• 제목/요약/키워드: State of matter

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RMA2/RMA4 모형을 이용한 서낙동간 수문연계운영의 수질개선 효과 예측 (Prediction of Water-Quality Enhancement Effects of Gates Operation in the West-Nakdong River Using RMA2/RMA4 Models)

  • 이금찬;윤영삼;이남주
    • 한국환경과학회지
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    • 제18권9호
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    • pp.971-981
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    • 2009
  • An objective of this study is as follows: 1) performing sensitivity analysis and parameter estimation of RMA2 and RMA4 models for the West-Nakdong River, 2) drawing up alternatives of gates-operation for water-quality enhancement, and 3) quantitative evaluation of methodology of 'flow-restoration by gates-operation' among 'Comprehensive Plan Improving Water-Quality in the West-Nakdong River(WNR)' with the target water-quality(BOD at Nakbon-N point: below 4.3 mg/L). The parameters for the RMA2 (depth-averaged two-dimensional flow model) and RMA4 (depth-averaged two-dimensional water-quality model) were determined by sensitivity analysis. Result of parameter estimation for RMA2 and RMA4 models is $1,000\;Pa{\cdot}s$ of the eddy viscosity, 20 of the Peclet number, 0.025 of the Manning coefficient, and $1.0\;m^2/s$ of the diffusion coefficient. We have evaluated the effects of water-quality enhancement of the selected alternatives by numerical simulation technique with the models under the steady-state flow condition and the time-variant transport condition. Because of no-resuspension from river bottom and considering BOD as conservative matter, these simulation results slightly differ from real phenomena. In the case of $50\;m^3/s$ of Daejeo-gate inflow, two-dimensional flow pn results result represents that small velocity occurs in the Pyungkang Stream and no flow in the Maekdo River. In the WNR, there occurs the most rapid flow near timhae-bridge. In the WNR, changes of water-quality for the four selected simulation cases(6, 10, 30, $50\;m^3/s$ of the Daejeo-gate inflow) were predicted. Since the Daejeo-Gate and the Noksan-Gate can be opened up to 7 days, it would be found that sustainable inflow of $30\;m^3/s$ at the Daejeo-gate makes BOD in the WNR to be under the target of water-quality.

습지에 의한 수질개선 효과 (Water Quality Improvement by Natural Wetland)

  • 김범철;김호섭;전만식;황길순
    • 생태와환경
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    • 제33권3호통권91호
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    • pp.295-303
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    • 2000
  • 10년 전부터 논농사가 중단되고 농업배수와 생활하수가 유입하여 식생이 번성한 습지에서 수질개선 효과를 측정하였다. 습지의 체류시간이 평균 1.2일로 매우 짧음에도 불구하고 SS와 질소의 제거효과는 높게 나타났다. 질산성질소의 제거효율은 평균 유입부하량의 61.4% (26.8 g/m$^{2}$/yr)로 조사항목 중 가장 높았으며, TN은 23.5% (45.1 g/m$^{2}$/yr), SS는 56% (1,515 g/m$^{2}$/yr)의 제거효율을 나타냈다. 습지에서의 유기물 제거효율은 낮았다. COD는 총 유입부하량의 14.2% (104 g/m$^{2}$/yr), VSS는 28.4% (28.4 g/m$^{2}$/yr)가 제거되었으나, DOC는 1.0% (7.6 g/m$^{2}$/yr)로 거의 제거되지 않았다. 평균 유입부하량이 32.5 g/m$^{2}$/yr이었던 TP는 대부분이 제거되지 않았으며 용존인의 경우는 유입된 인의 분해 및 퇴적물에서의 재용출에 의하여 습지로부터 유출되는 특성을 보였다. 습지에 설치된 enclosure에서는 물의 흐름이 차단되는 초기에 질산성질소를 제외하고 거의 모든 물질농도가 높아지는 것으로 나타났다. 이러한 현상은 체류시간이 길어지면서 다시 인을 제외한 SS, 유기물(VSS, COD, DOC)과 총질소는 감소하는 경향을 보였다. 식생과 습지 바닥에 축척되어 있는 식물고사체의 제거는 용존산소의 증가에 의한 질화작용으로 질산성질소의 농도가 증가할 뿐 습지의 정화효율에 미치는 영향은 적었다. 이것은 습지유출수의 유기물농도가 습지 내에 분포하는 식생보다는 퇴적된 유기물과 상부 수층간의 물질교환 평형에 의해 결정되는 것이며, 일부 퇴적층을 제거하고 체류시간을 늘인다고 해도 저질과의 평형농도 이상으로 수질을 개선할 수는 없다는 것을 의미한다. 한편 자연습지는 강우기의 유입수에 대하여 안정적인 처리효율을 보여 유역 비점원에서의 오염물질 유출방지에 활용이 가능할 것으로 보인다.

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Study on Retardation Effect of a Heavy Metal in Sandy Soils

  • Kim, Dong-Ju;Sung, Baek-Doo
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 1998년도 총회 및 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.43-49
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    • 1998
  • Retardation effect of heavy metals in soils caused by adsorption onto the surfaces of solids particles is well known phenomena. The adsorption of metal ions has been recognized more strong in clay mineral and organic matter contents rather than sands and gravels. In this study, we investigated the retardation effect in two sandy soils by conducting batch and column tests. The column tests were conducted to obtain the relationship between concentration and time known as breakthrough curve (BTC). We applied pulse type injection of ZnCl$_2$solution on the inlet boundary and monitored the effluent concentration at the exit boundary under steady state condition using EC-meter and ICP-AES. Batch test consisted of an equilibrium procedure for fine fractions collected from two sandy soils for various initial ZnCl$_2$concentrations, and analysis of Zn ions in equilibrated solution using ICP-AES. The results of column test showed that i) the peak concentration of Zn analyzed by ICP was far less than that detected by EC-meter for both soils and ii) travel times for peak concentration were more less identical for two different monitoring techniques. The first result can be explained by ion exchange between Zn and other cations initially present in the soil particles since ICP analysis showed a significant amount of Ca, Mg ions in the effluent. From the second result, we found that retardation effect was not present in these soils due to strong cation exchange capacity of Zn ion over other cations since we did not apply a solution containing more adsorptive cations such as Al. The result of batch test also showed high distribution coefficients (K$_{d}$) for two soils supporting the dominant ion exchange phenomena. Based on the retardation factor obtained from the Kd, we predicted the BTC using CDE model and compared with the BTC of Zn concentration obtained from ICP The predicted BTC, however, disagreed with the monitored in terms of travel time and magnitude of the peak concentrations. The only way to describe the prominent decrease of Zn ion was to introduce decay or sink coefficient in the CDE model to account for irreversible decrease of Zn ions in liquid phase.e.

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연속회분식 반응 장치에서 Ferrate를 이용한 Cu(II)-EDTA 함유 폐수 처리 연구 (Treatment of Wastewater Containing Cu(II)-EDTA Using Ferrate in Sequencing Batch Scale System)

  • 김형욱;김병권;이승목;양재규;김현욱;권정안;임항식
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권7호
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    • pp.729-734
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    • 2008
  • 높은 산화상태를 갖는 철화합물인 ferrate(Fe$^{6+}$)를 Cu(II)-EDTA가 오염된 폐수를 처리하는데 적용하였다. Fe(VI)는 3가 철염에 차아염소산을 가하여 습식 산화시키는 방법을 적용하여 제조하였으며 93% 이상의 순도를 얻을 수 있었다. 용액에서의 Fe(VI)의 안정성은 pH가 낮을수록 자체분해반응이 가속화됨으로써 감소하는 것으로 나타났다. 자외선-가시광선 분광광도계를 사용하여 Fe(VI)의 환원정도를 측정하였다. 실험실규모의 연속회분식 반응장치를 Cu(II)-EDTA 함유 폐수처리에 적용함으로서 Cu(II)-EDTA의 산화특성, Fe(III)에 대한 구리이온의 거동 특성 그리고 유기물의 제거능을 조사하였다. 연속처리를 위한 반응조 및 pH 조정조에서 총 구리의 제거는 체류시간 120분에서 각각 69% 및 75%로서 최대 제거율을 보였으며 체류시간 120분 경과 후 Cu(II)-EDTA의 비착물화 정도는 80% 이상을 보였다. 본 연구를 통하여 Fe(VI)를 다기능성 처리제로서 사용하여 Cu(II)와 EDTA가 함께 존재하는 폐수를 연속적으로 처리하는 공정을 개발하였다.

The Topology of Galaxy Clustering in the Sloan Digital Sky Survey Main Galaxy Sample: a Test for Galaxy Formation Models

  • 최윤영;박창범;김주한;;김성수
    • 천문학회보
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    • 제35권1호
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    • pp.82-82
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    • 2010
  • We measure the topology of the galaxy distribution using the Seventh Data Release of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS DR7), examining the dependence of galaxy clustering topology on galaxy properties. The observational results are used to test galaxy formation models. A volume-limited sample defined by Mr<-20.19 enables us to measure the genus curve with amplitude of G=378 at 6h-1Mpc smoothing scale, with 4.8% uncertainty including all systematics and cosmic variance. The clustering topology over the smoothing length interval from 6 to 10h-1Mpc reveals a mild scale-dependence for the shift and void abundance (A_V) parameters of the genus curve. We find strong bias in the topology of galaxy clustering with respect to the predicted topology of the matter distribution, which is also scale-dependent. The luminosity dependence of galaxy clustering topology discovered by Park et al. (2005) is confirmed: the distribution of relatively brighter galaxies shows a greater prevalence of isolated clusters and more percolated voids. We find that galaxy clustering topology depends also on morphology and color. Even though early (late)-type galaxies show topology similar to that of red (blue) galaxies, the morphology dependence of topology is not identical to the color dependence. In particular, the void abundance parameter A_V depends on morphology more strongly than on color. We test five galaxy assignment schemes applied to cosmological N-body simulations to generate mock galaxies: the Halo-Galaxy one-to-one Correspondence (HGC) model, the Halo Occupation Distribution (HOD) model, and three implementations of Semi-Analytic Models (SAMs). None of the models reproduces all aspects of the observed clustering topology; the deviations vary from one model to another but include statistically significant discrepancies in the abundance of isolated voids or isolated clusters and the amplitude and overall shift of the genus curve. SAM predictions of the topology color-dependence are usually correct in sign but incorrect in magnitude.

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Mineral Metabolism in Singleton and Twin-pregnant Dairy Goats

  • Harter, C.J.;Castagnino, D.S.;Rivera, A.R.;Lima, L.D.;Silva, H.G.O.;Mendonca, A.N.;Bonfim, G.F.;Liesegang, A.;St-Pierre, N.;Teixeira, I.A.M.A.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제28권1호
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    • pp.37-49
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    • 2015
  • During pregnancy, the maternal body undergoes significant physiological changes. The present study assessed the changes on calcium (Ca), phosphorus (P), magnesium (Mg), sodium (Na) and potassium (K) metabolism in singleton and twin-pregnant dairy goats. The 42 goats used ($49.5kg{\pm}7.6$ body weight [BW]) were assigned at random to treatments that were factorially arranged to account for 2 breeds (Oberhasli and Saanen), 2 pregnancy types (singleton and twin) and 3 gestation periods (80, 110, and 140 days). Digestibility trials were performed at 80, 110, and 140 days of gestation. Mineral retention during pregnancy was determined in the maternal body, femur, uterus, mammary gland, fetus and fetal fluid. Blood samples were taken during pregnancy before and after a meal, and Ca, P, Mg, Na, K ions and alkaline phosphatase activity determined in serum. Bone mineral density was determined in the right femur. Statistical analyses were performed using the SAS MIXED procedure. Dry matter intake decreased linearly up to 140 days of gestation. Maternal BW gain, and Ca, P, and Mg retention (g/kg) decreased linearly with the advance of gestation days. Macromineral retention in maternal body (g/kg) was greater in Oberhasli than Saanen goats, and their fetuses had higher Ca, P, and Mg deposition (mg/g). Mineral retention (mg/g) increased in fetuses according to pregnancy development, with no differences between singleton and twin pregnancy. In the mammary gland, the retention of all minerals (g) increased with the days of pregnancy. In conclusion, related to Ca, P, and Mg metabolism can be divided into two stages. Up to 80 days of gestation, was characterized by the preparation of the maternal body reserves for future mineral demands. From 80 days of gestation onward, was characterized by the transfer of maternal body reserves for fetal development and colostrum production. Na and K supply was provided by adjustments in endogenous excretion and an increase in intestinal absorption. Finally, mineral metabolism was specific to each genotype and, except for Na, was not affected by the number of fetuses.

시화호 퇴적토의 오염도 평가 및 효과적 관리방안 (Evaluation of the Sediments Contamination in the Lake Sihwa)

  • 김승진;배우근;신경훈;최동호;백승천;윤승준;최형주
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제12권4호
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    • pp.16-24
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    • 2007
  • 시화호 저서생태계의 비용효과적 복원을 위한 퇴적토 관리 대안을 제시하기 위하여 시화호 내 오염퇴적물의 현황 및 저서생태계 특성에 대한 조사와 퇴적물 관리 기준과 사례 연구가 수행되었다. 미국해양대기청의 퇴적물환경권고기준에 따라 시화호 퇴적토의 중금속 오염도를 평가한 결과 13개 조사지점 중 반월/시화 산단과 인접해 있는 4개 지점의 퇴적토가 2개 이상의 중금속에서 ERL (Effects Range Low : 저서생물 10%에 악영향을 끼칠 수 있는 농도)을 초과하는 것으로 나타났다. 그러나 미국 워싱턴 주와 네덜란드에서 정하고 있는 퇴적토 제거기준은 초과하지 않는 것으로 나타났다. 반면에 유기물 및 황화물 오염의 관점에서 개발된 일본 나고야항과 동경만/요코하마만의 퇴적물 제거기준에 의하면 시화호 표층 퇴적물 대부분이 제거대상인 것으로 나타났다. 한편 저서생물의 조사결과 Polydora ligni (얼굴갯지렁이)와 Musculista senhousia (종밋)와 같은 오염지시종이 우점종으로 출현하였으며, 이로 미루어 유기물 오염에 의한 여름철 용존산소 고갈 및 황화수소 생성등이 일반적인 저서생물의 건강한 성장을 크게 저해하는 것으로 판단되었다. 유기물, 황화물 및 중금속과 오염퇴적토가 주변지역에 미치는 영향을 종합적으로 고려한 결과 일부 지역은 우선적으로 퇴적토 정화가 이루어져야 할 것으로 판단되었다.

저수위 변동에 영향을 받는 강기슭의 산사태 해석 I (Landslide Analysis of River Bank Affected by Water Level Fluctuation I)

  • 김유성;왕 유메이
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.77-85
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    • 2010
  • 저수지의 수위변화는 저수지 주변 강기슭 사면파괴의 주요 요인이다. 중국의 삼협댐 저수위는 홍수량 조절을 위해 145m와 175m사이에서 변화한다. 삼협댐 저수위의 정상적 운영상태에서 저수위 변동속도는 0.67m~3.0m의 범위에 있다. 마지아고 사면은 자시강의 2.1km 상류 좌측기슭에 위치한다. 자시강은 삼협지역내에 있는 양츠강의 지류이다. 2003년 저수위가 95m에서 135m로 상승한 직후, 마지아고 사면의 후면부에서 길이 20m, 폭 3~10의 균열이 발생하였다. 지금은 균열 보수 후 특별한 징후는 보이지 않고는 있으나, 이 큰 균열은 마지아고 사면의 산사태 가능성을 암시하고 있었다. 이 연구에서는 저수위 변화와 관련하여 사면내에서 간극수압의 변화를 모의하기 위해 불포화 및 포화 침투해석이 수행되었다. 얻어진 간극수압은 저수위에 따른 안전율 변화를 평가하기 위해 사용되었다. 연구결과 침윤선은 저수위 변화보다 상당히 지연된 반응을 보였고, 저수위의 상승-하강과정에서 침윤선은 각각 요면과 철면의 형상을 나타내었다. 또한 저수위의 변동은 사면의 전면부에만 영향을 미치고 있었고 후면부에는 영향을 미치지 않았다.

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전단벽 구조물의 모멘트 저항능력에 관한 비탄성 해석모델개발 (Development of Analytical Model to Predict the Inelastic Moment Capacity of Reinforced Concrete and Masonry Shear Wall)

  • 홍원기;이호범;변근주
    • 콘크리트학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.123-134
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    • 1993
  • 큰 수평하중을 견딜 수 구조물의 해석 및 설계는 구조물의 거동에 대한 완전한 이해에 바탕을 두는 설계기법의 측면에서 이루어져야 한다. 본 연구는 일반적인 구조물, 특히 콘크리트 전단벽 구조물의 설계와 해석에 적용될 수 있으며, 실험에 의해 그 정도가 확인되는 수치적 해석 모형을 개발하는데 있다. 즉 설계방법을 이해하고 개선하므로써 구조물의 안전성을 보장해 줄 수 있는 해석모형을 제시하는 것이 본연구의 기본 목적이다. 이상적으로 이러한 안전성을 모형내에 확보하기 위해서 구조물의 연성거동을 확인할 수 있도록 하였으며 면내하중을 받는 전단벽에 대해 다수의 실험을 통해, 개발된 해석모형의 정확도를 입증하였다. 최종적으로 실험검증을 통한 해석모형을 콘크리트조적도 전단벽의 거동을 잘 예측하였으며, 또한 실무에 관련된 설계화 해석에 응용될 수 있도록 시도되어 그 설계예와 함께 수치적 해석모형의 실용성을 보였다.

Source Proximity and Meteorological Effects on Residential Ambient Concentrations of PM2.5, Organic Carbon, Elemental Carbon, and p-PAHs in Houston and Los Angeles, USA

  • Kwon, Jaymin;Weisel, Clifford P.;Morandi, Maria T.;Stock, Thomas H.;Turpin, Barbara
    • 한국환경과학회지
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    • 제25권10호
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    • pp.1349-1368
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    • 2016
  • Concentrations of fine particulate matter ($PM_{2.5}$) and several of its particle constituents measured outside homes in Houston, Texas, and Los Angeles, California, were characterized using multiple regression analysis with proximity to point and mobile sources and meteorological factors as the independent variables. $PM_{2.5}$ mass and the concentrations of organic carbon (OC), elemental carbon (EC), benzo-[a]-pyrene (BaP), perylene (Per), benzo-[g,h,i]-perylene (BghiP), and coronene (Cor) were examined. Negative associations of wind speed with concentrations demonstrated the effect of dilution by high wind speed. Atmospheric stability increase was associated with concentration increase. Petrochemical source proximity was included in the EC model in Houston. Area source proximity was not selected for any of the $PM_{2.5}$ constituents' regression models. When the median values of the meteorological factors were used and the proximity to sources varied, the air concentrations calculated using the models for the eleven $PM_{2.5}$ constituents outside the homes closest to influential highways were 1.5-15.8 fold higher than those outside homes furthest from the highway emission sources. When the median distance to the sources was used in the models, the concentrations of the $PM_{2.5}$ constituents varied 2 to 82 fold, as the meteorological conditions varied over the observed range. We found different relationships between the two urban areas, illustrating the unique nature of urban sources and suggesting that localized sources need to be evaluated carefully to understand their potential contributions to $PM_{2.5}$ mass and its particle constituents concentrations near residences, which influence baseline indoor air concentrations and personal exposures. The results of this study could assist in the appropriate design of monitoring networks for community-level sampling and help improve the accuracy of exposure models linking emission sources with estimated pollutant concentrations at the residential level.