• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.3336-3344
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• 2014

본 연구의 목적은 소규모 응집침전모듈의 개발 및 lab-scale 테스트를 통한 실증이다. 최근 하수처리율이 높아짐에 따라 비점오염원 관리에 대한 관심이 높아지고 있어 소규모 처리장치 개발의 필요성이 증대되고 있다. 본 연구의 응집침전모듈은 응집공정 이후 외부 영역에서 선회류를 통한 플럭(floc)의 추가 성장 및 미세 플럭 수의 감소, 내부 침전 영역에서 수직 수평류 복합침전방식을 통한 침전효율 증대로 효과적인 고액분리가 가능토록 하였다. 응집침전모듈은 수직 수평류 복합침전 방식을 통해 재래식침전조에 비해 같은 체적에서 침전면적 및 표면부하율을 4.4배 증가시킬 수 있었다. 본 연구에서 외부 및 내부 침전 영역에서의 선회류 형성 유지와 내부 침전영역에서의 균등한 유량분배를 본 공정의 중요한 설계인자로 선정하였고, 이의 도출을 위해 유체유동해석 모델인 FLUENT를 이용하였다. 선회류 유동경향 모사를 통해 유입속도, 외부조의 규격, 하부콘호퍼 깊이 등을 결정하였고 속도분포 및 유량분배 해석을 통해 유출공 직경과 개수, 유출홀 직경 등 내부 침전영역의 세부 규격을 도출하였다. $60{\ell}/hr$규모의 파일럿 테스트 결과 20분의 체류시간 동안(표면부하율은 $37.3m^3/m^2$일)탁도 300~800 NTU의 폐수를 고분자응집제 주입 없이 10 NTU 이하로 처리할 수 있었으며, 유체유동해석 모델을 활용한 설계인자 도출의 가능성을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권6호
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• pp.980-987
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• 2012

비점오염원은 세정에 의해 하수관 내로 유입되어 수계까지 흘러 수계의 오염부하를 가중시킬 뿐만 아니라, 관의 상태에 따라 누수 및 월류를 야기하여 오염을 일으킨다. 이에 따라 하수관거의 유지관리 및 환경오염 방지를 위한 관거내 하수의 유량, 수질, 불명수 및 월류 등을 효율적으로 관리하기 위한 모니터링의 필요성이 증가하고 있다. 그러나 하수관거의 경우, 지하에 설계되며 그 구조 및 연결이 복잡한 특성으로 인해 실제 하수관거에 대한 모니터링은 쉽지 않다. 본 연구에서는 시스템해석이론에 기초한 하수관망 오염제거 해석과 관망 모니터링 및 이상진단방법을 제시하였다. 먼저 하수관망 공정모사 프로그램인 Stormwater & Wastewater Management Model for expert (XP-SWMM)을 이용하여 관망 내의 오염물질의 거동패턴을 해석하였다. 둘째, 다변량 통계 모니터링을 이용하여 하수관망 내의 수질 모니터링 및 하수관망 유출을 탐지하는 관망 이상 진단을 수행하였다. 정적/동적 상태 시스템에 기초한 하수관망 오염 매카니즘 해석결과, 강우시 총질소와 총인 부하량이 비강우시보다 급격하게 증가함을 확인하였으며, 이는 수계의 오염부하를 가중시킬 것으로 판단되다. 이에 따라 하수관망 내 유출은 강우로 생긴 유량 및 유입오염물질의 농도 증가로 인한 관망이상으로 사료된다. 제안된 하수관망 모니터링 및 이상진단 기법은 도시 유역에서의 비점오염원 관리와 지속적인 모니터링에 있어 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제15권3호
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• pp.44-51
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• 2010

Contamination of groundwater from point and non-point sources is one of major problems of water resource manangement in Jeju island. This study characterized groundwater and soil contamination in Hallim area which is one of the areas of significantly contaminated soil and groundwater in Jeju Island. The amount of loaded contaminant (ALC) of Jeju area was estimated as 13,212 ton N/yr and 3,210 ton P/yr, The ALC of Hallim area was amounted to 2,895 ton N/yr and 1,102 ton P/yr, which accounted for 21.9% and 34.3% of the Jeju's ALC, respectively. The soil pH values (5.6-5.9) were not much different in land use areas. By contrat, average cation exchange capacity (CEC) of 14.1 $cmol^+/kg$ was high comparing to the nationwide range of 7.7-10.9 $cmol^+/kg$. Further, Sodium adsorption ratios (SARs) of horse ranch, pasture, and cultivating land for livestock were as high as 0.19, 0.17, and 0.16 respectively, comparing to the other landuse areas. Nitrate nitrogen at 22.2% of total groundwater wells exceeded 10 mg/L (the criteria of nitrate nitrogen for drinking water), averaginged 6.62 mg/L with maximum 28.95 mg/L. Groundwater types belonged to Mg-$HCO_3$, Na-$HCO_3$, Ca-$HCO_3$, and Na-Cl, among which Mg-$HCO_3$ type occupied more than 70% of the total samples, indicating the presence of anthropogenic sources. The concentration of nitrate nitrogen was negatively related to altitude and well depth, and positively related to the concentration of Ca, Mg, and $SO_4$ which might originate from chemical fertilizer. The ratio of nitrogen isotopes was estimated as an average of 8.10$^{\circ}/_{\circ\circ}$, and the maximum value of 17.9$^{\circ}/_{\circ\circ}$. According to the nitrogen isotope ratio, the most important nitrogen source was assessed as chemical fertilizer (52.6%) followed by sewage (26.3%) and livestock manures (21.1%).

• 한국습지학회지
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• 제9권3호
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• pp.43-49
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• 2007

최근 환경부의 환경정책은 수질오염총량관리제도의 전국적인 확대를 앞두고 다양한 토지이용에서 발생되는 비점오염물질의 관리를 추진하고 있다. 특히 도로, 고속도로 및 주차장 등의 포장된 지역은 수계 인근에 존재하고 있기에 비점오염원 관리에서 우선순위로 인정되고 있다. 본 연구의 토지이용인 주차장은 많은 차량의 운행, 정차 및 주차로 인하여 다량의 입자상 물질이 포함된 비점오염물질의 축적이 높은 토지이용이다. 또한 높은 포장율로 인하여 강우 발생시 다량의 강우유출수가 비점오염물질을 함유하여 배수구로 유출되는 특성을 가지고 있다. 이러한 맨홀은 강우시 유출된 강우 유출수를 짧은 기간이지만 체류시켜 입자상 물질을 처리하는 기능을 가지고 있다. 따라서 본 연구는 주차장 맨홀에서의 퇴적물을 채취하여 입자상 물질 입도별 중금속의 함량을 조사함으로써 맨홀에 의한 비점오염물질의 제거율을 분석하고자 한다. 또한 중금속으로 오염된 퇴적물의 효과적 관리방안을 제시하기 위하여 본 연구는 수행되었다. 이러한 연구를 위하여 채취된 퇴적물의 입도분석이 시행되었으며, 입도분포별 중금속의 오염도를 조사하였다. 입도분석을 수행한 결과 $425-850{\mu}m$ 사이의 입도가 가장 많은 범위를 차지하고 있는 것으로 나타났다. 입도 크기와 중금속의 함량을 분석한 결과 입도크기가 적을수록 높은 중금속의 함량을 나타내었다. 중금속 중에서 Cu, Pb, Zn의 함량이 전체 중금속의 30% 정도를 차지하는 것으로 나타났는데 그 이유는 이러한 오염물질이 차량의 타이어와 엔진파트에 많이 함유된 중금속이기 때문이다. 본 연구를 통해 주차장의 맨홀은 비점오염물질의 제거에 많은 기여를 한다는 것을 확인할 수 있었으며, 향후 주차장의 비점오염원 관리에 있어서 맨홀의 개량을 통해 더욱 더 높은 비점오염물질의 제거를 수행할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권3호
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• pp.177-188
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• 2012

본 연구는 국내 TMDL 지원을 위하여 삭감시나리오 작성 및 수질모의가 가능한 GIS 기반의 삭감시나리오 작성 지원시스템을 개발하는 것을 주요 목적으로 하였다. 연구대상지역은 금강수계 내 삽교천 상류 31 km 구간이며, QUAL2E 모델이 시스템에 적용되었다. 점 및 비점오염원 속성과 다양한 지도 자료를 수집하여 공간 DB를 구축하였다. 각 단위유역의 BOD, T-N, T-P 배출부하량을 산정하였고, 삭감시나리오 작성 과정에서 이들의 수치만을 간단히 조작하여 수질모의가 가능하도록 시스템을 개발하였다. 세 가지 삭감시나리오가 적용되었으며, GIS 기반의 결과 비교를 통해 효율적인 삭감시나리오 선정이 가능하였다. 따라서 본 연구에서 개발된 시스템은 향후 최적 의사결정지원에 기여할 것으로 기대된다. 아울러 새로운 삭감시나리오 작성 방법 및 알고리즘 개발에도 활용될 것으로 판단된다. 향후 시스템 고도화를 위해서는 오염원별 관리에 따른 삭감시나리오의 작성 지원, 대상지역의 확대 적용 등의 후속 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 기술혁신연구
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• 제30권4호
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• pp.1-28
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• 2022

지역의 혁신역량은 지속 가능한 지역경제의 주요한 성장의 원천으로 받아들여지고 있으며 이에 관한 많은 연구가 보고되었다. 최근에는 지역혁신체제의 정책적 수행과정에서 지역의 특성을 반영해야 한다는 스마트 특성화 전략이 제안되었으나, 실증 연구는 제한적인 결과를 제시하는 데 그치고 있다. 이에 본 연구는 스마트 특성화를 기존의 지역혁신 연구의 보완 전략으로 접근하여 한계점을 극복하고자 하였다. 이를 위해 스마트 특성화를 지역혁신체제의 대체 전략이 아닌 지역혁신역량의 제도 요소로 보고, 지역혁신역량과 지역경제 간 관계를 분석하여 스마트 특성화가 지역경제에 미치는 영향을 파악하였다. 국내 16개 시·도에 대해 2009-2018년의 10개년으로 구성한 패널 모형을 통해 연구를 수행하였으며, 적합한 패널 모형을 탐색하는 과정을 통해 최종적으로 FGLS모형을 활용하였다. 연구 결과 산업의 연관 다양성과 비연관 다양성으로 구성된 스마트 특성화는 지역경제에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 기반 요소, 촉진 요소로 나누어 측정한 다른 지역혁신역량 역시 지역경제에 긍정적인 영향을 미쳐 기존 지역혁신과 지역경제 간 긍정적인 연구 결과를 확인하였다. 본 연구는 국내 연구가 부족한 스마트 특성화를 지역혁신역량의 제도적 요소로 보고 지역별 산업 연관 다양성과 비연관 다양성을 통해 이를 측정하였다는 데 의의가 있다.

• 한국환경농학회지
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• 제25권2호
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• pp.138-146
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• 2006

오염부하가 심한 서낙동강 수계에서의 농산물 안전생산 및 건전한 농업환경유지를 위하여 수계내 오염원 및 수질을 조사하고 이를 수질성분 분포도로 작성한 결과는 다음과 같다. 1. 서낙동강 수계의 주오염원은 인구의 도시집중에 따른 생활하수 발생이 가장 많은 양을 차지하고 있었으며 이는 호계천, 신어천의 수질악화 및 하수종말처리장 방류수로 인한 조만강 하류의 수질 중 T-N, T-P 증가에도 영향을 미치고 있었다. 또한 서낙동강 수계 수질의 또 다른 문제인 염농도는 갈수기에 급격히 증가하여 갈수기의 서낙동강 중 하류 및 하류에 연결된 지천인 조만강과 평강천의 EC는 농업용수로 사용하기 어려운 수준으로 증가하였다. 부산 강서구의 동계 시설재배밀집지에서 사용되는 농업용수 수질 또한 EC가 서낙동강 중류 이후부터 1.0 ds/m를 초과하고 T-N함량도 $4{\sim}8mg/L$의 높은 수준이었다. 2. 서낙동강 수계 지류 중 T-N 및 T-P의 유달부하량은 조만강이 지류전체 부하량의 각각 56%, 61%으로 가장 많았으며, 이는 조만강의 유량이 많았던 것에 기인하였다. 3. 서낙동강 수계 수질을 N과 EC성분분포를 기초로 로 서낙동강 수계 지류별수질 취약분포도를 작성한 결과, 신어천, 호계천 등은 적극적인 영양염류 저감대책이 수립되어야 할 지역으로 나타났으며, 서낙동강 중류 및 평강천 일원은 영양염류 및 염류장애 우려지역, 서낙동강 하류는 염류장애 대책지역으로 나타났다. 4. 수질현황 및 수질환경 관련 인자를 지리정보가 결합된 분포도로 표현하면 정보의 전달이 명료하면서도 그 자체로도 오염 개선기술 개발 필요지 구분과 같은 message를 전달할 수 있었고, 공간적 분포에 따른 수질변화를 오염원의 공간적 분포와 match시켜 이의 원인을 해석하고 그에 따른 대책을 수립하기 쉬운 장점이 있었다.

• 생태와환경
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• 제39권2호통권116호
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• pp.187-197
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• 2006

본 연구는 용담댐 유역 2002 ${\sim}$ 2003년 동안의 모니터링 자료를 이용하여 BASINS/HSPF모형의 보정을 퐁하여 본 모형의 댐 유역관리에 적용성을 검토하였다. 1. BASINS는 유역의 오염현황을 신속하고 용이하게 파악가능하고 예측모형의 입력 자료를 자동적으로 생성해주기 때문에, HSPF와 같은 유역종합 수질모형을 사용자의 목적에 맞게 적용할 수 있었다. BASINS적용을 위한핵심 GIS자료인 유역도와 하천도, DEM, 토지이용도, 수질측정자료 등을 BASINS형식에 맞게 변환 ${\cdot}$ 입력하여그 적용성을 확인하였다. 2.유역단위 오염 부하량을 추정하기 위하여 HSPF모형을 이용해서 모형의 보정 기간인 2002 ${\sim}$ 2003년까지의 유출량 및 수질을 모의 분석하였다. 모의결과 유출량에 대한 모형효율은 높았으나 수질의 경우 보정지점 및 특정항목에서 모형 효율이 상대적으로 낮게 나타나서 보다 상세한 측정자료 확보 및 보정이 필요할 것으로 판단되었다. 하지만 유역이라는 광범위하고 복합적인 특성을 고려해 볼 때 허용한 수 있는 범위의 수질을 묘사한 것으로 판단된다. 3. 용담댐 유역의 부하량 산정결과, 유출량이 1,296.5 $10^6\;m^3\;yr^{-1}$이었고, 각 오염원별로 비점오염부하량이 차지하는 비율은 각각 57.2%, 92.6%, 60.2%정도로 유역내비점오염부하량 비율이 높게 나타났다. 연간 배출되는 비점오염부하량 중 강우기 (6월 ${\sim}$ 9월)에 배출되는 부하량은 55${\sim}$72%로 나타났고, 이 기간 동안의 유출량이 69%임을 고려할 때 오염부하량이 강우 유출량에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 그러나 수질농도는 유량증가에 따라 비례하여 증가하지 않았고 오히려 감소하는 경향이 나타났다. 4.본 연구에서는 용담댐 유역에 대한 BASINS/HSPF의 적용성을 검증하였으며, 현재 오염총량계산에 있어서 원단위방법에 의한 오염부하량산정의 개선필요성이 제기되고 있는 상황에서 BASINS/HSPF를 이용한 오염부하량 산정에 대한 적극적인 검토가 필요하다고 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권6호
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• pp.1245-1251
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• 2011

본 연구는 축산부문에서 주요한 가축종인 돼지의 사육과 정과 도축 가공과정에서 발생하는 양돈 바이오매스의 발생특성을 조사 분석하고, 전과정 평가 기법을 활용하여 물질(퇴 액비) 및 에너지 (바이오가스) 자원화 잠재량을 평가함으로써 지역단위 바이오매스 순환단지 조성을 위한 기초자료를 확립하고자 하였으며, 이를 위해 양돈 바이오매스의 발생 단계를 사양단계와 도축 가공단계로 구분하여 각각의 단계에서 발생하는 양돈바이오매스의 물질 및 에너지 자원화 잠재량을 평가하였다. 사양단계는 성장단계(사육기간, 평균체중)에 따라 자돈 (1~9주, 23.4 kg), 육성돈 1기 (10~15주, 50 kg), 육성돈 2기 (16~21주, 80 kg), 비육돈 (22~26주, 110 kg)의 단계로 분류하고 도축 가공단계에서 발생하는 혈액과 폐내장류, 장내 잔재물로 구분하여 생산량을 산정하여 양돈 바이오매스의 물질 및 에너지 자원 잠재량을 평가한 결과 돼지 1두에서 발생하는 바이오매스의 총량은 542.02 kg로 나타났다. 양돈 바이오매스는 분 $210.68kg\;head^{-1}$, 뇨 $315.78kg\;head^{-1}$가 발생하는 것으로 평가되었으며, 분뇨 발생량은 성장단계별로 자돈 14.2%, 육성돈 1기 19.6%, 육성돈 2기 30.9%, 비육돈 35.2%를 차지하는 것으로 나타났다. 양돈 바이오매스에서 기인하는 매탄 생산 잠재량은 $24.56Nm^3\;head^{-1}$이였으며, 사양 단계에서 기인하는 메탄 생산 잠재량이 92.9%를 차지하는 것으로 나타났다. BMP 시험에 의한 최대 메탄생산량은 $16.58Nm^3\;head^{-1}$로 나타나 매탄 생산 잠재량의 67.5%가 에너지로 전환 가능하였으며, 94.4%가 사양 단계에서 기인하는 것으로 나타났다.

• 한국환경농학회지
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• 제26권2호
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• pp.99-106
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• 2007

낙동강수계내 농촌유역의 토지이용 및 수질특성과의 관련성을 파악하기 위해서, 주요 농촌 소유역 중소하천 72지점을 대상으로 2001년, 2003년, 2005년의 수질을 각 년 3회씩 각 유역별로 조사하였다. 또한 유역의 오염현황과 유역특성과의 관계도 분석하고자 하였다. 낙동강 상류의 수질은 EC의 경우, $0.040\sim0.510$ dS/m, DO는 $3.55\sim22.60$ mg/L, T-N이 $0.32\sim16.64$ mg/L, $NO_3-N$은 $0.00\sim12.21$ mg/L, T-P는 $0.000\sim0.860$ mg/L, $PO_4-P$는 $0.000\sim0.640$ mg/L로 조사되었고 하류의 수질은 EC의 경우, $0.030\sim0.520$ dS/m, DO는 $4.13\sim18.36$ mg/L, T-N이 $0.38\sim26.88$ mg/L, $NO_3-N$은 $0.10\sim20.12$ mg/L, T-P는 $0.002\sim0.820$ mg/L, $PO_4-P$는 $0.00\sim0.690$ mg/L로 조사되어 소유역별 수질은 큰 차이는 없었지만 전반적인 경향은 낙동강 상류지역의 소유역에서 유출되는 오염도가 하류지역의 소유역보다 높게 조사되었다. 수질과 토지이용의 점유율과의 상관관계는 BOD와 시가화가 0.541(p<0.01)로 가장 높은 양의 상관관계를 보였고, $PO_4-P$가 산림과 -0.451(p<0.01)로 가장 낮은 음의 상관관계를 보였다. T-N, $NO_3-N$, pH는 모든 유역 특성과 유의성이 없었고 수역은 모든 수질 항목과 유의성이 없었다. 또한 시가화는 T-N, $NO_3-N$, pH을 제외한 모든 수질 항목에서 유의수준 1%이내로 양의 상관관계를 나타내어 수질 악화의 원인으로 작용하였고 산림의 경우 대부분의 수질과 음의 상관관계를 보여 수질 개선의 요인으로 작용하였다.