• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.17-27
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• 2021

본 연구에서는 6개의 기계학습 기법들을 활용하여 2019년과 2020년 전국 땅밀림 현장조사 결과를 기반으로 땅밀림 위험지역을 A부터 C까지 3개 등급(A등급: 위험, B등급: 보통, C등급: 양호)으로 구분할 수 있는 분류모형을 구축하고, 분류 정확도를 비교·분석한다. 기계학습 기법으로는 K-Nearest Neighbor, Support Vector Machine, Logistic Regression, Decision Tree, Random Forest, Extreme Gradient Boosting 총 6개를 적용하였다. 분류 정확도 분석결과, 6개의 기법 모두 0.9 이상의 우수한 정확도를 보여주었다. 수치형 자료를 학습에 적용한 경우가, 문자형 자료를 학습한 모형보다 우수한 성능을 나타냈으며, 현장조사 평가점수 자료군(C1~C4) 보다는 전문가의견이 반영된 평가점수 자료군(R1~R4)으로 학습한 모형이 정확도가 높은 것으로 분석되었다. 특히, 직접징후와 간접징후 정보를 학습에 반영한 경우가 예측정확도가 높게 나타났다. 향후 땅밀림 현장조사 자료가 지속적으로 확보될 경우, 본 연구에서 활용한 기계학습기법은 땅밀림 분류를 위한 도구로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제23권4호
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• pp.179-191
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• 2018

황해 동부해역 표층퇴적물의 중금속 분포 특성을 파악하기 위하여 입도, 유기탄소(TOC)와 함께 중금속 원소들(Cu, Pb, Zn, Cd, Cr, Mn, As, Ni, Co, Li, Fe, Al)의 농도를 분석하였다. 연구결과에 따르면, 일부 정점에서 Pb, Mn, As를 제외하면 모든 중금속 농도의 분포는 입도 및 TOC의 분포와 유사하게 황해 중앙해역에서 상대적으로 높고, 한국 연안으로 갈수록 감소하는 경향을 보였다. 입도와 중금속 농도간의 관계를 통하여 대부분의 금속은 입도가 세립할수록 농도가 높게 나타나는 일반적인 경향을 보였다. 그러나 일부 정점에서 Pb은 조립질 퇴적물에서의 암석기원(feldspar) 영향, Mn은 생물기원($CaCO_3$) 영향, As는 중광물(pyrite) 특성에 따라 분포 양상이 다르게 나타났다. 과거에 조사한 자료(2000년)와 비교했을 때, 황해 동부해역에서 지난 15년 동안의 추가적인 중금속 농축은 없었고, 투기해역에 대한 저질환경은 과거에 비해 크게 개선되지 못한 것으로 나타났다. 연구해역 내 모든 중금속의 농도는 한국과 중국에서 규정하고 있는 최소기준(TEL, MSQ-1)보다 낮았지만, 농축지수(enrichment factor; EF), 농집지수(geo-accumulation index; $I_{geo}$), 생태위해성지수(ecological risk index; ERI)는 Cu, Pb, Zn, Cr이 황해 중앙해역에서 상대적으로 높게 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권7호
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• pp.916-922
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• 2018

는 열교 환기를 세척할 때 최근 신재생에너지의무화제도(RPS: Renewable Portfolio Standard)대상 신재생에너지 항목에 발전소 온배수가 신재생에너지공급인증서(REC:Renewable Energy Certificate)의 수열에너지(가중치 1.5)로 추가되어 온배수 열원에 대한 가치가 높아졌다. 본 연구에서는 고탁도지역 온배수의 직접적인 활용을 위한 방안으로 히트펌프시스템 내 탁도저감장치를 도입하여 열교환기에 가해지는 오염물질의 저감 효과를 확인해보기 위해 한 달 동안 실증테스트를 실시하였다. 실험결과 탁도 저감효과가 80 % 이상으로 고탁도 지역의 온배수 활용을 위한 방안으로 탁도저감장치의 적용가능성을 확인 할 수 있었다. 또한 탁도저감시스템에 따른 열교환기의 오염도 저감 효과를 검증하기 위해 30일간 운전한 열교환기를 해체하여 분석해본 결과 탁도저감시스템을 거친 열교환기보다 그렇지 않은 열교환기의 오염정도가 높은 것을 확인하였다. 열교환기에 유입된 오염물질(스케일)을 분석해본 결과 주로 $SiO_2$, $Na(Si_3Al)O_8$, $CaCO_3$, NaCl 성분의 광물이 검출되었는데 이는 높은 탁도로 인해 해양퇴적토가 열교환기에 유입된 것으로 분석되었다. 그 외에도 소량이지만 $TiO_2$, MnO, $Cr_2O_3$가 검출되었다. 이는 열교환기를 세척할 때 열교환기 재료로부터 기인한 중금속이 소량 용출된 것으로 판단된다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제24권6호
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• pp.49-65
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• 2021

Although the Environmental Impact Assessment (EIA) is continuously being advanced, the number of environmental disputes regarding it is still on the rise. In order to supplement this, it is necessary to analyze the accumulated complaint cases. In this study, through the analysis of complaint cases, it is possible to identify matters that need to be improved in the existing EIA stages as well as various damages and conflicts that were not previously considered or predicted. In the process, we dervied 'complaint-based data demands' that should be additionally examined to improve the EIA. To this end, a total of 348 news articles were collected by searching with combinations of 'environmental impact assessment' and a keyword for each of the six assessment groups. As a result of analysis of collected data, a total of 54 complaint-based data demands were suggested. Among those were 15 items including 'impact of changes in seawater flow on water quality' in the category of water environment; 13 items including 'area of green buffer zone' in atmospheric environment; 10 items including 'impact of soundproof wall on wind corridor' in living environment; 8 items including 'expected number of users' in socioeconomic environment, 4 items including 'feasibility assessment of development site in terms of environmental and ecological aspects' in natural ecological environment; and 4 items including 'prediction of sediment runoff and damaged areas according to the increase in intensity and frequency of torrential rain' in land environment. In future research, more systematic complaint collection and analysis as well as specific provision methods regarding stages, subjects, and forms of use should be sought to apply the derived data demands in the actual EIA process. It is expected that this study can serve to advance the prediction and assessment of EIA in the future and to minimize environmental impact as well as social conflict in advance.

• 한국해양생명과학회지
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• 제8권1호
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• pp.87-92
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• 2023

미세플라스틱 입자는 환경 내 어디에나 존재하며 크기, 모양 또는 유형의 표준화된 입자가 아니다. 따라서 독성자료를 바탕으로 해수, 퇴적물 등 해양환경의 다차원을 정확하게 평가하고 관리하는 위험평가 프레임워크를 구축하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 해양환경 미세플라스틱의 특징과 영향을 조사하였고, 해양환경 미세플라스틱의 분포와 생물영향에 따른 위해도 평가 프레임워크(초안)를 제안하고 있다. 환경 미세플라스틱의 특성은 매우 다양하지만 대부분의 독성 데이터는 독특한 형태와 유형에 집중되어 있으며, 실험실 노출 생물과 관리해야 하는 생물 종도 다르다. 실제적으로, 지금까지의 수집된 연구결과는 위해성평가에 활용하기에 독성 데이터 품질에 있어 불확실성이 높기도 하며, 전통적인 위해성평가 프레임워크를 적용하는 데 있어 고려할 부분이 많이 존재한다. 그러나, 현재 미세플라스틱 관리에 대한 국제사회의 움직임이 점차 강화되고 있고, 해양환경의 미세플라스틱 오염도가 높아지고 있는 점을 고려하면, 해양환경의 미세 플라스틱 특성에 기초한 위해성평가 기법 구축에 대한 추가 연구가 제안되어야 할 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1B호
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• pp.153-160
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• 2008

농지-임야유역의 비점원으로부터 발생하는 미생물학적 오염물질 부하량을 추정하기 위하여, 농지와 임야가 혼합된 3개 시험유역에서 동일한 2개 강우사상에 대한 지표미생물 유출 특성을 조사하였으며, 지표미생물항목은 대장균군(total coliform: TC), 분원성 대장균(Fecal coliform: FC), 대장균 (Escherichia coli: EC), 분원성 연쇄상구균(Fecal streptococcus: FS)이었다. 농지-임야 유역의 강우시 유량변화에 따라 토사유실로 인하여 부유물질 농도가 상당히 증가하였다. 지표미생물 농도는 유량변화와 상당히 밀접한 관계를 보였다. 대부분 오염되지 않은 임야로 구성되어 있는 첫번째 유역의 강우유출수 TC EMC(Event Mean Concentration)는 $5.3{\times}10^3CFU/100ml$이었으며, FC EMC는$1.4{\times}10^3CFU/100ml$, EC EMC는 $1.1{\times}10^3CFU/100ml$, FS EMC는 $3.9{\times}10^2CFU/100ml$이었다. 임야유역과 농지유역이 혼합되어 있는 제 2 유역의 지표미생물에 대한 EMC는 TC EMC가 $1.7{\times}10^5CFU/100ml$, FC EMC가 $8.5{\times}10^4CFU/100ml$, EC EMC가 $8.9{\times}10^4CFU/100ml$, FS EMC가 $3.4{\times}10^4CFU/100ml$로 나타났다. 농지와 임야가 혼재되어 있으나, 유역면적이 큰 제 3 시험유역의 지표미생물에 대한 EMC는 TC EMC가 $1.9{\times}10^5CFU/100ml$, FC EMC가 $9.6{\times}10^4CFU/100ml$, EC EMC가 $7.0{\times}10^4CFU/100ml$, FS EMC가 $5.1{\times}10^4CFU/100ml$로 나타났다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권4호
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• pp.283-296
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• 2014

본 연구에서는 연안오염총량관리가 시행되고 있는 시화호 유역에서 비점오염 형태로 유입되는 중금속 유출 특성, 오염도 및 위해성을 평가하기 위하여 반월 스마트 허브(산업단지)에 위치한 강우유출수 내 용존성과 입자성 중금속(Co, Ni, Cu, Zn, Cd 및 Pb)을 조사하였다. 용존성 Co와 Ni은 강우초반에 농도가 높고 이후 감소하는 경향을 보였으나, 나머지 용존성 중금속과 입자성 중금속은 강우량 증가에 따라 농도가 큰 폭으로 증가하는 경향을 보였다. 총 중금속 중 입자성 중금속이 차지하는 상대적인 비율은 Pb이 97.2%로 가장 높고 Cu>Cd>Co>Zn>Ni순이었으며, 입자-용존 분배계수($K_d$) 결과는 강우유출수 내 존재하는 Pb는 다른 중금속에 비해 빠르게 입자형태로 제거되는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 1일의 강우 이벤트 동안 2개의 토구를 통해 유출되는 총 중금속의 유출량은 Co 2.21 kg, Ni 30.5 kg, Cu 278.3 kg, Zn 398.3 kg, Cd 0.39 kg 및 Pb 40.0 kg로 나타났다. 연안오염총량관리제도가 시행되고 있는 시화호의 유역면적, 연간 강우량 등을 고려할 때 막대한 양의 중금속이 비점오염의 형태로 시화호로 유입되고 있음을 알 수 있었다. 무엇보다 강우유출수 내 용존성 Ni, Cu 및 Zn의 평균농도는 급성 독성을 나타내는 수질기준(급성 단기기준)를 초과하고 있으며, 입자성 중금속 역시 모든 원소가 배경농도에 비해 농축도(오염도)가 매우 높고, 국내 퇴적물 관리기준(PEL)을 큰 폭으로 초과하고 있어, 주변 해역 환경 및 생태계에 악영향을 미칠 것으로 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권2호
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• pp.51-63
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• 2015

새만금 방조제 건설로 조성된 새만금호의 장기적인 수질의 변화를 조사하기 위해 2002년부터 2010년까지 총 40회에 걸쳐 현장조사를 수행하였다. 호 내 표층수의 염분은 방조제 끝물막이 직후 감소하여 장기간 감소된 상태를 유지하였다. 방조제 끝물막이 직후에 표층수의 SPM은 감소하였으나, 이후 호 내 수위 변동과 관련하여 증가하다 다시 감소하는 경향을 보였다. 표층수의 Chl-a는 방조제 끝물막이 직후부터 증가하여 장기간 동안 계속 증가된 상태를 유지하였다. 표층수의 DIN 항목들은 방조제 끝물막이 직후에는 변화가 없었으나, 이후 $NH_4-N$은 증가(90%)하였다. 표층수의 DIP는 방조제 끝물막이 직후에는 감소하였으나, 이후 증가(264%)하였다. $NH_4-N$과 DIP의 증가는 새만금호의 장기적인 유기물의 축적과 관련된 것으로 판단된다. 표층수의 $NO_3-N$은 방조제 끝물막이 이후 변화가 없는 반면, DISi는 방조제 끝물막이 직후부터 증가하여 계속 증가된 상태를 유지하고 있어 담수 기원 이외의 다른 유입원으로부터 공급되고 있는 것으로 판단된다. 한편, 새만금 방조제 끝물막이 이후 호 내의 수질은 공간적으로 강하구와 나머지 지역들로 뚜렷하게 구분되는 특징을 보이고 있으며, 성층은 방조제 쪽보다 강하구 쪽에서 더 강하게 관측되었다. 특히 하계에 강하구 쪽에서 강한 염분 성층과 함께 표층에서 약 1 m 이하로 저산소 상태가 관측되었다. 저산소층의 형성은 퇴적물로부터 영양염 및 중금속 등의 용출을 유발시킴으로서 수질악화를 가속화시킬 우려가 있음으로 이에 대한 대책이 시급하게 필요하다.

• 미생물학회지
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• 제53권2호
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• pp.83-96
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• 2017

부산시 영도구의 혁신지구의 인공해수천은 높아진 하상과 조류의 특성으로 인해 물이 순환되지 않고 더구나 주위의 오수가 유입되고 있어서 수질이 나빠지고 악취를 발생하고 있다. 이 문제를 해결하기 위한 방안으로 가장 오염되고 조류이동을 감안한 하천의 지점에 생물증강법을 적용하여 친환경적, 효율적으로 하천을 정화하고자 하였다. 현장에서 활성화된 복합미생물을 가장 오염된 지점(Site 2)에 7~10일 간격으로 투입하여, 수질의 pH, 온도, DO, ORP, SS, COD, T-N, 및 T-P를 측정하였고 또한 하상퇴적토의 COD 및 미생물군집을 분석하였다. 13개월 후 Site 2의 수질 SS, COD, T-N 및 COD (퇴적토)의 처리효율은 각각 51%, 58%, 27% 및 35%으로 나타났으나 T-P는 오히려 47% 증가를 보였다. 대부분의 측정지점에서 황산염환원세균(sulfate reducing bacteria)그룹 (Desulfobacteraceae_uc_s, Desulfobacterales_uc_s, Desulfuromonadaceae_uc_s, Desulfuromonas_g1_uc and Desulfobacter postgatei)과 Anaerolinaeles의 밀도는 대체적으로 생물증강에 의한 정화가 진행될수록 감소하였으며, 반면에 Gamma-proteobacteria (NOR5-6B_s and NOR5-6A_s), Bacteroidales_uc_s, 및 Flavobacteriales_uc_s의 밀도는 증가하는 경향이었다. 상대적으로 COD가 낮고 DO가 높은 청정지점인 St. 4에서는 호기성미생물인 Flavobacteriaceae_uc_s가 우점하였다. 이러한 미생물군은 하천의 정화과정을 추적할 수 있는 지표미생물로 활용될 수 있을 것으로 판단되었다. 생물증강 시행 후의 대표적 시점 퇴적토시료의 미생물군집 alpha diversity 지수(OTUs, Chao1 및 Shannon 지수)는 시행 전에 비해 감소하는 경향을 보였으며, 또한 beta diversity 분석기법(fast unifrac 분석)으로 분석한 결과 정화 전이나 초기에 비해서 정화가 진행될수록 전반적으로 시료에 무관하게 미생물군집의 유사성을 보여 생물증강이 현장 토착 미생물의 군집구조를 변화시키고 있음을 확인하였다. 이러한 사실로 보아 본 복합미생물에 의한 현장 생물증강법은 brine water 및 담수로 이루어진 오염된 하천을 환경친화적, 경제적으로 정화할 수 있는 대안으로 판단이 되었다.

• 한국습지학회지
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• 제25권2호
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• pp.145-158
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• 2023

인공습지(CW)는 도시 폐수처리를 위한 효과적인 기술로, 물리-화학적 및 생물학적 자연처리과정을 통해 오염 물질이 제거된다. 본 연구는 서지학적 분석 방법을 통하여 인공습지의 현재까지의 연구 진행 상황과 향후 연구 동향을 조사하였다. 인공습지를 통한 페수 처리 성능 평가 분석을 위하여 최근 출판된 논문(오픈 액세스 학술지 포함) 100편을 기반으로 종합적 분석 및 검토를 수행하였다. 분석 결과, 스페인, 중국, 이탈리아, 미국이 논문 출판수가 두드러지는 것으로 나타났다. 논문에서 가장 많이 사용된 핵심용어는 수질(n=19), 식물 정화(n=13), 강우유출수(n=11), 인(n=11) 순으로 나타났으며, 수질개선과 영양염류 제거에 대한 인공습지의 효율성 관련 연구가 폭넓게 연구되고 있는 것으로 분석되었다. 검토된 다양한 유형의 인공습지 중 Hybrid 형태의 인공습지가 TSS(95.67%) 및BOD(88.67%)으로 오염물질 저감효율이 가장 높은 것으로 나타났으며, VSSF, HSSF는 TSS 제거(83.25% 및 78.83%)에 가장 효과적인 것으로 조사되었다. VSSF 습지는 가장 높은 COD 제거 효율(71.82%)을 보였다. 일반적으로 인공습지에서 물리적 처리(예: 침전, 여과, 흡착)와 생물학적 메커니즘(예: 생분해)은 TSS, BOD, COD 제거 효율에 영향을 미치기 때문이다. Hybrid 형태의 인공습지는 호기성 및 혐기성 조건, 다양한 식생 유형, 다양한 매체 구성 등의 다양한 인자와 여러 처리 과정을 통해 미생물 활성도 증가 및 질소 처리를 통해 TN(60.78%)의 높은 저감효과를 보였다. FWS 형태의 인공습지는 퇴적물에 결합된 인을 침전 및 식물의 흡수를 통해 높은TP 제거효율(54.50%)로 나타났습니다. 일반적으로 인공습지에는 식물 정화 능력이 뛰어난 Phragmites, Cyperus, Iris 및 Typha 이 적용되고 있다. 본 연구는 향후 도시 지역에서 발생되는 폐수 처리를 위한 지속 가능한 대안으로 제시 가능할 것으로 사료된다.