• 대한토목학회논문집
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• 제26권1B호
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• pp.51-60
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• 2006

산업활동으로 인해서 발생하는 제강슬래그와 최근 선진국에서 환경개선 및 오염방지를 위한 용도로 활용하고자 활발히 연구되고 있는 제올라이트 등의 다공성 재료를 오염된 하천의 정체수역에 설치하여 저비용으로 수질을 개선시킬 수 있는 기법은 폐기물의 재이용 측면과 하천수질개선 측면에서 매우 필요하다. 현재 제철소에서 발생하는 부산물인 제강슬래그의 화학적성분은 주로 CaO, $SiO_2$, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$ 등으로 이루어져 있으며, 침전유발물질 및 흡착성물질이 함유되어 있다. 제강슬래그는 다공질 형태의 비표면적을 가지고 있어서 정화용 필터나 흡착재로 이용하기에 좋은 이점을 지니고 있다. 그리고 제올라이트는 양이온 교환특성, 흡착특성, 촉매특성, 탈수 및 재흡수특성 등의 이점을 지니고 있어서 축산농가의 환경개선, 도시의 생활하수의 처리, 공업폐수 처리, 음료수 수질개선, 방사성폐기물 처리 및 방사성 물질의 오염방지 등에 응용되고 있다. 그러므로 제강슬래그나 제올라이트를 Mattress/Filter의 채움재 및 수질정화용 여재로 활용함으로써 수질개선 등 효과를 동시에 얻을 수 있다. 본 연구에서는 제강슬래그와 제올라이트가 정체수역에 설치되는 Mattress/Filter시스템의 채움재로 활용할 때 공극률에 따른 수질개선효과를 파악하기 위하여 공극률을 38.6%인 P1, 45.8%인 P2 및 49.8%인 P3로 변화시켜 각각의 유입수와 유출수의 pH, DO, T-N, T-P 등을 측정하여 비교하였다. 수질개선에 사용된 Mattress/Filter시스템은 오염된 하천수가 Mattress/Filter시스템의 공극사이를 통과하면서 채움재에 형성된 다공질에 의한 여과작용과 생물막에 의한 접촉작용, 흡착작용 및 생물분해작용 등을 촉진시키는 기능을 가지고 있음을 알 수 있었다. 제강슬래그 및 제올라이트를 채움재로 사용한 Mattress/Filter 시스템은 쉽게 생물막을 형성시키고 유기물의 흡착을 촉진시켜 오염물질을 정화하는데 필요한 자정작용의 효과를 증대시키고 수질개선을 촉진시킬 수 있는 자연환경에서 하천정화에 이용될 수 있는 시스템임을 확인할 수 있었다.

• 환경영향평가
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• 제32권6호
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• pp.419-430
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• 2023

국내 상수원에서 주기적으로 발생하는 녹조에 대응하기 위하여 다양한 종류의 녹조제거기술이 개발되어 적용 중이다. 이러한 기술들은 녹조제거 원리가 다르기 때문에 이들의 제거 효율을 비교·평가하기는 어렵다. 본 연구에서는 대청호 서화천 수역에서 이동식 녹조제거장치를 사용하여 제거 작업을 시행한 결과를 활용하여, 녹조제거 효율을 평가할 수 있는 표준화된 방법을 제안하였다. 녹조 제거 작업시 수거된 슬러지의 양, 함수율, 클로로필-a의 농도로부터 작업 구간 중 클로로필-a의 농도 감소량(ΔChl-a)을 계산하였다. 또한 작업 대상 수역의 면적, 일일 최대 작업 면적과 ΔChl-a로부터 대상 수역에서 1 mg/m³의 클로로필-a 농도를 저감하는데 필요한 작업일수(WD)를 계산하였다. 작업 전후 수체에서 클로로필-a의 농도 저감율, 제거 기술의 처리 용량, 작업 대상 수역의 수체 용량으로부터 녹조제거능을 계산하는 방법을 제안하였다. 본 연구에서 사용된 이동식 녹조제거장치의 녹조제거능은 6.64%/day (대청호 서화천 수역 대상, 약 500,000 m²)이었으며, 이는 다른 물리·화학적 녹조제거 기술의 녹조제거능(0.02~4.72%/day)에 비해 높은 것으로 나타났다. 본 연구에서 제시한 조류제거효율 평가 방법을 활용하여 국내에서 적용되고 있는 녹조제거 기술의 비교 평가가 가능할 것이며, 국립환경과학원이 운영하고 있는 「조류제거시설 설치·운영 및 살포용 조류제거물질 사용지침」에서 물리적 또는 물리·화학적 복합 조류제거기법의 조류제거 성능 및 제거 효율 평가를 판정하는 방법으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권2호
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• pp.272-279
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• 2012

자연정화공법을 이용한 축산폐수처리장에서 주입부하량에 따른 대응성을 평가하기 위해 주입방법에 따른 수처리 효율 결과를 이용하여 오염물질의 처리경향을 파악하고, 이를 토대로 설계 및 시공시 부지면적 감소와 오염물질의 처리효율 극대화를 위한 기초자료를 제시하기 위하여 주입방법에 따른 오염물질의 제거속도를 조사하였다. 축산폐수처리장에서 시기별 주입방법에 따른 수처리 효율을 조사한 결과 최종 5차 방류수에서 COD, SS, T-N 및 T-P의 처리효율은 연속적 주입의 경우는 각각 99.5%, 99.8%, 99.0% 및 99.8%였으며, 간헐적 주입의 경우는 99.2%, 99.5%, 98.5% 및 99.3%로서 상대적으로 연속적 주입이 간헐적 주입보다 높은 처리효율을 보였다. 축산폐수처리장에서 주입방법에 따른 오염물질의 제거속도 K ($day^{-1}$)는 축산폐수 주입방법을 연속적 및 간헐적으로 구분하여 각 방법에 따른 COD, SS, T-N 및 T-P의 제거속도를 각각 조사하였으며, 각 오염물질의 제거속도는 $ln(C/C_0)=-Kt$의 1차 반응속도식을 이용하였다. COD 제거상수(K)는 연속적 주입의 경우 1차, 2차, 3차, 4차 및 5차 처리조에서 각각 0.210, 0.086, 0.222, 0.053 및 $0.137\;d^{-1}$이었고, 간헐적 주입의 경우 0.377, 0.129, 0.174, 0.052 및 $0.169\;d^{-1}$였다. 그리고 T-N의 제거속도 상수(K)는 연속적 주입의 경우 1차, 2차, 3차, 4차 및 5차 처리조에서 각각0.235, 0.071, 0.171, 0.058 및 $0.126\;d^{-1}$이었고, 간헐적 주입의 경우0.361, 0.121, 0.109, 0.047 및 $0.155\;d^{-1}$이었다. T-P의 제거속도 상수(K)는 연속적 주입의 경우 1차, 2차, 3차, 4차 및 5차 처리조에서 각각 0.572, 0.049, 0.090, 0.112 및 $0.222\;d^{-1}$이었고, 간헐적 주입의 경우 0.803, 0.084, 0.076, 0.118 및 $0.301\;d^{-1}$였다. 이상의 결과를 미루어 볼때 제거속도는 연속적 주입이 간헐적 주입에 비해 빠른 경향이었으며, 본 현장 축산폐수처리장은 축산폐수 유입 부하량 변동과 순간 부하량에 대한 대응성이 우수한 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권5호
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• pp.418-428
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• 2007

본 연구는 골재 부산물의 용토재로서 활용을 위한 기초 특성 분석으로서 전국 21개소의 골재 업체를 대상으로 골재 생산시 생하는 슬러지나 석분 등 골재 부산물의 화학성과 물리성 및 광물 조성을 알아 보는데 있다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 골재 부산물의 pH는 전라도 지역의 JH, DA 업체를 제외하고 모두 8.41~10.97 정도로 높았으며, EC는 평균 $167.9{\mu}S\;cm^{-1}$ 이고 전라도 지역은 대부분 $33.0{\sim}122.4{\mu}S\;cm^{-1}$ 정도로 상대적으로 낮은 수치를 보였으나, 경상도 지역은 $169.5{\sim}639.0{\mu}S\;cm^{-1}$ 정도로 상대적으로 높은 수치를 나타냈다. 2. 유기물 함량은 대부분 $2.9{\sim}5.0g\;kg^{-1}$ 이며, 강원도 지역의 GG 업체의 경우 $11.27g\;kg^{-1}$ 로 상대적으로 높았다. T-N의 경우, 0.01~0.11 % 정도이고 $NH_4{^+}-N$의 경우, 대부분 지역은 $14.0{\sim}67.2mg\;kg^{-1}$ 수준이었으나 전라도 지역은 $1.03{\sim}3.00mg\;kg^{-1}$ 수준을 보였다. $NO_3{^-}-N$의 경우, 대부분 지역은 $14.0{\sim}67.2mg\;kg^{-1}$ 수준이었으나 전라도 지역은 $1.0{\sim}3.2mg\;kg^{-1}$ 수준을 보였다. $P_2O_5$ 의 경우, 강원도의 $10.2mg\;kg^{-1}$ 에서 전라도 $24.8mg\;kg^{-1}$ 까지 비슷한 수준을 나타냈다. $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^+$ 및 $Na^+$ 의 각 평균은 $2.299cmol_c\;kg^{-1}$, $0.472cmol_c\;kg^{-1}$, $0.021cmol_c\;kg^{-1}$, $0.055cmol_c\;kg^{-1}$ 이며 $Ca^{2+}$의 경우, 최고값인 경상도 DE 업체의 $6.385cmol_c\;kg^{-1}$ 부터 최저값인 전라도 JH 업체의 $0.742cmol_c\;kg^{-1}$ 사이의 범위를 보였다. $Mg^{2+}$의 경우 최고값인 전라도 YS 업체의 $1.850cmol_c\;kg^{-1}$ 부터 최저값인 충청도 JK 업체의 $0.006cmol_c\;kg^{-1}$ 사이의 범위를 보였다. 양이온교환용량은 평균 $7.6cmol_c\;kg^{-1}$으로 경상도에서 $17.3cmol_c\;kg^{-1}$으로 가장 높았으며, 전라도에서 $2.2cmol_c\;kg^{-1}$ 으로 가장 낮았다. 3. 중금속 함량은 모든 항목에서 환경부에서 고시한 농경지 오염 우려 기준을 초과하지 않았다. Cd의 경우, 평균 $0.011mg\;kg^{-1}$ 이며 최저 값인 강원도 DM 업체의 $0.003mg\;kg^{-1}$ 에서부터 최고 값인 경상도 DH 업체의 $0.062mg\;kg^{-1}$ 사이의 값을 보였다. $Cr^{6+}$의 경우, 평균 $0.068mg\;kg^{-1}$ 이며 최저 값인 강원도 DM 업체와 SS 업체의 $0.037mg\;kg^{-1}$ 에서부터 최고 값인 경기도 KG 업체의 $0.169mg\;kg^{-1}$ 사이의 값을 보였다. Cu의 경우, 평균 $0.419mg\;kg^{-1}$ 이며 최저 값인 강원도 DM 업체와 SS 업체의 $0.000mg\;kg^{-1}$ 에서부터 최고 값인 충청도 SB 업체의 $1.072mg\;kg^{-1}$ 사이의 값을 보였다. Ni의 경우, 평균 $3.513mg\;kg^{-1}$ 이며 최저 값인 전라도 DA 업체의 $0.045mg\;kg^{-1}$ 에서부터 최고 값인 강원도 GG 업체의 $11.980mg\;kg^{-1}$ 사이의 값을 보였다. Zn의 경우, 평균 $0.588mg\;kg^{-1}$이며 최저 값인 경상도 SU 업체의 $0.014mg\;kg^{-1}$ 에서부터 최고 값인 충청도 SB 업체의 $1.086mg\;kg^{-1}$ 사이의 값을 보였다. Pb의 경우, 평균 $0.467mg\;kg^{-1}$이며 최저 값인 강원도 DM 업체의 $0.008mg\;kg^{-1}$ 에서부터 최고 값인 충청도 SB 업체의 $1.261mg\;kg^{-1}$ 사이의 값을 보였다. Fe의 경우, 평균 $33.815mg\;kg^{-1}$이며 최저 값인 경상도 SU 업체의 $0.805mg\;kg^{-1}$ 에서부터 최고 값인 경기도 KG 업체의 $106.400mg\;kg^{-1}$ 사이의 값을 보였다. Mn의 경우, 평균 $18.427mg\;kg^{-1}$이며 최저 값인 강원도 SS 업체의 $0.703mg\;kg^{-1}$ 에서부터 최고 값인 충청도 SB 업체의 $49.140mg\;kg^{-1}$ 사이의 값을 보였다. 4. 골재 부산물의 토성은 평균적으로 대부분 모래가 50 % 이하이며 미사가 50 % 이상인 미사질양토(SiL)인데 비해 전라도의 경우, 양토(L)였다. 유효수분은 평균 2.58 % 로 매우 낮은 수준이며, 액성한계의 경우, 최저 값인 전라도 JS 업체의 5.9 % 에서 최고 값인 경상도의 DH 업체의 39.1 % 사이의 값을 보이며 평균 24.4 %로 일반 밭 토양의 액성한계와 유사한 수치를 보였다. 대부분 시료에서 점착성 및 가소성 모두 그 성질이 약하거나 없는 C나 D 등급이었다. 5. 골재 부산물의 투수성은 경기도 KG 업체의 경우, $2.8{\times}10^{-6}m\;sec^{-1}$, 강원도 CC 업체의 경우, $0.4{\times}10^{-6}m\;sec^{-1}$, 그리고 전라도 KS 업체의 경우, $1.4{\times}10^{-6}m\;sec^{-1}$ 로 상당히 느린 투수성을 보여준다. 6. 골재 부산물의 X선 회절분석 결과, 석영(Quartz)과 단사녹니석(Clinochlore)이나 금운모(Phlogopite)가 주요 피크로 대부분 시료에서 화강암 또는 화강 편마암 지역의 광물 조성을 보였으며, 강원도 지역의 DM 업체에서 석회암을 모암으로 하는 방해석(Calcite)과 백운석(Dolomite)이 주요 피크였다. 7. 골재 부산물의 화학 조성 분석 결과(X선 형광분석), 대부분 시료는 원암을 화강암이나 화강편마암으로 하고 있기에 대표적인 원소는 $SiO_2$이며 그 다음으로 $Al_2O_3$가 대부분을 차지한다. 강원도의 SS, DM 업체의 $SiO_2$의 함량은 30 %이하로 낮은 반면에 CaO의 함량은 45 % 이상으로 높은 수치를 보여준다. 골재 부산물의 규반비는 1.70~3.42 이며, 이는 골재 부산물이 화학적 풍화 보다는 원암에서 기계적인 파쇄에 의한 단순 입자 크기의 축소로 보이며, 원암 가루, 즉 1차 광물로서 2차 광물이 거의 없기 때문이라 판단된다. 8. 골재 부산물의 시차 열분석 결과, 열변화 곡선이 안정적이며 주요 천이점이 $550^{\circ}C$에서 $610^{\circ}C$ 부근에 석영의 천이를 보이는 것과 열변화 곡선이 불안정적이며 여러 천이를 보이는 것으로 나뉘며, 골재 부산물의 경우는 흡 발열피크를 검토할 때 점토광물이 거의 없는 것으로 보인다.