The transport of silver nanoparticles (AgNPs) was investigated through a column packed with sand. A series of column experiments were carried out to evaluate the effect of ionic strength (IS), pH, electrolyte type and clay mineral on mobility of polyvinylpyrrolidone-coated silver nanoparticles (PVP-AgNPs). The deposition of PVP-AgNPs was increased with increasing solution ionic strength and decreasing pH. Furthermore, the depositon of PVP-AgNPs was affected by the electrolyte type (NaCl vs. NaNO3) and was shown to be greater at NaNO3 solution. Also, the transport of PVP-AgNPs was greatly increased after the pre-deposition of clay particles on sand. Our results suggest that various environmental factors can influence the mobility of PVP-AgNPs in soil-groundwater systems and should be carefully considered in assessing their environmental risks.
The thermal conductivity of soils is an important property in energy-related geotechnical structures, such as underground heat pumps and underground electric power cable tunnels. This study explores the effects of geotechnical engineering properties on the thermal conductivity of soils. The thermal conductivities of quartz sands and Korean weathered silty sands were documented via a series of laboratory experiments, and its variations with effective stress, porosity, and water saturation were examined. While thermal conductivity was found to increase with an increase in the effective stress and water saturation and with a decrease in porosity, replacing air by water in pores the most predominantly enhanced the thermal conductivity by almost one order of magnitude. In addition, we have suggested an improved model for thermal conductivity prediction, based on water saturation, dry thermal conductivity, saturated thermal conductivity, and a fitting parameter that represents the curvature of the thermal conductivity-water saturation relation.
In the developing country like India, groundwater is the main sources for household, irrigation and industrial use. Its contamination poses hydro-geological and environmental concern. The hazardous waste sites such as landfills can lead to contamination of ground water. The contaminants existing at such sites can eventually find ingress down through the soil and into the groundwater in case of leakage. It is necessary to understand the process of migration of pollutants through sub-surface porous medium for avoiding health risks. On this backdrop, the present paper investigates the behavior of pollutants' migration through porous media. The laboratory experiments were carried out on a soil-column model that represents porous media. Two different types of soils (standard sand and red soil) were considered as the media. Further, two different solutes, i.e., non-reactive and reactive, were used. The experimental results are simulated through numerical modeling. The percentage variation in the experimental and numerical results is found to be in the range of 0.75- 11.23 % and 0.84 - 1.26% in case of standard sand and red soil, respectively. While a close agreement is observed in most of the breakthrough curves obtained experimentally and numerically, good agreement is seen in either result in one case.
사질토의 액상화에 대한 저항 강도는 포화도에 상당히 의존한다. 압축파 속도는 현장에서 쉽게 측정이 가능하고 포화도의 영향을 크게 받기 때문에 현장 지반의 포화도를 예측하고자 할 때 효율적으로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 시료의 포화가 가능하고 전단파, 압축파 속도 측정 및 비배수 상태에서 비틂전단 시험을 수행시 유발되는 과잉간극수압을 측정할 수 있는 비틂전단 시험기를 개발하였다. 토요라 모래에 대해 전단파, 압축파 속도 측정이 수행되고, 비배수 비틂전단 시험을 실시하였다. 포화도(B값)에 따른 시료의 전단파 속도 및 압축파 속도를 이론식과 비교하여 개발된 시험기를 검증하였으며, 여러 B값에서 비배수 TS 시험동안 유발되는 과잉 간극수압의 변화를 측정 분석하였다.
본 연구에서는 다공성 포화매질내에서 페놀의 제거를 위해 효소 중합반응의 적용성을 조사하였다. 페놀로 오염된 지하수의 모의실험으로 실험실 규모의 모래 충진 칼럼(ID: 4.1 cm, 충진높이: 12 cm)에 HRP와 과산화수소수를 주입하여 페놀 제거율 및 고분자 생성율에 대한 효소량(0$\sim$2 AU/mL), 이온강도(5$\sim$100 mM), pH(5$\sim$9)의 영향을 평가하였다. 페놀의 제거율은 효소량 2.0 AU/mL, 이온강도 20 mM, pH 7에서 각각 유입농도의 90% 이상을 유지하였다. 유입페놀은 다공성 매질에 축적되는 불용성 고분자와 유출되는 용해성 고분자들로 변환되었다. 최대 약 8%의 공극부피가 고분자화 반응으로부터 생산된 불용성 고분자에 의해 감소되었다.
유기 석유화학 오염 물질인 휘발유가 지하 분포 시, 지하수면 위 토양 매질(vadose zone)내에 존재할 수 있는 기체 상태(vaporphase)와, 지하수면의 상승 또는 하강에 의해 분포 할 수 있는 residual phase의 유류 오염 물질이 GPR에 미치는 반응을 조사하기 위하여 모래와 자갈을 토양 매질로서 채운 탱크를 이용한 모델 실험이 수행되었다. 물만 사용하여 지하수면의 상승과 하강을 유도한 후, 석유 수송을 위하여 지하에 매장된 파이프 혹은 석유저장을 위한 지하 탱크로부터 지하수면으로의 유류 오염을 simulation하기 위하여 모델 탱크바닥을 통하여 휘발유가 주입되었다. 본 연구 결과, 수분 함량에 따른 GPR의 민감성과 지하수면의 변화 관측에의 GPR 효율성이 입증되었다. 또한, 휘발성 유류 오염 물질의 기체상태가 vadose zone에 분포 시 GPR를 이용하여 탐지할 수 있는 가능성과, 지하수면의 상승에 의해 지하수면 밑의 물로 포화된 토양(water saturated zone)에 분포할 수 있는 residual phase의 유류 오염 물질의 탐지 가능성이 모델 실험을 통하여 확립되었다 그리고, residual phase의 유류 오염 물질이 지하수면 아래에 분포하는 오염지역에서 GPR을 이용한 유류 오염물질을 탐지할 수 있는 새로운 탐사전략이 제시되었다.
본 연구에서 삼축압축시험기를 이용하여 낙동강유역 모래에 대한 상대밀도, 전단변형어속도, 구속압력의 변화에 의한 전단강도 특성을 고찰하였다. 그리고 Lade 모델과 수정 Lade 모델의 결과는 실험에 의하여 비교하였다. 전단변형제어속도, 상대밀도 그리고 구속압력변화에 의한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 낙동강유역의 모래에 대해 Coulomb의 식을 이용할 수 있는 응력의 한계는 변형제어속도가 0.08%/min일 때 120~200 kpa이고 0.5%/min일 때 120~150 kpa의 범위로 고찰되었다. 이들 한계범위들은 석회질 모래나 양입도의 석영질 모래에 비해 적게 나타났다. 2) 변형제어속도와 상대밀도 모두가 Lade 모델과 수정 Lade 모델에 필요한 매개변수에 많은 영향을 미친다. 따라서 현장에서는 하중조건과 지반조건을 정확히 파악하여 적절한 매개변수를 사용하는 것이 중요하다. 3) 변형제어속도와 상대밀도의 변화에 따른 구성모델식에 의한 파괴시 주응력비는 전반적으로 변형제어속도에는 큰 영향을 받지 않으나, 상대밀도와 구속압력이 구성 모델식의 결과에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 낙동강유역의 모래에 대한 응력-변형거동의 정확한 예측을 위해서는 다양한 조건에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 4) Lade 모델과 수정 Lade 모델에서 결정된 파괴시 주응력비와 파괴포락선의 내부마찰각을 실측치와 비교한 결과, 본 연구에서 사용된 구속응력 범위내에서는 Lade 모델이 수정 Lade 모델보다 평균적으로 실측치에 더 근접함을 보여 주었다.
본 연구는 인공지반의 녹화에 보편적으로 이용되고 있는 자연토양, 개량토양, 인공토양에 따른 식물의 생육상태를 밝히기 위해 몇 가지 토양을 배합조성하고 이에 따른 목본식물(자산홍)의 생장상태를 측정하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 먼저 토양종류에 따른 목본식물의 생장인자 간에 상관분석을 실시한 결과 지하부의 생장은 공극량 등이 중요하게 관여하고 있으며, 지상부의 경우는 전질소비가 생장에 중요한 영향요인으로 작용되고 있는 것으로 나타났다. 토양재료중 자연토양(밭흙)은 지상의 생장(수고, 엽수, 엽폭, 절화수)과 지상부의 건물중, 지하부의 건물중 모두 가장 저조한 것으로 나타났다. 인공토양(버미큘라이트)은 지상의 생장(수고, 엽수, 엽폭, 절화수 등)은 좋지 않았으나 상대적으로 지하부의 건물중이 월등히 높았으며 이러한 지하부의 우수한 생육에 기인하여 총건물중도 가장 높게 나타났다. 따라서 인공토양인 버미큘라이트의 경우 지닌 양분이 미약하여 지상의 생육상태는 양호하지 못했으나 통기성 및 투수성 등이 좋아 지하부의 생육에 결정적인 영향을 미친 것으로 판단된다. 밭흙을 주재료로 한 개량토양 중 버미큘라이트와 훈탄을 배합한 처리구는 지상부, 지하부 모두 중간정도의 생장상태를 나타냈다. 부숙톱밥을 혼합한 개량토양의 경우 총건물중은 인공토양(버미큘라이트) 다음으로 높았으며 나머지 수고, 엽수, 엽폭, 절화수 및 지상부의 건물중 등 지상부의 생장상태는 가장 좋은 것으로 나타났다. 특히 유기물 재료 중에서도 훈탄보다는 부숙톱밥이 들어간 배합토에서 생육이 좋은 것으로 나타났다.
The effect of replacement of fish meal (FM) in diets with sand smelt meal (SSM) on fatty acid composition of carp fry, Cyprinus carpio, was examined. Five isonitrogenous and isoenergetic (38% crude protein, $15.75\;kJ\;g^{-1}$) diets replacing 0, 25, 50, 75, and 100% FM protein by SSM protein were formulated. Each diet was randomly allocated to triplicate groups of fish in aquaria, and each aquarium was stocked with 20 fish (initial average weight of $0.300{\pm}0.65\;g\;fish^{-1}$). Fish were fed twice daily to apparent satiation for 13 weeks. Results indicated that final weight, specific growth rate and feed efficiency ratio of fish fed with different SSM replacement diets did not differ significantly (p>0.05) from fish fed the control diet, except for 100% SSM level. No significant differences were noted among experimental treatments on dry matter, protein, lipid and ash contents of the fish body composition (p>0.05). Fatty acid analysis showed that saturated fatty acids in fish muscle significantly decreased, but monounsaturated fatty acids (MUFA) and polyunsaturated fatty acids (PUFA) did not change with increasing dietary SSM. However, some changes also could be observed for some particular fatty acids in experimental fish. For example, the amounts of 15:0, 17:0, 18:1n-7, 18:2n-6 and 22:5n-3 significantly increased, but 16:0, 18:1n-9, 18:3n-3 and 20:1 n-9 significantly decreased with increasing dietary SSM. Total n-6 PUFA increased with increasing dietary SSM, but total n-3 PUFA were not changed in muscle of fish fed the experimental diets. The ratio of n-3 to n-6 was not affected significantly in muscle of fish fed the experimental diets containing different proportions of SSM, including the control diet.
An experimental assessment on the dynamic behavior of saturated sand which can consider the irregular characteristics of earthquakes was proposed. The equivalent uniform stress concept presented by Seed and Idriss has been applied to evaluate the liquefaction resistance strength to simplify earthquake loading. However, it was known that the liquefaction resistance strength of soil based on the equivalent uniform stress concept can't exactly mirror the dynamic characteristics of the irregular earthquake motion. In this study, estimation of the criterion of the liquefaction resistance strength was determined by applying real earthquake loading to the cyclic triaxial test. From the test results, relationships between excess pore water pressure and the earthquake characteristics such as magnitude or duration were determined. Magnitude scaling factors to determine the soil liquefaction resistance strength in seismic design were also proposed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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