• 한국환경과학회지
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• 제20권7호
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• pp.845-855
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• 2011

The aim of this paper is to correlate the release characteristics of marine and lake sediment with their vicinal oxic conditions. We performed lab-scale simulation experiments using field sediment and water in order to compare the release concentrations and the release rates one another. To provide a few different kinds of oxic environments we used natural air flow and some oxygen releasing compounds such as $CaO_2$ and $MgO_2$. In case of phosphates, in each oxic condition, removal of phosphorus via biological activity and that via salt precipitation with the metal ions lowered the release rates. The behavior of the nitrogen-origin salts seemed to greatly depend on the typical biological actions - growth of biomass, nitrification, and partial denitrification. Generally speaking, the control of releases of $NH_3$-N, $PO_4$-P, T-N and T-P was successful under the oxic conditions meanwhile COD, nitrates and nitrites were difficult to reduce the releases into the bulk water because of the considerable microbial oxidation. Based on typical diffusive mass transfer kinetics the changes of concentrations of the nutrients were computed for qualitative and quantitative comparisons.

• 한국항해항만학회지
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• 제36권6호
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• pp.513-519
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• 2012

오염 원인 물질의 해양 내 거동에 대한 파악은 환경 변화에 따른 부영양화 등 해양 수질 오염에 대한 예측 및 대응 방안 선정을 위한 전제 조건이다. 본 연구에서는 부영양화 원인 물질인 인의 해양퇴적물에서 해수로의 용출 특성을 조사하였다. 검토된 환경 조건은 pH 7-9, 온도 10-$20^{\circ}C$, 용존 산소 농도(dissolved oxygen, DO) 0.7-7.0 mg/L 였다. 생물학적 요인을 배제한 조건에서 회분식 실험을 통해 구해진인 용출 자료는 1차 반응식으로 해석되었으며, 환경 조건의 영향은 통계학적 방법을 통해 정량화 되었다. 해양 퇴적물로부터 해수로의 인 용출은 pH와 온도가 높고 DO가 낮을수록 증가하였다. 1차 반응 평형 농도 기준으로 검토된 범위의 pH 증가, 온도 증가, DO 감소는 각각 인용출을 2-3배 증가시켰다.

• 생태와환경
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• 제41권2호
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• pp.166-173
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• 2008

오염물질을 제거하기 위한 방법 중 하나인 석회 처리를 통하여 청초호 표층 퇴적물에 함유된 중금속의 존재 형태 변화와 환경변화시 수층으로의 용출가능성을 알아보았다. 연속추출 방법을 사용하여 중금속의 화학적 형태를 분석하였고 수층으로의 용출 가능성은 흡착된 형태와 공침된 형태의 합으로 하였다. 석회 처리 전의 청초호 퇴적물에 함유된 Cd과 Cu 및 Zn의 존재형태는 호수 바닥과 같은 혐기성 상태에서 안정된 산화성 형태가 많았으나 석회 처리 시료에서는 이 부분의 비율이 줄어든 반면 용출되기 쉬운 부분인 흡착된 형태와 공침된 형태의 비율이 증가하였다. 이는 석회 첨가로 인한 공극수의 pH상승과 대기중에 노출로 인한 산화에 의한 것으로 판단된다. 수층으로 이동 가능한 부분의 비율은 Cd의 경우 석회함량 15%, Pb은 10%, Cu와 Zn은 20%에서 높게 나타나 중금속으로 오염된 퇴적물의 석회 처리는 퇴적물에 함유된 중금속의 용출을 증가시킬 가능성이 있는 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제36권3호통권104호
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• pp.304-310
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• 2003

수심이 얕고 부영양 호소인 L. Kasumigaura를 대상으로 퇴적층으로부터 유기물 용출특성을 조사하였다. 퇴적물의 함수율은 약 80%이상을 차지하고 있었으며 공극수의 DOC농도는 표층에서 높고 깊어질수록 감소하는 경향을 나타냈다. 특히 조사기간중 공극수의 DOC농도(104mg C/l)가 크게 증가하여 공극수로부터 수체로 용출 가능성이 높을 것으로 추정되었다. DOC 용출실험결과, 호기조건에서는 Labile-DOC (L-DOC)용출이 거의 관측되지 않았고 Refractory-DOC (R-DOC)만 관측되었으며, 혐기조건에서는 L-DOC와 R-DOC 모두 용출되는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 퇴적층의 상부수층에 DO가 충분히 유지되면 L-DOC는 용출되어도 호기성 bacteria에 의해 쉽게 분해되기 매문에 R-DOC만 용출되는 것으로 조사되었으며, 혐기조건하에서는 혐기성 bacteria의 유기물 분해능력의 감소로 L-DOC와 R-DOC모두 용출되는 것으로 나타났다. 결과적으로 내부생성기원의 유기물중 퇴적층으로부터 R-DOC 용출은 수체의 유기물 농도를 증가시키는 주요 원인으로 나타났으며, 수중 유기물의 대부분을 차지하고 있는 R-DOC는 유기물순환에 중요한 역할을 담당하고 있다는 사실이 확인되었다.

• 한국물환경학회지
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• 제21권6호
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• pp.595-601
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• 2005

In this research, effects of water circulation on phosphorus release from sediment into water body were studied. Sediments sampled at the Daechung Lake were used for the column experiments with circulation and non-circulation conditions. Deaeration coefficient, $K_1$ and reaeration coefficient, $K_2$ of non-circulation condition were 0.133 and 0, respectively, while $K_1$ and $K_2$ for circulation condition were 0.46 and 0.018, respectively. Oxidation Reduction Potential (ORP) showed a linear relationship with dissolved oxygen (DO) when DO is over 2 mg/L. Phosphorus concentration induced by phosphorus release from sediment was highly dependent upon DO, ORP, and pH. Under anaerobic condition, phosphorus release rate was higher for $Fe^{2+}$-bounded phosphorus compared to that of $Ca^{2+}$-bounded phosphorus.

• 생태와환경
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• 제39권3호통권117호
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• pp.331-339
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• 2006

본 연구는 퇴적물의 인 용출을 제어하기 위한 방법으로 모래를 이용한 캡핑을 포설할 경우 두께에 따른 인 용출율 저감 효과를 파악하기 위하여 수행되었다. 캡핑은 퇴적물의 인이 수체로 용출되는 속도를 저감시키며, 미생물의 기질소모 이하로 그 속도를 낮추면 수체내의 인의 농도를 일정하게 유지할 수 있음을 알 수 있었다. 모래캡핑의 두께와 용출저감은 선형의 상관관계를 보이며 캡핑 두께가 40 mm에서 80 mm로 두꺼울수록 탈산소계수가 0.311 $day^{-1}$에서 0.262 $day^{-1}$으로 작아지고 있으며, 두께가 증가함에 따라 재폭기 계수는 0.013 $day^{-1}$에서 0.0240 $day^{-1}$으로 커지는 것으로 나타났다. 회귀분석한 결과에 의하면 최소한 20${\sim}$40 mm의 모래캡핑을 실시하더라도 인 용출량을 효율적으로 저감 시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국환경과학회지
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• 제28권5호
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• pp.511-520
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• 2019

This study was investigated to improve the phosphorus release and water quality by transformation of sedimentary P fraction for application of $CaO_2$. For the experiment, 0.5% (w/w) of $CaO_2$ was homogenized in the sediment and incubated with the control for 20 days. The analytical results showed that pH increased with $CaO_2$ and redox potential (ORP) was improved in the sediment of the reactor. The growth rate of chlorophyll-a was lower in the $CaO_2$ reactor and Dissolved Oxygen (DO) of overlying water maintained higher than that of the control. Total phosphorus (T-P) concentration in the overlying water increased from the initial concentration to 0.304mg/L in the control at 20 days. The reactor of $CaO_2$ was lowered by 29.3%. Ex-P, Fe-P and Ca-P in sediment P fraction were increased with the $CaO_2$. The formation of bound Fe-P and Ca-P in the sediments seemed to control the release of P by removing the Soluble Reactive Phosphorus (SRP) presented in the pore water. From the result, this indicated that the reduction of P release from the sediments seems to be effective in suppressing the eutrophication of P and improving the oxygen condition in the water quality with the application of $CaO_2$.

• 해양환경안전학회지
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• 제13권1호
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• pp.93-102
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• 2007

수 저층의 퇴적물에서는 자체 내에서의 물질이동과 변환뿐만 아니라 외부로부터 유입된 물질과 수계 자체에서 생성된 여러 물질들이 침강하고 퇴적되고 있다. 또한 퇴적물에서 수층으로 물질들이 용출하는 등 저층의 퇴적물과 수층 간에는 끊임없이 물질교환이 이루어 지고 있다. 수 저층 퇴적물의 오염상태를 나타내는 저질은 수 저층의 퇴적물 자체를 의미하는 것이 아니라 퇴적물의 오염도를 의미하며 이는 수질과는 달리 시 공간적으로 쉽게 변하지 않아 오랜 기간의 수계 환경의 오염 상태를 알 수 있어 최근 수질조사와 더불어 수 환경의 오염도 평가와 수생생물, 저서생물과 관련한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 주요 저질의 항목으로는 영양염과 중금속 함량, 강열감량(IL), 총 황화물(TS), 산화환원치(ORP), COD, 색, 냄새와 악취, 용출량 등이 있다. 이러한 저질 인자들이 하천이나 호소 및 해양의 과거 및 현재의 오염상태를 알 수 있는 오염의 지표로 이용될 수 있으나 퇴적물의 채취방법, 조사 지점 수, 분석방법, 결과의 상호 비교 평가 등의 여러 문제점이 있어 실제 우리나라에서는 저질조사 연구가 많이 이루어지고 있지 않고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 저질 조사의 중요성과 채취방법, 각 저질 항목의 분석방법, 저질변동과 분석 및 평가에 관하여 소개하고자 하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제56권3호
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• pp.11-17
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• 2014

We investigated the applicability of steel slag as a capping material in order to minimize phosphorus(P) release into seawater. Steel slag is a byproduct from the iron and steel industries and the use of steel slag has some advantages in respect of both cost and environmental concern. P removal by steel slag were studied in a batch system with respect to changes in contact time and initial concentration. Kinetic adsorption data were described well by pseudo 2nd order model, indicating rate limiting step for P adsorption to steel slag is chemical sorption. Equilibrium adsorption data fitted well to Langmuir isotherm model which describes for single layer adsorption. The maximum P adsorption capacity of steel slag was 7.134 mg-P/L. Increasing the depth of steel slag produced a positive effect on interruption of P release. More than 3 cm of steel slag was effective for blocking P release and 5 cm of steel slag was recommended as the depth for capping of P contaminated marine sediments. Increasing P concentration and flow rate had a negative effect on P removal ratio. It was concluded that the steel slag has a potential capping material for blocking P release from marine sediments.

• 한국환경생태학회지
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• 제33권2호
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• pp.228-236
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• 2019

본 연구는 남해 연안에서 채취한 퇴적물을 대상으로 수질의 환경변화에 의해 퇴적물이 용출 특성에 미치는 영향을 파악하기 위해 실험실에서 20일 동안 용출 배양실험을 진행하였으며, 퇴적물 인의 존재형태와 수질의 환경 인자, 총 인의 용출률을 측정하였다. 관찰 결과, 수층에서 미생물의 성장에 의해 용존 산소가 감소하여, 퇴적물의 산화환원전위가 낮아지는 혐기성환경이 진행되었다. 그에 따라 배양 초기일과 20일 후를 비교하면, 퇴적물 인의 존재 형태 중철 산화물과 결합한 인산염의 감소하는 변동성이 높게 나타났다. 이는 철 산화물이 환원될 경우 금속 이온과 분리된 무기인이 수중으로 이동하는 것을 의미하는데, 분리된 무기인은 플랑크톤에 의해 잘 흡수되는 특성을 가진다. 수층의 총 인을 분석한 결과 20일 차 0.304mg/L까지 지속적으로 증가하였으며, 산정된 용출률의 경우 배양 5일 이후 용존 산소의 감소와 높은 관계성을 보였다. 따라서 본 연구의 결과로부터, 수층의 부영양화를 관리하기 위한 요소로서 수질의 용존 산소와 퇴적물 인의 존재형태 중 철 산화물의 중요성을 확인할 수 있었다.