• 대한환경공학회지
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• 제27권8호
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• pp.892-899
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• 2005

지하수는 지표수에 비하여 수질이 양호하며 외부로부터의 오염원이 적은 편이다. 하지만 현재 우리나라의 지하수도 산업화, 도시화에 의하여 많은 오염이 발생되고 있다. 그 중에서도 PCE와 TCE는 난분해성 염소계 유기화합물로서 그 처리에 신중을 기해야 한다. 본 연구에서는 PAC-막분리 공정을 적용하여 이들 물질을 보다 효과적이면서 컴팩트하게 처리할 수 있었다. 막의 재질에 따른 효율의 차이는 별로 없었으며, PAC가 투과 플럭스의 저하를 유발하지는 않았다. 따라서 PAC의 주입이 효과적으로 이루어진다면 막에서 발생하는 오염을 줄여줄 수가 있으며 보다 효율적인 운전이 이루어 질 수가 있다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제13권2호
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• pp.85-95
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• 2022

Tetrachloroethylene (PCE) and trichloroethylene (TCE), critical pollutants to human health and groundwater ecosystems, are managed by groundwater quality standards (GQS) in South Korea. However, there are no GQSs for their by-products, such as cis-dichloroethylene (DCE) and vinyl chloride (VC) produced through the dechlorination process of PCE and TCE. Therefore, in this study, we monitored PCE, TCE, cis-DCE, and VC in 111 national groundwater wells for three years (2016 to 2018) to evaluate their distributions, a biological dechlorination possibility, and human risk assessment. The detection frequency of them was 30.2% for PCE, 45.1% for TCE, 43.9% for cis-DCE and 13.4% for VC. The four chlorinated compounds were commonly detected in 21 out of 111 wells. In the results of statistical analysis with 21 wells data, DO and ORP also had a negative correlation with four organic chlorinated compounds, while EC and sulfate has a positive correlation with the compounds. This indicates that the 21 wells were relatively met with suitable environments for a biological dechlorination reaction compared to the other wells. Finally, cis-DCE had a non-carcinogenic risk of 10^-1 and the carcinogenic risk of VC was 10^-6 or higher. Through this study, the distribution status of the four chlorinated compounds in groundwater in South Korea and the necessity of preparing plans to manage cis-DCE and VC were confirmed.

• 자원환경지질
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• 제53권1호
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• pp.11-21
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• 2020

본 연구는 대수층과 저투수층이 존재하는 단일시스템에서 trichloroethylene (TCE)과 tetrachloroethylene (PCE)의 거동에 대해 1차원 확산 해석해를 사용하여 저투수층의 농도 분포, 대수층과 저투수층의 경계면에서 확산 선속, 그리고 역확산에 의한 대수층의 오염 지속성을 모델링하였다. 모델링에 사용된 해석해는 이전 연구에서 많이 사용되었던 저투수층의 두께가 무한한 조건의 해석해와 본 연구에서 제시한 저투수층의 두께가 유한한 조건을 고려한 해석해를 모두 사용하였다. 제시된 해석해의 타당성을 평가하기 위해 저투수층의 두께가 무한한 조건의 해석해와 Yang et al.(2015)이 개발한 1차원 확산 해석해의 결과를 Nash-Sutcliffe 유효계수(NSE)로 비교하였다. 저투수층의 농도 분포, 확산 선속, 그리고 대수층의 오염 지속성 등 모든 결과에서 무한한 조건의 해석해를 이용하였을 때 과소평가되는 결과를 나타내었다. 그리고 본 연구에서 제시한 해석해의 결과와 Yang et al. (2015)이 개발한 해석해의 결과는 높은 일치성(NSE = 0.99)을 보였다. 본 연구에서 제시한 해석해를 실제 오염된 부지에 효율적으로 적용하기 위해 유효확산계수, 저투수층의 두께, 그리고 확산된 시간을 이용하여 확산 거리(Z_d)라는 용어를 소개하였다. 확산 거리가 0.7 보다 작은 경우 저투수층의 두께가 무한한 조건의 해석해를 사용할 수 있으며, 확산 거리가 0.7 보다 큰 경우 저투수층의 두께가 유한한 확산 해석해를 사용하여야 모델링의 신뢰성을 높일 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권6호
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• pp.53-59
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• 2007

액체섬광계수기(liquid scintillation counter: LSC)를 이용한 지하수 $^{14}C$의 측정에서 휘발성유기화합물(volatile organic compounds: VOC)에 따라 소광효과(quenching effect)를 정확하게 보정할 수 있는 최적 소광곡선(quenching curve)의 작성조건을 조사하였다. 우선, VOC에 따른 소광효과를 알기 위하여 benzene, toluene, ethylbenzene, o-(m-,p-)xylenes, trichloroethylene(TCE)과 tetrachloroethylene(PCE), carbon tetrachloride, chloroform과 같은 주요 지하수오염유기물에 의한 소광인자(spectral quench parameter of the external standard, SQP(E))를 측정하였다. 소광곡선은 $^{14}C$ 표준용액과 chloroform 소광시약을 이용하여 작성하였으며 $^{14}C$ 표준용액의 비방사능(specific activity, dpm/mL), LSC 측정시간, 소광시약 농도 등의 최적조건을 도출하였다. 소광효과는 분자 내에 염소원자를 포함하지 않는 BTEX(benzene, toluene, ethylbenzene, o-(m-,p-)xylenes) 보다 염소원자를 포함하는 TCE, PCE, carbon tetrachloride와 chloroform에서 매우 높게 나타났다. 실험에서는 여건상 $^{14}C$ 비방사능이 7,000 dpm/mL 정도의 표준용액을 사용하였는데 이 경우 LSC측정시간은 100분, 소광시약으로 chloroform을 사용할 경우 수 mL의 첨가량이 적당하였다. 이러한 조건으로 BTEX(benzene, toluene, ethylbenzene, m-xylene)에 대해 작성한 소광곡선의 상관계수(coefficient of correlation)는 0.99이상으로 통계학적으로 신뢰할 수 있는 값을 얻을 수 있었으며 이 소광곡선을 지하수와 수돗물의 $^{14}C$ 측정에 적용한 결과 표준용액의 비방사능 값과 잘 일치하여 연구결과의 유효성을 확인할 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권2호
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• pp.22-37
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• 2006

생물벽체(biobarrier) 또는 원위치 미생물 필터(in situ microbial filter) 기술을 이용한 염소계 유기용매로 오염된 지하수의 복원 가능성을 회분식 실험을 통하여 살펴보았다. PCE의 환원성 탈염소화의 효율과 속도는 수소 농도에 의존하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 분변토와 토탄을 생물벽체로 이용한 PCE의 환원성 탈염소화시 전자공여체의 영향을 살펴보았다. 유기산(lactate, butyrate benzoate)과 yeast extract, 비타민 $B_{12}$가 PCE의 환원성 탈염소화에 미치는 영향을 조사하였다. 생물벽체 담체 비존재시, 전자공여체를 투여하지 않은 control 실험에 비해, 전자공여체의 첨가는 PCE의 탈염소화 속도를 촉진하였다. 전자공여체를 투여한 실험 중에서 lactate 또는 lactate/benzoate를 수소 공여체(hydrogen donor)로 첨가된 경우, 탈염소화 속도가 가장 빨랐다($k_1=0.0260{\sim}0.0266\;day^{-1}$). 분변토를 생물벽체로 사용한 경우, lactate/benzoate 첨가시 탈염소화 속도가 가장 빨랐으며, 겉보기 1차 분해속도상수($k_1$)는 $0.0849day^{-1}$였다. 반면, Pahokee peat을 생물벽체로 사용하였을 경우, butyrate 또는 lactate의 첨가시 탈염소화 속도가 가장 빨랐으며 $k_1$ 값은 각각 0.1092, $0.1067\;day^{-1}$로 나타났다. 본 연구결과로부터 분변토 또는 토탄을 원위치 생물벽체로 사용하여 염소계 유기용매로 오염된 지하수 처리의 잠재적인 응용 가능성을 알 수 있었다.

• 동의생리병리학회지
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• 제16권5호
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• pp.899-904
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• 2002

For determination of the genotoxicity of VOCs(Volatile Organic Compounds) in water, in vitro Comet assay was performed using 3T3 cells. The selected 5 VOCs; Trichloroethylene(TCE), Tetrachloroethylene(PCE), Carbontetrachloride (CteC), Dichloromethane(DCM) and Chlorofrom(Chl) and mixed solvent(Mix), are the test items for drinking water quality. Author analyzed the genotoxicity of these solvents through their tail length (TL) values. Mix, PCE, Chl, TCE in order had cytotoxicity at the highest concentration, and CCl₄ and DCM had no cytotoxic effect. TCE, CCl₄, Chl, PCE, Mix, DCM had genotoxicity, Chl, PCE, Mix had both cytotoxicity and genotoxicity simultaneously, Cytotoxic effect of mixed organic solvents, compared with that of single component, at each concentration, was influenced by the synergistic effect of the interaction of each organic component.

• 유기물자원화
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• 제11권2호
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• pp.55-65
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• 2003

인위적인 tetrachloroethylone(PCE) 오염토양($60{\mu}moles$ PCE/kg soil)에서 탈염소화미생물의 주입과 철분($Fe^0$) 첨가의 동시 적용이 PCE 및 유기염소화합물의 환원적 탈염소화에 미치는 영향을 조사하였다. 탈염소화미생물 주입에는 두 종류의 혐기성 박테리아 배양액, 즉, PCE를 cis-1,2-dechloroethylene(cis-DCE)까지 탈염소화하는 Desulfitobacterium sp. Y-51 균주의 순순미생물 배양액과 PCE를 에틸렌까지 완전히 탈염소화하는 PE-1 혼합미생물 배양액을 사용하였다. Y-51균주와 PB-1 혼합미생물 배양액을 각각 적용한 두경우(최종농도: 3mg dry cell weight/kg soil) 모두에서 40일 이내에 PCE가 cis-DCE로 전환되었다. $Fe^0$(0.1-1.0%(w/w))을 단독으로 오염토양에 적용한 경우, PCE의 탈염소화는 에틸렌 및 에탄까지 확장되어 진행되었으며. 탈염소화의 속도는 $Fe^0$의 첨가량에 의존하는 것으로 밝혀졌다. 탈염소화미생물과 철분을 동시에 적용한 경우, 각각을 단독으로 적용한 경우에 비하여 PCE의 탈염소화속도가 빨랐으며, PCE 탈염소화 및 최종 반응생성물의 생성 양상 또한 달랐다. Y-51균주 배양액과 0.1%의 $Fe^0$를 동시에 적용하였을 경우, PCE가 탈염소화되어 cis-DCE를 축적하였지만, PE-1 혼합미생물 배양액과 0.1%의 $Fe^0$를 동시에 적용하였을 경우에는 cis-DCE를 거쳐 보다 확장된 탈염소화반응을 보였다. 이러한 결과들로부터, 탈염소화미생물과 철분의 동시 적용, 특히, PE-1과 같이 PCE를 완전히 탈염소화하는 미생물 배양액과 철분의 병용은 실제적인 PCE 오염토양의 정화에 효과적일 것으로 판단되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권3호
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• pp.46-51
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• 2005

본 연구에서는 토양에 유출된 염소계 휘발성 유기물질의 자연저감에 대한 흡착과 미생물분해의 영향을 알아보았다. 대표적인 염소계 휘발성 유기물질인 TCA (1,1,1-trichloroethane), TCE (trichloroethylene) 및 PCE (tetrachloro ethylene)의 자연저감율을 비교하기 위해 세가지 조건에서 바이얼 실험을 수행하였다; (1) 멸균, (2) 비멸균 그리고 (3) 비멸균/탄소원첨가. 또한 각각의 조건에서 수분함량에 의한 영향을 알아보기 위해 세 가지로 적용하였다; (1) wilting point (12%, w/w), (2) field capacity (29%, w/w), (3) saturation (48%, w/w). 100일 경과 후, TCA 및 TCE는 field capacity에서 미생물에 의한 자연저감이 상대적으로 활발히 일어났다. 비멸균/탄소원 첨가 토양은 멸균한 토양에 비해 유기물질의 제거율에서 현격한 차이를 나타내었다. PCE는 미생물 및 탄소원 첨가에 의한 영향을 보이지 않았다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
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• pp.176-179
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• 2001

비 수용성 유기오염물(NAPL; non-aqueous phase liquid)로 오염된 불균질 토양을 계면활 성제를 이용하여 정화할 경우 효율성을 알아보기 위해 칼럼 및 박스 실험을 실시하였다. 불 균질한 지하 내부구조는 정화효과에 커다란 영향을 끼치는 것으로 알려져 있으나 이에 대한 연구는 매우 미비한 형편이다. 2차원 불균질 분포를 잘 나타내주는 박스실험을 통하여 실제 지하매질에 가까운 조건에서 실험을 실시하였다. PCE(tetrachloroethylene)와 xylene이 NAPL로 올리에마이드(01eamide)가 비이온-계면활성제로 이용되었으며, 1%용액과 증류수를 주입하여 NAPL을 세정하였고 가스크로마토그래피를 이용하여 NAPL의 농도를 분석하였다. 계면활성제를 주입할 경우가 증류수를 주입할 때보다 최대유출농도가 약 200배 정도가 높게 나타났으며 빠른 시간 내에 대부분의 NAPL이 정화되었다. 본 실험을 통하여, 불균질 매질에서의 계면활성제를 이용한 토양세정방법의 효율성이 정량화 되었으며, 계면활성제를 이용한 채수주입법의 현장 적용가능성을 확인하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권5호
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• pp.105-114
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• 2007

Advanced oxidation processes(AOPs)는 강력한 산화제인 hydroxyl radical(${\cdot}OH$)를 생성하여 오염물질을 산화시키는 기법이다. 본 연구에서는 DNAPL인 trichloroethylene(TCE)과 tetrachloroethylene(PCE)의 수리학적 특성을 고려하여 우수한 고도산화처리기법($UV/Fe^{3+}$-chelating agent/$H_2O_2$기법, $UV/H_2O_2$기법)의 적용성 평가를 실시하였다. TCE, PCE 처리에 있어 가장 높은 분해효율을 보인 기법은 $UV/H_2O_2$기법으로 pH 6의 중성조건에서 TCE의 경우 150분 만에 99.92%의 TCE 분해를 나타내었고($[H_2O_2]$ = 147 mM, UV dose = 17.4 kwh/L), PCE의 경우 반응 2시간에 99.99%가 분해되었다($[H_2O_2]$ = 29.4 mM, UV dose = 52.2 kwh/L). 또한, $UV/Fe^{3+}$-chelating agent/$H_2O_2$기법을 적용하였을 경우, TCE는 90분 만에 99.9% (UV dose = 34.8 kwh/L, $[Fe^{3+}]$ = 0.1 mM, [Oxalate] = 0.6 mM, $[H_2O_2]$ = 147 mM) PCE는 반응시간 6시간 만에 99.81% (UV dose = 17.4 kwh/L, $[Fe^{3+}]$ = 0.1 mM, [Oxalate] = 0.6 mM, $[H_2O_2]$ = 29.4 mM)의 빠른 분해경향을 보였다. 이러한 결과는 기존의 고도산화처리기법 중 modified Fenton 반응에 UV를 적용함으로서 반응 중 $H_2O_2$의 재생산을 증가시킬 수 있음을 보여주고 있다. 또한, Fe(III) 이온의 Fe(II) 이온으로의 환원을 용이하게 하여 기존 Fenton 반응에 비해 처리시간의 단축 및 분해효율의 향상을 기대할 수 있을 것이다. 그리고, oxalate나 acetate같은 저분자 유기산 착제의 적용으로 pH의 안정성과 분해효율의 향상이 가능하고, 철이온 및 oxalate나 acetate와 같은 물질이 자연상에 존재함에 따라 보다 경제적이고 친환경적인 실용적 처리기법 도출이 가능할 것이다.