• 한국물환경학회지
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• 제33권6호
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• pp.696-714
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• 2017

Simple material budget models were developed to predict the spring season (March ~ May) water quality for a river-type reservoir Paldang, in the Republic of Korea. These models are available at mixed water bodies whose light intensity is negligible at the bottom. The calculated data from the models fit quite well with field data collected for 30 years, from 1988 to 2017. The apparent settling velocity of total phosphorus was estimated to be $110m\;d^{-1}$. The critical hydraulic load that determines the usability of phosphorus for algal production appeared to be about $2.0m\;d^{-1}$. When a hydraulic load was larger than the critical value, the concentrations of chlorophyll ${\alpha}$ ($Chl.{\alpha}$), chemical oxygen demand (COD), and 5-day biochemical oxygen demand BOD in the reservoir water became insensitive to internal algal reactions. The model analysis showed that the allochthonous COD continued to increase while the allochthonous BOD slightly decreased after 1999. The decrease of allochthonous BOD is due to the expansion of sewage and wastewater treatment plants in the watershed. The increase of allochthonous COD seems to result from the increase in anthropogenic non-point sources as well as the increase in the discharge of natural organic matters due to climate change. Organic matter of algal origin continued to increase until the mid-2000s, but recently it has decreased as the phosphorus concentration has decreased. The COD and BOD of algal origin increased from 35 % and 27 % during 1988 ~ 1994 to 43 % and 40 % during 2000 ~ 2010, respectively, and then decreased to 25 % and 28 % during 2011 ~ 2017.

• 한국물환경학회지
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• 제34권5호
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• pp.470-486
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• 2018

This study is to investigate the allochthonous load and water quality of a typical river-reservoir, Paldang during spring (March ~ May) of 17 years (2001 ~ 2017). Phosphorus loading from point sources seems to have been reduced by 74 % in the 2010s. As a result, trophic state of the Paldang reservoir, eutrophic during the 2000s, has returned to the lmesotrophic state. Along with decrease in phosphorus concentration, standing crops of algae (Chl.a) decreased, and concentration of biodegradable organic material decreased to the past level. Concentration of total suspended solids has decreased, and it is due to the decrease of phytoplankton standing crops since the mid-2000s. As transparency increased, it is estimated that euphotic area increased by 22 % and euphotic capacity expanded by 27 %. In the river/transition zone of Paldang, concentration of organic matter increases slightly due to algal growth, but concentration of all water quality items decreases in the lacustrine zone. Although algal growth rate revealed positive correlation with concentration of phosphorus, it was insignificant. Algal growth appeared to be dependent on renewal of phosphorus by flow, than either flow rate or phosphorus concentration. The empirical model including inflow phytoplankton concentration fit well with observed values, and indicates the Paldang reservoir is greatly influenced by allochthonous loads.

• 한국환경과학회지
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• 제28권11호
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• pp.935-942
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• 2019

Statistical analysis was carried out to identify the influence on environmental factors between paddy water chemical properties and Chl-a concentration (algae biomass index) using water samples collected in June for 3 years at rice paddy field. As a result of correlation analysis, there was a significantly negative relationships in DO(-0.366) and pH(-0.141). In contrast, significantly positive relationships were founded in COD(+0.431) and TOC(+0.422). According to the result of factor analysis, 3 factors were obtained and indicated that PC1 were Ca, K, Mg cation, PC2 were TOC, T-P, $PO{_4}^{3-}-P$ and DO, and PC3 were T-N and $NH_4{^+}-N$. As a result of linear regression analysis to develop a prediction model for chl-a concentration, the total amount of explanation was 20.6%, PC2 had the greatest influence on the increase of chl-a concentration and PC1 also showed a positive correlation but the PC3 has a negative correlation. In conclusion, carbon and phosporous content are the main factors for the increase algae blooms of rice paddy.

• 상하수도학회지
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• 제33권4호
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• pp.251-258
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• 2019

The physical treatment such as chemical precipitation or adsorption was usually added after biological treatment in wastewater treatment process since it was enforced to reduce the concentration of phosphate for wastewater effluent to 0.2 mg/L as P which was well known as one of main nutrient causing eutrophication in waterbody. Therefore, the new material functioned for both adsorption and disinfection was prepared with Fe and Cu, and $TiO_2$, respectively, by changing the ratio of concentration referred to tri-metal (TM). According to SEM-EDS, $TiO_2$ was 30~40% composition for any TM regardless of any synthesis condition. However, the ratio of composition for Fe and Cu was dependent on the initial Fe and Cu concentration, respectively. The removal efficiency of phosphate was obtained to 15% at low initial concentration and the maximum uptake (Q) was calculated to ~11 mg/g through Langmuir isotherm model using TM1 which was synthesized at 1000 mg/L, 1000 mg/L, and 2 g (10 g/L) for $Fe(NO_3)_3$, $Cu(NO_3)_2$, $TiO_2$, respectively. In disinfection test, the efficiency of virus removal using TM was increased with increase of dosage of TM and can be reached 98% at 0.2 g.

• 환경생물
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• 제31권2호
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• pp.96-104
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• 2013

본 연구에서는 2007년의 금강 중 하류부의 백마강의 상류에서 하류에 이르는 5개 지점에서 이 화학적 수질특성을 분석하였고, 그 곳에 서식하는 어류군집의 어종분포 및 길드분석을 통해 군집구조 및 생태건강도 특성을 평가하였다. 전형적인 하류하천인 백마강의 BOD, COD농도는 각각 평균 $2.8mg\;L^{-1}$, $4.0mg\;L^{-1}$였고, TN, TP의 농도는 각각 $5.0mg\;L^{-1}$, $158{\mu}g\;L^{-1}$로서 이미 부영양 상태로 판정되었으며, 특히 하류 지점에서는 유기물오염 및 부영양화 현상이 뚜렷했다. 5개 지점에서 출현한 어종은 총 19종으로 나타났고, 내성종인 끄리는 가장높은 상대 풍부도(48%)를 보였다. 백마강에서 민감종의 비율(2.3%)은 낮은 반면 내성종 비율(71.8%)은 높게 나타나 중.하류 하천에서의 전형적인 길드 변화 현상이 확연히 나타났다. 하천 생태건강도 평가 (IBI)에 따르면, 백마강에서 생물보전지수는 14.8로서 악화상태인 것으로 나타났고, 수질에서 보여준 바와 같이 하류부에서는 극명하게 악화된 것으로 나타났다. 특히 하류구간 (S3~S5)의 낮은 건강도 지수값은 하수종말처리장으로부터 나온 배출수의 화학적 영향이 큰 것으로 사료되었다. 이는 생태건강도 모델값이 수질 특성을 잘 반영하는 객관성 있는 평가기법으로 활용 될 수 있음을 제시하였다. 따라서 백마강의 생태계 보존을 위해서는 향후 이 구간에 대한 하천복원 및 지속적인 생태모니터링이 중요하다고 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권3호
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• pp.162-166
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• 2011

인위적인 배출에 기인한 인의 축적은 지표수에서 발생하는 부영양화의 가장 큰 원인이다. 본 연구에서는 이러한 인을 제거하기 위하여 titanium oxysulfate-sulfuric acid 분말을 이온교환 물질로 하여 알지네이트 겔에 고정화시켜 수용액 상에 존재하는 인 제거 효율을 정량화하여 보았다. 본 연구에서 적용한 흡착물질의 고정화 기법은 1) 알지네이트 수용액에 흡착물질을 주입한 후 고정화시키는 것, 2) 초음파를 이용한 흡착물질의 분산 기법, 그리고 3) 수용액 상태의 흡착물질을 알지네이트 수용액과 반응시켜 고정화시키는 방법 등이다. 평형과 비평형 흡착 실험은 3가지 다른 기법으로 제작한 담체를 적용하여 진행되었으며, 이를 통해 흡착 용량과 시간에 따른 인의 제거율을 구득할 수 있었다. 평형배치 실험 결과는 Langmuir 흡착 등온선을 이용하여 분석하였으며 수용액 기법을 적용하여 담체를 제작하였을 때 92.26 mg/g으로 가장 높은 인 제거능을 나타내었다. 또한 비평형 배치 실험 결과는 pseudo-second-order kinetic 모델을 따라 분석하였으며 그 결과는 평형 배치와 유사하였다. 본 실험에서 제작한 티타늄 분말을 고정화한 담체는 기반물질의 경제성 확보와 담체 제조 기법 가운데 수용액 기법의 높은 흡착능 유지를 통하여 하 폐수에 존재하는 인을 경제적으로 제거하는데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권5호
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• pp.499-508
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• 2010

이 연구에서는 피해산정형 모델에 기초하여 제품 환경성 관련 정보를 국내 지리적, 환경적, 사회적 특성을 최대한 반영하여 '화폐가치'로 나타낼 수 있는 전과정 영향평가 지표를 제시하였다. 먼저 평가단계를 '특성화', '피해평가', 통합화의 3단계로 구분하였으며, 자원소비, 지구온난화, 오존층영향, 산성화, 부영양화 및 광화학산화물 생성의 6대 영향범주를 고려하였다. 아울러 6대 영향범주와 관련된 16개 범주별 종말점과 4대 보호대상에 대한 피해함수 및 피해계수를 도출하였다. 최종적으로 도출된 영향범주별 기준물질의 통합화 지수는 21.8원/kg Sb, 6.19원/kg $CO_2$, 53,000원/kg CFC-11, 13,100원/kg $SO_2$, 2,310원/kg ${PO_4}^{3-}$, 3,030원/kg $C_2H_4$로 나타났다. 이 연구결과를 활용하여 제품 전과정에 걸쳐 발생하는 환경부하가 보호대상에 미치는 영향을 화폐가치로 단일 지수화할 수 있으므로 도출되는 전과정 영향평가 결과의 이해도와 활용도를 높일 수 있다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.49-58
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• 2015

신축 녹색건축물의 환경영향 감축 효과를 평가하기 위해서는 비교를 위한 기존 건축물에 대한 환경영향 결과가 필요하다. 본 연구는 비교 기준을 제시하기 위하여, 많은 기존 건축물에 대한 환경영향을 사례 분석하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여, 산업연관표와 에너지원별 목록분석 데이터(LCI)를 기반으로 하는 LCA 모델을 이용하여 서울, 부산, 대구, 광주 지역의 17개 초등학교 건축물에 대한 환경영향(지구온난화지수, 오존층파괴지수, 산성화지수, 부영양화지수, 광화학산화지수, 자원고갈지수)을 평가하였다. 평가 결과, 초등학교 건축물의 환경영향은 연면적, 사용에너지원의 차이에 따라서는 큰 차이를 보이지 않은 반면, 지역에 따라 명확하게 구분되는 것으로 나타났다. 이에 따라, 본 연구에서는 지역에 따라 구분된 비교 기준을 제시하였다. 예를 들어, 서울, 부산, 대구, 광주 지역에서의 GWP에 대한 비교 기준은 각각 3.76E+03, 1.90E+03, 2.63E+03, $2.81E+03kg-CO_2\;eq./m^2$로 나타났다. 제시된 결과는 신축 녹색 초등학교 건축물의 환경영향 저감 효과를 파악하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 환경영향평가
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• 제27권3호
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• pp.251-266
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• 2018

본 연구는 홍수조절댐의 운영패턴 변화에 따른 수질환경에 미치는 영향을 분석한 것이다. 홍수조절댐은 홍수시 하천유량을 일시적으로 담수하여 홍수를 지체시키는 한편, 평상시에는 자연하천 흐름상태를 유지하는 특성을 가지고 있다. 댐 건설 후 담수시 수질변화는 유역모델(HSPF)과 댐 내 수리 수질변화모델(EFDC)을 연계하여 예측하였다. 강우시 유역에서 유출되는 비점오염원의 유출특성을 반영하기 위하여 HSPF 유역모델을 이용하여 분석하였으며, HSPF의 분석된 자료를 EFDC 모델의 입력 자료로 적용하였다. 수질모의 결과 댐 건설 후 수몰로 인한 오염원 감소와 강우시 일시적 저류로 인하여 수질이 향상되는 것으로 예측되었다. 또한 홍수조절댐의 특성상 담수되는 기간이 짧으므로(2~3일) 부영양화 등 수질 악영향은 거의 없는 것으로 분석되었다. 계획 중인 댐의 환경영향평가 단계에서는 모델의 충분한 보정을 할 수 없기 때문에 정확한 모의에 일부 한계가 있을 수 있다. 그러나 향후 실측자료 확보를 통하여 모델의 신뢰도를 향상시킨다면, 이를 활용하여 신규 홍수조절댐의 환경영향평가 시 다양한 운영조건에 따른 수환경의 영향을 검토할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권4호
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• pp.413-424
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• 2013

오염발생부하량을 억제하고 환경 친화적으로 지역을 개발할 수 있는 유역중심의 수질관리정책으로 수질오염 총량관리제를 도입하게 되었다. 하지만 총량 관리제의 시행에도 불구하고 낙동강 주요지천인 남강 하류부의 수질이 2005년 이후 지속적으로 악화되고 있는 실정이다. 남강 하류수계는 주변의 도시와 산업지역에 비점오염원이 산재하고, 하류수계의 물의 흐름이 더욱 완만해짐에 따라 수질 악화가 가속화되고 부영양화 현상이 발생되고 있다. 부영양화된 수역에서 BOD 농도는 유역으로부터 발생한 미처리 하수가 수역으로 유입되는 영향도 있지만 하천내에서 미처리된 영양염을 이용한 식물플랑크톤의 생산에 의해 공급되는 자생 BOD의 영향도 크게 작용한다. 남강하류의 수질관리를 위해서 유입 BOD와 자생 BOD의 기여도를 파악하여 오염 원인물질을 줄이기 위한 수질관리 방안이 설정되어야 한다. 본 연구에서는 조류생산 및 사멸에 의한 내부생산 유기물 증가를 고려하도록 국내에서 개발된 QUALKO2와 미국 EPA의 QUAL2E를 이용하여 자생 BOD의 영향을 분석하였다. QUALKO2 모형에서Chl.a의 영향을 받는 구간에서 BOD 농도가QUAL2E 모형의 BOD 농도보다 증가하고, 실측값과의 상관관계를 분석해 본 결과 QUALKO2 모형에서 상관관계가 높게 나타났다. 남강 하류의 수질악화 문제를 해결하기 위하여 댐 방류량의 증가와 하수처리장 방류수질 개선 등에 의한 Chl,a의 저감 방안을 모색하여 자생 BOD를 관리할 수 있을 것이다.