• 한국환경복원기술학회지
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• 제12권1호
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• pp.111-122
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• 2009

Abatements of TN and ${NO_3}^-$-N in a horizontal subsurface-flow wetland with litter layer on its surface were compared with those without one. The wetland was constructed in 2001 on floodplain of the Gwangju Stream which flows through Gwangju City in Korea. Its dimensions were 29m in length, 9m in width and 0.65m in depth. A bottom layer of 45cm was filled with crushed granites (15~40mm in diameter) and a middle layer of 10cm had pea pebbles. An upper layer of 5cm contained coarse sands. Reeds (Phragmites australis) growing in natural wetlands were transplanted on its surface. Water of the stream was channelled into the wetland by gravity flow and its effluent was discharged back into the stream. Average Litter layer of 12.2cm was formed on its surface in 2007. The layer and above-ground parts of reeds were eliminated in April 2008. Volumes and water quality of influent and effluent of the wetland were analyzed from May to November in 2007 and 2008, respectively. Inflow into the wetland both in 2007 and 2008 averaged approximately 40$m^3$/day and hydraulic residence time both in 2007 and 2008 was about 1.5days. Influent TN concentration in 2007 and 2008 averaged 3.96 and 3.89mg/L, respectively and average influent ${NO_3}^-$-N concentration in 2007 and 2008 was 2.11 and 2.05mg/L, respectively. With a 0.05 significance level, influent concentrations of TN and ${NO_3}^-$-N, temperatures and pH of effluent, and heights and stem numbers of reeds showed no difference between the wetland with litter layer and without one. TN retention in the wetland with litter layer and without one averaged 64,76 and 54.69%, respectively and ${NO_3}^-$-N removal averaged 60.83 and 50.61%, respectively. Both TN and ${NO_3}^-$-N abatement rates in the wetland with litter layer were significantly high (TN abatement: p<0,001, ${NO_3}^-$-N abatement: p=0.001) when compared with those without one. The subsurface-flow wetland having litter layer on its surface was more efficient for TN and ${NO_3}^-$-N removal.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권1호
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• pp.12-27
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• 2004

본 연구에서는 벤젠을 대상으로 오염된 지하수를 생활용수로 사용했을 때 발생하는 실내오염도를 모사하고 실내에서 가능한 흡입, 섭취, 피부흡수와 같은 노출경로를 고려하여 노출시나리오를 자성하였다. 인체에 유입된 벤젠에 대하여 PBPK 모델을 이용하여 인체의 각 장기에 어떻게 분포하는지를 분석하였다. 결과에서 흡입과 섭취가 주요노출 경로였으며 남성이 여성보다 많은 호흡량으로 인해 보다 높은 노출속도를 유지하였다. 노출속도에 대한 피부흡수의 공헌도는 상대적으로 매우 작았다. 단기노출의 결과 오염물 노출에 대하여 SPT, RPT,간의 정맥혈 중 벤젠농도는 빠르게 증감하는 반면 지방의 경우는 느리게 반응하였고 많은 벤젠이 지방세포에 축적되어 정맥혈에는 적은 농도로 존재하였다. 장기간 노출에서 여성은 남성보다 전체적으로 2.1배 많은 벤젠을 체내에 축적하고 있는 것으로 나타났다. 장기간 노출에서 총유입벤젠의 98%가 호흡과 대사분해에 의해 제거되었다. 흡입경로는 벤젠이 호흡배출에 의해 69.8% 제거되었으며 섭취경로는 48.4%로 오염물이 유입되는 위치에 따라 각각의 제거기작의 공헌도가 다르게 나타났다. 본 연구의 결과는 실내오염에 따라 오염물이 체내에 흡수되고 분포ㆍ제거되는 현상을 이해하고 노출저감대책을 마련하는데 필요한 자료를 제공하고자 하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권3호
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• pp.202-208
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• 2009

갯벌과 주변 연안역 사이의 물질순환, 특히 영양염 순환에 있어서의 갯벌의 역할을 이해하기 위해 서해 남부 해역의 대표적 갯벌인 함평만 입구에서 4차례(2008년 8월 5일과 18일, 2008년 10월 28일, 2009년 2월 9일)에 걸쳐 조위변화에 따른 영양염 변동을 조사하였다. 연구 결과에 의하면 수온은 조위변화에 따라 여름철 간조시 높고 만조시 낮은 반면, 가을과 겨울철은 간조시 낮고 만조시 높아 여름과 대조적인 경향을 보인다. 염분은 조위가 상승함에 따라 외해수가 유입되어 여름/겨울철에 만조시 높고, 간조시 낮은 일반적인 경향을 보이는 반면, 가을철에는 만조시 낮고 간조시 높은 반대의 경향을 보인다. 모든 계절에서 만조와 간조시 염분의 차는 0.3 psu미만이였다. 한편 함평만에서 관측된 모든 영양염은 조위변화에 따라 여름철 만조시 낮고 간조시 높은 반면, 겨울철은 만조시 높고 간조시 낮아 여름철과 반대의 패턴을 보인다. 특징적으로 가을철은 조위변화에 따른 뚜렷한 농도변동을 보이지 않았다. 이러한 결과는 함평만 갯벌이 여름철에는 영양염의 공급원으로 겨울철에는 영양염의 제거원으로 작용하고 있음을 보여준다. 이와 같은 영양염 계절별 조위변동은 외해수와 갯벌에서의 영양염 농도 차이를 반영하는 것으로 갯벌과 외해수 사이의 상호 복합적인 요인에 의해 나타나는 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제34권6호
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• pp.539-553
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• 2001

한강수계분지 내의 한강 하천수와 한강 하천으로 유입되는 지천 수의 용존 이온 농토의 특성과 그 기인을 연구하였다. 북한강 하천수의 용존 이온농도는 Ca)Na>K>Mg, HCO$_3$>NO$_3$>SO$_4$>Cl 순이며 이들 원소들의 농도는 주로 누계분지 내에 분포하고 있는 화강암과 편마암비 화학적 풍화의 영향을 받고 있다. 한편, 남한강 하천수의 주요 이온농도는 Ca>Mg)Na>K, HCO$_3$>SO$_4$>NO$_3$>Cl 순으로 감소한다. 이는 수계분지 내에 분포하고 있는 탄산염안의 영향과 태백산 지역의 탄광과 금속광산에서 발생한 광산 폐수의 유입 때문으로 해석된다. 한강본류 하천수는 Na, Cl, SO$_4$(Ca>Na>K)Mg, HCO$_3$>SO$_4$4>Cl>NO$_3$) 농도가 놀게 나타나 서을 도심의 인간 환동에 의한 오염 영향을 받고 있음을 의미하고 있다. 1981년부터 1999년 사이에 한강 하천수의 SO$_4$와 NO$_3$이온농도는 헌저히 증가하여 산성광산 폐수와 생활하수에 의한 오염의 증가를 반영하고 있다.

• 생태와환경
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• 제43권1호
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• pp.11-18
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• 2010

본 연구의 대상지역인 탄천은 한강에서 합류되는 대표적인 도심지역 하천으로 주변 지역의 점오염원 및 비점 오염원을 통해 오염물질이 지속적으로 유입되고 있다. 본 연구논 전 구간에 걸쳐 하천수와 퇴적물의 오염도 평가를 수행하였다. 또한 이 결과를 바탕으로 두 지점을 선정해 미생물 두 종과 개량송사리에 대한 퇴적물 공극수(sediment pore-water) 생태독성시험을 수행하였다. 하천의 수질측정 결과 상류에서 하류로 갈수록 오염이 심해지는 경향을 보였으며, 공공하수처리시설 방류수 유출지점에서 그 상승폭이 증가하여, 하천수에 대한 주요 오염원으로 판단할 수 있다. 그러나 하천수 내의 중금속은 그 오염도가 낮은 수준으로 하천수질기준을 초과하지 않았으며 생태계에 영향을 야기할만한 수준은 아닌 것으로 판단하였다. 퇴적물 중금속은 대부분이 극외의 퇴적물 권고수준(ISQG) 미만이었으나 일부 구역에서 비소와 구리의 농도가 높게 관찰되었다. 또한, 구리의 경우 전 구간에 걸쳐 높은 농도를 보이고 있다. 구리는 생태독성이 높은 중금속이므로 이에 대한 우선적인 관리가 요구된다. 한편 퇴적물 중금속 농도는 하류로 갈수록 낮아지는 경향을 보였는데 이는 하류 지점 토성에 모래 함량에 의한 것으로 사료된다. 또한 유기물도 모래 함량과 반비례 관계로 대교 부근과 공공하수처리장 방류수 유입 이전 지점에서 높은 수치를 나타내어, 퇴적물의 토성에 의해 오염도가 변화되는 양상을 나타내었다. 생태독성시험 퇴적물 채취지점에 대한 질소와 인의 측정 결과 모두 높은 수치를 나타내었으며 $NH_4$-N을 많이 함유하고 있어 오염물이 대상 지역 인근에서 유입됨을 판단할 수 있었다. 공극수 독성시험 결과 대교 부근 지점에서는 독성 영향이 낮았으나, 공공하수처리시설 방류수 유입지점에서 치사율이 관찰되었다. 따라서, 실험대상 퇴적물은 생태위해우려가 있는 수준은 아닌 것으로 평가되었다. 그러나 퇴적물에서 용출되는 독성물질들은 주로 퇴적물과 하천수의 경계에서 살아가는 초기 생장단계의 유생생물들에게 영향을 미칠 가능성이 있으므로 수생태계 보존을 위한 관리대책이 요구된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제56권5호
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• pp.11-19
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• 2014

The objective of this research was to investigate concentration and load of nutrients such as total nitrogen (TN), nitrate nitrogen ($NO_3$-N) total phosphorous (TP), and phosphate phosphorous ($PO_4$-P) in a 23.4-ha paddy fields watershed with river water source. Water samples for irrigation water, drainage water, ponded water and groundwater were collected, and irrigation and drainage water were measured at 5~10 day intervals during normal days and at 2~6 hours intervals during three storm events. The amount of irrigation water in the study area was over 2,000 mm, which is almost identical to that in the area irrigated from a large reservoir but much more than that in the area irrigated from a pumping station. Mean flow-weighted concentrations of TN and TP in irrigation water were 2.8 and 0.15 mg/L, respectively, higher than those in the area irrigated from a large reservoir or a pumping station. The ratios of irrigation load to total inflow load for TN and TP were 88 %, and the ratios of surface outflow load to total outflow load for TN and TP were over 90 %, indicating that total nutrient load may be greatly affected by water management. The nutrient loads per area in the study area were estimated as TN 21.1 kg/ha and TP 1.1 kg/ha. Especially, the TP load per area in the study area was smaller than that in the area irrigated from a large reservoir or a pumping station. This may be because outflow load is not high likely due to sedimentation of particulate P and irrigation water load is high due to high TP concentration in irrigation water and high amount of irrigation water.

• 한국방재학회 논문집
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• 제6권4호통권23호
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• pp.37-47
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• 2006

도시화로 인한 유출량의 증가 및 도달시간의 단축은 도시재해의 한 원인이 되고 있다. 이를 막기 위하여 도시 배수유역내에 저류지를 설치하여 하수관거의 통수능 이하로 방류량을 조절하는 방안을 고려할 수 있다. 기초계획 단계에서의 저류지 설계를 위해서는 복잡한 연관성을 지니고 있는 제반 변수를 고려하지 않고 대표적인 관련 주요변수를 택하여 저류용량을 결정하는 여러 가지 저류지 계획모형이 이용되고 있다, 기왕의 저류지 계획모형에서는 주로 도시화 특성인자인 첨두유량비$(\alpha)$와 도달시간비$(\gamma)$를 활용하고 있다. 본 연구에서는 재해영향평가서 22개소의 저류지를 분석대상으로 하여 도시화에 따른 도시배수유역 특성인자와 저류지 특성인자간의 분석을 통해 저류지의 계획단계에서 활용할 수 있도록 편의성을 도모하고자 한다. 첨두유량비 $\alpha$가 도달시간비 $\gamma$보다 저류 용량에 미치는 영향이 더욱 민감함을 알 수 있었으며, 개발전 후의 유출계수비 $\beta$가 설계강우강도의 지역계수 n값 보다 $\alpha$에 미치는 영향이 작음을 알 수 있었다. 사다리꼴 설계수문곡선을 사용하는 경우에는 강우지속기간이 저류비에 미치는 영향이 큰 것을 알 수 있었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제47권1호
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• pp.79-91
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• 2005

Wetland systems are widely accepted natural water purification systems around the world in nonpoint sources pollution control. Constructed wetlands have become a popular technology for treating contaminated surface and wastewater. In this study, the field experiment to reduce nonpoint source pollution loadings from polluted stream waters using wetland system was performed from June 2002 to March 2004, including winter performance using four newly constructed wetlands. The Dangjin stream water flowing into Seokmun estuarine lake was pumped into wetlands, and inflow and hydraulic residence time of the system was $500m^{3}{\~}1500m^{3}/day\;and\;2{\~}5$ days respectively. After 3 years operation plant-coverage was about $80~90\%$ from zero at initial stage even with no plantation. Average water quality of the influent in growing season was BOD_{5}\;3.96mg/L$, TSS 22.98 mg/L, T-N 3.29 mg/L, T-P 0.30 mg/L. The average removal rate of four wetlands for $BOD_{5},\;TSS,\;T-N\;and\;T-P$ in growing season was $24\%$, $62\%$, $54\%$, and $51\%$, respectively. And average water quality of the influent in winter season was $BOD_{5}$ 4.92 mg/L, TSS 12.47 mg/L, T-N 5.54 mg/L, and T-P 0.32 mg/L, respectively. The average removal rate of four wetlands for them was $-21\%$. $23\%$, $33\%$, and $53\%$, respectively. The reason of higher BOD_{5} effluent concentration in winter season might be that low temperature restrained microorganism activity and a organic body from the withered plant and algae was flown out. Except the result of $BOD_{5}$, the effectiveness of water quality improvement in winter season was satisfactory for treating polluted stream waters, and $BOD_{5}$ variation was within the range of background concentration. Performance of the experimental system was compared with existing data base (NADB), and it was within the range of general system performance. Overall, the wetland system was found to be satisfactory for NPS control such as improvement of polluted stream water.

• 생태와환경
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• 제42권2호
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• pp.242-252
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• 2009

본 연구에서는 국내 인공호 4대 수계 39곳을 선정하여 2003년 1월부터 2007년 12월까지 5년간의 수질 측정 자료를 바탕으로 우리나라에 적합한 다변수 수질평가 모델을 개발하고, 그 모델을 이용하여 2008년 1년간의 자료를 통해 팔당호와 대청호의 수질평가를 실시하였다. 개발된 다변수 수질평가 모델은 4개의 수질변수를 각각 부영양, 중영양, 빈영양의 3단계로 나누어 점수를 부여하고, 수질변수별 획득점수를 총합하여 총점으로 계량화하였으며, 총점을 구간별로 5등급으로 나누어 최종 수질등급을 부여하였다. 새롭게 제안된 수질평가 모델의 적용 결과, 팔당호는 전반적으로 보통(Fair) 및 악화 (Poor)상태로 나타났으며, 대청호는 최적(Excellent) 및 좋음(Good) 상태로 나타났다. 일반적으로 수자원의 가치를 결정하는 수질항목 중 가장 보편적인 중요성을 가지는 것은 유기물의 함량이며 이런 유기물은 수체 내 여러 요인에 의해 영향을 받을 수 있다. 그렇기 때문에 새로운 수질평가 모델을 개발함에 있어 수체의 수리 수문학적 특성을 비롯해 물리적 특성, 화학적 특성, 생물학적 특성 등의 각종 이화학적인 특성이 고려되었으며, 이러한 항목을 각각 평가 모델의 4가지 메트릭으로 선정하여 호소의 평가에 있어 복수의 측정지표가 활용될 수 있도록 하였다. 이러한 복수 지표를 활용해 개발된 다변수 수질평가 모델은 호소의 영양 단계를 평가함에 있어 보다 정확한 판단을 가능하게 할 것이며, 효과적인 호소의 관리에 도움을 줄 수 있을 것이라 사료된다.

• 생태와환경
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• 제37권2호통권107호
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• pp.180-192
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• 2004

본 연구는 2002년 11월부터 2004년 2월까지 수심이 얕은 부영양상태의 저수지에서계절에 따른 수질변화와이에 대한 유입 부하량 영향을 평가하기 위해 이루어졌다. 수심간의 수온차가 $1^{\circ}C\;m^{-1}$ 이상의 수온약층이 5월에 형성되었고, 심층에서 2 mg $O_2\;L^{-1}$ 이하의 낮은 산소농도가 5월부터 9월까지 관찰되었다. $Z_{eu}/Z_{m}$은 0.2${\sim}$l.1의 범위로 수온약층 형성으로 혼합 층이 수심 4m근처이고 유광대 층이 수심 4.3m였던 5월을 제외하고는 대부분의 기간 동안에 유광대층에 비해 혼합층의 수심이 깊은 것으로 나타났다. 수체내 질소는 1.1 ${\sim}$ 4.5 mg N $L^{-1}$ 의범위로, 대부분이 용존 형태(Avg. 58.7%)로 존재하고 있었으며 결빙된 수표면의 해빙 시에 암모니아성 질소와 질산성질소가 증가하였다. 저수지내 총인 농도는43.g${\sim}$126.6 ${\mu}g\;P\;L^{-1}$범위로 대부분은 입자성인의 형태(Avg. 80%)로 존재하고 있었다. 용존무기인 농도는 심층에서의 일시적인 증가가 관찰된 7월과 8월을 제외하고는 10 ${\mu}g\;P\;L^{-1}$ 이하였다. 엽록소 a 농도의 뚜렷한 증가는인 유입부하량이 많았던 7월 (99 ${\mu}g\;L^{-1}$)과 11월 (109 ${\mu}g\;L^{-1}$)에 관찰되었고 수체내 총인과 양의 상관성을 보였다(r=0.55, P<0.008, n=22).수층간의 평균 엽록소 a 농도는11월 8일에 84.5${\pm}$29.0 ${\mu}g\;L^{-1}$으로 가장 높았고 2월에13.5${\pm}$ 1.0 ${\mu}g\;L^{-1}$로 가장 낮았다. 유입수량이 증가할 수록유입수내 층인 농도도 증가하는 경향을 나타냈으며(r=0.69,P<0.001), 1년 중 강우량이 많았던 7월 25일 하루동안에 연간 총인 유입부하량의 40.5%가 유입되었고, 11월 8일에도 17.1%가 유입되었다. 유역으로부터 유입되는총인 부하량은 159.0kg P $yr^{-1}$였고, 식물플랑크톤에 의해직접 이용 될 수 있는 용존무기인 부하량은 126.3 kg P $yr^{-1}$로 총인의 77.7%에 해당하였다. 총 질소 부하량은 5.0 ton $yr^{-1}$로 총 인 부하량(159.0 kg P $yr^{-1}$)에 비해 30배 정도 많았으며, 총질소 부하 중 무기질소 부하량은3.9 ton $yr^{-1}$로 총 질소의 78%였다. 인 임계 부하량은 1.6 g ${\cdot}$ $m^{-2}$${\cdot}$$yr^{-1}$으로 과잉임계부하량을 상회하는 수준 이였다. 본 연구결과 저수지의 유역으로부터 유입되는 많은양의 유입 인 부하는 저수지 수질의 계절적인 변화 뿐 만아니라 부영양화의 가장 큰 원인으로 나타났으며, 중영양상태의 수질을 유지하기 위해서는 총인 유입부하량(159 kg $yr^{-1}$)의 71%가 감소되어야 할 필요성이 제기되었다. 또한 여름철 심층 산소 고갈이 야기되었고, 이 시기에 퇴적물로 용출된 인이 식물플랑크톤 성장에 이용될 수 있기때문에 퇴적물에 대한 관리도 수행될 필요가 있다.