• 한국수자원학회논문집
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• 제50권11호
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• pp.715-723
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• 2017

생체고분자물질은 수자원환경에서 점토, 미생물, 바이오매스 등 부유입자들을 응집시키고, 침전, 퇴적시키는 역할을 한다. 본 연구는 다양한 수질화학 조건이 생체고분자물질에 의한 부유입자 응집에 미치는 영향을 파악하고자, 수질화학 조건을 제어하여 응집실험을 수행하였다. 각 응집실험은 이온강도, 2가 양이온 농도, 휴믹물질 분율이 제어된 실험조건에서 Kaolinite 현탄액에 생체고분자물질인 Xanthan Gum을 주입하여 수행하였다. 수체가 가지는 응집능은 응집체 크기 및 잔류 고형물 농도를 측정을 통하여 평가하였다. 본 연구에서, 이온강도 증가는 점토입자 및 생체고분자물질 간 정전기적 반발력을 감소시키고 생체고분자물질이 점토입자 간 가교를 형성하여 응집을 증대시킨 것으로 파악되었다. 이온강도가 0.001에서 0.1 M NaCl로 증대될 경우, 응집을 증진시켜 응집체 크기는 약 3배 이상 증대되고 부유고형물농도는 약 2.5배 이상 저감되었다. 또한, 2가 양이온이 수체에 존재하는 경우, 점토입자-생체고분자물질 혹은 생체고분자물질 상호 간 가교를 형성하여, 즉 점토-$Ca^{2+}$-고분자 또는 고분자-$Ca^{2+}$-고분자 가교를 형성하여, 생체고분자물질에 의한 부유입자 응집을 증대시켰다. 수체에 $Ca^{2+}$가 낮은 농도라도 존재할 경우, 응집을 크게 증진시켜 부유고형물농도가 원 주입농도에 비하여 20배 이상 저감되는 것으로 나타났다. 하지만, 휴믹물질이 존재하는 경우, 점토입자 표면에 흡착되어 점토입자의 정전기적 반발력을 증대시켜 생체고분자물질의 흡착을 방해하고 응집을 감소시켰다. 수체에 휴믹물질이 존재할 경우, 응집을 저감시켜 부유고형물농도는 저감되지 않고 원 주입농도와 유사하게 나타났다. 본 연구의 결과는 수자원환경에서 부유입자 및 퇴적물 거동을 이해하고 수질 및 퇴적물에 대한 최적 관리 방안을 도출하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있으리라 기대된다.

• 환경영향평가
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• 제28권5호
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• pp.492-506
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• 2019

공용화기사격장 내 중금속 오염물은 대부분 탄두원형으로 존재하거나 입자로 존재하는 금속조각편이며 이들 미세한 금속입자들은 오랜 기간 풍화되어 표면이 산화물 또는 탄산화물로 존재할 가능성이 매우 높다. 특히 사격장 토양에서 대표적 오염물질인 납은 연성이 높아 무르고 잘 늘어나므로 더 미세입자로 존재한다. 따라서 물리적 세척 실험으로 입도분석, 입경별 중금속농도, 금속물질 성분분석, 비중, 자력, 부상선별의 적용성 평가를 실시하였다. 금속파편의 경우 FESEM분석과 무게측정결과 납은 무른 특성에 따라 얇게 조각나고 편모양의 구조로 비슷한 면적의 구형 토양보다 무게가 더 적게 나가는 것을 확인하였으며 비중선별 적용성이 높은 것을 확인할 수 있었다. 이 결과를 적용하여 하이드로사이클론을 이용한 정화효율평가 결과 1회 71%, 2회 80%, 3회 91%의 누적 정화효율을 보였다. 이에 비해 자력선별은 17%의 낮은 효율을 보였고 부상선별은 입경 0.5 mm 미만으로 선별한 대상토는(-35 mesh) 39%로 비교적 높은 효율을 보였으나 입경 2 mm 미만으로 선별한 대상토의(-10 mesh) 효율은 16%에 불과하였다. 토양세척의 대상 처리입경은 2 mm ~ 0.075 mm로 입도구분을 추가로 하여 실규모 장치에 적용하여야 하며 이는 설치비용과 공정이 추가로 구성됨에 따른 관리가 필요할 것으로 분석되었다. 결과적으로 공용화기사 격장 오염의 토양정화는 탄두 원형을 유지한 탄두는 5.56 mm 이상으로 자갈입경보다 크므로 고비중을 이용한 비중선별을 실시하고, 금속파편으로 존재하는 오염물질은 얇게 조각나고 편모양의 구조로 같은 입경의 토양보다 무게가 더 적음에 따라 토양세척의 하이드로사이클론을 이용하여 분리하여 처리할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 분석과학
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• 제23권4호
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• pp.371-382
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• 2010

제주도 고산지역에서 TSP (total suspended particulate), PM2.5 (particulate matter, below $2.5\;{\mu}m$ particle size) 대기에어로졸을 채취, 분석하여 에어로졸의 조성과 오염 특성을 조사하였다. 고산지역 대기에어로졸에서 nss(non-sea salt)-$SO_4^{2-}$과 $NH_4^+$은 다른 국내 청정지역 및 도시지역에 비해 높은 조성비를보이고 $NO_3^-$는 상대적으로 낮은 조성비를 나타내었다. 에어로졸 성분의 입경별 분포를 비교해 본 결과, 인위적 기원의 nss-$SO_4^{2-}$, $NO3_^-$, $NH_4^+$ 성분들은 대체적으로 미세입자에, 토양기원의 nss-$Ca^{2+}$과 해염기원의 $Na^+$, $Cl^-$, $Mg^{2+}$은 상대적으로 조대입자에 많이 분포하고 있는 것으로 확인되었다. 계절별로는 봄철에 nss-$Ca^{2+}$, Al, Fe, Ca, $NO_3^-$ 성분의 농도가 크게 상승하고, nss-$SO_4^{2-}$은 여름과 봄철에 높은 농도를 나타내었다. 인자분석 결과, 에어로졸은 대체적으로 인위적 발생원의 영향을 많이 받고, 다음으로 해양 및 토양 영향을 많이 받았다. 또한 역궤적 분석법으로 에어로졸 성분의 유입경로를 조사해 본 결과, nss-$SO_4^{2-}$, $NO_3^-$, Pb, nss-$Ca^{2+}$ 성분들은 대체적으로 기류가 중국대륙으로부터 제주지역으로 이동할 때 훨씬 더 높은 농도를 나타낸 반면, 북태평양에서 제주지역으로 이동할 때 상대적으로 낮은 농도를 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5601-5609
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• 2012

본 논문은 포항철강공단 및 주변지역의 보건 및 환경영향 인자를 확인하기 위하여 미세먼지($PM_{10}$) 농도와 성분을 측정 및 분석하였다. 또한 지역대기자동측정망 자료를 이용하여 연별, 계절별 $PM_{10}$ 농도분포를 조사하였다. 공단지역 내 $PM_{10}$을 측정한 결과, 동일산업에서 측정된 $PM_{10}$ 평균농도는 $61.3{\pm}12.1{\mu}g/m^3$, 철강공단관리사무소에서 측정된 $PM_{10}$ 평균농도는 $44.3{\pm}8.1{\mu}g/m^3$으로 나타나 대기환경기준을 만족하였다. 공단지역 동일산업과 철강공단관리사무소에서 측정된 $PM_{10}$ 중 이차생성 이온인 ${SO_4}^{2-}$, $NO_3{^-}$, $NH_4{^+}$의 분율을 확인한 결과, ${SO_4}^{2-}$의 분율이 높게 나타났고, 황산염과 관련된 오염원이 철강공단지역에 존재하는 것으로 판단된다. 전체적으로 동일산업 지점에서는 ${SO_4}^{2-}$ > $Cl^-$ > $NO_3{^-}$ > $F^-$ > $NH_4{^+}$ 순으로 나타났고, 철강공단관리사무소 지점에서는 ${SO_4}^{2-}$ > $Cl^-$ > $NO_3{^-}$ > $NH_4{^+}$ > $F^-$ 순으로 나타났다.

• 보존과학회지
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• 제32권3호
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• pp.417-423
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• 2016

백토안료의 제조 공정 중 분쇄 및 수비단계에서 아교수를 적용하고 이에 따른 영향을 분석하였다. 분쇄 공정에서 아교수를 적용한 경우, 일반 증류수를 사용했을 때보다 미분의 생성량이 감소하고 분급도가 향상되는 것으로 나타났다. 일반적으로 분쇄 성능 및 분쇄 한계에는 마찰력이 많은 영향을 미친다. 따라서 분쇄 조건에 따른 마찰력을 측정한 결과, 아교수를 적용한 경우 상대적으로 마찰력이 감소하는 것으로 확인되었다. 결국 분쇄 공정에서 아교수를 사용하는 것은 마찰력을 감소시켜 결과적으로 분급도를 향상시키기 위한 것으로 판단된다. 안료 제조 공정 중 수비단계에서 아교수를 적용한 결과, 아교수 적용 시 동일한 조건에서 보다 큰 입도의 입자를 수비해 내는 것이 가능한 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 수비액으로 아교수를 사용한 경우, 아교의 농도가 증가함에 따라 수비액의 점도가 증가하여 입자의 침강속도가 감소하기 때문인 것으로 확인되었다. 결국 수비 공정에서 아교수를 사용한 것은 수비액의 점도를 증가시켜 수비를 통해 선별할 수 있는 입도의 범위를 확대하고, 보다 세밀한 입도 구간으로 입자를 선별하기 위한 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권7호
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• pp.469-475
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• 2014

본 연구는 B광역시 북항을 대상으로 해양 퇴적물의 물리화학적 특성과 오염도를 평가하고, 해양 퇴적물의 재부상 시중금속의 용출특성 및 생태적 위험성을 평가하였다. 북항 퇴적물의 주요 구성성분은 미세 실트질 및 점토질이었으며, 유기물질과 산휘발성 황화물이 높게 포함되어 퇴적물 내 함유된 중금속으로 인한 생태적 위험도가 높은 것으로 평가되었다. 회분식 실험결과, 퇴적물의 재부상으로 인한 중금속 용출속도는 납>>구리>크롬>>아연>카드뮴 순이었으며, 중금속 용출은 금속 황화물의 산화반응에 기인하는 것으로 평가되었다. 중금속은 퇴적물의 재부상 약 1시간 내에 급격히 용출되었으며, 재부상에 의한 황화물의 산화는 퇴적물에 존재하는 중금속의 광물내 잔류분율을 증가시키고, 유기물과 결합된 중금속의 분율을 감소시킬 뿐만 아니라 퇴적물에 함유된 중금속의 다른 결합분율의 변화에 영향을 미쳤다. 퇴적물의 재부상에 의하여 해수로 용출되는 중금속의 용출량은 재부상 시간, 금속 황화물의 산화속도와 재부상하는 퇴적물의 농도에 영향을 받았다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권9호
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• pp.513-520
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• 2016

수중에 용존된 가스뿐 아니라 소독부산물과 같은 휘발성 화합물은 탈기에 의해 효과적으로 제거할 수 있는 것으로 알려져 있다. 탈기공정에 사용되는 미세 기포는 수백~수천 ${\mu}m$이지만 부상 공정의 기포는 수 ${\mu}m$ 정도로 작다. 이에 따라 부상공정에서의 마이크로 기포는 수중의 휘발성 화합물이 대기로 방출될 수 있는 매우 넓은 기-액 비표면적을 제공한다. 또는 마이크로 기포는 상승 속도가 느려서 휘발성 화합물이 방출될 수 있는 긴 체류시간을 갖게 된다. 본 연구에서 일련의 탈기와 부상 실험을 실시한 결과, THMs의 제거율에서 상당히 큰 차이가 있었다. THMs의 물질전달계수 $K_La$ 역시 큰 차이를 보였다. 따라서 부상공정에서 THMs과 같은 휘발성 화합물을 제거하기 위해서는 일반적으로 입자제거를 위하여 적용되는 통상적인 운전범위보다 더 높은 기포체적농도가 필요함을 알 수 있다.

• 한국대기환경학회지
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• 제22권5호
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• pp.554-563
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• 2006

Numerous epidemiological studies have shown stronger associations between $PM_{2.5}$ and both mortality and morbidity than $PM_{10}$. The association of $PM_{2.5}$ with respiratory mortality was examined in Seoul, during the period of $1996{\sim}2002$. Because $PM_{2.5}$ data were available for only 10% of this time period, a prediction regression model was developed to estimate $PM_{2.5}$ concentration. Death count due to respiratory-related diseases(total respiratory mortality; ICD-10, J00-J98) and death counts(cause-specific mortality) due to pneumonia(ICD-10, J12-J18), COPD(ICD-10, J40-J44) and asthma(ICD-10, J45-J46) were considered in this study. Averaged daily mortality was 5.6 for total respiratory mortality and 1.1 to 1.6 for cause-specific mortality. Generalized additive Poisson models controlling for confounders were used to evaluate the acute effects of particle exposures on total respiratory mortality and cause-specific mortality. An IQR increase in 5-day moving average of $PM_{2.5}(22.6{\mu}g/m^3)$ was associated with an 8.2%(95% CI: 4.5 to 12.1%) increase in total respiratory mortality The association of $PM_{2.5}$ was stronger for the elderly ($\geq$65 years old, 10.1%, 95% CI: 5.8 to 14.5%) and for males(8.9%, 95% CI: 2.1 to 11.3%). A $10{\mu}g/m^3$ increase in 5-day moving average of $PM_{2.5}$ was strongly associated with total respiratory mortality in winter(9.5%, 95% CI: 6.6 to 12.4%), followed by spring(3.1%, 95% CI: -1.2 to 7.5%), which was a different pattern with the finding in North American cities. However, our results are generally consistent with those observed in recent epidemiological studies, and suggest that $PM_{2.5}$ has a stronger effect on respiratory mortality in Seoul.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_1호
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• pp.1191-1205
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• 2022

복잡하고 광범위한 원인을 가진 대기오염물질 중 particulate matter (PM)은 입자의 크기에 따라 분류된다. 그 중 PM_2.5는 그 크기가 매우 작아 사람이 흡입하면 인간의 호흡기나 심혈관에 질병을 유발할 수 있다. 이러한 위험에 대비하기 위해서는 국가 중심의 관리와 사전에 예방할 수 있는 모니터링 및 예측이 중요하다. 본 연구는 고농도 미세먼지의 발생이 잦은 서울시의 PM_2.5를 local data assimilation and prediction system (LDAPS) 기상 관련 인자 15가지와 aerosol optical depth (AOD), 화학인자 4가지를 독립변수로 하여 앙상블 모델 두 가지 random forest (RF)와 extreme gradient boosting (XGB)로 예측하고자 하였다. 예측에 사용된 두 모델의 성능 평가와 인자 중요도 평가를 수행하였으며, 계절별 모델 분석도 수행하였다. 예측 정확도 결과, RF가 R² = 0.85, XGB가 R² = 0.91의 높은 예측 정확도를 보이며 XGB가 RF보다 PM_2.5 예측에 적합한 모델임을 확인하였다. 계절별 모델 분석 결과, 봄에 농도가 높은 관측 값과 비교하여 예측 수행이 잘 되었다고 할 수 있다. 본 연구는 다양한 인자를 이용하여 서울시의 PM_2.5를 예측하였고, 좋은 성능을 보이는 앙상블 기반의 PM_2.5 예측 모델을 구축하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권5호
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• pp.81-87
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• 2008

최근 주한미군기지 이전에 따른 토양오염도 조사결과, 유류저장시설에서의 누출 및 사격장내 중금속에 의한 오염이 심각한 것으로 보고되었으며 오염토양 정화에 대한 관심이 증대되고 있다. 다단연속탈착기법과 교반탈착기법을 적용한 현장규모의 유류오염토양 세척공정 성능향상에 관한 연구를 위해서 각각 다른 세지역의 정화대상부지 오염토양 중 미세토사가 29.3, 16.6, 7.8% 함유된 토양을 사용하였으며, 초기 오염농도는 각각 5,183, 2,560, 4,860 mg/kg이였다. 세척실험에 사용한 세척제로는 물을 이용하였으며 세척수를 6개월 이상 100% 재활용하여 세척공정을 운영하였다. 현장규모 세척 실험 결과 각기 다른지역의 오염토양 중 3.0 mm 이상의 오염토양은 세척수 분사압력 3.0 kg/$cm^2$의 고압분사를 통한 습식분리 후 TPH 농도는 280, 50, 356 mg/kg으로 초기농도 대비 각각 85.2, 98.2, 89.9%의 TPH 제거율을 보였다. 3.0${\sim}$0.075 mm의 모래입경에 대하여 1차 물리적 탈착 후 TPH 농도 [초기 입경별 오염부하량 대비]는 834, 1,110, 1,460 mg/kg 이었으며, 추가적인 세척공정의 2차 연속 물리적 탈착인 다단연속탈착기법을 통한 TPH 농도는 각각 330, 385, 245 mg/kg으로 초기농도 대비 각각 92.4, 90.6, 90.1%의 세척효율을 보였다. 미세모래 입경(0.075${\sim}$0.053 mm)에 대한 다단연속세척 후 TPH 농도는 791, 885, 1,560 mg/kg으로 나타났으며, 추가적인 교반 탈착 후 TPH 농도는 각각 428, 440, 358 mg/kg으로 초기농도 대비 92.0, 93.9, 92.9%의 제거율을 보였다. 이와 같은 결과를 바탕으로, 토양세척기법은 TPH 법적기준을 맞출 수 있는 전략적 복합공정을 통해 다양한 오염토양에 폭넓게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.