본 연구에서는 해수침투를 방지하기 위해 실험실에서 제조한 하수 방류수를 이용하였으며, 각각의 함양 및 양수 조건에 따른 해수침투 진행 과정을 지표미생물인 Escherichia coli와 Enterococcus faecalis를 이용하여 평가하였다. 해수침투의 대표적인 화학적 지표인자인 Cl$^-$와 Ca$^{2+}$, Mg$^{2+}$ 및 비전도도값 등은 해수에 의해 인공 대수층내의 지질매체와 양이온간의 이온 교환이 발생되는 수조 내에서 동시에 분석되었다. 지표 생물로 이용된 Escherichia coli와 Enterococcus faecalis 모두 해수침투에 따라 증가하는 염분 농도에 민감하게 반응하였으며, Enterococcus faecalis의 경우 Escherichia coli 보다 염분 농도에 더 큰 저항을 보였다. 시간에 따른 Enterococcus faecalis / Escherichia coli 값은 함양과 양수가 10 mL/min으로 동일할 경우에는 E. coli 초기 주입 농도가 90% 이상의 사멸을 보이는 18시간 이후에 50$\sim$100배 이상으로 증가하였다. 그러나 함양과 양수가 5 mL/min의 경우에는 E. coli의 완만한 사멸율로 인해 운전 시간 내내 2.5$\sim$5.0 사이의 일정한 비를 유지하였다. 또한 본 연구에서 분석된 염소 이온과 비전도도, Ca$^{2+}$ 및 Mg$^{2+}$농도는 서로간에 0.9 이상의 높은 상관관계를 나타내었으며, 인공 해수가 인공 대수층내로 침투되면서 일어나는 양이온 교환 반응의 진행 여부는 음의 $\Delta$Na, $\Delta$Mg값과 양의 $\Delta$Ca의 관측을 통해 효과적으로 확인할 수 있었다.
해수에 잠긴 인공기질 표면에 부착한 박테리아가 규조류의 후속부착에 미치는 영향에 대해 상반된 견해가 있다. 그러나 자연조건의 해수에서 인공기질 표면에 먼저 부착한 해산 박테리아가 규조류의 후속부착에 어떤 영향을 주는지에 대해서는 아직 알려져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 해산 박테리아를 일정 시간별로 미리 부착시킨 여러 재질을 이용하여 실험하였다. 첫번째 실험에서는 유리 슬라이드에 미리 해산 박테리아를 0~133 시간별로 부착시키고 해수에 일정기간 노출시킨 후 규조류의 부착수도를 조사하였다. 규조류의 부착은 먼저 부착된 박테리아의 수도와 관련이 없었으며(p>0.05), 무처리 슬라이드에 가장 많은 수의 규조류가, 가장 높은 수도의 박테리아가 부착된 표면에는 가장 적은 수의 규조류가 부착하였다. 두번째 실험에서는 유리와 아크릴 슬라이드를 이용하여 해산 박테리아를 6 일 동안 먼저 부착시킨 것과 한천(agar)을 입힌 슬라이드 그리고 대조구로서 무처리 슬라이드를 해수 중에 함께 노출시켰다. 박테리아가 가장 높은 수도($5.4{\pm}0.02{\times}10^5\;cells\;cm^{-2}$)로 부착된 아크릴 슬라이드에서는 무처리 슬라이드보다 적은 수의 규조류가 부착하였으나, 박테리아가 $2.5{\pm}1.0{\times}10^5\;cells\;cm^{-2}$로 부착된 유리 슬라이드에서는 무처리 슬라이드와 차이가 없었다. 반면 점액질을 모사한 표면에 부착한 규조류의 수도와 이입계수는 다른 표면들에 비해 평균 2 배 이상 높게 나타났다. 따라서 해산 박테리아의 부착이 규조류 후속부착의 선결요건이 아닌 것으로 판단된다.
In the present study, immersion test using artificial seawater was performed to evaluate the resistance of mortar specimens with or without ground granulated blast-furnace slag (SG) and fly ash (FA). Another variable was the fineness levels of SG (4,450, 6,000 and 8,000 ㎠/g). From the results of the immersion test for 270 days of exposure, the excellent resistance to seawater attack for SG mortar mixtures, especially in a high fineness levels, was confirmed. However, the reductions in compressive strength of FA mortar specimens was similar to those of OPC mortar specimens irrespective of replacement of FA.. In order to understand the deterioration mechanism due to seawater attack, X-ray diffraction (XRD) analysis were also carried out. Some reactants such as ettringite, gypsum, brucite and Friedel's salt were possibly detected through XRD technique.
Deep Ocean Water is formed within restricted area including polar sea (high latitude) by cooling of surface seawater and globally circulated in the state of insolation with surface seawater. Although not as obvious as estuaries mixing, Brine groundwater is mixture of recirculated seawater and groundwater. Seawater having high osmotic pressure infiltrate into unconfined aquifer where is connected to the sea. The ions dissolved in seawater are present in constant proportions to each other and to the total salt content of seawater. However deviation in ion proportions have been observed in some brine groundwater. Some causes of these exception to the Rule of constant proportions are due to many chemical reactions between periphery soil and groundwater. While Deep Ocean Water (DOW) have a large quantity of functional trace metals and biological affinity relative to brine groundwater, DOW have relatively small amount of harmful bacteria and artificial pollutants.
본 연구에서는 해수담수화의 효율을 높이기 위한 효율적인 전처리 기법을 찾기 위해 응집제 투입과 같이 마이크로 공기를 주입하여 전처리 효율을 측정하였다. $AlCl_3{\cdot}6H_2O$와 PGA 응집제 주입량에 따른 탁도 제거효율을 알아보았다. 탁도 유발 물질은 해저퇴적토와 해양미세조류를 선정하여 실험에 필요한 탁도를 구현하였다. 퇴적토 함유 인공해수는 $AlCl_3{\cdot}6H_2O$ 0.5g/L 주입 시 제거율 73.7%를 얻은 반면 PGA 경우 0.05g/L 주입만으로 92.4% 제거율을 얻었다. 미세조류 함유 인공해수 또한 PGA 응집제 0.05g/L의 주입 만으로 95% 이상의 높은 제거효율을 보였다. 퇴적토를 함유 인공 해수에 비해 미세조류를 함유한 인공해수에서 효율이 더 좋았으며, 두 경우 모두 0.1g/L의 PGA 응집제 투입 후 1분간의 응집과정을 거친 후 마이크로 공기를 5초간 주입하였을 때 최적의 제거효율을 보여주었다. 마이크로 공기 주입 후 약 10분 후 최고의 탁도 제거율에 도달하였다. 본 연구결과를 통해 높은 탁도를 가진 해수일지라도 응집제와 마이크로 공기를 주입할 시 신속히 제거가 되었으므로, 본 연구결과는 해수 전처리에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.
해수의 영향을 받거나 해사를 사용한 콘크리트 구조물중의 철근 부식의 정도를 추정, 평가하여 철근의 부식 방지대책을 수립하기 위하여 실시한 연구이다. 그래서 철근을 붉은 7종류의 모르터 시험체를 제작 인공해수용액에 침지하여 철근의 부식을 촉진하였으며 모르터 중의 가용성 염분량, 염소이온 결합능력을 분석하고 아울러 자연전극전위 및 철근의 부식 정도에 대하여 고찰하였다. 본 연구결과 철근의 부식은 자연전극전위 및 모르터 중의 가용성 염분량, 염소이온 결합능력과 상관관계가 있음을 알았으며 철근의 부식정도를 추정, 평가하는데 유익한 참고자료를 얻었다.
본 연구는 인공해수촉진열화시험에 의한 해양콘크리트의 내염특성 규명을 위한 연구의 일환으로서 시멘트 종류 및 도막처리에 따른 콘크리트의 특성을 분석하였으며, 시험 결과 강도 및 염소이온침투 특성 등을 고려할 경우 해양용 혼합시멘트가 콘크리트의 내염성능 개선에 효과적인 것으로 나타났다.
The effect of seawater and air pollutants on the three-story stone pagodas on Gameunsa Temple Site have been studied in order to establish conservation basic plan. Also, an experimental study has been conducted to evaluate the effect of seawater salt and air pollutants on the weathering of granite. The results could be summarized as follows. Because the three-story stone pagodas on Gameunsa Temple Site are located outdoors, the external appearance has been largely deteriorated due to natural and artificial factors such as typhoon, wind, microorganisms, moisture, extreme change in temperature, air pollutants, and seawater, etc. When G.J fresh granite was dipped into the seawater, dissolution rate of three minerals (Mg, Ca, and K) are increased linearly until about 40 days and then increased abruptly. After seawater dipping experiments, the mineral compositions of the granite surface were lower then that of the G.J fresh granite but Poisson's ratio and absorption ratio were slightly increased. Therefore, from these results we can say that stone cultural properties could be weathered by seawater and air pollutants and it's considered being a meaningful experiment to study the conservation method of stone cultural properties from seawater.
해안지역에서는 해수와 담수의 밀도차, 조석에 의한 해수면변화등과 같은 자연적 요인과 양수, 하구에서의 골재채취, 대규모 간척사업등의 인위적 요인에 의해서 해수가 육지부로 침투되는 현상이 발생한다. 본 연구에서는 양수가 지하수의 염분농도변화에 미치는 영향을 분석하였다. 모의결과, $200m^3/day$이상 양수시에는 지하수위의 저하보다는 횡방향흐름이 가속화 됨에 따라 밀도차에 의한 흐름과 횡방향흐름 유속이 합쳐져서 해수의 급격한 유입으로 TDS농도가 증가하는 것으로 나타났다. 결론적으로 기 관측된 점자료를 이용하여 3차원 공간분포상에서 양수에 따른 염분농도의 변화를 가시적으로 확인 할 수 있으며, 이를 통하여 해안지역에서 해수침투로 인한 재해를 막고 지하수를 보다 안전하게 이용하기위한 적정양수량을 제안할 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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