• 한국환경농학회지
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• 제27권1호
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• pp.60-65
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• 2008

현재 개발되어 사용되고 있는 중금속 오염의 복원기술들은 방법에 따라 상이하기는 하지만 일반적으로 비용이 많이 들고 처리시 이차적인 오염이 발생되거나 시간이 많이 소요되고, 외부 투입 에너지에 크게 의존하므로 실제 현장에 적용하기는 많은 문제점이 있다. 이러한 실정에서 오염물질을 완전히 분해시키거나 더 이상 독성을 야기하지 않고 원래의 물리화학적 특성을 상실한 다른 물질로 변환시킬 수 있는 처리 기술의 확보는 매우 중요한 과제라 할 수 있다. 본 연구에서는 Cr(VI)으로 오염된 토양에서 간단한 산화-환원 반응의 원리를 이용한 영가철 복원방법에 영향을 미치는 다양한 환경요인을 구명하여 향후 현장적용시 기본 자료로 활용하고자 하였다. Cr(VI)으로 오염된 토양에 영가철 만을 처리한 결과 반응 30일 후 Cr(VI)의 환원 정도는 영가철의 처리량이 증가할수록 증가하였다. 또한 유기물 함량이 증가할수록 Cr(VI)의 환원정도는 증가하였으며 반응속도 또한 유기물 함량에 따라 증가하였다. 또한 Cr(VI)농도가 반응5일 동안 90% 이상 감소하는 것으로부터 유기물에 의한 Cr(VI)의 환원 반응은 초기 반응이 우세함을 알 수 있었다. 수분함량의 경우 수분에 의한 직접적인 효과는 Cr(VI) 감소량 대비 4% 수준인 것으로 평가되었다. 유기물 함량이 영가철의 Cr(VI) 환원에 미치는 영향을 조사한 결과 Cr(VI) 농도는 50% 이상 감소하였으나 유기물 함량이 영가철의 이온화나 활동도에 직접적인 영향을 미치지는 않는 것으로 판단되었다. 특히 수분함량을 $15{\sim}30%$로 처리한 경우 영가철의 Cr(VI) 환원에 있어 반응 30일 후 초기 Cr(VI) 농도의 90% 정도가 제거되었다. 따라서 토양 수분 함량은 영가철의 이온화 및 활동도에 직접적으로 영향을 미치는 중요한 인자로 판단되었다. 특히 영가철, 유기물, 수분함량을 개별적으로 처리하였을 경우에는 MCL 이하로 Cr(VI)의 농도를 저감시킬 수는 없었으나 이들을 동시에 처리하는 경우에는 MCL 이하로 Cr(VI)의 농도를 저감시킬 수 있었다.

• 환경영향평가
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• 제28권5호
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• pp.492-506
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• 2019

공용화기사격장 내 중금속 오염물은 대부분 탄두원형으로 존재하거나 입자로 존재하는 금속조각편이며 이들 미세한 금속입자들은 오랜 기간 풍화되어 표면이 산화물 또는 탄산화물로 존재할 가능성이 매우 높다. 특히 사격장 토양에서 대표적 오염물질인 납은 연성이 높아 무르고 잘 늘어나므로 더 미세입자로 존재한다. 따라서 물리적 세척 실험으로 입도분석, 입경별 중금속농도, 금속물질 성분분석, 비중, 자력, 부상선별의 적용성 평가를 실시하였다. 금속파편의 경우 FESEM분석과 무게측정결과 납은 무른 특성에 따라 얇게 조각나고 편모양의 구조로 비슷한 면적의 구형 토양보다 무게가 더 적게 나가는 것을 확인하였으며 비중선별 적용성이 높은 것을 확인할 수 있었다. 이 결과를 적용하여 하이드로사이클론을 이용한 정화효율평가 결과 1회 71%, 2회 80%, 3회 91%의 누적 정화효율을 보였다. 이에 비해 자력선별은 17%의 낮은 효율을 보였고 부상선별은 입경 0.5 mm 미만으로 선별한 대상토는(-35 mesh) 39%로 비교적 높은 효율을 보였으나 입경 2 mm 미만으로 선별한 대상토의(-10 mesh) 효율은 16%에 불과하였다. 토양세척의 대상 처리입경은 2 mm ~ 0.075 mm로 입도구분을 추가로 하여 실규모 장치에 적용하여야 하며 이는 설치비용과 공정이 추가로 구성됨에 따른 관리가 필요할 것으로 분석되었다. 결과적으로 공용화기사 격장 오염의 토양정화는 탄두 원형을 유지한 탄두는 5.56 mm 이상으로 자갈입경보다 크므로 고비중을 이용한 비중선별을 실시하고, 금속파편으로 존재하는 오염물질은 얇게 조각나고 편모양의 구조로 같은 입경의 토양보다 무게가 더 적음에 따라 토양세척의 하이드로사이클론을 이용하여 분리하여 처리할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권12호
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• pp.667-675
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• 2016

나노 기술에 대한 관심이 증가함에 따라 다양한 종류의 나노 물질이 환경 정화 분야에서 활발히 연구되고 있다. 이에 따라 새롭게 개발된 나노 물질의 성능을 쉽고 신속하게 측정할 수 있는 분석법에 대한 요구가 증가하고 있다. 본 연구에서는 토양/지하수 정화 분야에서 활발히 사용되는 나노 영가철의 환원 반응성을 쉽고 신속하게 측정할 수 있는 방법으로써 수정된 인도페놀법을 제시하였다. 인도페놀법에서 한계반응물로 작용하던 암모늄과 과량으로 존재하던 페놀을 치환하여 사용함으로써 페놀류에 대한 정량 분석이 가능하도록 수정하였다. 대상으로 한 나노 영가철에 의한 환원 반응은 4-클로로페놀의 페놀로의 환원과 나이트로벤젠의 아닐린으로의 환원이었으며, 수정된 인도페놀법은 반응생성물인 페놀과 아닐린에 대하여 선택성을 나타내 분석 방법으로 사용이 가능함을 확인하였다. 민감도 향상을 위하여 발색 시약의 농도 및 반응 시간, 시료의 전처리 등의 영향에 대하여 평가하였다. 실제 시료를 대상으로 시험하였을 때, 용존 철 이온에 의한 저해 영향을 확인하여 탄산나트륨 용액 주입의 전처리를 이용하여 해결하였다. 최종적으로 개발된 분석 방법을 이용하여 나노 영가철 및 이중금속 나노영가철의 환원 반응성을 측정하였으며, 결과적으로 환원 반응 속도의 차이뿐 아니라 환원 기작의 차이도 구분할 수 있는 가능성을 보여 주어 나노 영가철의 환원과 관련된 연구 분야에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권6호
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• pp.961-967
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• 2012

본 연구에서는 6 종류의 안정화제의 중금속 안정화 효율을 평가하기 위해 생물학적 평가 방법을 이용하였다. 12 종의 식물을 대상으로 한 스크린 실험에서 청경채를 선발하여 이를 안정화제 평가에 사용하였다. 식물 독성실험 결과 농용석회와 제강슬래그는 청경채의 뿌리 신장에, 백운석은 지상부 신장에 각각 악영향을 주었다. 화학적 평가 방법뿐만 아니라 생물학적 평가 방법을 고려하였을 때에는 AMD 슬러지가 가장 추천되어질 만한 것으로 판단된다. 그러나 토양 환경과 청경채의 특수성 때문에 위 결과를 일반화 하는 것은 어려우며 명확한 결과 도출을 위해서 재배기간의 조정과 추가적인 화학 침출 평가 방법 등이 필요해 보인다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제4권3호
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• pp.180-185
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• 2017

광산 활동에 의해 오염된 농경지의 복원은 개량제 처리와 복토를 기반의 미량원소 안정화 기법으로 진행되고 있다. 최근 복원된 부지 중 경사 농경지에서 토양 유실 문제가 대두되고 있다. 본 연구에서는 4종의 개량제 (벤토나이트, 석회, 유기물, 제강슬래그)를 다양한 비율로 단일 또는 복합처리 한 후 입단 형성의 효율을 평가했다. 복토재는 점토함량이 다른 3가지 토양 (A 토양=9.4%, B토양=14.7%, C 토양=21.2%)을 대상으로 했다. 단일처리 결과, A 토양은 유기물 5%, B와 C 토양은 석회 5%가 각 토양의 대조구에 비해 입단 형성이 가장 효과적이었다. 9가지 복합처리구 중에서 A 토양은 유기물 3% + 석회 1%, B와 C 토양은 유기물 1% + 석회 3% 처리구의 입단 형성이 가장 높았다 (A 토양=30.4%, B 토양=25.0%, C 토양=36.5%). 현장처리를 위해 각 복토재 (A 토양=0.045, B 토양=0.051, C 토양=0.054)와 국내 농경지의 평균 (0.032) 토양침식인자 차이만큼을 개량제에 의한 목표 입단 형성량으로 설정하였다(29.1% 입단형성). 비용편익을 고려한 최적 개량제 선정한 결과 A와 B 토양은 석회 3%, C 토양은 석회 5%가 가장 적합 했으며, 이를 통한 경사진 복원된 경사 농경지에서 토양 유실을 효과적이고 경제적으로 저감할 것으로 예측된다. 본 연구에서 석회 처리에 의한 토양 알칼리도 상승은 고려하지 않았다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권7호
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• pp.377-386
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• 2016

본 연구의 목적은 전국의 토양오염실태를 토지용도별로 조사하고, 공공주택개발지구의 토양오염 처리실태를 분석하고자 한다. 환경부가 매년 조사하고 발표하는 토양오염실태 자료를 근거로 지목별 토양오염 변화 추이를 살펴보았고, 공공주택기관이 발주하는 대규모 택지조성 및 주택 도시개발 사업지구에 근무하는 토양오염 관련 실무자를 대상으로 설문조사를 수행하였다. 분석결과, 21가지 유기 및 무기 토양오염물질(예, 카드뮴, 구리, 비소, 수은, 납), 크롬, 아연, 니켈 등)은 전반적으로 토양오염우려기준보다 낮은 반면 산업활동 지역에서 일부 오염물질에 국한되어 비교적 높은 수준의 유해물질이 측정되었다. 한편, 공공개발사업지구 실무자를 대상으로 한 설문조사에서 응답자 상당수는 오염토양에 관한 업무 처리기준이 명확하지 않아 외부 전문 업체에 의한 처리방식에 의존하고 있어 오염토양 발생 직후 신속한 대응, 합리적인 전략에 관한 명확한 가이드라인이 제공되어야 할 것이다. 또한 대부분의 실무자들은 오염토양 처리에 대한 경험이 많지 않아 그 처리기술에 대한 전문 지식을 습득하고 이해하기 위해 정기적인 교육이 요구되었다

• 대한환경공학회지
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• 제38권9호
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• pp.521-527
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• 2016

나노 영가철은 산화환원기작을 통하여 염소계 유기화합물과 같은 물질을 효과적으로 처리할 수 있다고 알려져 있지만, 작은 사이즈로 인하여 회수가 어려운 단점으로 인하여 실제 수처리 공정에서는 유출 등의 우려로 널리 적용되지 못하였다. 이와 같은 한계를 극복하기 위하여 활성탄과 같은 담체에 고정화 하여 사용하는 연구가 활발히 진행되었다. 본 연구에서는 활성탄에 영가철의 고정화 시 대표적으로 사용되는 고온 및 상온의 두 가지 경로에 대해 평가하였으며, 결과를 바탕으로 최적의 합성 조건을 도출하였다. 효과적인 나노영가철/입상활성탄 복합체를 합성하기 위해서는 높은 철 함량과 더불어 영가철의 분율을 높이는 것이 중요하며, 이를 위해서는 합성 과정에서 형성되는 철 산화물 및 수산화물의 형성을 억제하는 것이 중요한 것으로 나타났다. 또한 영가철의 분율을 높이기 위한 환원 시간 및 중간 건조 과정의 유무 등 합성 조건의 영향을 살펴보았으며, 그 결과 중간 건조 과정 없이 바로 $NaBH_4$를 이용한 환원 조건을 약 2시간 이상 유지하는 것이 최적 조건임을 확인하였다. 합성된 나노영가철/입상활성탄 복합체는 활성탄의 흡착 능력과 영가철의 환원 능력을 동시에 보유함으로써 나이트로벤젠과 같은 환원이 가능한 오염물질의 제거에 효과적으로 나타났다.

• 청정기술
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• 제23권3호
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• pp.302-307
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• 2017

본 연구는 오염현장에서 채취한 유류오염토양을 in situ 토양세정법으로 정화시 기술 적용성을 평가하기 위한 컬럼식 실험이다. 실험에 사용한 오염토양의 토성은 사토(sand)이었으며, 초기 TPH 오염농도는 $9,369mg\; kg^{-1}$이었다. 세정용액으로 0.1% Tween-80을 사용하였으며, 반응기로는 아크릴 원형컬럼과 유리 시린지컬럼을 사용하였다. 아크릴 원형컬럼 실험에서 0.1% Tween-80을 1 PV 주입하였을 때 토양 TPH의 35%가 제거되었고 이후 5 PV까지도 제거효율이 약 40% 정도로 큰 증가가 나타나지 않았으나 7 PV 주입하였을 때 약 60%가 제거되었다. 아크릴 원형컬럼 대신 유리 시린지컬럼을 사용하여 체류시간을 증가시키자 5 PV까지는 아크릴 원통컬럼을 사용한 경우보다 제거효율이 전반적으로 약 3 ~ 12% 높았으나 7 PV을 모두 주입하였을 때의 제거효율은 약 60%로 서로 차이가 없었다. 단독 alum과 alum+polymer 혼합응집제를 사용하여 폐세정액을 응집처리한 결과 최적 주입농도는 두 경우 모두 $150mg\;L^{-1}$인 것으로 나타났다. 응집처리한 Tween-80 폐세정액에 Tween-80을 0.1% 농도로 새로 용해하여 재사용 세정을 실시한 결과의 제거효율은 41.0%로 재사용하지 않은 0.1% Tween-80의 32.0% 보다 약 9% 높게 나타났다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권4호
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• pp.740-747
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• 2015

본 연구는 실제 유류오염토양을 in situ 토양세정법으로 정화시 기술 적용성을 평가하기 위한 회분식 기초연구로 적정 계면활성제의 종류와 농도를 결정하고자 하였다. 증류수만의 진탕효과로 인한 TPH 제거는 약 30%이었으며, 계면활성제 희석시 사용되는 용액으로는 증류수를 사용한 경우에 비하여 지하수(해수 혼합)의 유입으로 인하여 약 2~6%의 효율저하가 나타났다. 토양과 계면활성제 용액비는 회분식 실험에서 TPH 제거효율에 미치는 영향이 미미하였다. 단독 또는 혼합 계면활성제 농도를 0.1~4.0 wt%까지 변화시켜 세정한 결과 종류별로는 Tween-80, SWA-1503, SWA-1503+SDS에서 평균 제거율이 80% 이상으로 대체적으로 높은 효율을 보였으며, 농도에 따른 차이는 크지 않아 0.1 wt% 농도를 최적 농도로 판단하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권4호
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• pp.279-284
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• 2016

선광 및 제련과 같은 광산활동 과정에 발생하는 광미는 고농도의 중금속을 함유하고 있고, 그 중 황철석을 함유한 광미는 광산주변 수계 및 토양 오염의 주요 원인이다. 이러한 황철석을 함유한 광미의 무해화를 위해 화학전지 (연료전지)의 개념을 활용할 수 있다. 화학전지에서 황철석의 자발적인 산화, 즉, 갈바닉 산화를 통해 황철석이 용해되면서 $Fe^{3+}$와 황산이 생성되어 pH가 감소하게 된다. 이는 황철석 함유 광미 내 중금속의 용출 촉진 효과를 가져올 수 있다. 본 연구에서는 $23^{\circ}C$ 조건에서 4주 간 산성용액과 갈바닉 반응기를 이용해 황철석을 처리하며 총 용존 철 농도와 용액의 pH를 확인하였다. 또한 주사전자현미경을 이용해 처리 후 황철석 표면을 관찰하였다. 갈바닉 반응기를 이용한 황철석의 용해가 산성용액을 이용한 황철석의 용해에 비해 약 2.9배 높은 총 철을 용출시킨 것을 확인하였고, pH 저감 효과도 더 큰 것을 확인하였다. 또한 표면 분석 결과 갈바닉 반응기 내에서 반응한 황철석의 표면에서 더 많은 홈을 발견되었다. 본 연구를 통해 갈바닉 산화에 의해 황철석의 용해가 촉진된 것을 확인하였으며, 갈바닉 산화가 황철석 함유 광미의 무해화 기술로 사용될 수 있는 가능성을 확인하였다.