• Title/Summary/Keyword: Soil water tension

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토양에 투입된 미생물의 거동 및 활성 (Fate and Activity of Microorganism introduced into the Soil)

  • 정재춘;주설;이재웅;이정재
    • 유기물자원화
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    • 제10권2호
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    • pp.100-116
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    • 2002
  • 농작물에 영양분을 공급하거나 식물의 생장촉진, 식물 병원균의 억제 등을 위하여 토양에 미생물이 투입된다. 대표적인 예가 질소고정 공생세균과 Pythium, Rhizobium 등이다. 이들이 투입되어 성공적으로 작용하려면 생존하여 충분한 밀도로 집략을 형성하여야 한다. 이들의 생존과 집략화에 미치는 영향은 생물적인 인자와 비생물적 인자에 의해 좌우된다. 생물적 인자중에서 중요한 것은 포식과 경쟁, 비생물적 인자 중에서 중요한 것은 물의 장력 유기탄소, 무기영양분(N, P), pH 등이다. 토양의 토성과 소공극 분포도 투입된 미생물의 생존과 활착에 중요한 역할을 담당한다. 또한 미생물에 대한 토양생태계의 선택성은 접종 세포 개체군의 활착에 있어서 중요하다. 예를 들면 항생제의 사용에 의한 토착미생물의 제어, 계면활성제를 분해하는 Psendomonas종을 투입하는 경우이다. 투입미생물의 활착을 증진시키기 위하여 이탄, 점토 등의 수송체를 동시에 첨가할 수 있는데 이들은 투입미생물에게 보호적인 미소서식지를 만듦으로서 토양중에서 세균을 보호할 수 있다. 또한 세균이나 공업용 효소를 부동화시키기 위한 수송체로서 유기성 중합체가 사용되고 있다. 이러한 물질들의 예를 들면 아질산칼륨, agarose, k-carrageenan 등이다. 이들도 미소서식처를 제공하므로서 투입미생물의 활착을 돕는 역할을 한다.

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석회암 유래 토양의 침투 및 투수속도 평가에 따른 수문유형 분류 (Classification of Hydrologic Soil Groups by Infiltration and Permeability in Soil Originated from Lime Stone)

  • 허승오;정강호;손연규;박찬원;하상건;김정규
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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    • pp.1197-1204
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    • 2008
  • 강원도 남부(영월)와 충북 제천, 단양 등지에 널리 분포하는 석회암에서 유래된 토양은 점토 및 철분함량이 많은 식질계 토양이며 pH와 염기포화도(Base Saturation)가 높은 붉은색 토양이다. 이 토양은 식양질과 식질 등의 세립(細粒)질로만 구성이 되어 있고 자갈이 있는 토양으로 분류된다. 따라서, 토양의 침투 및 투수속도가 우리나라 토양의 주 모재인 화강암이나 화강편마암 유래 토양과는 다른 양상을 보인다. 본 연구는 세립질 특성을 보이는 석회암 유래 토양의 지표면에서의 침투속도와 토양층위별 투수속도를 측정해 복잡하게 세분되어 있는 토양의 종류를 수문학적인 목적에 따라 단순화하기 위해 만든 수문학적 토양유형을 분류하고자 하였다. 실험을 위해 이용된 토양은 과림, 모산, 장성, 마지, 안미, 평안통의 6개 토양이었고 장력 침투계(Disc tension infiltrometer)와 투수속도 측정계(Guelph permeameter)로 침투 및 투수속도를 측정했다. 현장측정 이후 추정식의 개발을 위해 토양층위별로 시료를 채취하여 실험실조건에서 입도분포, 유기물함량을 측정했다. 토양통별 침투 및 투수속도를 측정한 결과는 유기물 층이 존재하는 과림통은 공극이 많고 토층 내에 나무 및 식물뿌리가 존재해 전체적으로 침투 및 투수속도가 빠른 특성을 보여 수문유형을 A로 분류되었다. 모산통은 토층 내에 자갈함량이 아주 높고 투수속도가 다른 토양에 비해 월등히 빠른 특성을 나타냈으나 50cm이내에서 암반층이 존재하는 관계로 수문유형이 C로 분류되었다. 토층이 깊지 않은 장성통은 토층 내에 나무 및 식물뿌리가 많고 암석노출지가 존재해 침투속도가 빠름에도 불구하고 C 수문유형으로 분류됐다. 자갈이나 잔돌이 많은 마지통은 잔자갈이 존재하고 침투나 투수속도가 빠른 편으로 A유형이었다. 논으로 사용되는 안미통은 다른 석회암 유래토양에 비해 토층이 깊은 편이며 석회암 충적층에서 유래된 토양으로 선상지 및 곡간지에 분포한다. 관개된 상태에서 로타리 작업에 의해 표토의 특성이 교란되는 논으로 이용되는 특성 때문에 침투 및 투수속도는 느려 C유형으로 분류됐다. 잔돌이 존재하는 평안통은 석회암 붕적, 퇴적층으로부터 유래된 토양으로 산록경사지 및 선상단구에 분포하며 표토층인 A층에서 중입상구조를 보이며 공극이 많고 작물뿌리가 매우 많아 침투속도는 빠르나 B층에서는 점토 함량이 감소했다 증가하면서 토성이 급격히 바뀌는 특성을 나타내 투수속도는 느린 값을 보였으나 수분학적 토양유형은 B유형으로 분류됐다.

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$C_5$계 수소불화에테르를 기반으로 하는 배합 세정제의 CFC 대체세정제 적용 연구 (A Study on the Applicability of $C_5$ Hydrofluoroether-based Formulated Cleaning Agents as CFC-Alternatives)

  • 민혜진;배재흠;장윤상
    • 청정기술
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    • 제16권3호
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    • pp.172-181
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    • 2010
  • CFC 세정제의 제3 세대 대체세정제로 평가되는 수소불화에테르(hydrofluoroether; HFE)는 불소분자를 함유하고 있어 표면장력이 낮고 습윤지수가 커서 미세입자제거와 불소계 오염물 제거에 우수하고 인화점이 없고 건조성이 뛰어난 물성을 가지고 있지만, 유기물의 용해력은 떨어져 유기 오염물 제거에는 효율적이지 못하다. 본 연구에서는 $C_5$계 HFE인 HFE-7100 [$CF_3CF_2CF_2CF_2OCH_3$]와 HFE-mec-f[$CF_3CHF=CF_2OCH_2CF_3$]에 유기물질의 용해력이 비교적으로 뛰어난 isopropyl alcohol (IPA), ethyleneglycol monoether (EG), propyleneglycol monoethylether (PM)를 인화점이 나타나지 않는 최대량을 각각 첨가하여 $C_5$계 HFE 기반의 배합세정제를 제조하여 물성과 여러 종류의 플럭스, 비수용성 절삭유, 불소계 오일에 대한 세정성 평가를 수행하였다. 실험 결과 $C_5$계 기반의 배합세정제는 단일 불소계 세정제의 여러 가지 물리적 성질의 장점을 가지는 것으로 나타났다. 그리고 $C_5$계 기반의 배합세정제는 첨가된 용제에 따라 약간의 차이는 있지만 대체적으로 플럭스, 비수용성 절삭유, 불소계 오일에 우수한 세정력을 나타내어 여러 산업세정 분야에 적용가능성을 보여주었다.

W/O Microemulsion 세정제의 물성 및 세정성 평가 (Evaluation of Cleanness and Physical Properties of W/O Microemulsion)

  • 이명진;한지원;이호열;한상원;배재흠;박병덕
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제40권6호
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    • pp.769-777
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    • 2002
  • Nonionic surfactant/water/탄화수소 오일/alcohol의 4성분계 시스템에서 12종의 조성물을 제조하여 물성 평가를 수행한 결과, 30.5-31.1 dyne/cm의 낮은 표면장력의 값과, 1.6-7.2 c.p.의 낮은 점도의 물성을 보여 산업용 세정제로서의 기본 물성을 보여주었다. 이들 조성물들이 안정한 단일상으로 존재하는 온도의 범위는 alcohol/surfactant(A/S)비의 증가에 따라 감소되는 경향을 보이고 있으나, 전체적으로는 계면활성제의 hydrophilic lipophilic balance(HLB) 값에 크게 영향을 받고 있으며, HLB 값이 높을수록 안정하게 존재하는 온도 영역이 증가되는 경향을 보여주고 있다. 그리고 각각의 조성물에 물의 함량을 증가 시켜 안정한 단일상이 유지되는 물의 최대 함유량을 측정한 결과 HLB 값이 낮은 계면활성제를 사용하였을 경우 HLB 값이 6.4인 비이온 계면활성제를 사용할 경우 22.1%까지도 물을 함유할 수 있었고, 물의 양이 증가됨에 따라서 단일상으로 존재하는 온도영역은 좁아졌다. 오염원으로 플럭스 제조에 사용되는 abietic acid에 대한 세정 효율을 UV/Visable Spectrophotometer와 FT-IR Spectrometer와 같은 분석기기를 이용하여 검토하여 본 결과, 비이온 계면활성제의 HLB 값이 낮을수록 높은 세정 효율을 보여주어, W/O microemulsion의 경우 비이온 계면활성제에 따른 세정력의 변화가 매우 큼을 확인 할 수 있었다. 그러나 A/S의 비가 증가에 따른 세정효율의 차이는 별다른 경향을 보이지 않았다. 또한 산업세정에 있어서 중요한 세정 요소로 작용하는 변수인 온도 변화와 초음파 주파수의 변화에 따른 세정효율을 측정한 결과, 온도가 높을수록 그리고 초음파의 주파수가 낮을수록 높은 세정력을 보여주었다. 세정 공정 중 린스조에서의 유분 오염물이 함유된 린스액의 유수분리 효율을 측정한 결과, HLB 값이 6.4인 비이온 계면활성제를 사용한 시스템의 경우 $25^{\circ}C$ 이상에서 85% 이상의 높은 제거 효율을 보여, 효율적인 세정 및 관리가 가능한 것으로 판단되었다.

강우침투에 의한 산사태 발생 및 모관흡수력과 체적함수비의 변화 특성에 관한 연구 (Characteristics of Landslide Occurrence and Change in the Matric Suction and Volumetric Water Content due to Rainfall Infiltration)

  • 서원교;최정해;채병곤;송영석
    • 지질공학
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    • 제27권4호
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    • pp.475-487
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    • 2017
  • 본 연구에서는 산사태 모형토조 실험을 통해 강우침투에 의해 나타나는 산사태의 발생특성 및 지반재료의 변화특성에 관하여 분석하였다. 실험장치는 모형토조, 강우재현장치, 계측장치로 구성되어 있으며, 인공사면 상부에서 200 mm/hr의 극한강우를 살수함으로써 산사태를 유발하였다. 모관흡수력과 체적함수비 계측장치는 인공사면의 천부(GL-0.2 m), 중부(GL-0.4 m), 심부(GL-0.6 m)의 각 심도별로 3세트씩 설치하였으며, 실험은 화강암 풍화토, 편마암 풍화토, 이암 풍화토 각각에 대한 현장조건과 상대적으로 느슨한 조건 및 조밀한 조건으로 나누어 실험을 진행하였다. 분석결과, 극한강우에 의하여 실험 초반에는 사면 표층에서 세굴현상이 우세하게 나타나다가 이후 국지적으로 발생한 횡적인 인장균열면을 따라서 산사태가 발생했다. 산사태는 강우침투에 따른 습윤전선(wetting front)의 전이로 인해 천부에서부터 심부로 점차 확장되는 천층파괴(shallow failure)의 형태를 띰과 동시에 사면의 선단부(toe part)에서부터 정상부(crest part)로 점차 전이되는 후퇴성붕괴(retrogressive failure)의 양상을 보였다. 강우침투에 따른 포화영역에서 모관흡수력은 아무런 전조현상 없이 급격하게 감소하는 반면에, 체적함수비는 점진적으로 증가하다가 최대값에 도달하여 이 값을 일정시간 유지한 뒤 산사태 발생 시 급격히 감소하는 것으로 나타났다.

벼 휴립건답직파 절수재배에 알맞은 파종량 (Reasonable Seeding Rate for Ridge Direct Seeding on Dry Paddy of Rice as an Irrigation Water-Saving Cultural System)

  • 최원영;박홍규;김상수;신현탁;최선영
    • 한국농림기상학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.143-147
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    • 2000
  • 벼 휴립건답직파 절수재배시 적정 파종량을 알아보고자 1997년~1998년까지 2년간에 걸쳐 전북통(미사질양토)에서 동진벼를 공시하여 파종량을 표준인 60kg/ha부터 2kg/ha씩 증파하여 120kg/ha까지 파종하여 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 벼 재배기간중 강수량은 평 915.8 mm였고 관개용수량은 258.75 mm로 1회 관개마다 34.5 mm를 관개하였다. 2. 입모수는 파종량이 많을수록 많았으나 입모율은 반대 경향이었다. 3. 엽면적지수는 파종량이 많을수록 높았고, 지상부건물중도 파종량이 많을수록 무거웠다. 4. 토양수분장력은 관개를 중단한 1일후에는 -2kPa 이었으나 그 후 계속 낮아져 5일후에는 -30kPa이었다. 5. 파종랑이 많을수록 간장+수장이 길어 도복지수가 높았으나 포장도복은 모두 일어나지 않았다. 6. 출수기는 처리간에 차이가 없었으며, 등숙비율과 현미천립중은 비슷하였고 m$^2$당 립수는 100kg/ha 파종에서 가장 많아 쌀수량은 파종량 100 kg/ha에서 표준(60kg/ha)대비 9% 증수하였으며, 80kg/ha과 120kg/ha에서는 4% 증수 되었다. 따라서 벼 휴립건답직파 절수재배시 적정 파종량은 100 kg/ha이라고 생각된다.

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CASE STUDY ON SEVERELY-DAMAGED REINFORCED EARTH WALL WITH GEO-TEXTILE IN HYOGO, JAPAN Part I: Site Investigation into the cause of damage

  • Jung, Min-Su;Kawajiri, Shunzo;Hur, Jin-Suk;Shibuya, Satoru
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회 3차
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    • pp.3-10
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    • 2010
  • Case study was carried out on the interpretation of the mechanical behavior of a severely damaged reinforced earth wall comprising geotextile with the concrete panel facing. In this part I, the outline of the damaged reinforced earth wall is in detail described. The background and cause of the damage are discussed based on the results of site investigation. The engineering properties of the fill were examined by performing various in-situ and laboratory tests, including the surface wave survey (SWS), PS-logging, RI-logging, soaking test, the direct shear box (DSB) test, bender element (BE) test, etc. The background as well as the cause for the damage of the wall may be described such that i) a considerable amount of settlement took place over a 3m thick weak soil layer in the lower part of the reinforced earth due to seepage of rainfall water, ii) the weight of the upper fill was partially supported by the geo-textile hooked on the concrete panels (n.b., named conveniently "hammock state" in this paper), and iii) the concrete panels to form the hammock were severely damaged by the unexpectedly large downwards compression force triggered by the tension force of the geotextile. The numerical simulation for the hammock state of the wall, together with counter-measures to re- stabilize the wall is subsequently described in Part II.

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퍼플로오로알킬에틸아크릴레이트/아크릴레이트/그리시딜메타크릴레이트 공중합체의 유화중합 및 그들의 표면특성 (Emulsion Polymerization and Surface Properties of Perfluoroalkylethyl Acrylate/Acrylate/Glycidyl Methacrylate Copolymers)

  • 윤종국;이정희;김지수;이영희;이동진;김한도
    • 청정기술
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    • 제18권2호
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    • pp.170-176
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    • 2012
  • 플로오로 함유 아크릴 공중합체를 여러 가지 조성의 아크릴 단량체[AA : 에틸 아크릴레이트(EA), 부틸아크릴레이트(BA) 혹은 메틸메타크릴레이트(MMA)], 퍼플로오로알킬에틸 아크릴레이트(PFA) 및 그리시딜메타크릴레이트(GMA)로부터 유화중합법(유화제 : 소디움 도데실 설페이트/노닐페놀에톡실레이트)으로 합성하였다. 아크릴 단량체 중에서 BA를 사용한 경우 가장 낮은 표면에너지를 가진 아크릴 공중합체를 얻을 수 있었으며, 최적량의 단량체 조성(BA: 87 wt%, GMA : 8.7 wt% 및 PFA : 4.3 wt%)에서 얻은 공중합체의 표면에너지/물에 대한 접촉각/methylene iodide에 대한 접촉각은 19.89 mN/m /$103.5^{\circ}$/$78.7^{\circ}$로서 높은 표면활성을 지닌 것을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서 얻은 최적의 아크릴 공중합체는 높은 발수 및 발유 표면 특성을 지닌 코팅소재로 활용할 수 있을 것이다.

장기 침수가 포도 '캠벨얼리'와 '거봉' 품종의 생육과 양분함량에 미치는 영향 (Effect of Long Term Waterlogging on the Growth and Nutrient Contents of 'Campbell Early' and 'Kyoho' Grapevine Cultivars)

  • 강석범;이인복;장한익;박진면;문두길
    • 한국환경농학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.178-184
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    • 2008
  • 포도나무 수체의 생육, 양분흡수 및 과실특성에 미치는 침수의 영향을 구명하기 위하여 '캠벨얼리'와 '거봉' 포도나무 2년생 유목은 40 L 포트에 정식하여 비닐하우스에서 2005년 6월14일부터 7월20일까지 35일간 비침수구(대조구)와 침수구로 구분하여 실험을 수행하였다. 실험기간 동안 대조구의 포도나무는 -40 kPa 수분장력하에서 관수점을 조절하였으며, 침수구는 포트 지면위 10 cm까지 물에 잠기게 하여 침수 처리하였다. 침수처리로 '캠벨얼리'와 '거봉' 품종 모두에서 지상부와 뿌리의 건물중은 크게 감소하였으며, 지상부 생육의 저해 정도는 '캠벨얼리'에 비해 '거봉' 품종에서 심한 경향이었다. '캠벨얼리'와 '거봉' 품종의 침수처리구에서 뿌리중 질소함량은 증가하였으며, '캠벨얼리' 잎의 질소함량은 처리구간 현저한 차이가 없는 반면 '거봉'의 잎 중 질소함량은 크게 감소하였다. '캠벨얼리'와 '거봉' 품종 모두에서 뿌리와 잎의 인과 칼륨 함량은 감소하였으며, 잎 중 인과 칼륨의 감소 정도는 '캠벨얼리'에 비해 '거봉' 품종에서 심한 경향이었다. 그 결과 '거봉' 품종의 경우 엽, 줄기 및 신초 생장은 '캠벨얼리' 품종에 비해 크게 감소하였다. 한편 침수처리 간 '캠벨얼리'의 당 산도 및 과립중은 현저한 차이가 없었다. 그러나 '거봉' 품종의 경우에는 침수에 의해 과립중이 감소하였고 산 함량은 낮은 반면 당도는 높게 나타났는데 이는 침수 스트레스에 의해 과일이 조기 착색되면서 성숙이 촉진되었기 때문으로 판단되었다. 결론적으로 '캠벨얼리' 품종에 비해 '거봉' 품종에서 지상부로의 양분전송이 현저하게 감소하여 수체생장은 보다 심하게 억제된 반면, 과실 당도는 높고 착색이 신속하게 진행되었다는 고려할 때 '캠벨얼리'에 비해 '거봉' 품종이 침수에 약한 것으로 판단된다.

계면활성제를 이용한 오염대수층의 선택적 폭기기술 (Air-sparging Technology for Remediation of Specific Aquifer Layer Using Surfactant)

  • 김헌기;송영수;권한준
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제13권6호
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    • pp.23-30
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    • 2008
  • 본 연구는 전통적인 지하 대수층 폭기기술을 시행하는 데 있어서 대수층의 특정층에 미리 수용액상 계면활성제를 수평방향으로 도입함으로써 오염물질이 실제로 존재하는 특정 지층으로 선택적으로 폭기되도록 하여 최소한의 공기량으로 오염물질 제거 효율을 극대화 하는 기술을 개발하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 균일질 모래로 충진된 2차원 상자 모델을 대수층 모사를 위하여 사용하였으며, 저농도(100 mg/L)의 음이온계 계면활성제(sodium dodecylbenzene sulfonate) 수용액을 대수층의 표면장력을 조절하는 데 사용되었다. 실험은 첫째, 계면활성제가 처방되지 않은 경우, 둘째, 공기도입부 근처에 계면활성제 용액이 도입된 경우, 그리고 셋째, 공기도입부와 토양표면의 중간부분에 계면활성제 용액이 도입된 경우의 세 부분으로 구성되어 실시되었다. 실험 결과, 계면활성제가 도입된 경우 계면활성제가 투입되지 않은 경우에 비하여 최고 5배에 해당하는 현저한 폭기영향권의 확대가 관찰되었다. 또한 계면활성제가 도입되지 않았을 때에는 폭기영향권의 범위가 도입유량에 거의 영향을 받지 않았으나 계면활성제가 도입된 경우 폭기영향권은 도입유량에 비례하는 것으로 나타났다. 특기할만한 것은 폭기영향권이 계면활성제가 도입된 수평층을 중심으로 형성되어 이 부분에 집중되어 존재하는 오염물질의 제거에 매우 유리할 수 있다는 점이다. 현재 까지 대수층 폭기기술이 도입공기의 수평확산을 유도하는 기술이 개발되어 있지 않으므로 본 연구는 기존의 대수층 폭기 복원기술의 효율을 획기적으로 개선할 수 있을 것으로 기대된다.