (Size-resolved Source Apportionment of Ambient Particles by Positive Matrix Factorization at Gosan, Jeju Island during ACE-Asia)

  • 문광주;한진석;공부주;정일록
    • 한국대기환경학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.590-603
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    • 2006
  • Size-and time-resolved aerosol samples were collected using an eight-stage Davis rotating unit for monitoring (DRUM) sampler from 23 March to 29 April 2001 at Gosan, Jeju Island, Korea, which is one of the super sites of Asia-Pacific Regional Aerosol Characterization Experiment(ACE-Asia). These samples were analyzed using synchrotron X-ray fluorescence for 3-hr average concentrations of 19 elements including Al, Si, S, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, As, Se, Br, Rb, and Pb. The size-resolved data sets were then analyzed using the positive matrix factorization(PMF) technique to identify possible sources and estimate their contributions to particulate matter mass. PMF analysis uses the uncertainty of the measured data to provide an optimal weighting. Twelve sources were resolved in eight size ranges($0.09{\sim}12{\mu}m$) and included continental soil, local soil, sea salt, biomass/biofuel burning, coal combustion, oil combustion, municipal incineration, nonferrous metal source, ferrous metal source, gasoline vehicle, diesel vehicle, and volcanic emission. The PMF result of size-resolved source contributions showed that natural sources represented by local soil, sea salt, continental soil, and volcanic emission contributed about 79% to the predicted primary particulate matter(PM) mass in the coarse size range ($1.15{\sim}12{\mu}m$) while anthropogenic sources such as coal combustion and biomass/biofuel burning contributed about 58% in the fine size range($0.56{\sim}2.5{\mu}m$). The diesel vehicle source contributed mostly in ultra-fine size range($0.09{\sim}0.56{\mu}m$) and was responsible for about 56% of the primary PM mass.

Comparison of Chemical Compositions of Size-segregated Atmospheric Aerosols between Asian Dust and Non-Asian Dust Periods at Background Area of Korea

  • Kim, Won-Hyung;Song, Jung-Min;Ko, Hee-Jung;Kim, Jin Seog;Lee, Joung Hae;Kang, Chang-Hee
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제33권11호
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    • pp.3651-3656
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    • 2012
  • The size-segregated atmospheric aerosols have been collected at 1100 m site of Mt. Halla in Jeju, a background area in Korea, using 8-stage cascade impact air sampler during Asian dust and non-Asian dust storm periods. Their ionic and elemental species were analyzed, in order to examine the pollution characteristics and composition change between Asian dust and non-Asian dust periods. The major ionic species such as nss-$SO_4{^{2-}}$, $NH_4{^+}$, and $K^+$ were predominantly distributed in the fine particles (below $2.1{\mu}m$ diameter), and besides the $NO_3{^-}$ was distributed more in coarse particle fraction than fine particle. On the other hand, the typical soil and marine species i.e., nss-$Ca^{2+}$, $Na^+$, $Cl^-$, and $Mg^{2+}$, were mostly existed in the coarse particles (over $2.1{\mu}m$ diameter). As well in the elemental analysis of aerosols, the major soil-originated Al, Fe, Ca, and others showed prominently high concentrations in the coarse particle fraction, whereas the anthropogenic S and Pb were relatively high in the fine particle fraction. From the comparison of aerosol compositions between Asian dust and non-Asian dust periods, the concentrations of the soil-originated species such as nss-$Ca^{2+}$, Al, Ca, Fe, Ti, Mn, Ba, Sr have increased as 2.7-4.2 times during the Asian dust periods. Meanwhile the concentrations of nss-$SO_4{^{2-}}$ and $NO_3{^-}$ have increased as 1.4 and 2.0 times, and on the contrary $NH_4{^+}$ concentrations have a little bit decreased during the Asian dust periods. Especially the concentrations of both soil-originated ionic and elemental species increased noticeably in the coarse particle mode during the dust storm periods.

자연 하천의 생태학적 중요 지점으로서 지표수-지하수 혼합대의 생지화학적 기작 (Biogeochemical Reactions in Hyporheic Zone as an Ecological Hotspot in Natural Streams)

  • 김영주;강호정
    • 한국습지학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.123-130
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    • 2009
  • 지표수-지하수 혼합대는 지표수와 지하수의 수리적 교환이 일어나는 하상의 간극수 지역으로 모든 자연하천에 존재한다. 이 지역은 그동안 다른 특성으로 분리되었던 지표수와 지하수의 전이대로 다양한 미생물이 서식하고 있으며, 하변과는 또 다른 생지화학적인 기작이 일어날 것으로 추정된다. 지금까지의 연구는 미미하지만, 지표수-지하수 혼합대를 고려한 하천 생태 연구는 하천 전체의 생지화학적 기작을 이해하는데 중요한 역할을 할 것으로 보인다. 본 연구 대상 지역은 내성천(경상북도 예천군 고평교 하류 구간)으로 이 하천은 사질 하상이며, 자연이 그대로 보존되어있다고 평가 받는 자연 직할 하천이다. 토양시료는 하변 달뿌리풀(Phragmites japonica) 식생지, 나지, 수변 혼합대와 사주 혼합대 하강류(downwelling), 상승류(upwelling) 지역에서 깊이 별로 채취하여 수분함량, pH 및 용존유기탄소와 같은 토양 이화학적인 분석과 체외 미생물 효소($\beta$-glucosidase, N-acetylglucosaminidase, phosphatase and arylsulfatase) 활성도, 미생물 군집구조(eubacteria, denitrifying bacteria)의 특성을 알아보았다. 실험 결과 수변 및 사주 지표수-지하수 혼합대 토양이 많은 수분을 함유하고 있었고, 수분함량과 용존 유기탄소는 양의 상관관계를 보였으며, 체외 미생물 효소 활성도는 용존유기탄소와 양의 상관관계를 보였다. 진정세균 군집구조 또한 수변 및 사주의 지표수-지하수 혼합대에서 독특한 경향을 보였다. 이와 같은 결과는 지표수-지하수 혼합대를 통해 일어나는 하천의 생지화학적인 순환 전체를 이해하기 위한 기반을 제공한다.

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