• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권7호
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• pp.80-89
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• 2015

Nitrate is on the most seriou pollutant encountered in shallow groundwater aquifer in agricultural area. There are various remediation technologies such as ion exchange, reverse osmosis, and biological denitrification to recover from nitrate contamination. Biological denitrification by indigenous microorganism of the technologies has been reviewed and applied on nitrate contaminated groundwater. In this work, we selected the site where the annual nitrate (NO₃⁻) concentration is over 105 mg/L and evaluated denitrification process with sampled soil and groundwater from 3 monitoring wells (MW4, 5, 6). In the results, the nitrate degradation rate in each well (MW 4, 5, and 6) was 25 NO₃⁻ mg/L/day, 6 NO₃⁻ mg/L/day, and 3.4 NO₃⁻ mg/L/day, respectively. Nitrate degradation rate was higher in batch system treated with 2 times higher fumarate as carbon source than control batch system (0.42M fumrate/1M NO₃⁻), comparing with batch system with soil sample. This result indicates that increase of carbon source is more efficient to enhance denitrification rate than addition of soil sample to increase microbial dynamics. In this work, we also confirmed that monitoring method of functional genes (nirK and nosZ) involved in denitrification process can be applied to evaluated denitrifcation process possibility before application of field process such as in-situ denitrification by push-pull test.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제16권2호
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• pp.61-76
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• 2011

This study was objected to provide suggestions for best management practices to restore the cultural and historical values of the wells in Palaces as well as their water qualities. Water resources in the five Palaces in Seoul Metropolitan, including Gyeongbokgung, Changdeokgung, Changgyeonggung, Jongmyo Shrine, and Deoksugung, were surveyed for their physical flows and chemical compositions from April to July in 2010. Ground waters in most wells were found at depths within 5 m from the ground surface, showing typical water-table aquifer systems. Hydraulic gradients indicate water resources in Gyeongbokgung, Changdeokgung, and Changgyeonggung flowing toward south, and toward east in Deoksugung area. Especially, water-level fluctuation data at S-10 in Deoksugung implied the influence of groundwater discharge facility. In Jongmyo Shrine, water was not detected in wells, indicating the water level was lower than the well depth. Based on the water chemistry and stable isotope analyses, water resources and their qualities appeared to be formed by the water-rock interaction along the groundwater paths. S-10 (Deoksugung) and S-14 (Changgyeonggung) samples were contaminated with nitrate ($NO_3$) in levels of higher than Korean drinking water standard, 10 mg/L as $NO_3$-N, but once in four sampling campaigns. In the situation that water resources in Palaces still maintain natural characteristics, the materials that will be used for the restoration and improvement of the Palace water supplies should be carefully selected not to disturb the natural integrity. In addition, because the wells are located in the center of metropolitan area, a systematic monitoring should be applied to detect and to manage the potential impacts of underground construction and various pollution sources.

• 대한환경공학회지
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• 제30권10호
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• pp.984-991
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• 2008

본 연구에서는 다공성 포화매질내에서 페놀의 제거를 위해 효소 중합반응의 적용성을 조사하였다. 페놀로 오염된 지하수의 모의실험으로 실험실 규모의 모래 충진 칼럼(ID: 4.1 cm, 충진높이: 12 cm)에 HRP와 과산화수소수를 주입하여 페놀 제거율 및 고분자 생성율에 대한 효소량(0$\sim$2 AU/mL), 이온강도(5$\sim$100 mM), pH(5$\sim$9)의 영향을 평가하였다. 페놀의 제거율은 효소량 2.0 AU/mL, 이온강도 20 mM, pH 7에서 각각 유입농도의 90% 이상을 유지하였다. 유입페놀은 다공성 매질에 축적되는 불용성 고분자와 유출되는 용해성 고분자들로 변환되었다. 최대 약 8%의 공극부피가 고분자화 반응으로부터 생산된 불용성 고분자에 의해 감소되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권6호
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• pp.38-45
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• 2007

트리클로로에틸렌(trichloroethyele, TCE)는 지하 환경으로 누출되었을 경우 대표적인 고밀도 불용성 유체(dense non aqueous phase liquids, DNAPLs)를 형성하여 토양과 지하수를 오염시키며, 계면활성제를 이용한 SEAR(Surfactant-enhanced aquifer remediation) 공법으로 처리를 하여도 소량이 계면활성제와 함께 지하수에 존재한다. 본 연구에서는 SEAR공법으로 처리 후 잔존하는 TCE가 계면활성제와 함께 존재할 때, 영가철(zero valent iron, ZVI)로 이루어진 투수성 반응벽체(PRB)에서의 TCE 거동을 조사하였다. 특히 계면활성제의 독성과 반응속도의 영향을 고려하여 양이온과 비이온 혼합 계면활성제의 영향을 중점적으로 다루었다. 혼합 계면활성제를 사용할 경우 ZVI를 이용한 TCE의 분해는 계면활성제의 구조에 따라 상당히 다른 경향을 보였다. TCE의 제거율을 살펴보면 비이온 계면활성제의 친수성기인 polyoxyethylene(POE) 사슬이 짧을 경우 양이온 계면활성제와 상관없이 거의 일정하였고, 상대적으로 긴 POE사슬일 경우 양이온 계면활성제의 종류와 첨가량에 따라 차이가 발생하였다. 친수성기가 트리메틸암모늄 (trimethylammonium)인 양이온 계면활성제가 피리디늄(pyridinium)를 가지는 양이온 계면활성제보다 더 높은 TCE 제거율을 보였다. 이러한 연구결과는 SEAR 후처리를 위해 PRB 적용시 잔존하는 계면활성제의 영향을 살펴보았으며 실제 현장적용의 중요한 자료로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.667-674
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• 1998

NAPL로 오염된 토양이나 지하수에 스팀을 주입하여 제거하는 과정을 모의하는 수치모형은 다양한 현장상황에서의 적절한 작업조건을 설계·평가하는데 매우 유용한 도구가 될 수 있다. 스팀주입에 의한 NAPL 제거과정을 다상, 다요소 시스템의 비등온 과정으로 기술하는 지배방정식에 기초한 T2VOC를 이용하여 1 및2차원상황에 대하여 수치해석을 수행하였다. 1차원의 경우 수치해는 실험상 어려움으로 인한 편차를 제외하고는 실험에서 얻은 컬럼내 온도분포와 비교적 좋은 일치를 보였다. LNAPL인 xylene과 DNAPL 인 TCE에 대한 2차원 해석도 상이한 물성에 상응하는 분포와 제거과정을 합리적으로 예측하는 것이 가능함을 보여주었다. 수치모형의 활용범위는 실험적으로 확인하기 여려운 기화에 의한 가스의 생성과 같은 복잡한 과정의 구명을 비롯하여 스팀주입기술의 현장적용시 매우 넓을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제41권6호
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• pp.685-693
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• 2008

지하수가 유동하는 조건에서, $KMnO_4$의 도입에 따른 perchloroethene (PCE), trichloroethene (TCE)의 산화분해 속도를 토양컬럼을 이용한 실험실 규모의 실험을 통하여 측정하였다. 토양 컬럼을 통과하며 발생하는 PCE, TCE의 농도 감소속도에 영향을 미치는 요인으로서 산화제와 반응물의 반응접촉시간과 산화제의 농도 변화에 대한 효과를 관측하였다. 실험은 모래로 충진된 유리컬럼을 사용하였으며 반응물의 컬림도입농도는 PCE에 대하여 $0.1{\sim}0.21\;mM$, TCE에 대하여 약 $1.3{\sim}1.5\;mM$의 범위에서 일정하게 유지되었고, PCE 용액의 컬럼 내 체류시간은 $14{\sim}125$분, TCE 용액은 $15{\sim}36$분이었다. 또한 $KMnO_4$의 도입농도는 $0.6{\sim}2.5\;mM$범위에서 일정하게 유지되었다. 실험결과, PCE와 TC종의 컬럼통과시간과 컬럼유출액의 오염물질농도는 대체로 반비례 하는 것으로 나타났으나, 본 연구에서 정한 실험 조건에서는 PCE 및 TCE에 대한 반응차수를 정확히 결정할 수 없었다. 그러나 의사 1차반응으로 가정하고 계산한 반응속도 상수는 기존의 회분식 결과와 비교적 근접한 것으로 나타났다. TCE의 분해속도는 $KMnO_4$의 농도에 비례하여 증가하였으며, 이는 토양 컬럼에 PCE와 TCE가 기존의 실험과 달리 비교적 높은 농도로 도입되었기 때문으로 판단된다. 본 연구는 회분식 실험조건과 달리 유동조건에서 PCE와 TCE의 $KMnO_4$에 의한 산화분해속도를 측정함으로써 이들 오염물질로 오염된 대수층의 오염원 근처의 현장에 직접 $KMnO_4$를 적용하여 복원하는 기법을 설계하고 실행하는데 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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• pp.119-120
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• 2004

Urban groundwater has a unique hydrologic system because of the complex surface and subsurface infrastructures such as deep foundation of many high buildings, subway systems, and sewers and public water supply systems. It generally has been considered that increased surface impermeability reduces the amount of groundwater recharge. On the other hand, leaks from sewers and public water supply systems may generate the large amounts of recharges. All of these urban facilities also may change the groundwater quality by the recharge of a myriad of contaminants. This study was performed to determine the factors controlling the recharge of deep groundwater in an urban area, based on the hydrogeochemical characteristics. The term ‘contamination’ in this study means any kind of inflow of shallow groundwater regardless of clean or contaminated. For this study, urban groundwater samples were collected from a total of 310 preexisting wells with the depth over 100 m. Random sampling method was used to select the wells for this study. Major cations together with Si, Al, Fe, Pb, Hg and Mn were analyzed by ICP-AES, and Cl, N $O_3$, N $H_4$, F, Br, S $O_4$and P $O_4$ were analyzed by IC. There are two groups of groundwater, based on hydrochemical characteristics. The first group is distributed broadly from Ca-HC $O_3$ type to Ca-C1+N $O_3$ type; the other group is the Na+K-HC $O_3$ type. The latter group is considered to represent the baseline quality of deep groundwater in the study area. Using the major ions data for the Na+K-HC $O_3$ type water, we evaluated the extent of groundwater contamination, assuming that if subtract the baseline composition from acquired data for a specific water, the remaining concentrations may indicate the degree of contamination. The remainder of each solute for each sample was simply averaged. The results showed that both Ca and HC $O_3$ represent the typical solutes which are quite enriched in urban groundwater. In particular, the P$CO_2$ values calculated using PHREEQC (version 2.8) showed a correlation with the concentrations of maior inorganic components (Na, Mg, Ca, N $O_3$, S $O_4$, etc.). The p$CO_2$ values for the first group waters widely ranged between about 10$^{-3.0}$ atm to 10$^{-1.0}$ atm and differed from those of the background water samples belonging to the Na+K-HC $O_3$ type (<10$^{-3.5}$ atm). Considering that the p$CO_2$ of soil water (near 10$^{-1.5}$ atm), this indicates that inflow of shallow water is very significant in deep groundwaters in the study area. Furthermore, the P$CO_2$ values can be used as an effective parameter to estimate the relative recharge of shallow water and thus the contamination susceptibility. The results of our present study suggest that down to considerable depth, urban groundwater in crystalline aquifer may be considerably affected by the recharge of shallow water (and pollutants) from an adjacent area. We also suggest that for such evaluation, careful examination of systematically collected hydrochemical data is requisite as an effective tool, in addition to hydrologic and hydrogeologic interpretation.ion.ion.