• 지질공학
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• 제12권4호
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• pp.471-484
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• 2002

금강 유역의 충적층(면적 $3,029\textrm{km}^2$)에는 총 81억톤에 이르는 지하수가 부존하는 것으로 알려져 있으나, 과도한 농업활동에 의해 질소계 비료의 사용량이 증가함(250 N kg/ha 이상)에 따라 질산염 오염이 증가하고 있다 본 연구에서는 금강 권역의 대표적인 충적층 분포 지역의 충적층 지하수를 대상으로 질산염의 오염 현황 및 거동 특성을 파악하고자 광역적인 수리지구화학 연구를 수행하였다. 채취된 지하수 시료(총 186개)는 대체적으로 높은 질산염 농도(평균 42.2 mg/L, 최대 295 mg/L)를 보여주어 심하게 오염되어 있음을 나타내었다. 특히, 채취된 시료의 약 29%는 먹는물 수질 기준(44 mg/L $NO_3$)을 초과하고 있다. 연구지역 내 지하수 중의 질산염의 분포는 충적 대수층의 지구화학적 환경에 따라 크게 좌우되고 있다. 특히, 충적층 지하수의 산화-환원 전위(Eh)의 감소는 질산염의 농도 및 철과 망간의 농도 감소와 뚜렷한 상관성을 나타내었다. 따라서, 충적 대수층 지질매체 자체의 퇴적 환경의 차이를 반영하는 것으로 판단되는 산화-환원 상태(redox state)의 변화는 충적층 지하수 내의 질소계 오염물질의 거동을 지배함은 물론 탈질(denitrification)에 의한 자연저감을 조절하고 있는 것으로 판단된다. 특히, 탄소가 풍부한 실트질 충적층의 존재는 혐기성 환경을 조성함으로써, 질산염 오염에 대하여 상당한 정도의 완충 능력을 지니게 하는 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제57권2호
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• pp.271-280
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• 2024

본 연구는 지하수 내 질산염 오염관리를 위한 유럽연합(EU)의 정책 동향을 분석하고, 한국에서의 지속가능한 지하수 관리정책에의 시사점을 도출하고자 수행되었다. EU의 지하수 질산염 관리 정책은 1991년 질산염 지침 도입으로 구체화되었다. 이 지침에서는 농업활동에서 발생하는 질산염 오염 감소를 목표로 하여 회원국들에게 지속가능한 농법 적용, 질산염 농도 모니터링, 그리고 기준치 초과 지역에 대한 질산염 취약 지역 지정을 요구하였다. 2000년 수질 프레임워크 지침(WFD)은 이를 확장, 모든 수역의 좋은 상태 달성 목표를 설정했으며, 2006년 지하수 지침(GWD)은 질산염 지침을 보완하여 지하수 보호를 위한 포괄적 접근 제공과 함께 오염물질 문턱값(threshold) 설정 등을 명시하였다. 2019년에는 그린딜(Green Deal) 발표와 함께 환경 및 기후변화 대응 목표에 부합하기 위해 질산염과 관련한 조치는 더욱 강화되었다. 본 논문에서는 이러한 변천사를 살펴봄으로써 질산염 오염 감소를 위한 주요 전략과 동향을 확인하고 현재 당면한 문제를 해결하기 위해 EU는 어떠한 노력을 기울이고 있는지 파악하고자 하였다. 연구는 EU의 동향을 기반으로 국내의 질산염 오염 문제의 현황과 이를 해결하기 위한 통합 관리 방식, 규제 체계, 농업 교육 프로그램 등 주요 시사점을 도출하고자 하였다. 본 연구 결과는 예방적 조치의 강화와 이해관계자 간 협력 증진이 한국 지하수의 질산염 오염문제를 해결하고 지하수 품질을 향상시키는 단서가 될 수 있음을 제시한다.

• 한국환경보건학회지
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• 제27권1호
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• pp.1-7
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• 2001

Ammonia is used in the manufacture of fertilizers, refrigerants, stabilizers and many household cleaning agents. These wide applications resulted in ammonia contamination in water. Ammonia can be removed from water by physical, biological, and chemical methods. Ozonation is effictive in the treatment of water with low concentration of ammonia. This study is undertaken to provide kinetic data for the ozonation of ammonia with or without hydrogen peroxide. The results were as follows; The destruction rate of ammonia increased gradually with the influent hydrogen peroxide concentration up to 0.23 mM and inhibited in the range of 0.23~11.4mM, and the maximum removal rate of ammonia achieved at 0.23mM of hydrogen peroxide, and the overall kinetics was first order. The combination effect of hydrogen and ozone to oxide ammonia in aqueous solution was better than ozone alone. The reacted ammonia was converted completely to nitrate ion.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.368-371
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• 2003

Accidental release of petroleum products from underground storage tank(USTs) is one of the most common causes of groundwater contamination. BTEX is the major components of fuel oils, which are hazardous substances regulated by many nations. In addition to BTEX, other gasoline consituents such as MTBE(methyl-t-buthyl ether), anphthalene are also toxic to humans. Natual attenuation processes include physic, chemical, and biological trasformation. Aerobic and anaerobic biodegradation are believed to be the major processes that account for both containment of the petroleum-hydrocarbon plum and reduction of the contaminant concentrations. Aerobic bioremediation has been highly effective in the remediation of many fuel releases. However, Bioremediation of aromatic hydrocarbons in groundwater and sediments is ofen limited by the inability to provide sufficient oxygen to the contaminated zones due to the low water solubility of oxygen. Anaerobic processes refer to a variety of biodegradation mechanisms that use nitrate, ferric iron, sulfate, and carbon dioxide as terminal electron accepters. The objectives of this study was to conduct laboratory-scale microcosm studies in assessing enhanced bioremediation potential of BTEX and MTBE under various electron accepters(aerobic, nitrate, ferric iron, sulfate) in contaminated Soil. these results suggest that, presents evidence and a variety pattern of the biological removal of aromatic compounds under enhanced nitrate-, Fe(III)-, sulfate-reducing conditions.

• 생태와환경
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• 제37권4호통권109호
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• pp.431-435
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• 2004

이 연구는 일본의 카나가와현 츠꾸이에 위치하고 있는 선상지에서 지하수 수질을 조절하는 요인들을 평가하기 위해 질산성 질소에 의해 오염된 지하수를 수문지구화학적으로 조사하였다. 2003년 월별 지하수의 수위는 강우에 의해 크게 증감하였지만, 지하수 내의 질산성 질소 농도는 약간의 변화만을 보여주었다. 뿐만아니라 년중 대부분 지하수 수질 기준의 최고 오염 수준 $10mgL^{-1}$을 초과하였다. 2003년 1년간 지하수의 재충전량은 1,730mm(지하수 수위의 일 증가의 년간 총합인 20,056mm와 일별 감소량의 년간 총합인 18,326mm의 차이)로 나타났다. 그러나 지하수 수위의 일별 증가량의 년간 총합(20,056mm)은 년간 강우량보다 약 10배 이상 높았다. 더욱이 일별 감소량의 년간 총합(18,326mm)은 많은 양의 지하수가 질산성 질소 오염과 함께 방출되었음을 보여주었다. 상당히 높은 질산성 질소를 보유한 강우가 있은 후, 선상지를 통해 많은 양의 지하수 유출입이 관찰되었다. 결과적으로, 산림지대를 포함한 이 선상지에서는 '질소 과잉' 또는 '질소 포화' 라고 하는 상태를 반영하고 있다. 많은 양의 지하수 방출은 지표수에서 질산성 질소의 오염과 같은 환경문제를 야기할 수 있으며, 본 연구를 통해 수문지구화학적 자료가 수질관리에 유용하길 기대한다.

• 자원환경지질
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• 제39권2호
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• pp.151-162
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• 2006

경상남도 창원시 대산면에 위치하는 강변여과수 개발을 위한 충적층 지하수의 수질특성과 변화양상을 조사하였다. 지하수의 총용존고형물(TDS)은 3월에 비해 3월에 상당히 낮은 값을 보이며, 관측정에서 나타난 계절에 따른 용존산소 농도 변화 역시 강우의 함양으로 인한 지하수의 희석현상이 원인으로 판단된다. 충적층 지하수의 철(Fe)과 망간 (Mn)에 의한 오염현상은 지하수의 심도에 따른 용존산소의 감소에 따른 환원환경의 발생에 기인하며, 철은 비정질의 산화침전물이, 망간은 $MnCO_3$와 같은 탄산염 광물들이 주요 반응물질로 나타났다. 질산성질소$(NO_3-N)$에 의한 오염현상은 지하수 채취 심도에서의 산화환원 환경과 탈질반응이 중요한 역할을 한다. 질산성질소의 불규칙한 분포는 질산성질소가 관측지점 주변의 충적층의 농업시설에서 유입된 것을 지시한다. 연구부지의 관측정들 중 DS-2, D-2, DS-3, SJ-1 및 SJ-3은 주 대수층인 모래/자갈층을 관통하지 못해서, 취수정의 수질변화를 감시하는 모니터링 기능이 제한될 수 밖에 없었다. 나아가, 강변여과수 시설부지에서는, 적어도 여과부지로 사용되는 충적층에 대해서는 농업활동의 제한 등 적절한 오염방지대책이 시행되어야 한다.

• 환경영향평가
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• 제30권1호
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• pp.35-48
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• 2021

본 연구에서는 예산군에 위치한 질산성 질소 오염 지하수 부지를 대상으로 오염지하수의 지중정화현장 적용성 평가를 수행하고자, 영가철/바이오 환경정화소재를 이용한 Injected PRB(Permeable Reactive Barrier)와 관측정을 현장 오염지하수부지에 적용하고 주요 정화지표에 대한 변화를 모니터링하였다. 질산성질소, 아질산성질소, 암모니아성질소, 철 이온, TOC, 탁도 등의 항목 등을 조사하고 미생물 분석을 실시하여 지중정화기술의 현장 적용성을 평가하였다. 연구대상 부지는 농경지역으로 북쪽 경계는 하천이 서쪽에서 동쪽으로 흐르며 하천 경계를 형성하고 남쪽은 불투수 경계로 이루어져 있다. 질산성질소는 전반적으로 지하수 흐름과 유사하게 하천으로 흐르는 것으로 분석되었다. 모델링 결과, 약 3년에서 5년정도 경과 후 안정 상태로 도달하는 것으로 판단되었다. 이는 추가적인 오염원 유입이 없는 현재 상태만 고려한 것으로 지속적 오염이 유입된다면 오염범위 및 안정화 기간이 증가할 수 있다. 모니터링 결과, PRB설치 전, 후 철 이온, TOC, 탁도 값이 큰 차이를 보이지 않아 PRB의 음용수 관정 영향은 없는 것으로 판단되어 해당 지중정화기술의 지중 주입 적합성을 확인하였다. 질산성질소는 PRB 설치 42일 차까지 5 mg/L보다 낮은 농도가 유지되었으나 84일 차부터 PRB 내부의 질산성질소 제거 유효 기간이 끝나 원래의 농도를 회복하였다. PRB 설치 후 아질산성 질소와 암모니아성 질소의 검출은 PRB에 의한 질산성 질소의 환원에 의한 감소를 보여주었으며, 미생물 분석 결과 종 다양성이 증가하고 탈질 미생물을 포함하고 있는 Betaproteobacteria Class 군집이 크게 증가한 결과는 질산성 질소가 생물학적 환원작용에 의한 정화 가능성도 보여주었다.

• 자원환경지질
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• 제44권2호
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• pp.135-152
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• 2011

제주도 남측사면에서 산악지역부터 해안지역에 걸쳐 분포하는 용천수에 대해 풍수기와 갈수기의 2회에 걸쳐 측정된 $NO_3$ 농도를 수해지질학적 인자 및 토지 이용 특성 인자를 포함하는 공간 변수들의 다중선형 회귀모형으로 예측하였다. 용천수의 $NO_3$ 농도는 평균 20 mg/L이며, <0.02~86 mg/L의 범위를 보여 인위적 오염의 정도가 매우 다양하다. 공간 변수는 용천수를 중심으로 원형 버퍼를 설정하여 추출하였으며, 수정결정계수 증가율과 원형 버퍼의 제한점을 고려하여 반경 400 m를 최적 범위로 설정하였다. 선택된 회귀 모형들은 p-값과 더빈-왓슨 통계치에 근거하여 모두 통계적으로 유의하였다. 설명변수는 수정결정계수, Cp (total squared error), AIC (Akaike's Information Criterion)등을 기준으로 선택하였으며 변수들의 유의성과 다중공선성을 확인하여 최적 회귀 모형을 제시하였다. 일부 용천수들은 이상치로 확인되었으나 전체 시료의 10%이내였으며, 이들은 원형 버퍼를 사용하는 다중회귀분석의 한계를 지시한다고 할 수 있다. 변수의 유의성 기준으로 선정된 최적 회귀 모형의 결정계수는 이상치 제거 전이 0.74-0.79, 제거 후가 0.86-0.87의 범위로 높은 설명력을 보여주었으며, 자연지역 면적 비율이 용천수의 $NO_3$ 농도에 가장 큰 영향력을 가지는 것으로 나타났다. 용천수 $NO_3$ 농도에 대한 인위적 토지이용의 영향력은 최적 버퍼 반경에서 두 조사 시기 모두 과수원 > 주거지역 > 밭의 순으로 나타났다. 이러한 결과는 제주도 남측사면 용천수의 수질이 수리지질학적 인자보다는 토지 이용 특성에 크게 좌우됨을 지시하며, 용천수의 오염 취약성이 주변의 지표 오염원, 특히 과수원 분포에 민감함을 보여준다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권5호
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• pp.57-73
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• 2008

논산 북부지역의 천부 및 암반 지하수는 질산성 질소 농도가 최고 49 mg/L이고, 22%의 시료가 먹는물 수질기준을 초과해 질산성 질소 오염이 심각함을 보여 주었다. 토지 이용 별로 통계적으로 의미있는 농도 차이를 보여 토지 이용이 이 지역 질산성 질소 오염에 대한 주요 지배 요인임을 지시하였다. 이 지역의 질산성 질소 오염을 예측하기 위해 토양 특성, 지형 구배, 토지 이용 등의 지표 수리지질 인자, 관정의 심도와 고도 등의 관정 제원 인자와 현장수질(T, pH, DO, EC)을 변수로 하며, 천부 지하수와 암반 지하수의 두 그룹으로 나누어 다중 회귀 분석을 실시하였다. 수리지질 인자는 관정을 중심으로 하는 원형 버퍼내에서 차지하는 면적 비율을 구하여 변수로 결정하였다. 회귀 분석은 가능한 모든 변수 조합에 대해 실시하였으며 모형의 수정 결정 계수 기준으로 최적 모형을 선정하였다. 수리지 질 인자를 이용한 회귀 분석에서 버퍼 반경에 따라 천부지하수는 50 m, 암반지하수는 300 m에서 가장 높은 결정 계수가 나타났다. 천부 지하수는 암반 지하수보다 높은 결정계수를 보여 지표 수리지질 인자에 더 민감함을 보여 주었다. 천부 지하수에서는 토지 이용, 암반 지하수에서는 토양 특성이 주요 변수였고, 토지 이용 중 주거 지역은 두 그룹에서 모두 중요 변수였다. 수리지질 인자와 현장 수질 항목을 사용한 회귀 분석에서는 천부지하수에서는 EC, 논지역, pH 등이, 암반 지하수에서는 DO, EC, 자연지역 등이 주요 변수였다. 현장 수질 항목이 수리지질 인자보다 월등히 강한 설명력을 보여 일상적으로 측정되는 현장 수질 항목이 질산성 질소 오염 평가에서 개별 관정에 대해 중요한 정보를 제공할 수 있음을 보여 주었다. 이번 연구에서 결정된 최적 버퍼 반경은 관정으로의 오염 물질 유입 시간 추정에 활용될 수 있다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권6호
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• pp.73-77
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• 2009

연구대상지역내에는 지하수수질이 상이한 상 하부 대수층이 각각 발달되어 있었다. 하부 대수층내 지하수의 주 오염원인은 상부의 질산성질소로 오염된 천부지하수가 지하수공 내로 유입되었기 때문으로 사료된다. 폐기 또는 방치지하수공을 통한 질산성질소의 하부 대수층으로 오염 확산 억제를 위하여 예비팩커를 공 내부에 설치하고 패커 상, 하부의 질산성질소 함량을 측정하였다. 예비패커 설치후 상, 하부 구간의 질산성질소 함량은 예천군 신월리 경우, 상부는 10.3 mg/L 이었으나 하부는 5.0 mg/L로 상부에 비해 50% 낮은 함량을 나타내였다. 예천군 어신리는 상부는 11.3 mg/L 이었으나 하부는 8.8 mg/L로 상부에 비해 22% 낮은 함량을 보였다. 예천군 저우리는 상부는 11.0 mg/L이고 하부는 1.6 mg/L로 상부에 비해 85% 낮은 함량을 보였다. 안동시 회곡리는 상부는 14.6 mg/L 이었으나 하부는 8.0 mg/L로 상부에 비해 45% 낮은 함량을 나타내였다. 연구지역에서 예비패커를 적용한 결과 패커 하부의 질산성질소 함량은 상부에 비해 22~85% 낮게 나타내였다.