• 대한환경공학회지
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• 제33권4호
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• pp.289-299
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• 2011

본 연구에서는 시화호 연안오염총량관리제 도입시 과학적인 기초자료를 제공하기 위하여 하천을 통해 시화호로 유입되는 수질오염물질의 농도 특성을 조사하였다. 시화호 유역 하천수 내 부유물질(SS), 화학적 산소요구량(COD), 용존영양염($NO_2$, $NO_3$, $NH_4$, $PO_4$, $SiO_2$), 총인(TP) 및 총질소(TN) 등을 분석하였으며 조사시기별 및 지역별(산업지역, 도시지역 및 농업지역) 하천수의 오염물질 농도 특성을 비교하였다. 12월 조사 결과가 다른 조사 시기에 비해 모든 수질항목에서 상대적으로 높은 농도를 나타냈다. 산업지역 내 하천수에서의 COD의 평균값은 12.6 mg/L로 도시지역(6.6 mg/L) 및 농업지역(5.9 mg/L)에 비해 약 2배 높은 농도를 나타냈다. 총인 농도는 COD와 유사하게 산업지역 내 하천수에서 가장 높았고 농업지역 내 하천에서 상대적으로 낮은 농도를 보였으며 용존 인산염($PO_4$)이 약 21%를 차지하고 있었다. 총질소는 산업지역, 도시지역 및 농업지역에서의 평균농도가 각각 5.89 mg/L, 3.02 mg/L 및 5.27 mg/L로 산업지역과 더불어 질소계 비료의 사용의 영향으로 농업지역에서도 높은 농도를 보였다. 조사시기 및 지역에 따라 차이는 있으나 총질소 중 질소화합물의 평균비율은 $NH_4$ (35.1%) > $NO_3$ (30.0%) > DON (22.8%) > PON (8.9%) > $NO_2$ (3.2%)의 순으로 나타났고 약 70%가 용존무기질소($NH_4$, $NO_3$, $NO_2$)의 형태로 존재하고 있었다. 하천수의 용존영양염, 총인 및 총질소 농도는 시화호 표층수에 비해 3.2~37.2배 높았으며 이는 많은 양의 오염물질이 처리과정 없이 하천을 통해 시화호로 유출되는 것을 시사하고 있다. 특히 시화산단을 관통하는 군자천 중류지역에서 상류 또는 하류지점에 비해 높은 농도를 나타내 산업단지에서 발생한 하수와 폐수 일부가 관로 오접 및 무단 방류되어 하수구를 통하여 유입되고 있어 하천수에 대한 하수처리시설로의 이송 및 환경기초시설 증대 등의 대책이 필요한 것으로 사료된다. 본 연구결과는 향후 시행 예정인 시화호 연안오염총량관리제의 기본계획 및 시행계획 수립시 오염부하량 산정과 삭감계획 수립에 유용한 정보로 사용될 수 있을 것이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제17권4호
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• pp.345-356
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• 2011

여자만은 유기물 오염이 점차 진행되어 가고 있으며, 해역의 수질관리를 위하여 유역으로부터 유입하는 육상기인 오염물질을 GIS 기법을 이용하여 발생부하량과 배출부하량을 산정하였다. 목표수질을 달성하기 위해 해역의 환경용량을 초과하여 유입하는 육상오염물질의 양을 박스모델로 계산하여 삭감부하량과 허용유입부하량을 평가하였다. 여자만의 수질을 해역생활환경기준 I등급으로 회복하기 위한 허용부하량을 산정한 결과, 생물화학적산소요구량은 배출부하의 39.3%, 총인은 30.8%를 삭감해야 하고, 총질소의 경우 6.9%의 낮은 배출부하 삭감률을 나타내었다. 유역의 오염원 현황과 발생부하량 현황을 볼 때 토지계가 차지하는 오염부하 비중이 높고, 배출부하량에서도 가장 큰 비중을 차지하였다. 여자만의 해양환경 보호와 개선을 위해서는 육상기원 오염물질 중 점오염원 뿐만 아니라 축산계 및 토지계 부하 등 비점원 오염원에 대한 관리가 필요하다는 것을 시사한다.

• 한국환경농학회지
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• 제32권4호
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• pp.355-358
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• 2013

논에서의 비점오염원 관리는 배출수 관리방안이 현실적인 방안으로 판단되어 본 연구에서는 논 배수 저감을 위한 저류지 효과를 구명하고자 2012년 5월부터 9월까지 경기도 수원시 권선구 서둔동 국립농업과학원 기후변화생태과 시험포장($1,715m^2$)에서 배수로 말단에 논 저류지($12m^2$)를 조성하였다. 영농기간 동안 강우사상시 저류지 유입 전인 논 배출수와 저류지를 통과한 배출수의 토사 및 양분물질(질소, 인) 부하량을 평가하여 저류지의 효과를 평가하였다. 영농기간 동안 논 저류지를 이용한 논 배출수 중 수질농도는 SS와 $COD_{Mn}$은 각각 79.3%와 45.6% 저감되었고 T-N과 T-P는 각각 52.2%와 60.5% 저감되었다. 또한 저류지를 이용한 월별 논 배출수의 유출량 및 양분물질 부하는 유출량의 경우 96~100% 저감되었고 T-N과 T-P의 부하량은 각각 16.3~73.0%와 15.4~70.1% 저감되었다. 따라서 경지기반 정리되어 용수의 취 배수가 용이한 논에서는 외부 수계로 배출되기 전 저류지를 설치하면 양분물질의 배출이 저감될 것으로 생각되며 특히 농업보호구역 및 농업진흥지역에는 논 배수 저류시설 등의 자연 정화형 비점오염 저감방안을 마련하도록 정책부서의 제도 개선이 필요하다고 생각된다.

• 환경영향평가
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• 제29권1호
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• pp.8-25
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• 2020

산업화는 도로축적퇴적물(road-deposited sediment, RDS)의 발생과 중금속 오염을 증가시켰고, 이는 비점오염을 통해 주변 수환경에 심각한 영향을 끼칠 수 있다. RDS의 오염과 입자 크기와의 관계는 오염관리를 위해 중요하나, 이에 대한 정보는 매우 부족하다. 본 연구에서는 시화호 및 주변 하천의 주요한 비점오염원으로 판단되는 시화산업단지 내 25개 정점에서 수거된 RDS 시료의 입도에 따른 중금속 분포특성과 환경영향에 대한 연구를 수행하였다. 농집지수(I_geo)는 RDS가 주로 Zn, Cu, Pb, Sb에 의해 오염되었음을 보여주었고, 이들의 농도범위는 Zn, Cu, Pb, Sb이 각각 633-3605, 130-1483, 120-1997, 5.5-50 mg/kg이었다. 이는 국내외 다른 도시에 비해 매우 높은 수준이었다. 대부분의 중금속은 농도와 입도와의 높은 음의 상관관계를 보였다. 250 ㎛ 이하의 분율은 전체에 대한 질량 부하와, 오염 기여율이 각각 평균 78.6, 70.4%로 매우 지배적이었다. 강우 유출을 통해 인근 하천으로 유입될 확률이 높을 것으로 간주되는 125 ㎛ 이하의 입자 분율에 대한 오염평가 결과, 이는 저서생물에 독성을 나타낼 수 있는 매우 오염된 수준이었다. 입자 크기별로 나누어 RDS의 금속원소에 대한 주성분 및 요인분석을 실시한 결과, 250 ㎛ 보다 큰 RDS는 주변의 산업시설이, 250 ㎛ 보다 작은 RDS는 차량운행이 중금속오염의 주요 요인일 것으로 나타났다. 본 연구 결과, 시화산업단지 내 RDS의 중금속오염 및 인근 수역으로의 비점오염의 효율적인 저감을 위해서는 125에서 250 ㎛ 이하의 미세한 RDS 입자의 제어가 매우 중요한 것으로 나타났다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권1호
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• pp.38-46
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• 2012

마산만은 폐쇄성이 강하여 해수유통이 원활하지 못해 소량의 오염물질이 유입되어도 외해로 확산되지 못하고 만내에 계속 머물게 되어 해역의 오염이 가중되고 있고, 만내에서 증식한 식물플랑크톤과 하천을 통하여 유입된 오염물질은 해저에 침강되어 분해·무기화를 거쳐 영양염이 다시 수중으로 공급되어 부영양화, 적조, 빈산소 등을 유발하여 생태계 건강도를 악화시키고 있다. 이러한 마산만의 해양환경개선을 위해 해수유동모델(COSMOS)과 생태계모델(EUTRP2)을 이용하여 환경용량을 산정하고 이매패의 개체군 성장모델을 연계하여 이매패를 포함한 생태계내 물질 순환 구조를 해석하여 이매패의 수질정화 효과를 분석함으로써 비용효과적이고 친환경적인 내만수질개선방안을 도출하고자 한다. 육상오염원의 효과적인 관리 방안으로 환경용량 산정을 통해 시나리오별 유입부하 삭감에 의한 수질관리 방안은 유입부하의 50~90%에 해당하는 비현실적인 삭감량이 제시된다. 마산만의 자생 COD를 평가한 결과 총 COD의 30.7%가 외부유입에 의한 COD이고 69.3%가 자생 COD에 의한 것으로 계산되었다. 이는 마산만의 수질관리에 있어 유기물의 공급원에 대한 제어뿐만 아니라, 자생 COD를 증가시키는 영양염의 유입원에 대한 제어가 필수적이라는 것을 의미한다. 마산만의 자생 COD를 유발하는 영양염류를 제거하기 위해 현재 상황에서 적용가능한 고도처리 증설의 비용을 산정하여 이매패류에 의한 생물정화 효과와의 경제성을 비교분석해 본 결과 20년 동안의 총 비용에 있어 질소를 제거하기 위한 질산화탈질법 906억원, 인을 제거하기 위한 화학침전법은 559억, 이매패류 양식은 461억원으로 산정되어 이매패류 양식은 질소와 인을 같이 제거하는 고도처리 도입에 비해서는 약 1/3의 비용이 소요되는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권12호
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• pp.655-663
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• 2017

현재 수질오염총량제(이하 총량제)에서는 단위유역 말단의 목표수질만 만족할 수 있는 조건에서의 유역 관리를 진행해 왔으며 이로 인해 우선관리가 필요한 지류에 대한 집중적 관리와 오염원 공간분포 특성을 고려한 삭감대책을 마련하는데 제한점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 장기적으로 조사된 유량 및 수질자료를 이용한 오염부하지속곡선 기법과 오염원 및 오염부하량 공간분포 특성 분석 방법을 현행 총량제 이행평가 방법으로 적용하였다. 적용유역은 기존 총량제가 시행되고 있는 진위천 수계를 대상으로 하였다. 본 연구방법 적용 결과, 진위천 수계에서는 황구지천 지류가 집중 관리 되어야 하며 진위천 지류는 우선관리에서 제외되는 것으로 나타났다. 또한 황구지천 중류 구간에서 추가적으로 비점삭감계획이 필요하며, 하류 구간에서는 축산에 대한 저감대책이 필요할 것으로 분석됐다. 본 연구에서 제안한 새로운 방법은 향후 총량제에서 유역 전체의 건강성을 높이는데 매우 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제31권2호
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• pp.170-176
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• 1998

1997년 5월 20일에서 8월 30일까지 북한강 지천인 율문천의 수위변동과 유속을 측정하고, 수문 자료 수집과 오염부하량을 예측하고 9개 지점에서 수질시료를 시기별로 채취하여 분석하였다. 율문천 소유역은 임야 60%, 주거지와 밭 20%, 논 20%였으며, 농가수 366 가구, 비농가수 322가구, 그리고 인구는 2,622명이었다. 조사기간(1997년 5월 20일~8월 30일)중 유역의 총강수량은 18.000 천$m^3$였고, 하루 최대 유출일은 7월 1일로 129.8 천$m^3$, 최소 유출일은 8월 17일로 0.4 천 $m^3$가 유출되었으며, 전체 유출율은 72% 이었다. 조사 기간중 모든 지점에서 $NO_3-N$ $1.4{\sim}12.6mg\;{\ell}^{-1}$, $NH_4-N$ $0.84{\sim}2.52mg\;{\ell}^{-1}$, T-P는 불검출~$2.20mg\;{\ell}^{-1}$. T-N은 $8.40{\sim}27.30mg\;{\ell}^{-1}$의 범위를 보였다. 이에 따른 T-N 부하량은 최대 $1,512kg\;day^{-1}$, 최소 $5kg\;day^{-1}$, 그리고 T-P의 부하량은 최대 $67.4kg\;day^{-1}$, 최소 $0.3kg\;day^{-1}$로 계산되었다. 강수중 $NO_3-N$의 농도는 $0.7mg\;{\ell}^{-1}$, $NH_4-N$은 $1.12mg\;{\ell}^{-1}$이었고, 농업지대 유출수는 각각 8.5, $2.0mg\;{\ell}^{-1}$로 강수의 13.5배와 1.8배 수준을 나타냈다. 소유역의 토양유실 예측량은 연간 12,635 Mg 으로 추정되고, 농업부분에서 N부하량은 101,210 kg로 전체 N부하량의 52.3% 였으며, 특히 토양유실과 비료에 의한 오염부하가 42%로 높게 추정되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.103-103
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• 2012

본 연구에서는 시험포장($1276.6m^2$)에서의 지표피복 BMPs (Best Management Practices) 시나리오를 적용하여 얻은 평균 유출저감율을 HSPF 모델에 적용하여 유역차원에서의 비점원오염 저감효과를 평가하고자 한다. 본 연구에서는 별미천 유역($1.21km^2$)을 대상으로 모형의 적용을 위한 입력자료로 기상자료와 지형자료를 구축하였으며 기상자료로 수원, 양평, 이천 기상관측소 자료를 구축하였으며, 지형자료로 격자크기 2m의 DEM (Digital Elevation Model)과 토지이용도는 2006년 5월 1일 QuickBird 영상을 제공받아 기존 환경부, 건교부, USGS의 토지피복분류체계 및 현장조사를 통하여 QuickBird 영상으로부터 추출 가능한 정밀농업정보에 대한 항목을 결정하였으며, 정사보정된 QuickBird 영상을 스크린 디지타이징 기법(On-Screen Digitizing Method)을 이용하여 총 21개 토지이용항목의 정밀토지이용도를 구축하였다. 실제모니터링으로 측정된 자료를 바탕으로 수위-유량곡선 산정 및 오염부하곡선을 선정, 2011년 6월 8일부터 10월 31일 분석기간으로 HSPF 모델링을 실시하였으며 모의결과 월별 통계에 따른 적용성 분석으로 RMSE (Root Mean Square Error) 는 1.15 ~ 1.76(mm/day), $R^2$는 0.62 ~ 0.78, Nash-Sutcliffe model efficiency (NSE)는 0.62 ~ 0.76로 모의치는 실측치와 유의성이 있는 것으로 분석되었다. 또한, Sediment, T-N, T-P의 $R^2$는 각각 0.72, 0.62, 0.63으로 상관성을 보이는 것으로 분석되었다. 시험포장으로부터 얻어진 event별 볏짚을 이용한 지표피복시나리오적용 후 밭에서의 평균 유출 약 10 % 유출율 감소 조건과 실제 평균 비점원오염 저감효과 89.7 % ~ 99.4 %의 결과로부터 지표피복효과의 침투효과를 HSPF 모델로 적용하기 위해 침투량(INFILT)를 조절하여 평균유출 약 10 %가 감소되는 16.0 mm/hr 값을 선정하였다. 그 결과, Sediment. T-N, T-P의 평균 저감율은 각각 87.2 %, 28.5 %, 85.1 %로 나타났으며 이는 시험포장에서의 실제 평균 비점오염 저감효과 89.7 % ~ 99.4 %에 근접함을 알 수 있었다. 이 결과로부터 침투량 조절에 따른 지표피복(침투짚단)효과는 Sediment, T-P에서 저감효율이 80 % 이상으로 높았지만 T-N은 약 30 %로 낮은 저감율을 보임으로써 저감효과가 크지 않음을 나타냈다.

• 한국물환경학회지
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• 제27권1호
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• pp.19-29
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• 2011

In order to assess the influences of bottom sediment on water quality, following measurement were made. (1) Estimations of pollutant loads from the bottom sediment based on mass balance concept, (2) measurements of pollutant concentrations in the sediment to assess the pollution level and influence potential, (3) in situ and laboratory measurements of Sediment Oxygen Demants (SOD) and pollutant load (sediment release) from bottom sediment. Analyses of inflow and outflow loadings using simple mass balance show that there are some variations found according to the pollutants. However, there is no consistent evidence that the sediment can be a source of pollutants. Pollutant concentrations in the sediment range 16~724.8 mg/kg (COD), 1.68 ~12.64 mg/kg (T-P), 5.6~76.8 mg/kg (T-N), 0.32~21.6 mg/kg ($NH_3$-N), 0.092~0.544 mg/kg ($NO_2$-N), 4.8~18.4 mg/kg ($NO_3$-N), and 1.59~11.23 mg/kg ($PO_4$-P). Measured SOD ranges $0.190{\sim}0.802g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$ and measured release rate ranges $-1618.42{\sim}10mg/m^2{\cdot}d$(COD), $-12{\sim}16mg/m^2{\cdot}d$(T-P), $-197.37{\sim}140mg/m^2{\cdot}d$(T-N), $0.4{\sim}74.32mg/m^2{\cdot}d$($NH_3$-N), $-2.04{\sim}0.8mg/m^2{\cdot}d$ ($NO_2$-N), $-70{\sim}40mg/m^2{\cdot}d$ ($NO_3$-N), and $-26.11{\sim}28.55mg/m^2{\cdot}d$($PO_4$-P). All study results indicate that bottom sediments in the Seoha weir show only limited effects on the water quality. It implies that sediment dredging is not an effective option or management measure to reduce pollutant loading.

• 환경영향평가
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• 제24권1호
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• pp.16-34
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• 2015

불투수면(IC)이란 빗물 등의 강수가 토양 속으로 침투할 수 없는 포장 지역이라 정의할 수 있으며, 일반적으로 도시화 과정에서 형성되는 불투수면은 주로 도로(Drive way), 인도(Sidewalk), 주차장(Parking lot), 건물의 지붕(Roof) 등의 형태로 나타난다. 불투수면의 증가는 유출계수를 증가시켜 강수의 침투량 및 지하수 수위를 감소시킨다. 이로 인해 홍수기에 직접 유출량과 홍수피해를 증가시키고, 갈수기에는 하천의 건천화를 유발하여 수생태계를 악화시킨다. 미국 환경부에서는 불투수면을 저감하기 위한 주요정책으로 LID(Low Impact Development) 또는 GI(Green Infrastructure)의 도입을 제시하고 있다. 본 연구에서는 도시 유역의 강우-유출 및 수질 해석을 위해 SWMM모형을 구축하고, 도시 유역의 대표적인 토지이용 유형에서 불투수면 영향 저감을 위한 다양한 LID 기법을 적용하고 그 효과를 평가하였다. 모형의 보정기간은 2009년 7월 17일, 검정기간은 2009년 8월 11일이며, 강우유출발생시 측정한 실측 데이터를 사용하여 검 보정을 하였다. 아파트, 학교, 도로, 공원 등으로 구성된 복합용지에 투수성 포장(Pervious cover)과 옥상녹화(Green roof)기법을 단계별로 적용하고 유출량 및 오염부하 저감에 미치는 영향을 모의한 결과, 유역 내 불투수면이 투수면으로 전환되는 비율이 증가함에 따라 강우시 발생하는 유출량과 오염물질 부하량의 저감 효과가 큰 것으로 나타났다. 특히, 건물 옥상 녹화 및 주차장과 도로에 투수성 포장을 적용한 경우, 총 유출량은 15~61 %의 저감효과를 보였으며, 오염부하량에 대해서는 TSS 22~72 %, BOD 23~71 %, COD 22~71 %, TN 15~79 %, TP 9~64 %의 저감효율을 나타냈다.