• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권8호
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• pp.11-21
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• 2013

창녕군 낙동강변의 강변여과 예정 지점에서 양수시험 동안에 발생하는 지하수 내 철과 망간을 포함한 다양한 수질항목 변화를 파악하기 위한 실험을 수행하였다. 5단계의 단계양수시험($500m^3/day{\sim}900m^3/day$) 및 26시간의 장기 양수시험($800m^3/day$) 동안에 양수정과 10개의 관측정에서 지하수 시료를 채취하였다. 장기 양수시험보다는 단계양수시험 기간 동안에 이온 농도의 변화가 뚜렷하였다. 특히, 단계양수시험 동안의 철과 망간 농도의 감소는 양수지점과 대수층의 연결성이 좋아 영향반경이 작은 방향을 따라 뚜렷하게 나타났다. 양수량의 급변에 따라 지하수 흐름에 교란이 발생하고 공기 접촉 등을 통하여 용존 철과 망간의 침전 산화가 촉진되는 것으로 평가되었다. 향후 지하수 내 철과 망간 저감을 위한 효율적인 지중처리 기술 개발을 위해서는 양수정의 운영 방법, 대수층의 공간적 분포 등이 중요한 요인으로 고려되어야 한다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제7권3호
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• pp.103-115
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• 2000

갈색 침전물의 생성은 우리나라 지하수의 개발 및 공급에 있어 흔히 발생하는 문제 중의 하나인데, 이에 따라 색도, 맛, 탁도 및 용존 철 함량 등의 항목에 있어 먹는 물 수질 기준을 초과하게 되고, 물 공급 시스템에 스케일링의 문제를 야기하게 된다. 경기도 파주 지역 지하수의 경우에도 양수 후 몇 시간 내에 갈색 침전물이 형성되어 수질을 악화시키고 있다. 본 연구에서는 지하수의 탁도를 유발하는 원인과 지화학적 반응 경로를 이해하고자, 평형열역학 및 반응속도론적 접근을 통하여 갈색 침전물의 형성과정을 파악하였다. 본 연구결과는 침전물의 형성을 최소화하기 위한 적정 양수 기법은 물론 수질 향상을 위한 최적 수처리 기법을 설계하는데 있어 중요한 자료로 활용될 것이다. 파주 지역의 암반 지하수는 물/암석(편마암)반응에 의해 Ca-$HCO_3$형의 수질 특성을 보인다. SEM-EDS 및 XRD 분석 결과, 갈색 침전물은 비정질의 함철 산화물 또는 수산화물로 해석된다. 다양한 공극 크기(6, 4, 1, 0.45, 0.2 $\mu\textrm{m}$)를 갖는 여과지를 이용한 다단계 여과 결과, 이들 침전물은 크기에 있어 대부분 1 내지 0.45$\mu\textrm{m}$의 입도를 갖는 콜로이드 형태이지만, 질량 분포로 볼 때는 1 내지 6$\mu\textrm{m}$범위가 우세함(총 질량의 약 81%)을 알 수 있다. 다량의 용존 철(II)은 지하수 유동 중에 철 함량이 높은(최대 3wt.%) 단층 파쇄암 내의 녹니석(clinochore)의 용해로부터 기원하는 것으로 판단된다. PHREEQC 프로그램을 이용한 포화지수 계산 및 pH-Eh 관계도에 대한 검토 결과, 침전물은 함철 수산화물임이 확인되며, 환원 조건에 있던 심부 지하수가 양수에 의해 산소에 노출되면서 화학성 변화(특히, 산화)에 의하여 침전함을 알 수 있다. 양수 이후의 시간 경과와 더불어 양수된 지하수의 pH, DO, 알칼리도는 점차 감소하며. 탁도는 증가하다가 일정 시간 경과 후 감소하는 경향을 보인다. 양수 이후의 경과 시간에 따른 용존 철(II)의 농도 감소율(즉, 반응 속도)은 Fe(II)=10.l exp(-0.0009t)로 표현된다. 따라서 갈색 침전물의 생성 반응은 양수 및 양수 후 저장 과정 중에 산소의 유입에 따른 산화 반응에 기인하며, 그 반응은 시간, 산소분압 및 pH에 의존함을 알 수 있다. 탁도를 제거하여 음용 가능한 수질을 확보하기 위해서는, 충분한 시간 동안 충분한 크기를 갖는 탱크 내에서의 다단계 저장 및 폭기를 거친 이후에 응집된 침전물에 대한 여과가 제안된다. 이때, 비용 절감 차원에서 상이한 입도 조건에서의 다단계 여과가 효과적일 것으로 생각된다. 한편, 개발 관정 내에서의 스케일링을 최소화하기 위해서는 심부 지하수로 산소가 풍부한 천층 지하수가 유입되는 과정을 최소화할 필요가 있다. 이를 위해서는 적정 채수량 범위 내에서의 지속적인 양수가 효과적일 것이다. 아울러, 산소가 풍부한 천층 지하수의 채수를 위한 별도의 관정 설치도 고려할 수 있을 것이다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 1998년도 가을 학술발표회 프로그램
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• pp.1-1
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• 1998

Advanced (Chemical) oxidation processes (AOP) differ from most conventional ones in that hydroxyl radical(OH.) is considered to be the primary oxidant. Hydroxyl radicalcan react non-selectively with a great number of organic and inorganic chemicals. The typical rate constants of true hydroxyl radical reactions are in the range of between 109 to 1012 sec-1. Many processes are possible to generate hydroxyl radical. These include physical and chemical methods and their combinations. Physical means involves the use of high energy radiation such as gamma ray, electron beam, and acoustic wave. Under an applied high energy radiation, water molecules can be decomposed to yield hydroxyl radicals or aqueous electrons. Chemical means include the use of conventional oxidants such as hydrogen peroxide and ozone, two of the most efficient oxidants in the presence of promoter or catalyst. Hydrogen peroxide in the presence of a catalyst such as divalent iron ions can readily produce hydroxyl radicals. Ozone in the presence of specific chemical species such as OH- or hydrogen peroxide, can also generate hydroxyl radicals. Finally the combination of chemical and physical means can also yield hydroxyl radicals. Hydrogen peroxide in the presence of acoustic wave or ultra violet beam can generate hydroxyl radicals. The principles for hydroxyl radical generation will be discussed. Recent case studied of AOP for water treatment and other environmental of applications will be presented. These include the treatment of contaminated soils using electro-Fenton, lechate treatment with conventional Ponton, treatment of coal for sulfur removal using sonochemical and the treatment of groundwater with enhanced sonochemical processes.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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• pp.44-52
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• 2002

Low temperature thermal desorption (LTTD) has become one of the cornerstone technologies used for the treatment of contaminated soils and sediments in the United States. LTTD technology was first used in the mid-1980s for soil treatment on sites managed under the Comprehensive Environmental Respones, Compensation and Liability Act (CERCLA) or Superfund. Implementation was facilitated by CERCLA regulations that require only that spplicable regulations shall be met thus avoiding the need for protracted and expensive permit applications for thermal treatment equipment. The initial equipment designs used typically came from technology transfer sources. Asphalt manufacturing plants were converted to direct-fired LTTD systems, and conventional calciners were adapted for use as indirect-fired LTTD systems. Other innovative designs included hot sand recycle technology (initially developed for synfuels production from tar sand and oil shale), recycle sweep gas, travelling belts and batch-charged vacuum chambers, among others. These systems were used to treat soil contaminated with total petroleum hydrocarbons (TPH), polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), pesticides, polychlorinated biphenyls (PCBs) and dioxin with varying degrees of success. Ultimately, performance and cost considerations established the suite of systems that are used for LTTD soil treatment applications today. This paper briefly reviews the develpoment of LTTD systems and summarizes the design, performance and cost characteristics of the equipment in use today. Designs reviewed include continuous feed direct-fired and indirect-fired equipment, batch feed systems and in-situ equipment. Performance is compared in terms of before-and-after contaminant levels in the soil and permissible emissions levels in the stack gas vented to the atmosphere. The review of air emissions standards includes a review of regulations in the U.S. and the European Union (EU). Key cost centers for the mobilization and operation of LTTD equipment are identified and compared for the different types of LTTD systems in use today. A work chart is provided for the selection of the optmum LTTD system for site-specific applications. LTTD technology continues to be a cornerstone technology for soil treatment in the U.S. and elsewhere. Examples of leading-edge LTTD technologies developed in the U.S. that are now being delivered locally in global projects are described.

• 적정기술학회지
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• 제6권2호
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• pp.174-182
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• 2020

국제 보건기구인 WHO는 식수의 암모니아 농도를 1.5 mg/L로 제한한다. 그러나 카트만두의 지하수 암모니아 농도는 0-120 mg/L로 그 농도가 매우 다양하고 높다(Chapagain et al., 2010). 고농도의 암모니아는 식수의 맛을 변질시키고 악취 문제가 발생하기 때문에 사전 처리가 필요하다. 카트만두에서는 인구의 절반이 식수로 지하수를 사용하고 있지만, 이 문제에 대한 심각성을 인지 못하고 있다. 이를 인지하고 있는 일부 거주자는 시중에서 판매되는 Jar Water를 사용하고 있지만, Jar Water도 WHO 표준을 충족하지 않는다. 따라서, 우리는 카트만두 지역의 고농도의 암모니아 문제를 해결하기 위해 암모니아 제거로 가장 잘 알려진 흡착 및 역삼투(RO) 기술을 사용하여 적합성을 검증하였다. 본 연구는 2 가지 암모니아 농도(15 mg/L 및 50 mg/L)의 카트만두 합성 지하수 조성에서 흡착 및 역삼투 방법의 기술적이고 경제적인 관점에서 성능을 평가했다. 결과적으로, 이온교환수지(IE)를 통한 흡착은 초기 100% 암모니아 제거 성능을 지니며, 이는 암모늄 제거가 최대 90%인 RO에 비해 비교적 우수한 제거 능력을 갖춘 기술임을 확인하였다. 또한 경제적인 측면에서는 흡착기술은 가정에서처럼 낮은 물 소비(<50 L/day)에 적합하지만, RO는 일 물 소비가 높은 곳(>50 L/day) 에서 좀 더 효율적인 기술로 확인되었다. 마지막으로, 이러한 평가결과는 네팔 카트만두에서 지속 가능한 식수 확보를 위해 Jar Water를 구입하는 것보다 적절한 가정 처리 시스템을 설치하는 것이 식수의 질 뿐만 아니라 경제적인 관점에서도 보다 효율적이라고 제안한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권6호
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• pp.843-853
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• 2014

In the context of artificial groundwater recharge, a reactive soil column at pilot-scale (4.5 m depth and 3 m in diameter) fed by treated wastewater was designed to evaluate soil filtration ability. Here, as a part of this project, the impact of treated wastewater filtration on soil bacterial communities and the soil's biological ability for wastewater treatment as well as the relevance of the use of multi-bioindicators were studied as a function of depth and time. Biomass; bacterial 16S rRNA gene diversity fingerprints; potential nitrifying, denitrifying, and sulfate-reducing activities; and functional gene (amo, nir, nar, and dsr) detection were analyzed to highlight the real and potential microbial activity and diversity within the soil column. These bioindicators show that topsoil (0 to 20 cm depth) was the more active and the more impacted by treated wastewater filtration. Nitrification was the main activity in the pilot. No sulfate-reducing activity or dsr genes were detected during the first 6 months of wastewater application. Denitrification was also absent, but genes of denitrifying bacteria were detected, suggesting that the denitrifying process may occur rapidly if adequate chemical conditions are favored within the soil column. Results also underline that a dry period (20 days without any wastewater supply) significantly impacted soil bacterial diversity, leading to a decrease of enzyme activities and biomass. Finally, our work shows that treated wastewater filtration leads to a modification of the bacterial genetic and functional structures in topsoil.

• 대한환경공학회지
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• 제39권10호
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• pp.575-580
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• 2017

전 세계적으로 지하수에서 TCE, PCE, BTEX, PAH, TPH, TNT, RDX, HMX가 지속적으로 검출되고 있다. 이러한 오염물질들은 기존의 물리화학적 방법으로 제거시에는 한계가 있으며, 신속한 정화를 요구하는 현장에 적용하기에는 많은 어려움이 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 난분해성 오염물질의 제거를 위해 PUV와 US를 연계하여 적용하고자 하였다. 각 공정은 고 에너지를 주입하는 PUV 공정과 라디칼 생산을 통해 오염물을 제거하는 US 공정의 특징을 이용하였으며, 제거율 향상을 위한 촉매주입도 함께 고려하였다. 연구 결과 PUV-US 하이브리드 시스템의 상승효과는 TCE, PCE, BTEX, TNT, RDX, HMX를 처리하는데는 90% 이상의 제거율을 나타내 적용 가능한, 효과적인 공정으로 판단되었으나 PAHs 제거를 위해서는 추가적인 공정 개선이 필요한 것으로 나타났다.

• 한국물환경학회지
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• 제22권4호
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• pp.590-598
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• 2006

In-situ Air sparging (IAS) is a groundwater remediation technique, in which organic contaminants volatilize into air form the saturated to vadose zone. This study was carried out to evaluate the effect of sludge and soil microbial community structure on air sparging of Total Petroleum Hydrocarbons (TPH) contaminated groundwater soils. In the laboratory, diesel (10,000 mg TPH/kg) contaminated saturated soil. The Air was injected in intermittent (Q=1500 mL/min, 10 minute injection and 10 minute idle) modes. For Terminal-Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP) analysis of eubacterial communities in sludge of wastewater treatment plants and soil of experiment site, the 16S rDNA was amplified by Polymerase Chain Reaction (PCR) from the sludge and the soil. The obtained 16S rDNA fragments were digested with Msp I and separated by electrophoresis gel. We found various sequence types for experiment with sludge soil samples that were closely related to Agrococcus, Flavobacterium, Thermoanaerobacter, Flexibacter and Shewanella, etc, in the clone library. The results of the present study suggests that T-RFLP method may be applied as a useful tool for the monitoring in the TPH contaminated soil the fate of microorganisms in natural microbial community.

• 상하수도학회지
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• 제30권4호
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• pp.449-457
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• 2016

In this study, the effectiveness of electrodialysis in removing inorganic arsenic from groundwater was investigated. To evaluate the feasibility of the electrodialysis, operating parameters such as treatment time, feed concentration, applied voltage and superficial velocity were experimentally investigated on arsenic removal. The higher conductivity removal and arsenic removal efficiency were obtained by increasing applied voltages and operation time. An increase of salinity concentrations in arsenic polluted groundwater exerted no effects on the arsenic separation ratios. Arsenic polluted waters were successfully treated with stack voltages of 1.8 ~ 2.4 V/cell-pair to approximately 93.4% of arsenic removal. Increase flow rate in diluate cell gave positive effect to removal rate. However, increase of superficial velocity in the concentrated cell exerted no effects on either the conductivity reduction or on the separation efficiency. Hopefully, this paper will provide direction in selecting appropriate operating conditions of electrodialysis for arsenic removal.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1999년도 정기총회 및 춘계 공동 학술발표회
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• pp.149-156
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• 1999

In the United States (U.S.), the monitored natural attenuation (MNA) approach has been used as an alternative remedial option for organic and inorganic compounds retained in soil and dissolved in groundwater. The U.S. Environmental Protection Agency (EPA) defines the MNA as“in-situ naturally-occurring processes include biodegradation, diffusion, dilution, sorption, volatilization, and/or chemical and biochemical stabilization of contaminants and reduce contaminant toxicity, mobility or volume to the levels that are protective of human health and the environment”. The Department of Soil Environment. National Institute Environmental Research (NIER) is in the process for demonstrating the MNA approach as a potential remedial option for the BTEX contaminated site in Uiwang City. The project is charactering the research site in terms of the nature and extend of contamination, biological degradation rate, and geochemical and hydrological properties. The microbial-degradation rate and effectiveness of nutrient and redox supplements will be determined through laboratory batch and column tests. The geochemical process will be monitored for determining the concentration changes of chemical species involved in the electron transfer processes that include methanogenesis, sulfate and iron reduction, denitrification, and aerobic respiration. Through field works, critical soil and hydrogeologic parameters will be acquired to simulate the effects of dispersion, advection, sorption, and biodegradation on the fate and transport of the dissolved-phase BTEX plume using Bioplume III model. The objectives of this multi-years research project are (1) to evaluate the MNA approach using the BTEX contaminated site in Uiwang City, (2) to establish a standard protocol for future application of the approach, (3) to investigate applicability of the passive approach as a secondary treatment remedy after active treatments. In this presentation, the overall picture and philosophy behind the MNA approach will be reviewed. Detailed discussions of the site characterization/monitoring plans and risk-based decision-making processes for the demonstration site will be included.