• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.37-46
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• 2023

본 연구에서는 실내시험을 통하여 통일분류법(USCS)상 세립질 모래인 실트질 모래(SM)의 세립분 함유율(Fc)에 따른 물리적 특성, 응력 변형 및 강도 특성, 압밀 및 투수 특성을 분석하였다. 또한 실내시험 결과를 바탕으로 세립분 함유율별 SM으로 이루어진 지반에 대한 압밀해석을 실행하고 실제 문제가 발생한 연약지반 개량 현장의 계측자료와 비교 분석하여 연약지반 설계 시 압밀대상층에 대한 SM지반의 적용성 평가를 수행하였다. 실내시험 및 압밀해석 결과 SM은 사질토에서 점성토로의 역학적 특성 변환이 세립분 함유율이 35%이상일 때 이루어졌으며, 현장 계측자료를 이용하여 고찰한 결과 Fc 35% 이상일 경우 SM은 즉시침하보다 압밀침하 경향이 높았으며, 이는 기존의 연약지반 설계기준에서 제시한 SM의 특성과 상이한 결과로 판단된다. 따라서 Fc 35% 이상의 SM에서의 역학적 특성은 점성토와 유사한 것으로 사료되며 이는 기존의 사질토에 대한 즉시침하 경향의 압축특성과는 상이하므로 추후 지속적인 연구를 통한 SM의 역학적 특성 제시가 필요하다. 본 연구 결과 연약지반 판정 시 SM의 압밀침하 발생을 고려해야 할 필요가 있는 것으로 판단되며 추후 연약지반 판정 기준 개정에 도움이 될 수 있도록 실트질 모래의 세립분 함유율에 따른 공학적 특성에 대한 기초자료를 제공하였다.

• 한국환경보건학회지
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• 제49권4호
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• pp.218-227
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• 2023

Background: Since 2019, the Ministry of Environment has implemented a seasonal fine dust management system from December to March, targeting high PM_2.5 levels with the aim of reducing PM_2.5 concentrations and protecting public health. The focus of improving the seasonal management system lies in the atmospheric PM_2.5 levels. Considering the primary goal of protecting public health, it is necessary to analyze the policy effects from an exposure perspective rather than a concentration-based approach. Objectives: This study aims to quantitatively assess the improvement of indoor PM_2.5 levels and the health impacts of the seasonal management system by comparing the periods before and during its implementation in residential environments. Methods: PM_2.5 concentrations within residential environments in a metropolitan area were measured using an optical particle counter (IAQ-C7, K-weather, Ltd, Korea) at one-minute intervals during the pre-implementation period (November 21~25, 2022) and during the implementation period (December 19~23, 2022). Based on the measured PM_2.5 concentrations, a quantitative evaluation of cancer and mortality risks was conducted according to age and gender. Results: The results of comparing indoor and outdoor PM_2.5 concentrations before and during the implementation of the seasonal management system showed a decrease of approximately 56.6% and 47.9%, respectively. Health risk assessments revealed that both the safety-limit-based and safety-target-based Hazard Quotients (HQ) exceeded the threshold of 0.1 for children under 19 years of age, both before and after the implementation. The mortality risk decreased by approximately 47.9% after the implementation, with children aged 0-9 showing the highest mortality risk at 0.9%. Conclusions: The findings of this study confirmed the positive health impacts of the seasonal management system across all age groups, particularly children under 19 who are more vulnerable to fine dust exposure.

• 한국분말재료학회지
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• 제30권4호
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• pp.324-331
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• 2023

Lithium (Li) is a key resource driving the rapid growth of the electric vehicle industry globally, with demand and prices continually on the rise. To address the limited reserves of major lithium sources such as rock and brine, research is underway on seawater Li extraction using electrodialysis and Li-ion selective membranes. Lithium lanthanum titanate (LLTO), an oxide solid electrolyte for all-solid-state batteries, is a promising Li-ion selective membrane. An important factor in enhancing its performance is employing the powder synthesis process. In this study, the LLTO powder is prepared using two synthesis methods: sol-gel reaction (SGR) and solid-state reaction (SSR). Additionally, the powder size and uniformity are compared, which are indices related to membrane performance. X-ray diffraction and scanning electron microscopy are employed for determining characterization, with crystallite size analysis through the full width at half maximum parameter for the powders prepared using the two synthetic methods. The findings reveal that the powder SGR-synthesized powder exhibits smaller and more uniform characteristics (0.68 times smaller crystal size) than its SSR counterpart. This discovery lays the groundwork for optimizing the powder manufacturing process of LLTO membranes, making them more suitable for various applications, including manufacturing high-performance membranes or mass production of membranes.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권4호
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• pp.70-77
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• 2023

미세먼지는 생태학적으로 심각한 문제를 발생시키는 원인이고, 건설현장에서 발생되는 비산먼지는 국내 미세먼지의 주요 발생 원인이다. 그러나 콘크리트 제조업 현장을 포함한 건설 현장에서는 비산먼지 발생단계에서 측정은 거의 이루어지지 않고 있으며, 수동적인 제거방안들이 대부분인 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 콘크리트 제조업에서 골재 하역시 발생하는 비산먼지를 발생단계에서 관리하기 적합한 비산먼지 측정 방법을 선정하고, 자동 비산먼지 저감시스템을 골재 하역장에 적용하여 저감시스템 작동 여부에 따른 비산먼지 저감량을 분석하는 것을 목적으로 하였다. 결과적으로, 베타선흡수법과 광산란법의 비교측정을 통하여 광산란법의 신뢰성을 확보하였고, 광산란법 보정계수를 산출하여 콘크리트 제조업 현장 비산먼지 질량농도 측정값에 적용하였다. 또한, 자동 비산먼지 저감시스템 작동 여부에 따른 비산먼지 저감률을 도출하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권8호
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• pp.29-39
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• 2023

흙은 간극수와 이중층수를 통해 전기적 흐름이 발생하기 때문에 간극수 및 이중층수의 연결성, 즉 포화도에 따라 전기전도도가 변화한다. 본 연구에서는 간극수 전도가 지배적인 사질토와 표면 전도 효과가 두드러진 세립토에서 포화도에 따른 전기전도도를 분석하고, 수정된 Archie의 방정식을 통해 불포화토의 전기전도도를 표면 전도와 간극수 전도의 합으로 표현하고자 한다. 4개의 전극이 설치된 플라스틱 셀에 다양한 포화도(40%-100%)와 간극률(0.45-0.82)를 갖는 시료를 조성하였으며, 간극수의 농도를 조절하기 위해 시료 조성에 사용된 간극수는 0M(증류수)-0.5M NaCl 용액을 사용하였다. 시험 결과, 사질토의 전기전도도는 포화도의 지수함수로 표현되었으며, 포화도의 지수는 간극수의 농도와 관계없이 1.93로 결정되었다. 반면 세립토의 경우, 포화도의 지수는 간극수의 농도에 따라 큰 차이를 보였다. 이는 각 간극수의 농도에서 흙의 전기전도도에 대한 표면전도의 상대적인 크기가 다르기 때문이다. 다시 말해, 포화도가 간극수전도와 표면전도에 미치는 영향이 다르며, 수정된 Archie의 방정식으로 흙의 전기전도도를 예측하기 위해서는 간극수 전도와 표면 전도에 각각 다른 포화도의 지수를 사용해야함을 의미한다.

• 자원환경지질
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• 제56권4호
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• pp.409-419
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• 2023

산성광산배수 처리방법은 적극적 처리방식과 소극적 처리방식이 일반적으로 사용되고 있으며, 이때 발생되는 부산물인 슬러지는 국내에서 약 5천 톤/년으로 발생하고 있다. 본 연구는 적극적 처리방식 중 물리·화학적 처리방식으로 정화 후 발생되는 슬러지의 특성을 조사하여 재활용 가능여부를 검토하기 위함이다. 5개소(D, H, S, T, Y) 수질정화시설의 슬러지의 특성을 물리·화학적 분석을 통해 검토하였다. 그 결과 pH는 pH 5.86 ~ pH 7.89로 측정되었고, 수분함량은 51 % ~ 82 %로 분석되었으며, 입자크기는 대부분 25 ㎛보다 작은 미립자로 구성되었음을 확인할 수 있었다. ICP-OES를 이용한 슬러지 내 무기물질 분석결과, Al, Fe, Mn의 농도범위는 각각 1,189 mg/kg ~ 129,344 mg/kg, 106,132 mg/kg ~ 338,011 mg/kg, 3,472 mg/kg ~ 11,743 mg/kg로 조사되어 고농도로 존재함을 확인 할 수 있었다. 그 외 무기물질 중 중금속류에 대해서는 T-슬러지는 As와 Zn, D-슬러지는 Cd, H-슬러지는 Ni, S-슬러지는 Zn, Y-슬러지는 Cd의 농도가 토양오염우려기준을 초과하였다. 또한 슬러지의 용출 특성을 알기위해 폐기물 용출시험(KSLT) 및 TCLP 시험을 진행하였다. 슬러지 재활용시 용출되어 지하수에 미치는 영향 확인을 위해 지하수 수질기준(생활용수) 20개 항목에 대하여 수행하였다. 용출시험결과 특정유해물질 16개 항목에서 모두 불검출로 확인되었으며, 일반항목 4개 항목에 대해서는 모두 생활용수 기준치 이내로 만족하였다. XRD, SEM-EDS의 분석결과, 슬러지는 주로 방해석, 석영의 패턴을 보였으며, 높은 Fe, O의구성비율로철수산화물이높은비중을차지하는것으로보였다. 이를 통해서 비매체접촉형 방식의 재활용의 가능성이 있을 것으로 판단된다.

• 한국지형학회지
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• 제17권1호
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• pp.59-72
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• 2010

본 연구는 백두산 북부 지역의 현장 조사를 통해 발견된 구조토의 형태적 특징과 구성물질의 특징을 밝히는 것을 목적으로 하고 있다. 백두산 북부 지역의 두 지역, 소천지 남서부 지역과 달문 서사면에서 구조토가 발견되었다. 달문 서사면에서 발견된 구조토는 거력들에 의해 중앙의 미립물질을 둘러싼 분급 형태를 보이고 있으며 전체적으로는 사면의 방향을 따라 계단형의 구조토가 분포하고 있다. 반면 소천지 남서부에 분포하는 구조토는 사면의 방향에 따라 원형, 다각형, 선형 등의 다양한 형태가 발견되고 있다. 이들의 장경 평균은 163cm, 단경 평균은 91cm이다. 개체에 따라 정도의 차이가 있지만 전체적으로 구조토의 표면 구성물질의 입자 크기는 중앙에서 외곽으로 갈수록 커지는 현상을 보이고 있다. 구성 물질의 분포는 실트의 비율이 매우 높아 토양의 동결과 융해 작용에 매우 민감하며 점토 비율이 10% 미만으로 매우 낮아 화학적 풍화보다 기계적 풍화가 우세한 것으로 판단된다. 아울러, 토양단면을 살펴보면 구조토의 내부에서 토양요동현상(Cryoturbation)에 의한 토층의 요동구조(Involution)가 발견되며 지하수의 수위 변동에 따른 산화, 환원작용에 의한 토층의 교란작용이 관찰된다.

• 청정기술
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• 제15권4호
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• pp.258-264
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• 2009

가스하이드레이트를 이용하여 이산화탄소+수소 혼합가스로부터 이산화탄소를 선택적으로 분리, 회수하기 위한 공정개발의 가능성을 살펴보고자 상평형 조건을 측정하였다. 100 nm의 공극 직경을 갖는 실리카겔 공극 내에서 형성되는 가스하이드레이트-물-기체의 삼상평형 하이드레이트 해리조건을 측정하였으며, 274.15 K에서 하이드레이트-기체의 이상조건 상태로 유지한 상태에서 이산화탄소의 농도변화에 따른 기상 및 하이드레이트상의 가스 조성을 분석하였다. 일정한 온도조건에서 기상의 이산화탄소 농도가 증가할수록 평형해리압력은 감소하는 경향을 보였으며, 순수 물에서의 상평형 압력과 비교하면 실리카겔 공극에서의 하이드레이트 상평형은 모세관효과에 의해 생성저해 현상이 발생하였다. 42 mol% 이산화탄소와 58 mol% 수소 혼합가스로부터 얻어지는 가스하이드레이트상의 조성은 이산화탄소 95 mol% 상으로 측정되었는데, 이는 기존의 순수 물을 이용하여 가스하이드레이트를 제조함으로써 이산화탄소를 농축, 분리하는 방법에 비해 매우 향상된 결과를 보여주고 있다. 하이드레이트 슬러리를 제조하여 2단 반응으로 분리하는 기존 방법에 비해 공정을 단순화할 수 있는 이 방법은 고정층 반응기로 쉽게 적용이 가능하므로 유용한 연소 전 이산화탄소 회수방법으로 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 청정기술
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• 제16권1호
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• pp.51-58
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• 2010

해조류를 바이오매스로 이용하는 혐기성 발효를 통해 메탄을 생성하는 연구를 수행하였다. 먼저 원소분석을 통한 다시마, 미역, 톳 등 세 종류의 바이오매스의 이론 메탄가스 전환량을 구한 결과, 분석한 세 종류의 해조류는 C 34 ~ 36%, H 5%, O 37 ~ 43%, N 2 ~ 4%, S 0.4 ~ 0.7%, ash 14 ~ 21%를 포함하고 있었으며, 이론적으로 56 ~ 60%의 메탄전환이 가능한 것으로 나타났다. 이는 g VS(고형분) 당 442 ~ 568 mL의 메탄가스를 생산할 수 있는 양이다. 생물학적메탄잠재력 (Biological Methane Potential, BMP) 시험을 통하여 실제 메탄가스를 측정한 결과, 다시마에서 최대 메탄생성수율 (52%)을 보였다. 이어서 회분식으로 메탄가스 생산에 영향을 미치는 여러 가지 인자들 (유기물 농도, pH, 염분, 입자크기, 그리고 시료전처리)에 대한 조사를 통해 최적의 메탄가스 생산조건을 구하였다. 전처리한 다시마 5 g VS/200 mL를 pH 8조건에서 염분 제거 없이 사용했을 때 이론치의 51%(197.1 mL/g VS)를 얻었고, 더욱이 습식멸균기로 해조류를 찐 경우 27% 증가한 268.5 mL/g VS 메탄가스를 생산할 수 있었다. 또한 연속반응기 (7 L 운영부피/10 L 반응기)를 이용하여 65일 간 운전한 결과 하루 최대 약 1.4 L의 메탄가스 (평균 메탄함량 70%)를 생산할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제16권3호
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• pp.213-219
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• 2010

볼텍스튜브는 고압의 가스를 이용하여 고온 가스와 저온 가스를 분리하거나 입자상 물질의 분리에 사용할 수 있는 장치이다. 이러한 볼텍스튜브의 에너지분리 특성과 물질분리 특성을 활용하여, 연소가스로부터 $CO_2$를 흡수하는 장치의 핵심부품으로 적용할 수 있다. 본 연구에서는 $CO_2$ 흡수용 볼텍스튜브의 기본설계 자료를 구축하기 위하여 에너지분리 성능실험을 수행하였다. 설계를 위한 기초 자료를 확보하기 위하여, 볼텍스 발생기의 오리피스 직경, 노즐면적비 및 튜브의 길이가 에너지분리 특성에 미치는 영향력을 실험을 통하여 분석하였다. 결과적으로 오리피스 직경이 볼텍스튜브의 성능에 지배적인 설계인자임을 확인하였으며, 노즐면적비와 튜브길이의 영향력은 미미하였다. 오리피스 직경이 작고(Dc=0.6D), 노즐면적비가 중간 이상(AR=0.14~0.16)이며, 튜브 길이가 긴 모델(L=16D)이 저온 출구 측과 고온 출구 측의 열전달에서 가장 우수한 성능을 나타내었다. 본 연구의 결과는 $CO_2$흡수용 $100Nm^3$/hr급 볼텍스튜브의 기본설계 자료로 활용될 예정이다. 볼텍스튜브를 적용한 $CO_2$흡수 공정을 적용하면 기존의 대형 흡수탑 대비 상당한 공간과 에너지의 절감 효과가 기대된다.