• 한국광물학회지
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• 제19권4호
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• pp.259-264
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• 2006

이 논문에서는 대전광역시 도심하천인 유등천 및 유등천이 합류된 갑천 하류 하상퇴적물의 물리화학적 특성을 분석하고 중금속에 의한 오염 정도를 평가하였다. 유등천 하천퇴적물은 약산성내지 약알칼리이며, 퇴적물 대부분은 모래가 약 80% 이상인 사질토로 양이온 보유능력과 수분보유 능력이 낮아 식물이 자라기에 부적합한 퇴적물임을 지시한다. 따라서 유등천변 소유역 퇴적물이 토양의 기능중 하나인 자정능력을 갖추기 위해서는 점토를 많이 객토하여 식생과 자정능력을 가지는 소유역 토양으로 전환해야 할 것으로 판단한다. 조사 지점별 중금속 성분의 함량변화 특성을 보면 유등천은 도심을 통과하면서 토사내 중금속(Pb, Cr, Cd)의 농도가 증가되는 경향을 보인다. 이러한 하천유역 토사내중금속 농도의 증가는 하천수의 수질과 관련이 있는 것으로 보인다. 하상퇴적물 깊이별 중금속의 농도는 일부지점에서 심도증가와 함께 증가하는 경향을 보인다. 하천수의 수질오염은 하천 퇴적물의 오염으로 이어지고 이는 궁극적으로 하천생태환경에 영향을 미치게 되므로 하천수의 수질에 대한 지속적인 감시와 오염된 하상퇴적물에 대한 정화작업이 필요하다.

• Carbon letters
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• 제26권
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• pp.31-42
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• 2018

Adsorption is one of the best methods for wastewater purification. The fact that water quality is continuously decreasing requires the development of novel, effective and cost available adsorbents. Herein, a simple procedure for the preparation of a magnetic adsorbent from agricultural waste biomass and ferrofluid has been introduced. Specifically, ferrofluid mixed with wheat straw was directly pyrolyzed either by microwave irradiation (900 W, 30 min) or by conventional heating ($550^{\circ}C$, 90 min). Magnetic biochars were characterized by X-ray powder diffraction, $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectroscopy, textural analysis and tested as adsorbents of As(V) oxyanion and cationic methylene blue, respectively. Results showed that microwave pyrolysis produced char with high adsorption capacity of As(V) ($Q_m=25.6mg\;g^{-1}$ at pH 4), whereas conventional pyrolysis was not so effective. In comparison to conventional pyrolysis, one-step microwave pyrolysis produced a material with expressive microporosity, having a nine times higher value of specific surface area as well as total pore volume. We assumed that sorption properties are also caused by several iron-bearing composites identified by $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectroscopy ([super] paramagnetic $Fe_2O_3$, ${\alpha}-Fe$, non-stoichiometric $Fe_3C$, ${\gamma}-Fe_2O_3$, ${\gamma}-Fe$) transformed from nano-maghemite presented in the ferrofluid. Methylene blue was also more easily removed by magnetic biochar prepared by microwaves ($Q_m=144.9mg\;g^{-1}$ at pH 10.9) compared to using conventional techniques.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제7권4호
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• pp.61-68
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• 2004

The purpose of this study was to develop environmentally friendly constructed wetland system in order to improve the environment. This system was constructed with two constructed wetlands andone pond. The size of the first and second wetland was 2.5m in length, 2.5m in width and 0.7m in depth for the first wetland and 0.6m in depth for the second wetland. Those were filled with pebbles with about 16~32mm in diameter from bottom to 20cm depth and onto the pebbles with about 0.5 mm in diameter sand in depth 40cm. The first constructed Wetland was planted with pragmites communis. The second was planted with Iris pseudoacorus and Acorus calamus var. aneustatus.A vertical flow system was used in the first constructed wetland and a horizontal flow system in the second. The water of outflow from the second wetland flowed into the pond. This system was installed in Yangpyeong, Kyunggi Province. The Quality of inflow and outflow were analyzed at the first time from May 20 to May 30, 2002 and at second time from June 10 to July 18, 2002. At the second period wetland was implanted with microbes in order to improve the efficiency of constructed wetlands. Following standard methods for wastewater, BOD, COD, SS, T-N and T-P were analyzed. This system was effective in reducing COD, BOD, SS, T-N and T-P level. The result shows that wastewater was purified through constructed wetland system with plants and highly purified with microbes especially in T-P. The Average total phosphorous concentration of influent and effluent in constructed wetland with microbes was 2.8mg/${\ell}$ L and 0.21mg/${\ell}$ respectively. This system can be used in rural community because this is not only effective on purification of sewage but also is harmonized with the surrounding nature.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제20권1호
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• pp.12-17
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• 2017

해양생태계 복원 대상지 수요조사 결과를 대상지역으로 연안복원사업의 생태적 목표 및 성공 판단기준 항목을 설정하였다. 생태적 목표와 성공 판단기준 설정을 통하여 연안복원 사업이 기술공학적 목표와 친수공간 조성이라는 사회적 목표에 따라 단순이 반복되는 일회성 사업으로 그치는 현상을 억제할 수 있다. 또한, 전국 연안이 자연생태계에 의존하여 자연설계(Self-design)되고 스스로 조성(Self-organization)될 수 있는 생태공학적 접근법이라는 점에서 연안 생태계의 지속적인 이용이 가능하게 될 것이다. 생태적 목표는 연안 생태계의 유형별로 생물종 다양성, 물흐름 조절, 정화능력 개선, 침식 방지와 서식처 제공으로 설정하였다. 성공기준 항목은 갯벌 조사지침의 조사항목 중에서 생태적 목표별로 대상 생물의 출현종수와 군집특성, 그리고 수리, 수질, 지질 환경의 해당 항목으로 설정하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제21권5호
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• pp.563-572
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• 2012

Unlike water applications, the photocatalytic technique utilizing light-emitting-diodes as an alternative light source to conventional lamp has rarely been applied for low-level indoor air purification. Accordingly, this study investigated the applicability of UV-LED to annular-type photocatalytic reactor for removal of indoor-level benzene and toluene at a low concentration range associated with indoor air quality issues. The characteristics of photocatalyst was determined using an X-ray diffraction meter and a scanning electron microscope. The photocatalyst baked at $350^{\circ}C$ exhibited the highest photocatalytic degradation efficiencies(PDEs) for both benzene and toluene, and the photocatalysts baked at three higher temperatures(450, 550, and $650^{\circ}C$) did similar PDEs for these compounds. The average PDEs over a 3-h period were 81% for benzene and close to 100% for toluene regarding the photocatalyst baked at $350^{\circ}C$, whereas they were 61 and 74% for benzene and toluene, respectively, regarding the photocatalyst baked at $650^{\circ}C$. As the light intensity increased from 2.4 to 3.5 MW $cm^{-1}$, the average PDE increased from 36 to 81% and from 44% to close to 100% for benzene and toluene, respectively. In addition, as the flow rate increased from 0.1 to 0.5 L $min^{-1}$, the average PDE decreased from 81% to close to zero and from close to 100% to 7% for benzene and toluene, respectively. It was found that the annular-type photocatalytic reactor inner-inserted with UV-LEDs can effectively be applied for the decomposition of low-level benzene and toluene under the operational conditions used in this study.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.941-946
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• 2012

수생식물은 폐수정화에 있어서 중요한 역할을 한다. 수생식물은 뿌리로 영양물질을 흡수해 수질개선을 할 수 있는 능력을 가지고 있다. 본 연구에서는 실험실에서 수생식물인 물상추, 자라풀, 생이가래를 각각의 수조와 혼합한 수조에서 영양물질 제거뿐만 아니라 유기물에 관해 관찰하였다. 단일수조에서 가장 많이 제거된 총 질소는 물상추가 86.47%이고, 생이가래와 물상추가 혼합 식재된 수조가 76.11%로 관찰되었다. 총인의 경우 단일수조에서 가장 많이 제거된 것은 물상추가 75.60%이고, 생이가래와 물상추가 식재된 수조가 71.11%로 관찰되었다. 암모니아제거의 경우도 두 개의 수조에서 유사한 결과가 나타났다. 또한 물상추 식재된 단일수조가 유기물이 가장 많은 68.46%로 제거를 보였다. 반면 혼합수조에서는 유기물의 제거가 생이가래와 물상추가 식재된 수조가 가장 많은 82.73%로 나타났다.

• 환경생물
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• 제35권4호
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• pp.662-669
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• 2017

본 연구는 축산지역 비점오염원 저감시설로서 바이오갈대와 바이오여재를 이용한 저영향개발(LID)공법이 적용된 처리수에 대한 생태독성 평가를 수행하였다. 식생수로와 인공습지를 이용한 유입식 파일럿 플랜트와 침투도랑을 이용한 회분식 파일럿 플랜트를 제작하여 축산폐수처리장 시료를 대상으로 생태독성 시험을 수행하였고 처리 전 후의 오염원 저감율과 생태독성도와의 연계성을 평가하였다. 각 파일럿 플랜트는 바이오갈대와 바이오여재를 이용한 바이오공정으로 제작하였으며 대조군으로 일반갈대와 일반여재를 이용한 일반공정을 제작하였다. 본 연구결과, 유입식과 회분식 파일럿 플랜트 모두 일반공정보다 바이오공정이 적용된 경우 유출수의 COD, TN 그리고 TP 저감 효율이 더 높았다. 또한 HRT 24시간 LID 공법을 적용 후 물벼룩 독성도는 상당히 낮아졌으며 특히 회분식 파일럿 플랜트가 독성저감에 효율적인 것으로 나타났다. 바이오갈대와 바이오세라믹 등으로 구성된 LID 공법은 비점오염원 저감시설뿐만 아니라 가축분뇨 정화시설과 연계한 후속처리공정으로 생태독성을 고려한 수질관리에 효과적일 것으로 예상되며 향후 오염원과 독성도를 동시에 저감할 수 있도록 LID 공법 최적화 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.15-15
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• 2023

2020년 기준 국내 상수도 보급률은 99.1% 차지하고 있으며(환경부, 2019), 수도관리차원에서 수돗물은 먹는 물로 시판되어질 만큼 우수한 관리체계를 유지하고 있다. 그 반면에 지하수는 생활용수, 식품가공, 농·축산, 양어, 군부대를 비롯한 전국지역에서 연간 10억 8천만톤 용수를 소비하고 있음에도 (환겨례 신문, 2013; 환경부, 2019) 사용되는 지하수의 약 65%가 음용수 불가판정을 받았으며, 최근 지하수의 오염비율은 급격히 증가하는 추세이다. 특히, 지하수관정의 관리부주의에 의한 수질오염 및 수인성 다제내성균(슈퍼박테리아) 등에 의한 오염사례가 국내는 물론, 국제적으로 다수 보고되고 있는 실정이다 (환경부, 2013). 현재 지하수 수질관리는 공공기관 및 지자체 지정기관을 통해 진행되고 있으며, 검사기간은 수질채취로부터 통상 7~15일정도 소요되어 수질 관리 및 기준, 검사주기에 대한 애로가 많다. 현장 지하수관정에서 실시간 수질을 모니터링하고 이에 연동된 자동 수처리 시스템의 개발 및 도입은 나날이 심각해지는 환경오염 상황에서 선제적 예방과 해결방법으로 중요한 요소기술이다. 현재 지하수오염 및 부적합 음용의 수질처리는 화학약품, 필터여과, UV살균, O₃ (플라즈마)을 이용하는 것이 대표적이나, 화학약품의 경우 2차 오염이나 식품 세척 및 가공에 있어 부적합성의 한계점이 있다. 필터여과의 대표적인 RO필터의 경우 약 50% 순손실이 발생하고, UV 살균의 경우 UV에 의한 사용관리자의 위험 및 장비의 광부식 문제, O₃ 의 경우 고압전류 사용에 따른 위험성 등의 한계점이 나타나고 있다. 지하수 수질정화를 위한 광유도 활성산소(¹O₂, ·O^-₂)는 광감응제에 가시광의 빛 조사를 통해 생성되는 활성산소로의 에너지 및 전자 전이가 동시 진행되어 단일항 산소(¹O₂)와 슈퍼옥사이드 이온(·O^-₂)을 생성하게 된다. 생성된 활성산소는 유해미생물 또는 유기화학물과 개열, 제거, 치환 반응 등을 통해 미생물사멸 및 유해화학물질들이 분해 가능하다. 이를 이용한 지하수 유해미생물 사멸기술, 장비, 실시간 지하수의 분석기술 및 정수처리, 지하수 물순환 시스템 개발뿐만 아니라 지하수 음용수 및 오염개선, 지하수 기저유출에 의한 오염원 저감으로부터 지류·지천, 하천 본류 수질개선 등의 대상지역에 활용 가능하다. 또한 광유도 활성산소는 기존 상수도 수처리에 있어 오존(O₃) 처리와 이산화티탄을 이용한 AOP과정을 단일처리 공정으로, 기존 O₃ 의 특성상 확산 거리가 매우 길어 사람을 포함한 생체 내에 유입 시 다양한 부작용 발생과 O₃ 차폐시설 요구의 문제점 극복의 대안으로 환경 및 인체에 무해한 광유도 활성산소 시스템을 적극적으로 도입 및 적용해야 한다. 본 연구 목적은 정류상태 흡광분광기술을 이용한 실시간 수질 모니터링과 광유도 활성산소를 이용한 유해 미생물의 멸균효능 및 지하수 수질관리 기술로의 적용 가능성을 제시하고자 한다.

• 한국습지학회지
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• 제8권2호
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• pp.53-64
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• 2006

최근 들어 국내에서도 생태도시를 지향하면서 도시하천을 자연형 하천으로 복원시키고 있는 사례가 증가하고 있어 B시의 상동천을 대상으로 하여 인공하천으로 조성 한 후 식생 및 어류생태계의 모니터링과 어류의 습식에 의한 조류의 제거 특성을 평가하고 하천생태계의 복원과정과 조류의 제거로 인한 수질개선방안을 연구하였다. 그 결과 기초적인 하천생태계는 조성된 후 4년이 지난 시점에서 건전하게 재생 복원되고 있었으며, 식물상 및 식생군락은 모두 관속식물 문으로 44과 73속 79종 14변종으로 총 93분류군이 관찰되었다. 어류는 총 3과 8종 354개체로 일반적으로 수질오염에 내성이 강한 참붕어, 잉어, 붕어 등이 우점 하여 출현하였으며 상대풍부도를 비교할 시 참붕어가 50.5%, 잉어 21.2%, 붕어 20.9%, 버들매치 7.1%, 미구라지 0.3% 순으로 나타났다. 실험하천 특성상 조류의 이상 증식에 따른 어류의 식이물에 대한 분석 결과 조류를 잉어(Cyprinus Carpic)는 90%이상, 붕어(Carassius Auratus)는 30% 이상 섭취하는 것으로 판명 되었다. 표본에 대한 개략적 분석에서 체장 약 34cm 개체의 잉어가 습중량 43.2g의 조류를 섭취한 것으로 조사되었는데 이는 대형개체의 잉어가 조류의 제거에 어느 정도 효과가 있는 것을 알 수 있었다. 본 연구결과 실험하천의 수목과 수생식물은 조성 당시에 임의로 식재되어 하천생태계의 식생 특성과 수질정화 효과를 크게 기대 할 수 없었으며 앞으로 자연형 하천은 조성 당시부터 생태하천공학적인 수질 및 수리 모델링에 의하여 설계한 후 조성이 이루어져야 수질정화기능을 수행할 수 있으며 어류생태계는 잉어를 비롯한 대형개체의 도입으로 인하여 고차 소비자의 생체량이 증가함으로서 먹이사슬의 구조에 많은 영향을 미칠 것으로 판단되었으며 어류에 의한 조류제거는 일부 식이특성에 따라 습식하는 것으로 밝혀졌으나 큰 효과는 없는 것을 알 수 있었고 앞으로 더 많은 연구가 필요한 것으 로 판단되었다.

• 환경생물
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• 제24권3호
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• pp.230-239
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• 2006

본 연구는 2002년 1월부터 2003년 5월까지 오염원이 비교적 단순한 산지하천에서의 무기 영양염 및 유기물 변동을 고찰하기 위해 낙동강 지류인 대천천의 상류에서 실시되었다. 조사지점은 인위적인 오염이 없는 DC1, 주위의 식당과 민가에서 생활하수가 유입되는 DC2, DC3, DC4그리고 부분적으로 수질이 자연 정화된 DC5이다. 전기전도도, 탁도, BOD는 하수의 유입으로 인하여 DC2에서 급격히 증가하였다가 DC5에서 다시 낮아졌다. 수층의 $NH_4^+$및 $PO_4^{3-}$농도는 갈수기인 겨울에 증가하는 경향이 보였으며, DC2에서 DC1에 비해 각각 150 배 및 37배가 증가하였다가 하류로 내려 갈수록 뚜렷하게 감소하였으며, $NO_3^-+NO_2^-$은 오염지역인 DC2, DC3, DC4와 DC5에서 청정지역인 DC1보다 약 2배 증가하였다. N/P비율은 DC1에서 가장 높았고, 하수 유입지역에서 감소하여 이들 지역에는 부영양화가 진행되고 있음을 알 수 있었다. 퇴적물 공극수의 $PO_4^{3-}$농도는 겨울과 봄에 증가하였으나, $NH_4^+$와 $NO_3^-+NO_2^-$의 농도는 계절 경향이 보이지 않았다. 퇴적물 공극수의 $NO_4^-,\;PO_4^{3-}$ 농도와 퇴적물의 유기물 함유량도 하수가 유입되는 DC2, DC3, DC4에서 유의하게 증가하였고, DC5에서 다소 감소하였다. 퇴적물 공극수의 $NO_3^-+NO_2^-$의 농도는 DC2에서보다 용존산소가 풍부한 DC5에서 오히려 증가하였다. 수층의 TOC와 DOC농도는 봄과 가을에 증가하였고, 하수가 유입되는 지역에서 높게 측정되었다. 조사지역이 산지하천의 상류에 위치하고 있으나 식당 및 민가에서 유입되는 생활하수는 하천의 상류를 부영양화 시켰으며, 하류로 내려오면서 유기물 및 무기 영양염의 농도가 감소하여 하천수가 자연적으로 정화되는 것이 관찰되었다.