• 자원환경지질
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• 제37권1호
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• pp.121-131
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• 2004

비소로 오염된 고로폐광산 주변 농경지 토양과 하천 퇴적토에 대하여, 토양 정밀조사를 통하여 규명된 오염 면적과 오염 지도를 바탕으로 복원 공정 설계를 실시하였다. 실내 실험을 통하여 오염 농경지 토양에 대하여는 석회를 첨가한 토양 안정화 공법의 처리 효율을 검증하였으며, 오염 하천 퇴적토에 대하여는 토양 세척법의 처리 효율을 규명하였다. 비수몰지역의 오염 농경지 토양의 복원 효율을 규명하기 위하여, 비소 농도가 다른 폐광산 주변 농경지 오염 토양 4종류에 대하여 비소 용출률 배치 실험을 실시한 결과, 석회를 혼합한 토양의 비소 용출이 오염 토양을 그대로 이용한 경우보다 평균 5배 이하로 감소하였다. 댐 건설 후 수몰되는 지역에서 저수지 바닥으로부터 저수지 수계로 용출되어지는 비소의 용출률을 예측하고, 석회를 첨가한 복토를 실시한 경우 저수지 바닥에서 용출되는 비소의 용출률 감소를 규명하기 위하여 아크릴 칼럼(지름 18.9cm, 높이 30cm)을 이용하여 저수지 바닥에서의 비소 용출 모의 실험하였다. 실험 결과 복토를 실시하지 않은 오염 토양에서의 비소 용출률은 연간 약 3.05∼3.89%를 나타내었으며, 석회 1%를 혼합하여 복토한 경우 저수지 바닥으로부터 비소 용출률은 연간 0.11∼0.05%를 나타내어 석회를 혼합한 복토처리 시 저수지 바닥에서 수계로의 비소 용출은 약 40배 이상 감소 할 수 있는 것으로 나타나, 수몰된 농경지 복원에 매우 적절한 방법으로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다. 토양 세척법을 이용하여 하천 퇴적토를 복원하는 경우, 세척 효율을 규명하기 위하여 하천 퇴적토 3종류에 대하여 초산, 구연산, 염산 각 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1.0N 수용액과 증류수에 대하여 각각 토양 세척 효율 배치 실험을 실시하였다. 실험 결과 염산과 구연산 용액으로 세척하는 경우 0.05 N에서 한 시료를 제외하고는 비소에 대하여 99.9% 이상의 제거 효과를 나타내었다. 결론적으로 비소로 오염된 하천 퇴적토는 적절한 세정용액을 이용한 세척과정에 의해서 충분히 제거 될 수 있는 것으로 나타나, 기존 오염 퇴적토 내 비소의 90% 이상을 효과적으로 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 오염 지도에 근거하여 산출된 복원 물량에 대하여 토양세척법을 이용하는 경우 복원 비용을 산출하였으며, 이와 같은 자료는 고로폐광산 주변 오염 토양에 대한 실제 복원 공정의 설계에 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권1호
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• pp.33-42
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• 2000

중금속은 토양 내에서 비보존성 화학물질로 작용하므로 흡착에 의해 지연효과가 발생할 수 있고 흡착은 pH에 영향을 받는다고 보고된 바 있다. 그러므로 토양 및 지하수 오염을 예방하고 복구하기 위해서는 다양한 pH조건에서 중금속의 이동형태를 파악하는 것이 중요한 연구과제가 된다. 본 연구에서는 사질토양에서 pH에 따른 중금속의 이동특성을 연구하기 위하여 배치실험과 주상실험올 수행하였다. 배치실험의 경우 초기농도별로 11가지의 $ZnCl_2$ 40 mL 용액과 사질토양 10g을 교반기에서 72시간 반응시켜 평형상태에 도달하게 한 후 용액을 채취하여 Zn, Ca, Mg의 세 가지 양이온을 ICP-AES로 분석하였다. 주상실험은 3가지 pH조건 (7.7, 5.8, 4.1)에서 10 g/L의 KCl과 $ZnCl_2$를 추적자로 사용하여 순간주입 (pulse injection) 형태로 토양시료 상부에 투입한 후 Time Domain Reflectometry (TDR)를 사용하여 10 cm 깊이에서 잔존수농도를, EC-meter와 ICP분석을 통하여 20 cm 깊이의 하부 경계면에서 침출수농도를 분석하였다. 배치실험 결과, Zn은 Ca, Mg와 이온교환의 형태로 흡착이 발생하였고 등온 흡착방정식의 각 모델 (Linear, Freundlich, Langmuir)별로 최저 1.2에서 최고 614.1의 지연계수를 나타냈다. 주상실험에서도 모든 pH조건에서 Zn이온이 이온교환을 하여 흡착이 발생하였으나, 잔존수와 침출수 형태의 파과곡선 모두에서 Zn이용의 첨두농도 도달시간이 K이온과 일치하여 지연효과는 발생하지 않은 것으로 나타났다. 이는 정상류 상태로 부과한 낮은 배경농도의 용탈수내에 Zn보다 강한 이온교환능을 가지는 원소가 존재하지 않아 Zn의 탈착이 발생하지 않았기 때문이다. pH가 낮을수록 Zn는 용액내 수소이온 ($H^+$)의 증가로 치환능이 감소하여 첨두농도가 높게 나타났고, 상대적으로 치환되는 Ca, Mg의 양은 줄어들었다. 따라서 본 연구에 적용된 배치실험과 주상실험의 조건하에서는 Zn이온이 이온교환반응에 의한 흡착이 발생하였으나 지연효과는 발생하지 않았고 가장 낮은 pH에서 첨두농도가 최고 12.7배까지 증가하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권1호
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• pp.101-109
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• 2008

국내 화학회사에서 발생되는 연마분진 폐기물에 대한 흡착제로서의 재이용성을 평가하기 위하여 연마분진을 $550^{\circ}C$에서 하소시켜 얻어진 무정형 알루미늄 산화물(AMA-L)을 이용하여 양이온 중금속인 구리, 카드뮴, 납 등에 대한 흡착특성을 파악하였으며 MINEQL + 프로그램을 적용하여 AMA-L과 양이온 중금속 이온간의 표면흡착결합 반응을 모사하여 흡착실험결과와 비교하였다. 구리와 카드뮴, 납의 단일성분에 대한 AMA-L의 흡착실험결과, 납 > 구리 > 카드뮴의 순서로 친화력의 차이가 발생하는 것을 확인하였다. 구리와 카드뮴의 농도변화에 따른 AMA-L 흡착실험 결과 구리와 카드뮴의 농도를 증가시킴에 따라 두 성분의 흡착효율은 모두 감소되는 것으로 나타났으며 구리와 카드뮴이 동시에 존재하는 이성분계 흡착의 경우에는 단일성분으로 존재하는 경우와 유사한 흡착율을 나타내었으며 경쟁이온의 영향을 거의 받지 않는 것으로 확인이 되었다. 또한, AMA-L에 대한 흡착특성에 대한 MINEQL+를 이용한 모사결과 단일성분과 이성분계 흡착에 대한 흡착특성은 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.23-31
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• 2004

본 연구에서는 침출수 차수재에 Zero Valent Iron (ZVI)를 포함 시켰을 경우, ZVI 함량과 pH에 따른 TCE, 6가 크롬, 질산성질소의 제거능의 변화를 살피고, 반응이 끝난 후 철과 벤토나이트 표면의 철 산화물을 라만 분광기를 통해서 알아보고자 하였다. ZVI의 함량을 중량비로 벤토나이트의 0, 3, 6, 10, 13, 16, 20, 30, 100 w/w% 로 맞춘 9가지의 샘플을 pH7의 완충 용액을 사용했을 경우와 완충 용액을 사용하지 않을 경우 두 가지로 나누어서 실험하였다. Kinetic test 결과, pH7의 완충 용액을 사용하였을 때가 사용하였지 않았을 때보다 TCE의 경우 330시간에서 300시간으로, 6가 크롬의 경우 20시간에서 4시간으로, 질산성질소는 140시간에서 5시간으로 제거 속도가 빨라졌다. 모든 오염물질의 경우 ZVI 함량이 증가할수록 제거 효율이 높아졌으며, pH 7의 완충 용액을 사용하였을 경우 제거 효율도 더 높아지는 것을 볼 수 있었다. 반응 후 철과 벤토나이트의 표면을 라만 분광기를 이용하여 분석한 결과 여러 가지 철산화물이 확인되었다. 이러한 철산화물은 좋은 흡착제의 역할을 할 수 있으며, 이 중 magnetite는 장기간 동안 오염물질의 제거 성능을 유지시켜 줄 수 있다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제17권6호
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• pp.112-118
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• 2012

Fine suspended solids from mine drainage draw attentions due to their potential adverse influences on the water quality, such as increasing turbidity and degrading aesthetic landscape. Currently, sand filter beds are adapted in some mine drainage treating systems. However, more efficient system is in demand, as the existing sand beds reveal some problems, such as frequent maintenance intervals. Various filtering mediums including fly ash, mine tailing aggregates and the sand were tested for improving the current system, using column experimental set-up. Mine drainage samples were collected from the current treating systems in the abandoned H coal mine. The experiment was run for 7 days. Suspended solids recorded as 100.9 mg/L and the value exceeds the current standard, 30 mg/L. Sand was proved to still be the optimum medium for the fine suspended solids, compared to fly ash and fly ash + sand. Mine tailing aggregates were placed at the exit of the columns, substituting gravels. The tailing aggregates is made by mine tailings and clay. Sand bed filters can also be improved by mixing granular activated carbon, which was found to be economical and efficient in the batch experiment, conducted at the same time.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권10호
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• pp.1798-1807
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• 2017

The differentiations in nitrogen-converting activity and microbial community structure between granular size fractions in a continuous completely autotrophic nitrogen removal over nitrite (CANON) reactor, having a superior specific nitrogen removal rate of $0.24g/(g\;VSS{\cdot}h)$, were investigated by batch tests and high-throughput pyrosequencing analysis, respectively. Results revealed that a high dissolved oxygen concentration (>1.8 mg/l) could result in efficient nitrite accumulation with small granules (0.2-0.6 mm in diameter), because aerobic ammonium-oxidizing bacteria (genus Nitrosomonas) predominated therein. Meanwhile, intermediate size granules (1.4-2.0 mm in diameter) showed the highest nitrogen removal activity of $40.4mg/(g\;VSS{\cdot}h)$ under sufficient oxygen supply, corresponding to the relative abundance ratio of aerobic to anaerobic ammonium-oxidizing bacteria (genus Candidatus Kuenenia) of 5.7. Additionally, a dual substrate competition for oxygen and nitrite would be considered as the main mechanism for repression of nitrite-oxidizing bacteria, and the few Nitrospira spp. did not remarkably affect the overall performance of the reactor. Because all the granular size fractions could accomplish the CANON process independently under oxygen limiting conditions, maintaining a diversity of granular size would facilitate the stability of the suspended growth CANON system.

• 한국환경과학회지
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• 제26권6호
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• pp.719-728
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• 2017

In order to investigate the adsorption characteristics for Sr ion using the Na-X zeolite synthesized from coal fly ash, batch tests and response surface analyses were carried out. The adsorption kinetic data for Sr ions, using Na-X zeolite, fitted well with the pseudo-second-order model. The uptake of Sr ions followed the Langmuir isotherm model, with a maximum adsorption capacity of 196.46 mg/g. Thermodynamic studies were conducted at different reaction temperatures, with the results indicating that Sr ion adsorption by Na-X zeolite was an endothermic (${\Delta}H^o$>0) and spontaneous (${\Delta}G^o$<0) process. Using the response surface methodology of the Box-Behnken method, initial Sr ion concentration ($X_1$), initial temperature ($X_2$), and initial pH ($X_3$) were selected as the independent variables, while the adsorption of Sr ions by Na-X zeolite was selected as the dependent variable. The experimental data fitted well with a second-order polynomial equation by multiple regression analysis. The value of the determination coefficient ($R^2=0.9937$) and the adjusted determination coefficient (adjusted $R^2=0.9823$) was close to 1, indicating high significance of the model. Statistical results showed the order of Sr removal based on experimental factors to be initial pH > initial concentration > temperature.

• 상하수도학회지
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• 제19권1호
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• pp.68-77
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• 2005

This study was performed to evaluate the application of corrosion inhibitor and to examine the correlation between corrosion rate and red water in a series of batch tests and a test using auto corrosion monitoring system at A water treatment plant in Gyeonggido. The corrosion study in the auto corrosion monitoring system indicated that Fe concentration decreased by 30~50% and corrosion rate also reduced remarkably with corrosion inhibitor at $1.8mg\;PO_4/L$. After addition of corrosion inhibitor, it was indicated the effective adsorption of the inhibitor on the surface of the pipe line forming a protective film. The corrosion rate increases with the increase in Fe concentration. With $1.8mg\;PO_4/L$ of corrosion inhibitor, the corrosion rate decreased remarkably. Fe concentration had correlation to not only red water problems but also the corrosion rate that actually dissolved into the water, primarily due to the deposition of oxidized iron or other compounds as a scale, which serves as a large reservoir of corrosion by-product. Therefore, corrosion rate can be estimated by Fe concentration. For these reasons, an effective corrosion inhibitor is also an effective red water control reagent. The effect of the corrosion inhibition can last for some time even the application the corrosion inhibitor is discontinued. For the cost effective and efficient corrosion control, the concentration and timing of corrosion inhibitor addition must be determined properly.

• 한국환경농학회지
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• 제18권1호
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• pp.48-53
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• 1999

본 연구에서는 폐기물의 재활용 측면에서 폐굴껍질을 이용하여 축산폐수에 함유되어 있는 $PO_4^{3-}-P$의 제거특성을 검토해본 결가, 다음과 같은 결론을 얻었다. 입경이 작을수록 흡착속도가 빠르게 진행되어 흡착평형에 도달하는 시간이 빠른 것을 알 수 있다. 주입량과 수온이 증가할수록 평형상태에 도달하는데 다소 더 긴시간을 요하는 것을 알 수 있다. 반응초기 낮은 pH에서는 흡착현상에 지배적으로 영향을 받는 것으로 추정되지만, 시간이 경과함에 따라 pH상승과 더불어 정석반응이 우세하게 진행되고 있는 것을 알 수 있다. 등온흡착식을 적용해본 결과에서도, 폐굴껍질은 $PO_4^{3-}-P$의 제거는 흡착현상 보다는 오히려 정석반응에 더 많은 영향을 받는 것으로 여겨진다. SEM 관측결과에 의하면 폐굴껍질 표면에서 뚜렷한 변화는 거의 볼 수 없으나 반응전에 비하여 폐굴껍질의 입경이 비교적 크고 조그만 판상의 형태를 간헐적으로 보이고 있다.

• 유기물자원화
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• 제15권3호
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• pp.113-120
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• 2007

최종 메탄수율, 동력학적 상수 및 최대 메탄발생 속도 등 돈분의 메탄생성 특성을 평가하기 위하여 혐기성 회분식 실험을 수행하였다. 돈분의 혐기성 분해 동력학적 거동 평가시 1차 반응으로 기정하였으며 최종 메탄수율, 동력학적 상수 및 최대 메탄발생 속도는 각각 0.27~0.44L $CH_4/gVS$, $0.161{\sim}0.280d^{-1}$ 및 0.043~0.120L $CH_4/d$로 나타났다. 돈분 자체를 식종물질로 사용하는 경우 장기간의 초기 순응기간이 소요되었으나 최종 메탄수율에는 차이가 없는 것으로 나타났다. 돈분의 혐기성 처리는 효과적이나 고형물의 함량이 높은 경우 이상 혐기성 소화가 단상 혐기성 소화에 비해 효과적인 것으로 판단된다.