• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제22권2호
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• pp.1-9
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• 2017

Passive treatment systems are commonly used for remediation of mine drainage waters because they do not require continuous chemical inputs and operation. In this study, the selection and design criteria for such systems were evaluated, particularly the two most commonly used ones, i.e., permeable reactive barriers (PRBs) and vertical flow biological reactors (VFBRs). PRBs and VFBRs are operated on the same principles in terms of biochemical reaction mechanisms, whereas differences relate to configuration, engineering, and water management. In this study, each of these systems were described with respect to key design variables, such as metal removal mechanisms and removal rates, effectiveness and longevity, general design and construction, flow capacity, and cost. The information provided from this study could be used as a design guideline when a passive treatment option is considered for potential remediation of a mine site.

• 대한환경공학회지
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• 제27권2호
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• pp.123-129
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• 2005

철을 이용한 반응벽체 (permeable reactive barrier, PRBs) 기술은 유기 화합물로 오염된 지하수를 환원적 반응에 의해 정화시키는 공법이다. 벽체의 매질로 주로 사용되는 영가 철은 반응이 진행됨에 따라 점차 2가 및 3가 철로 산화되어 제거능이 점차 저감된다. 자연계에 존재하거나 동정된 철 환원 박테리아는 산화된 Fe(III)를 Fe(II)로 환원시키는 능력을 가지고 있으며 이와 같이 환원된 Fe(II)는 반응 표면적을 넓히고 다시 할로겐 유기 화합물을 환원적으로 제거할 수 있도록 한다. 본 연구는 철 환원 박테리아로 순수균인 Shewanella algae BrY에 의한 산화철의 환원 경향을 aqueous phase와 solid phase로 나누어 관찰하고 환원된 철이 TCE 제거에 미치는 영향을 iron(II,III) oxide와 iron(III) oxide를 대상으로 하여 파악하는 것을 목표로 하였다. 박테리아는 배지 내에 존재하는 Fe(III)를 우선적으로 사용하여 Fe(II)로 환원시켰으며 선택성은 떨어지지만 입자상의 산화철 표면에 존재하는 Fe(III)도 환원시켰다. 또한 동량의 산화철이 존재할 때 iron(II,III) oxide에 비해 박테리아가 전자수용체로 사용할 수 있는 Fe(III)가 풍부한 iron(III) oxide의 환원이 더 잘 일어남을 알 수 있었고, 환원된 Fe(II)는 박테리아 또는 다른 철 산화물과 침전을 형성하였으며 TCE와의 반응속도 및 제거 능력을 향상시키는 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SOIL & GROUNDWATER ENVIRONMENT
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• pp.123-125
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• 2005

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2006년도 추계학술발표논문집
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• pp.302-304
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• 2006

본 논문에서는 축산폐수로 오염된 지하수를 복원하기위하여 투수성 반응벽을 지반속에 설치하여 오염된 지하수가 투수성 반응벽을 통과하도록 함으로서 오염상태가 저하되는 공법을 실험적으로 수행하였다. 투수성 재료로는 황토와 모래를 사용하였으며 실험결과 총인(T-P)과 총질소(T-N)의 저감 효과를 확인할 수 있었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.807-810
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• 2008

영가철(ZVI)를 사용하는 투수성 반응벽체(PRB, Permeable reactive barrier)는 TCE(Trichloroethylene)와 같은 난분해성 유기물질이 포함된 지하수를 처리하는데 사용될 수 있다. 여기서 ZVI(Zero-valent iron)가 Ferric iron으로 산화되면서 TCE를 ethene으로 환원시킨다. Ferric iron으로 변화된 iron은 환원과정을 통해 Ferrous iron으로 다시 재생을 시켜야 PRB의 처리수명을 연장시킬 수 있다. Ferric iron을 Ferrous iron으로 환원시키기 위해서 철환원 박테리아(IRB, Iron-reducing bacteria)를 이용한다. 이번 연구에서는 IRB가 Ferric iron을 환원시키기 위해서 Ferric iron을 용해를 한다는 concept으로 실험을 해보았다. 실험은 증류수(DI water, De-ionized water), DI-water에 배지를 포함한 용액, 그리고 DI-water에 배지 및 IRB가 포함된 용액, 이 3가지 조건으로 수행했다. 실험결과 $Fe^{3+}$의 용해가 IRB가 포함된 용액, 배지가 포함된 용액, 증류수 순으로 잘 되는 것으로 나타났다.

• 한국광물학회지
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• 제16권1호
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• pp.107-123
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• 2003

본 연구는 0가 철 (ZVI)의 설치위치와 전극의 배열에 따른 다양한 조합의 전기적 투수성 반응벽을 대상으로 트리클로로에틸렌의 탈염소화 반응에 의한 정화시 ZVI의 부식에 기인하는 광물상침전물에 대해 알아보고, 이에 대한 조절 요소를 알아보고자 한다. 광물학적 연구 결과, 지하수 유입부의 ZVI 시료는 상대적으로 많은 레피도크로사이트, 훼리하이드라이트 혹은 철 수산화물과 (phospho)siderite가 산출되는 반면, 용출부의 ZVI 시료는 아카가나이트, 자철석/마그헤마이트, 그리고 중간 산물인 green rust (CR) I 과 CR II가 산출되었다. 이러한 광물 조합의 변화는 용존 산소 및 pH의 상승에 주로 기인한 것으로 나타났다. 또한 전기적 투수성 반응벽 내에 산출되는 광물상 침전물들의 조절 요소들은 (1) pH, (2) 용존산소, (3) 철의 부식시 중간 산물, (4) 음이온 종류 등으로 밝혀졌다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권1호
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• pp.63-69
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• 2004

금속광산 일대의 비소오염 지중 복원기술로써 투수성 반응벽체의 흡착제로 철산화물인 적철석 피복 모래의 적용가능성을 평가했다. 이를 위해서 흡착곡선실험, 비소제거속도실험 및 컬럼내 비소 제거 실험을 통해서 철산화물 피복 모래에 의한 비소 3가와 비소 5가의 제거 효율 및 유동환경에서의 비소 제거능력에 대해 고찰하였다. 적철석 피복 모래는 1.0 mg/L 수준의 낮은 비소 농도에서 높은 흡착력을 보이는 선형 등온 흡착곡선을 보였다. 컬럼실험에서 높은 피복모래의 안은 비소제거효율을 높였으나, 비소 3가가 비소 5가보다 흡착력이 떨어지고 지하수의 유동적인 환경에서 비소의 물리적 확산 현상으로 흡착반응속도의 저하 때문에 제거양이 감소했다. 따라서, 유동적인 환경에서 피복모래의 상대적인 양, 비소화학종의 흡착력, 흡착반응속도가 제거 효율을 좌우했다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.35-43
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• 2011

PRB 공법은 지하수의 흐름을 변화시키지 않고 오염물질이 지나가는 길목에 반응물질이 삽입된 벽체를 형성함으로써 한번 설치할 경우 운용에 필요한 별도의 시설이 불필요한 경제적인 공법이다. PRB공법의 주요 지배요소는 반응벽체내 반응물질이며, 반응물질과 오염물간의 물리 화학적 특성에 따라 정화효율, 사용시간 등이 결정된다. PRB공법은 오염물의 유입 농도, 유입기간, 흡착반응물질의 특성을 종합적으로 고려한 설계가 이루어져야 높은 정화효율을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 PRB시스템에서 구리($Cu^{2+}$)제거를 위한 흡착반응물질로 CFW를 사용할 경우 적용성 평가를 위한 컬럼실험을 실시하였다. 컬럼실험은 CFW를 반응물질로 하며 오염물의 유입속도, 밀도, PRB의 두께를 PRB의 설계에 필요한 영향인자로 선정하였다. 실험결과 PRB의 가동시간이 증가함에 따라 제거효율은 감소하였으며, PRB길이에 따라 제거효율은 선형적으로 증가하였다. 이러한 관계를 이용하여 PRB system의 반응물질 두께를 CFW 밀도, 정화기간을 고려한 제안식을 이용하여 설계할 수 있음을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권9호
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• pp.1060-1068
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• 2007

건강유해물질인 perchlorate로 인한 음용수의 오염은 국 내외적으로 심각히 대두되고 있으나, 전세계적으로 perchlorate에 대한 국가 차원의 규제 기준을 가진 곳은 아직 없고 발암물질로 구분되지도 않은 상황이다. 최근엔 미국 환경청(US EPA)에서 perchlorate의 예방적 복원 지침서를 발표하였으며, perchlorate 분석 및 저감기술에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재 국내에서는 perchlorate에 대한 먹는 물 수질기준이나 배출 허용 기준 등이 설정되어 있지 않고, perchlorate에 관한 국내 연구는 초기 단계에 머무르고 있다. 본 연구에서는 perchlorate의 성상 및 인체 유해성에 관해 간단히 고찰하였고, 기존의 이온교환(Ion exchange), 생물반응기(Bioreactor), 액상 탄소 흡착(Liquid Phase Carbon Adsorption), 퇴비화 처리(Composting), 현장 생물학적 정화(In Situ Bioremediation), 투수성 반응 벽체(Permeable Reactive Barrier), 식물정화법(Phytotechnology), 막분리기술(Membrane Technologies) 등과 같은 저감 기술의 장단점 및 효율에 관해 소개하였다. 최근 활발히 진행되고 있는 투수성 반응 벽체와 생물학적 환원 기술의 통합 등에 대한 연구 및 분석기술 개발에 대해서도 소개하였다. 본 논문을 통해 향후 국내 실정에 맞는 고효율의 perchlorate 국내저감기술 개발을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제28권3호
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• pp.1-11
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• 2023

Permeable reactive barrier (PRB) is a prominent in-situ remedial option for cleanup of contaminated groundwater and has been gaining increasing popularity in recent years. Funnel-and-gate systems, comprised of two side wings of impermeable walls and a central gate wall, are frequently implemented in many sites, but often suffers from bypassing of groundwater due to the progressive clogging of the gate wall over extended period of time. This study investigated technical feasibility of a hybrid funnel-and-gate system designed to address the flow deterioration in the gate wall. The key attribute of the proposed hybrid system is the operation of drainage units at the barrier walls and rear end of the gate wall. A conceptual modeling with MODFLOW indicated the groundwater inside the barrier was maintained at appropriate level to be guided toward the gate wall, yielding constant discharging of groundwater from the gate.