• 한국물환경학회지
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• 제31권5호
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• pp.523-532
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• 2015

Hydrocyclone is widely used in industry, for its simple design, high capacity, low maintenance and low operational cost. The objective of this study is to develop hydrocyclone coagulation and filtration system. The system is made of hydrocyclone ballasted coagulation with polyaluminium chloride silicate (PACS) and upflow filter to treat micro particles in urban storm runoff. Roadside sediment particles (< $200{\mu}m$) was mixed with tap water to make various turbid suspensions to simulate urban storm runoff. The filter cartridge was filled with polyethylene media system and ran 1hr per everyday and total operation time were 8.19hrs and backwashing everyday after end of operation. The operation condition of flowrate was $8.2{\sim}11.9m^3/day$ (mean $10.1m^3/day$) and surface overflow rate (SOR) based on filter surface area was $45.5{\sim}65.9m^3/m^2/day$ (mean $55.7m^3/m^2/day$). The range of PACS dosage concentration was 14.0~31.5 mg/L. As the results of operation, the range of removal efficiency of turbidity, SS were 81.0~95.8% (mean 89.5%) 81.8~99.0% (mean 91.4%), respectively. An increase of filtration basin retention time brought on increased of removal efficiency of turbidity and SS, and increase of SOR brought on decreased of removal efficiency. During the first flush in urban area, storm runoff have an high concentration of SS (200~600 mg/L) and the filtration bed becomes clogged and decreased of removal efficiency. Backwashing begins when the drainage pipe valve at the filtration tank bottom is completely open (backwashing stage 1). Backwashing stage 2 was using air bubbles and water jet washing the media for 5 mins and open the drainage valve. After backwashing stage 1, 2, 61.83~64.04%, 18.53~27.51% of SS loading was discharged from filtration tank, respectively. Discharged SS loading from effluent was 7.12~14.79% and the range of residual SS loading in fliter was 2.26~5.00%. The backwashing effects for turbidity, SS were 89.5%, 91.4%, respectively. The hydrocyclone coagulation and filtration with backwashing system, which came out to solve the problems of the costly exchange filter media, and low efficiency of removing micro particles of filter type nonpoint treatment devices, is considered as an alternative system.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제5권1호
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• pp.51-67
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• 2002

경기도 서해안의 발달된 조간대 지역에 건설된 인공 호수인 시화호와 피 주변 하천 표층수 중의 중금속 거동을 이해하기 위하여 1996년부터 1998년까지 연구를 수행하였다. 반월 및 시화 공단, 도시 통의 다양한 인위적 오염원으로부터 극심한 오염물질 유입에 의해서 시화호와 주변 하천들은 중금속으로 오염되어 있었다. 하천과 공단 토구에서 유출수중의 용존성 중금속 농도와 입자성 중금속 농축계수는 매우 높게 나타났으며, 시ㆍ공간적인 변화 역시 크게 나타났다. 담수화 기간중 시화호 표층수의 중금속 공간분포는 산업 폐수 및 도시 하수의 유입 뿐 아니라 다양한 생지화학적 요인에 영향을 많이 밭으며, 유통의 제한으로 물리적인 혼합은 크게 작용하지는 않았다 또한 시화호는 담수화 중에 주변 환경에 의하여 중금속이 다량 축적되는 것으로 판단되며, 지속적인 환경 개선책이 마련되어야 할 것이다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제26권5호
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• pp.20-28
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• 2021

Perfluorinated compounds(PFCs), an emerging environmental pollutant, are environmentally persistent and bioaccumulative organic compounds that possess a toxic impact on human health and ecosystems. PFCs are distributed widely in environment media including groundwater, surface water, soil and sediment. PFCs in contaminated solid can potentially leach into groundwater. Therefore, understanding PFCs partitioning between the aqueous phase and solid phase is important for the determination of their fate and transport in the environment. In this study, the sorption equilibrium batch and kinetic experiment of PFCs were carried out to estimated the sorption coefficient(K_d) and the fraction between aqueous-solid phase partition, respectively. Sorption branches of the PFDA(Perfluoro-n-decanoic acid), PFNA(Perfluoro-n-nonanoic acid), PFOA(Perfluoro-n-octanoic acid), PFOS(Perfluoro-1-octane sulfonic acid) and PFHxS(Perfluoro-1-hexane sulfonic acid) isotherms were nearly linear, and the estimated K_d was as follow: PFDA(1.50) > PFOS(1.49) > PFNA(0.81) > PFHxS(0.45) > PFOA(0.39). The sorption kinetics of PFDA, PFNA, PFOA, PFOS and PFHxS onto soil were described by a biexponential adsorption model, suggesting that a fast transport into the surface layer of soil, followed by two-step diffusion transport into the internal water and/or organic matter of soil. Shorter times(<20hr) were required to achieve equilibrium and fraction for adsorption on solid(F₁, F₂) increased with perfluorinated carbon chain length and sulfonate compounds in this study. Overall, our results suggested that not only the perfluorocarbon chain length, but also the terminal functional groups are important contributors to electrostatic and hydrophobic interactions between PFCs and soils, and organic matter in soils significantly affects adsorption maximum capacity than kinetic rate.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권4호
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• pp.324-332
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• 2014

마산만, 행암만, 고현만, 원문만, 진동만 등을 포함하는 진해만 해역의 장기적 수질변동 특성을 파악하기 위하여 2000년부터 2012년까지 진해만 해역 내 9개 조사 정점에서 수질 모니터링을 실시하였다. 유기물 오염 지표인 화학적산소요구량(COD)과 부영양화와 관련이 많은 영양염류(DIN, DIP) 및 클로로필 a (Chl.-a)의 평균농도는 육상 유역으로부터의 오염부하가 큰 마산만이 대체로 높았다. 특히, 마산만의 가장 안쪽에 위치한 st.1 정점은 육상 오염원에 인접해 있고, 해수의 유동이 원활치 않은 특성 등으로 인해 가장 높은 농도를 나타냈다. 이러한 특성은 요인분석에서도 확인되었는데, 마산만 st.1 정점은 표층수와 저층수 모두 유기물과 영양염류 증가 요인에 대한 영향이 주된 특징으로 나타났다. 진해만 외해 경계부 정점(st.5)과 고현만(st.6), 원문만(st.7), 당항만(st.8), 진동만(st.9) 정점들은 표층수와 저층수 모두에서 유기물과 영양염류의 증가 요인에 대한 영향이 마산만(st.1, st.2, st.3)이나 행암만(st.4) 정점에 비해 상대적으로 적은 것으로 나타났다. 진해만 해역 수질의 장기변동 특성을 살핀 결과, 표층 COD 농도는 뚜렷한 감소경향이 없었지만, 저층 COD 농도는 마산만 st.1 정점을 제외한 나머지 8개 정점에서 뚜렷한 감소경향을 보였다. 그리고 영양염류(DIN, DIP) 농도의 경우, 표층과 저층 모두 그리고 9개 정점 모두에서 두드러진 감소추세를 나타냈다. 마산만에서의 감소추세는 특별관리 해역 지정 이후 시행된 오염총량제 등이 수질 개선에 영향을 준 것으로 판단되며, 이와 더불어 진해만 해역이 전반적으로 함께 영향을 받은 것으로 여겨진다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.666-677
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• 2019

수산자원보호구역의 유기물과 중금속 분포특성을 파악하기 위하여 2017년 2월 남서해연안 5개 수산자원보호구역(가막만, 여자만, 득량만, 완도연안, 영광연안) 54개 정점에서 표층 퇴적물을 채취하여 입도, 강열감량(IL), 화학적산소요구량(COD), 산휘발성황화물(AVS) 및 중금속(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Pb, Zn)을 분석하였다. 평균입도(Mz)는 평균 7.4±0.1Ø 였으며, 주로 세립한 니(mud) 퇴적물로 구성되어 있었다. IL, COD와 AVS의 평균농도는 각각 4.63±0.96 %, 13.0±3.1 mgO₂/g·dry, 0.092±0.124 mgS/g·dry 였으며, 영광연안이 다른 보호구역에 비해 낮았다. 중금속의 평균농도는 각각 As 7.5±0.9 mg/kg, Cd 0.04±0.02 mg/kg, Cr 70.2±9.7 mg/kg, Cu 15.3±2.8 mg/kg, Fe 3.3±0.5 %, Hg 0.014±0.003 mg/kg, Pb 25.0±6.0 mg/kg, Zn 99±14 mg/kg 였으며, 보호구역내 대부분 만 안쪽에서 높고 만 외측 및 외측연안에서 낮은 특성을 보였다. 퇴적물기준(sediment quality guidelines, SQGs), 오염부하량지수(pollution load index, PLI), 생태계위해도지수(ecological risk index, ERI)를 사용하여 퇴적물 중금속 오염도를 평가한 결과, 남서해연안 수산자원보호구역 퇴적물은 수산생물 및 저서생물에 영향을 주지 않는 안전한 중금속 농도를 유지하고 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권1호
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• pp.78-91
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• 2018

자란만 퇴적물 중 유기물과 중금속의 농도분포와 오염현황을 파악하기 위하여 2014년 11월 15개 정점에서 표층 퇴적물을 채취하여 입도, 총유기탄소(TOC), 총질소(TN) 및 중금속(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Zn)을 분석하였다. 평균입도(Mz)는 8.6-9.8Ø($9.3{\pm}0.3$Ø) 사이였으며, 니(Mud)와 점토(Clay)의 세립한 퇴적물로 구성되어 있었다. TOC와 TN은 각각 1.51-2.39 %($1.74{\pm}0.22%$), 0.20-0.33 %($0.23{\pm}0.03%$)의 범위로 전반적으로 공간적인 농도차이를 보이지 않았다. 모든 퇴적물에서 C/N 비 값은 5-10 사이를 보여 자란만 표층 퇴적물 중 유기물은 주로 해역 내에서 발생한 해양기원성 유기물인 것으로 파악되었다. 중금속 중 Cr, Fe, Mn은 만의 입구 쪽에서 높고 그 외 중금속(As, Cd, Cu, Hg, Pb, Zn)은 자란만의 안쪽에서 높은 농도를 보였다. 한편, 퇴적물 기준(SQGs), 농축계수(EF), 농집지수($I_{geo}$), 오염부하량지수(PLI), 생태계위해도지수(ERI) 등 다양한 평가기법을 이용하여 자란만 표층 퇴적물의 중금속에 대한 오염정도를 살펴본 결과, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Zn은 오염되지 않은 상태이거나 일부해역에서 오염된 상태를 보였지만 As는 전 해역에서 높은 오염도를 보였다. 또한, 분석된 모든 중금속 농도를 고려한 전체적인 오염도를 살펴본 결과, 모든 해역에서 중금속에 대하여 오염되었고 특히, 일부 해역에서는 저서생물에 위해성을 줄 수 있는 상태인 것으로 파악되었다. 따라서, 자란만 내 양식 수산물의 안전성 확보와 지속적인 어장 생산성 유지를 위해서 자란만 퇴적물 내 유기물과 중금속의 오염원에 대한 체계적인 관리가 필요하다.

• Ocean and Polar Research
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• 제42권3호
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• pp.233-247
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• 2020

This study was carried out at 5 sites 11 times over two years to identify the variation of benthic environments and benthic polychaetous community and analyze the benthic healthiness in Dangdong Bay, a small semi-enclosed inner bay of Jinhae Bay. The temperature of bottom water showed the typical temporal fluctuation of a temperate zone and was in the range of 5.94 ~ 23.94℃. The salinity did not change significantly during the study period and was in the range of 32.93 ~ 35.72 psu. The concentration of dissolved oxygen of bottom water fluctuated a great deal and was in the range of 0.31 ~ 10.20 mg/L. The lowest DO value was recorded in July 2015, as 0.31±0.04 mg/L corresponding to the hypoxic water mass. The hypoxic water mass was formed continuously at some sites also in July and August 2016. The mean grain size was in the range of 7.57 ~ 9.81Ø and the average was 8.89±0.20Ø. The surface sediments were mainly composed of fine sediment (mud) above 85%. The mean of TOC was 3.09±0.22% and LOI was 13.30±0.47%, showing very high levels in Korean coastal waters. The concentration of AVS was in the range of 0.33 ~ 1.28 mgS/g-dry. The high values of organic contents and AVS indicated that there had been the serious organic enrichment in Dangdong Bay. The number of species and the density of the benthic polychaetous community in Dangdong Bay were in the range of 2 ~ 38 species and 2 ~ 2,185 ind./㎡ during the study period. The number of species and density were highly sustained in winter and spring, and then decreased gradually with the formation of a hypoxic water mass in summer, and the lowest number of species and density were recorded in autumn. In September and November 2015, the dead zone expanded to almost the whole study area. Dominant polychaetous species were Capitella capitata, Lumbrineris longifolia, Paraprionospio patiens and Sigambra tentaculata, each known as opportunistic species and potential organic pollutant indicator species. In particular, Paraprionospio patiens showed a very high population density of 2,019 ind./㎡ in December 2016. Polychaetous communities at each sampling time were classified into 4 temporal groups according to dominant species in each period by cluster analysis and nMDS. 'Period Group AI' was formed in winter and spring of 2015, dominated by Capitella capitata, 'Period AII' in summer dominated by Lumbrineris longifolia, 'Period B' in autumn with no fauna in the dead zone, and particularly 'Period C' in winter of 2016 dominated by Paraprionospio patiens. As a result of analysis of benthic healthiness, the study area was estimated to be in a Fair~Very Poor condition by AMBI and in a Poor~Very Poor condition by BPI during the study period. Both AMBI and BPI showed that the study area was in a Very Poor condition in September and November 2015, and when the dead zone occurred. In Dongdong Bay, the fact that the formation of a hypoxic water mass occurred in summer and a dead zone in autumn were confirmed. In addition, the dominance of opportunistic and organic pollutant indicator species was also observed clearly. The benthic healthiness indexes such as AMBI and BPI showed that organic enrichment was serious in Dangdong Bay.

• 환경정책연구
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• 제10권1호
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• pp.49-70
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• 2011

농업 지역에서의 비점 오염원에 대한 기작과 발생을 해석하기 위해 많은 노력이 진행되고 있다. 또한 우리나라뿐 아니라 다른 나라에서도 수질 악화가 점점 심해지고 있는 것이 사실이다. 비점 오염물질은 직접유출과 기저유출로 분리되어 하천으로 이동된다. 보통 지하수는 지표수에 비여 수질이 양호하다고 여기지만 농업지역에서의 오염된 하천 주위의 지하수 오염은 심각할 수 있다. SWAT 모형은 용성 및 정확도가 높기 때문에 수문 및 수질 연구에 있어 국내외에서 널리 사용되고 있다. 하지만 SWAT 모형은 소유역별 수문학적 반응단위인 HRU를 이용하여 유역 내 수문 및 수질을 평가하는데, 소유역 내 HRU의 공간적인 정보를 표출하도록 되어 있지 않기 때문에 다양한 영농방법이 지표수 및 지하수에 미치는 영향을 공간적으로 분석하는 데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 SWAT 모형의 단점을 개선할 수 있는 SWAT HRU Mapping module을 개발하였으며 이를 횡계 2리 유역에 적용하여 지하수 함양량 및 대수층 유입 $NO_3-N$ 부하량 및 농도를 분석하였다. 이에 따라 농경지에서 대수층으로 유입되는 $NO_3-N$ 부하량이 산림에 비해 상당히 많은 것으로 분석되었다. 또한 같은 밭 지역이라고 해도 재배되는 작물의 종류 및 시비량 등에 따라 대수층으로 유입되는 오염부하에는 상당히 다른 영향이 있을 수 있으며, 재배작물과 토양 특성에 따라 $NO_3-N$이 대수층으로 유입될 것으로 판단된다. 본 연구에서 개발된 SWAT HRU Mapping module은 유역에서의 기저유출을 통한 오염원의 시공간적 분석을 하는 데 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권7호
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• pp.483-490
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• 2009

본 연구의 목적은 도시지역 강우유출수 내에 존재하는 다양한 오염물질에 대한 여과장치의 제거 효율을 평가하고 여재의 특성에 따른 설계인자를 도출하는데 있다. 비점오염물질 제어기술로서 여과 장치 내에 충전될 여재의 선정은 여과장치의 수명과 크기를 결정하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 컬럼운전을 수행함으로써 펄라이트와 합성여재의 강우유출수 내에 존재하는 오염물질에 대한 제거능을 조사하였다. 각 여재의 양이온교환능력 (CEC) 및 제타전위 등 여재의 표면특성을 분석한 결과 펄라이트가 양 이온계 오염물질의 흡착에 있어서는 더 우수한 것으로 나타났다. 또한 컬럼 운전 수행 결과 입자성 오염물질인 $TCOD_{Cr}$와 탁도는 초기 2.5분의 접촉시간만 가지고도 대부분의 제거가 가능한 것을 확인할 수 있었다. 한편 수리학적 특성에 있어 EBCT (empty bed contact time) 2.5분의 시점에서 살펴보았을 때 폐색이 발생한 시점은 펄라이트는 630분, 합성여재에서는 810분으로 동일 조건에서 합성여재의 운전 수명이 더 긴 것으로 나타났다. 용존성 오염물질인 $SCOD_{Cr}$에 대하여서는 두 여재 모두 뚜렷한 제거 특성이 보이지 않았으며 이 결과는 흡착에 필요한 접촉시간이 확보되지 못한 것으로 판단된다. 마지막으로 여재의 표면 특성인 양이온 교환능력과 중금속 제거효율 사이의 상관관계는 찾아볼 수 없어 대부분 입자에 포획된 상태로 제거됨을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 향후 도시지역 강우유출수 처리를 위한 여과장치 설계 및 적정 여재 선정에 있어 중요한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 환경영향평가
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• 제27권6호
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• pp.548-561
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• 2018

본 연구의 목적은 금강의 중류에 위치한 갑천과 미호천의 직접적 영향을 받는 대청댐과 세종보 구간에 대해 3차원 수리-수질 해석 모델인 EFDC를 구축하고 모델을 보정한 후, 대청댐의 유량조절과 갑천 및 미호천의 부하량 삭감 시나리오에 따른 세종보 구간의 영양상태와 수질개선 효과를 평가하는데 있다. EFDC 모델은 2012년 9월부터 2013년 4월까지 측정된 수위, 수온 및 수질 변수를 사용하여 보정하였으며, 모델은 실측 수위의 변화와 수온 및 수질의 공간적, 시간적 변화를 재현했다. 연구결과, 연구대상 하천구간에서 영양염류와 조류 생체량의 공간 분포는 횡단 방향의 변화가 크다는 것을 확인 하였다. 또한 조류 성장 제한 요인 분석 결과, 갑천과 미호천에서 세종보에 이르는 인 부하가 부영양화와 녹조발생을 일으키는 요인으로 나타났다. 시나리오 모의결과, 갑천과 미호천의 오염 부하량 감축은 청원-1지점의 경우 Chl-a 4.7~18.2%, TP 5.4~21.9%, 연기지점은 Chl-a 4.2~17.3%, T-P 4.7~19.4% 저감하여 대상 하천의 수질 개선과 부영양 지수 개선에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 한편, 대청댐 및 세종보의 유량을 조절하는 시나리오는 청원-1지점의 경우 Chl-a 1.5~2.4%, T-P 2.5~3.8%, 연기지점은 Chl-a 1.2~2.1%, T-P 0.9~1.5% 저감되어 수질 개선에 거의 영향을 미치지 않았다. 따라서 세종보의 녹조저감과 수질개선 목표를 달성하기 위해서는 갑천과 미호천의 수질 개선이 필수적이며 가장 중요한 선결 조건이라 판단된다.