• 한국산학기술학회논문지
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• 제3권4호
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• pp.295-302
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• 2002

본 연구는 천연계 계면활성제의 하나인 사이클로덱스트린을 이용한 화학적 토양세정을 다룬다. 두가지 polycyclic aromatic hydrocarbon인 phenanthrene과 naphthalene을 오염물질로 선정하고 토양종류 및 세정강도를 주변수로 하여 수직칼럼 상에서의 오염물질 제거효과를 분석, 고찰하였다. 실험실 규모의 연구결과, 오염원 제거효율은 세정액의 유량, 농도, 온도 및 토양칼럼의 공극률에 비례하는 것으로 나타났으며, 형광광도 분석과 methylene blue와 같은 염료 라벨링 분석을 통하여 초기 세정은 토양과 계면활성제의 흡착에 의존하고 세정이 거듭될수록 유체흐름에 의한 전단력이 주요변수임을 확인할 수 있었다. 본 데이터는 향후 pilot 규모의 현장세정시 기초자료로 활용가능하며, 세정전략 (회분식, 연속식)수립에 유용할 것으로 사료된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제47권5호
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• pp.63-71
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• 2005

In-situ soil remediation mechanism through the vertical drains (VDs) is analyzed with numerical model as the error and complementary error function. Results from in-situ test and analysis indicate that the contaminant concentration ratio as initial one ( C/$C_0$) increases as the radius ratio ( r/R) increases from the injection well, and also increases as the depth ratio ( z/ H) increases from the top of contaminated area. The elapse time needed to attain $50\%$ and $90\%$ clean up level ($ t_{50},\;t_{90}$) increases as the radius ratio ( r/R) and the depth ratio ( z/ H) increase. As above results, the procedure of soil flushing in contaminated area using vertical drains makes progress from the top of injection well to the bottom of extraction well.

• 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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• 제14권2호
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• pp.17-25
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• 2009

토양 세척/세정(soil washing/flushing)기법을 적용하여 카드뮴과 구리로 오염된 토양을 처리하기 위해 최적의 유기산 및 무기산 용출제 선정 실험을 batch 및 column test를 통하여 수행하였다. 널리 알려진 EDTA와 비교한 Citric acid는 저분자 유기산 용출제로 구리와 카드뮴의 제거효율이 EDTA를 제외한 다른 유기산 용출제에 비해 처리효율이 높았으며, 탄산은 독성이 가장 낮으면서 토양공극효과를 동시에 수반할 수 있는 무기산 용출제로 확인되었다. 최적의 유/무기산 혼합용출제는 citric acid와 탄산의 혼합 용출제였으며, 최적 농도비는 citric aicd:탄산 = 10:1이었다. 이때의 카드뮴과 구리의 제거효율은 각각 46%와 39%이였다. 탄산은 공극 막힘 현상을 완화시키는 역할으 하는 것으로 확인되었으며, 이는 EDTA + 탄산과 citric acid+탄산에서 용출제의 유량이 점차 증가하는 것을 확인하였따. 따라서, 유/무기산 혼합 용출제는 카드뮴 및 구리로 오염된 토양 처리를 위한 세정 복원기법의 실제현상 적용 시 발생하는 토양공극 막힘 연상을 개선시켜 줄 수 있다.

• 한국토양환경학회지
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• 제2권2호
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• pp.95-103
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• 1997

유기화합물로 오염된 지반을 정화하는 방법 가운데 화학약액을 주입하는 흙세척 방법은 매우 효과적인 것으로 알려져 있다. 이를 실험실에서 재현하는 경우에는 일반적으로 연성벽체의 주상실험을 실시하게 된다. 이때 유기화합물로 오염된 시편을 화학약액으로 세척하는 과정 중에서 일부의 유기화합물은 연성벽체를 통하여 확산되고, 확산된 양은 화학약액에 의한 세척효율 산정시 반드시 고려하여야 할 것으로 나타났다. 연성벽막을 통한 확산량을 조사하고자 다섯가지의 유기화합물(페놀, 아닐린, 나이트로벤젠, 퀴놀린, 및 2나프톨)을 이용하여 breakthrough 시험을 실시하였다. 나이트로벤젠은 75% 이상이 벽막을 통하여 확산되었다. 나머지의 유기화합물은 25%이하의 확산량을 보였다. 실험중 생분해 효과는 관찰되지 않았다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제1권3호
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• pp.83-92
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• 2001

현재 운영중인 주유소를 대상으로 토양 및 지하수 오염 정도를 조사하였고 오염물 제거를 위한 물리 화학적 복원기술 적용성에 대한 연구를 실시하였다. 현장의 토양이나 지하수는 국지적으로 차이가 있었으나 토양오염 대책기준을 초과하여 토양층에 유동성 (Free Liquid) 상태의 유류가 존재할 정도로 상당히 오염되어 있다는 것을 확인하였다. 유류 오염 토양에 pilot scale 규모의 토양세척법과 토양가스추출법 (SVE)을 설치하여 운전하였다. 토양세척법의 경우 계면활성제인 Tween80 용액을 주입 한 후 하부에서 추출된 유출수내의 오염물질의 농도를 측정한 결과 용해도 증가에 의하여 TPH 농도의 증가는 약 10배에 이르는 것으로 조사되었으나 유류 유동성의 증가는 관측되지 않았다. SVE법의 경우 추출 1일 경과 후 BTEX와 TPH에 대하여 각각 4kg/day 및 90 kg/day의 최대 제거효율을 보였으며 추출이 지속됨에 따라 제거율이 감소하였다. SVE공정의 효과적 운영을 위하여는 지하수위의 높이에 대한 고려와 오염물의 휘발화 (volatilization)와 추출속도의 평형화를 위한 조절이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권6호
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• pp.8-17
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• 2006

현장비원위치(Ex-situ) 공법 적용이 불가능한 부지에서, 디젤로 오염된 오염 토양과 지하수를 동시에 복원하기 위하여 과산화수소를 이용한 현장원위치 화학적 산화법(chemical oxidation)과 공기분사법(air-sparging)을 연계한 복합 복원 공정의 정화 효율 규명을 위한 실내 실험을 실시하였다. TPH 농도가 2,401 mg/kg(A 토양)과 9,551 mg/kg(B 토양)인 두 종류의 현장 오염 토양을 대상으로 과산화수소용액을 이용한 화학적 산화법의 디젤 제거 효율 규명을 위한 배치(회분식) 실험 결과, 과산화수소 50% 용액에 의해 토양 초기 TPH 농도의 18%와 15%까지 감소하였다. 과산화수소 용액 20%를 이용한 칼럼 세정 실험 결과, 세정에 의해서 A 토양과 B 토양의 경우 각각 초기 TPH 양의 78%와 72%가 제거되었다. 칼럼 실험에서 과산화수소의 산화반응에 의해 완전 분해되어 무기가스상(주로 $CO_2$과 $H_2O$)으로 제거된 양까지 고려한다면, 과산화수소용액이 오염 토양과 접촉하면서 충분한 산화과정을 거쳐 대부분의 유류가 토양으로부터 제거되었음을 알 수 있었다. 공기분사법을 이용한 디젤 오염 지하수 정화 실험의 경우, TPH 농도가 820 mg/L인 고농도의 인공 지하수 경우에도 공기분사 72시간 이내에 폐수배출허용기준인 5 mg/L 보다 낮아져, 디젤 제거 효율이 매우 높은 것으로 나타났다. 다만, 오염 토양 내 다량의 디젤 자유상이 존재하는 경우 토양으로부터 지하수로의 지속적인 자유상 디젤의 질량 이동에 의하여, 공기분사법의 지하수 정화 효율은 매우 낮았다. 마지막으로, 과산화수소를 이용한 현장원위치 화학적 산화법과 공기분사법을 연계한 복합 공정의 디젤 정화 효율을 규명하는 박스 실험을 실시하였다. 토양 내 자유상 디젤을 먼저 제거하기 위해 과산화수소 용액을 이용한 토양세정법을 실시한 후, 토양 내 TPH가 제거 되는 정도에 따라 후차적으로 공기분사법을 적용함으로써 토양 및 지하수로부터 디젤을 효과적으로 제거할 수 있었다. 20% 과산화수소 용액의 23 L 세정과 2,160 L의 공기분사에 의해 토양의 TPH 농도는 9,551 mg/kg에서 390 mg/kg으로 낮아졌으며, 오염 지하수의 TPH 농도도 5 mg/L 이하로 낮출 수 있었다. 본 실험들에서 얻어진 결과를 바탕으로 실제 현장에서 대단위 공정을 운영하는데 필요한 복원 공정의 최적 조건들을 도출해 낼 수 있으리라 판단되며, 유류로 오염된 토양 뿐 아니라 오염 지하수까지 동시에 정화할 수 있는 복합 공정 개발을 위한 중요한 기술 자료로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.39-46
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• 2008

개발사업과 산업발달로 인하여 발생되는 유해화학물질과 유류사용량이 늘면서 화학물질과 유류를 저장하는 지하저장탱크에서의 오염물질 유출로 토양 및 지하수 오염이 심각해지고 있다. 또한, 산업지역, 공장지대가 밀집된 매립 지반에서는 투수계수가 낮아 오염물질 추출에 한계가 있다. 이러한 문제해결 방안의 하나로 연약지반 개량공법에서 사용되고 있는 연직배수재를 이용하여 기존의 복원기술인 토양세정공법의 효율을 증진시킨 연직배수시스템에 대한 연구를 수행하였다. 오염된 지반의 복원을 목적으로 사용한 연직배수시스템의 적용성 평가를 위하여 오염토양 복원시 오염지반에 영향을 주는 인자에 대한 유효성 등을 분석하였다. 본 연구에서는 연직배수시스템의 적용성을 위하여 오염토양 복원시 오염지반에 영향을 주는 인자에 대한 공학적 특성을 바탕으로 파일럿 규모의 실내 오염복원 실험을 통한 오염물질의 복원효율 등을 분석하였다. 또한, 염화나트륨을 복원실험의 추적자로 사용하였고, 도출된 결과를 바탕으로 SEEP/W와 CTRAN/W 유한요소해석 프로그램을 이용하여 압력수두와 지속시간에 따른 농도변화, 각각의 지반조건에 대한 복원률의 오염물질 흐름 해석을 통한 유효성을 평가하였다. 결과, 오염지반의 투수계수는 흐름속도와 연직배수재를 통한 추출률과 관계되며, 흐름속도와 추출률은 분산지수에 영향을 미치게 되어 결국 원위치 오염복원 과정시 중요한 역할을 하게 된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.83-91
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• 2003

본 논문에서는 동전기초음파정화기술을 이용하여 오염지반내의 중금속 및 유기물질을 제거하는 연구를 수행하였는데, 지반내 오염물질의 이동 및 제거에 대한 동전기기술과 초음파기술의 복합효과 분석에 초점을 두었다. 일반적으로 오염지반내에서 동전기기술은 중금속을 제거하는데 탁월하며 초음파기술은 유기물질을 제거하는데 탁월한 것을 보고되어 있는바 이들 두 기술의 장점을 이용한 복합기술을 고안하게 되었다. 특수하게 고안된 실험장비를 이용하여 동전기기술과 초음파기술을 결합한 실내토양세척실험을 실시하였다. 본 실험에서는 단순, 동전기, 초음파, 동전기&초음파의 4조건에 대하여 토양세척실험을 실시하였다. 오염물질로는 중금속으로는 납, 유기물질로는 에틸렌글리콜을 사용하였다. 실험결과 동전기기술과 초음파기술을 도입한 경우 유출량, 투수계수, 오염물질 제거율이 단순기술에 비하여 상대적으로 크게 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 동전기초음파정화기술을 현장에 적용할 수 있는 가시적인 결과를 얻게 되었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.283-286
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• 2002

유류로 오염된 부지에 토양세정기법을 적용하기 위한 전 단계로, 실험실 규모의 컬럼실험을 통하여 pilot 규모 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 흔합계면활성제의 효율이 가장 우수하였으나, 예비실험 결과 음이온계 계면활성제인 SDS는 미생물에 독성을 끼치는 경향이 있는 것으로 나타나 같은 농도에서 효율이 거의 유사한 POE$_{5}$와 POE$_{14}$ 혼합계면활성제를 이용하여 실험하였다. 선정된 혼합계면활성제를 적용하여 디젤 오염토양 세척능력을 검토한 결과 세척제 농도 1%까지는 효율이 증가하다가 1% 이상의 농도에서는 다시 감소하는 경향을 나타내었으며, 계면활성제 배합비는 1:1로 혼합하였을 경우 세척효율이 가장 우수하였다. 따라서 POE$_{5}$와 POE$_{14}$ (1:1) 1% 혼합계면활성제를 세척제로 선정하였다. 컬럼실험 결과, 주입 flux가 클수록 세정 제거된 총 유류의 양이 증가하였으며, 같은 pore volume의 세정용액 통과 시에는 flux가 작을수록 제거효율이 좋았다.