• 대한토목학회논문집
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• 제28권4C호
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• pp.231-238
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• 2008

본 연구에서는 오염용질의 이동특성을 분석하기 위한 측정방법으로서 전기저항센서를 부착한 주상실험기를 개발하였으며 3가지의 포화사질토에 비반응성 추적자를 주입하여 그 적용성을 평가하였다. 측정된 전기저항 값을 바탕으로 전기전도도 파과곡선을 얻었으며, 추정된 농도자료를 이류-확산 방정식에 대입하여 수리분산계수를 산정하였다. 유출수 파과곡선에서 추정된 평균간극유속과 종분산계수를 바탕으로 전기전도도 파과곡선의 신뢰성을 평가해본 결과 전제된 ${\sigma}_{sat}-{\sigma}_w-C$(흙의 전기전도도-간극수의 전기전도도-간극수 내 용질의 농도) 사이의 선형 조건이 성립할 시 측정된 전기저항치는 흙 매질내 간극수 용질의 상대농도를 간접적으로 추정할 수 있는 인자임을 확인하였다. 전기전도도 파과곡선은 실제농도(resident concentration)의 시간적 변화를 나타낼 수 있는 만큼 시간연속적인 전기저항 측정은 많은 시간과 노력이 요구되는 용출수 샘플링과 분석을 효과적으로 대체할 수 있을 것으로 판단되었다. 불확실성을 줄이기 위해 저항측정위치와 주입되는 용액과 포화간극수와의 전기적 차이가 고려되어야함을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제23권4호
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• pp.387-400
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• 1991

해수유동에 의한 이류와 부유물과의 상호작용에 의한 해양에서의 핵종이동을 모사하여 시간에 따른 핵종농도의 파과곡선을 구할 수 있는 해양구획모델이 개발되었다. 해양을 임의 수의 구획으로 나누어 각 구획간의 질량수지를 통해 지배 방정식을 세우고 이에 대한 해를 stiff한 문제에 유용한 수치적분방법을 이용하여 구하였다. 2차원 해수유동모델을 이용하여 해수교체시간을 계산한 후 각 구획간의 해수유동에 의한 이류수송을 나타내는 이동계수를 구하였다. 개발된 해양구획모델에 대한 계산 예로써 해저에 위치한 가상 처분장으로 부터 방출된 저준위방사성 폐기물의 주요 핵종중 Tc-99 Cs-137 및 Pu-238에 대한 파과곡선을 5개 구획에 대해 구하였다. 또한 핵종농도 파가 곡선에 대한 파라미터의 민감도 분석을 수행한 결과 구획내의 해수체적 및 해수교체시간과 같은 주요 변수들이 파과곡선에 중요한 영향을 줌을 알 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1997년도 총회 및 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.25-29
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• 1997

In many solute transport studies, either flux or resident concentration has been used. Choice of the concentration mode was dependent on the monitoring device in solute displacement experiments. It would be questionable, however. to accept the equivalency in the solute transport parameters between flux and resident concentrations in structured soils exhibiting preferential movement of solute. In this study, we investigate how they differ in the monitored breakthrough curves (BTCs) and transport parameters for a given boundary and flow condition by performing solute displacement experiments on a number of undisturbed soil columns. Both flux and resident concentrations have been simultaneously obtained by monitoring the effluent and resistance of the Horizontally-positioned TDR probes. The study reveals that soil columns having relatively high flux densities exhibited great differences in the degree of peak concentration and travel time of peak between flux and resident concentrations. The peak concentration in flux mode was several times higher than that in resident one. This was mainly due to the bypassing of solute through soil macropores.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권6호
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• pp.60-69
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• 2007

토양에서 휘발성 유기화합물(VOC, volatile organic compound)의 유동특성을 이해하는 것은 오염물질의 확산을 예측하고 오염의 정도를 평가하며 대책을 수립하는 데 있어서 매우 중요하다. 토양과 같은 다공성매질에서 유동하는 물질의 출현곡선에 대한 모멘트의 분석을 통하여 화학물질의 유동속도, 플룸의 폭 및 비대칭정도를 평가할 수 있다. 본 연구에서는 실험실 규모의 토양 컬럼실험을 사용하여 VOC의 가스상 유동실험을 실시하였으며, 모두 네 가지의 VOC에 대하여 포화도(water saturation)범위 0.04-0.46에서 출현곡선을 측정하였다. 또한 포화도 0.21에서 열한가지의 VOC에 대하여 출현곡선을 측정하였다. 측정된 출현곡선의 중심 2차(central second)및 중심 3차(central third)모멘트는 포화도와 1차 모멘트(또는 지체상수)와 비교 분석되었다. VOC 출현곡선의 모멘트분석 결과 2차 및 3차 모멘트는 1차 모멘트의 2.23제곱 및 3.16제곱 함수로서 증가하였으며, 3차 모멘트가 2차 모멘트에 대하여 보다 민감하게 반응하였다. 이는 VOC가 토양가스상에서 이동할 때, 지체상수에 비례하여 가스 플룸의 폭과 비대칭성이 증가한다는 사실을 나타낸다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.279-285
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• 1993

여러 오염물질 사이의 흡착 경쟁, 평형, 물질확산의 상호 연관성을 이해하는 것은 효율적인 활성탄 흡착탑 설계 및 운전을 위하여 중요하다. 흡착탑내에서의 오염물질의 확산 및 흡착 현상을 동역학적 및 수학적으로 예측하기 위하여 "Micro-Diameter-Depth Adsorption System" Technique을 개발하여 평형 및 물질확산 계수들을 측정하였다. 활성탄 입자의 외부 "Film Transfer"와 입자 내부에서의 "Surface Diffusion"을 고려한 오염 물질 사이의 흡착경쟁, 탈착, Chromatographic Displacement Effect 등을 Homogeneous Surface Diffusion Model(HSDM)을 이용하여 예측했다. p-Chlorophenol(PCP)/p-Nitrophenol(PNP)의 Breakthrough Curve에서 PCP는 PNP에 의해 Displace되는 현상을 볼 수 있었으며 HSDM은 이를 잘 예측하였다. Dodecylbenzenesulfonate (DBS)는 흡착된 DBS의 일부분이 비가역적 흡착반응을 보인다는 가정하에서 HSDM에 의해 잘 예측될 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권1호
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• pp.15-21
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• 2011

Transport of heavy metals such as Cd is affected by several rate-limiting processes including adsorption and desorption by exchange reactions in soils. In this study, column transport and batch kinetic experiments were performed to assess Cd mobility in a double-layered soil with a reclaimed saline and sodic soil (SSS) as top soil and macroporous granule (MPG) as a bottom layer. For individual soil layer having different physical and chemical properties, Cd was considered to be nonlinear reactivity with the soil matrix in layered soils. The dispersive equation for reactive solutes was solved with three types of boundary conditions for the interface between soil layers. The adsorption of Cd with respect to the saline-sodic sandy loam and the MPG indicated that the nature of the sites or the mechanisms involved in the sorption process of Cd was different and the amounts of Cd for both of samples increases with increasing amounts of equilibrium concentration whereas the amount of Cd adsorbed in saline-sodic sandy loam soil was higher than that in MPG. The results of breakthrough curve indicating relative Cd retardation accompanied by layer material and sequence during leaching showed that the number of pore volumes to reach the maximum relative concentration of 1 increased in the order of MPG, SSS, and double layer of SSS-MPG. Breakthrough curves (BTCs) from column experiments were well predicted with our double-layered model where independently derived solute physical and retention parameters were implemented.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제6권2호
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• pp.3-13
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• 2001

피흡착체에 대하여 곡선형 흡착등온곡선을 가지는 흡착체가 토양내 수용액상에서 이동할 때 직선형 흡착등온곡선을 가지는 흡착체와 다른 유동특성을 보인다는 사실은 널리 알려져 있다. 그러나 실험적으로 이와 같은 특성이 정밀하게 연구된 바는 그리 많지 않으며 특히 NAPLS(Non-Aqueous Phase Liquids)로서 오염된 지역의 NAPLs의 양과 미시적인 분포를 알아내기 위하여 사용되는 수리지질학적 추적자 기법에 대하여는 거의 실험된 바가 없다. 본 연구는 NAPL과 수용액간의 비계면적을 측정하기 위하여 사용되는 양이온계 계면활성제 (계면추적자), cetylpyridinium chloride (CPC)가 미세한 유리구슬로 충진된 스테인레스 컬럼내부를 통과하며 보이는 파과특성을 분석하였다. 유리구슬의 평균직경은 110$\mu\textrm{m}$였으며, 구슬의 표면은 n-decane의 얇은 막으로서 도포되어 있다. CPC는 유동하며 n-decane과 수용액의 계면에 흡착하게 되며, 실험결과 전형적인 Langmuir type의 흡착 특성을 보이는 것으로 나타났다. 앞부분과 뒷부분의 파과곡선은 각기 현저히 다른 양상을 보이며 이는 흡착등온곡선의 비직선적인 성격때문인 것으로 풀이된다. 또한 CPC의 지체상수는 CPC의 농도와 밀접한 함수관계가 있는 것으로 풀이된다. 또한 CPC의 지체상수는 CPC의 농도와 밀접한 함수관계가 있는 것으로 밝혀졌다. 컬럼에 투입되는 CPC가 pulse input일 때의 지체상수는 pulse input의 파과곡선상 나타나는 최대농도를 input농도로서 사용한 step input시의 지체상수와 일치하였다. 이 결과는 수리지질학적 특성치를 알아내기 위하여 최근 들어 활발히 개발되고 있는 추적자 기법을 적용하는데 있어서 일반적으로 통용되는 가정을 실험적으로 증명하였다는 데 그 의의가 있다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회 3차
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• pp.140-145
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• 2010

Consolidation in cohesive soils mainly focuses on compressibility of soils, but it affects solute transport in some cases. The consolidation process takes on particular significance for fine grained soils at high water content, such as dredged sediments, but has also been shown to be important for compacted clay liners during waste filling operation. Numerical investigation using CST1 and CST2 was reviewed on consolidation-induced solute transport in this paper, especially with the development of CST2 model, verification by comparing experimental results with numerical simulations, and cases studies regarding transport in a confined disposal facility (CDF) and during in-situ capping. The importance of the consolidation process on solute transport is accessed based on simulated concentration or mass breakthrough curves. Results indicate that neglecting transient consolidation effects may lead to significant errors in transport analyses, especially with soft contaminated cohesive soils undergoing large volume change.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제44권1호
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• pp.79-88
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• 2012

Migration tests were performed with conservative tracers in a fractured zone that had a single fracture of about 2.5 m distance at the KURT. To interpret the migration of the tracers in the fractured rock, a solute transport model was developed. A two dimensional variable aperture channel model was adopted to describe the fractured path and hydrology, and a particle tracking method was used for solute transport. The simulation tried not only to develop a migration model of solutes for open flow environments but also to produce ideas for a better understanding of solute behaviours in indefinable fracture zones by comparing them to experimental results. The results of our simulations and experiments are described as elution and breakthrough curves, and are quantified by momentum analysis. The main retardation mechanism of nonsorbing tracers, including matrixdiffusion, was investigated.

• 상하수도학회지
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• 제10권4호
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• pp.103-110
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• 1996

Excessive phosphorus (P as orthophosphate) is one of the major pollutants in natural water that are responsible for algal blooms and eutrophication. P removal by slag is an attractive solution if the P sorption capacity of the slag is significant. To design an efficient land treatment facility, basic information on the behaviour of P in the media-water environment is required. In this study, detailed column experiments were conducted to study the P transport under dynamic condition, and mathematical models were developed to describe this process. The column experiments conducted with dust and cake waste products (slag) from BHP steel industry in Australia as adsorbing media indicated that they had higher sorption capacity of P than that of a sandy loam soil from North Sydney, Australia. P transport in the dust and cake columns exhibited characteristics S-shaped or curvilinear breakthrough curves. The simulated results from a dynamic physical non-equilibrium sorption model (DPNSM) and Freundlich isotherm constants satisfactorily matched the corresponding experimental breakthrough data. The mobility of P is restricted proportionally to the adsorbent's sorption capacity.