• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권1호
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• pp.44-50
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• 2009

생물체내에 내분비계 기능을 방해하고 생식능력 감소, 암 등을 유발하는 내분비계장애물질이 상수나 폐수, 지표수, 토양 등에서 검출이 증가하는 추세이다. 본 연구에서는 토양 내 내분비계장애물질을 산화공유결합반응을 유도, 토양 유기물화 시켜 제거하기 위하여 망간 산화물인 버네사이트를 촉매로 이용하였다. 수산화 작용기를 갖는 내분비계장애물질인 bisphenol A, 2,4-dichlorophenol 및 17${\beta}$-estradiol을 각각 50, 100, 1.5 mg/L의 농도로 하여 수용액 상에서의 버네사이트 촉매 반응을 관찰한 결과, 모두 60분 이내에 99% 이상 제거되었다. 특히 bisphenol A는 5분 내에 96%이상 제거되는 등 가장 높은 제거효율을 나타냈다. 또한 산화공유결합반응은 버네사이트 표면에서 일어나는 반응으로 버네사이트의 양, 즉 반응 표면적이 넓어질수록 일차반응속도상수가 선형적으로 증가함을 확인하였다. 토양 슬러리 상에서의 각 물질의 반응성을 확인한 결과, 수용액상보다 빠르게 변환되었는데, 이는 버네사이트에 의해 생성된 페녹시 라디칼이 토양유기물과 교차결합하여 더욱 빠르게 제거되었기 ��문으로 판단된다. 이러한 수용액 및 토양에서의 빠른 반응으로 비추어 볼때, 버네사이트를 이용한 유기물화 기술은 수용액 뿐만 아니라 토양 내 내분비계장애물질의 효과적인 처리 방법이 될 것으로 보인다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권3호
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• pp.8-14
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• 2008

디젤로 오염된 토양을 효과적으로 정화하기 위해 계면활성제의 종류와 음이온성-비이온성 혼합 계면활성제의 비율에 따른 디젤 제거효율을 살펴보았다. 회분식 실험결과 비이온성 계면활성제의 HLB가 12-13 사이의 값을 갖는 경우 가장 좋은 제거 효능을 보였으며, 사용된 계면활성제 중에서는 Tergitol 15-S-7 (T15S7)이 20 g/L의 농도에서 79-88%의 가장 높은 디젤 제거능을 보였다. 음이온성 계면활성제는 대체로 비이온성 계면활성제에 비해 디젤 제거능력이 떨어졌다. 비이온성과 음이온성 혼합 계면활성제를 사용하였을 경우 디젤의 제거효율은 비이온성 계면활성제의 양에 따라 증가하였으며, T15S7 : SDS가 3 : 1의 비율로 혼합된 10 g/L의 계면활성제가 단일 계면활성제에 비해 상승된 76%의 디젤 제거율을 보였다. 이러한 연구결과는 현장 디젤 오염토양 복원시 적절한 계면활성제 선정의 기준을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권2호
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• pp.28-40
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• 2004

토양증기추출(Soil Vapor Extraction)법을 이용하여 대표적 휘발성 오염물질(VOCs)인 가솔린을 토양으로부터 제거하는 박스실험을 실시하였다. 아크릴수지로 제작된 65 cm${\times}$20 cm${\times}$30 cm 규모의 박스를 제작하여, 인공적인 토양 환경을 설정한 후, 직경 1 cm인 스테인레스 재질의 관에 0.2cm 간격으로 하부에서 15cm까지 스크린 된 스테인레스 재질의 주입정(2개)과 추출정(1개)을 설치하여 SVE를 실시하였으며, 추출정으로부터 배출되는 가스를 제거하는 후처리 공정을 연결하여 SVE로부터 배출되는 가스의 가솔린 농도와 후처리 공정 후 배출되는 가솔린 농도를 비교 분석하였다. 가솔린 100g을 토양 내 주입한 경우 0.03 L/min 조건의 박스실험에서는 SVE에 의해 약 560L (13일 경과) 가스 추출 후 주입된 가솔린의 95%가 제거되었으며, 주입 가솔린양이 250 g이고 추출 가스량이 0.2 L/min 조건에서는 약 1440L(5일 경과)가스 추출 후 주입 가솔린의 92% 이상이 제거되어, SVE가 토양 내 휘발성 오염물질을 제거하는데 매우 효과적인 방법임을 입증하였다. 가솔린으로 오염된 토양에서 SVE 공정으로부터 배출되는 가스를 과립상 활성탄 흡착탑과 바이오필터를 이용하여 제거하는 실험을 실시하였다. SVE로부터 배출된 가스의 후처리 공정으로 활성탄의 흡착탑을 이용한 제거 공정과 바이오필터를 이용한 제거 공정의 효율을, 후처리 공정으로 주입되는 가스내 가솔린량에 대한 운전 시간별 제거 효율로 나타내었다. 제거 효율은 후처리 공정에 주입되는 가솔린의 농도와 관계 없이 평균 94%의 높고 안정적인 효율을 나타내었고, 후처리 후 배출되는 가스의 농도 자체도 매우 낮게 나타남으로서, 실제 오염지역에서 토양증기추출법과 결합 된 하나의 VOCs 제거공정으로서 효과적으로 사용될 수 있음을 입증하였다. 활성탄 흡착탑과 바이오필터에 유입되는 가솔린의 부하량에 대한 제거 용량은, 주입되는 가솔린의 농도가 상당히 높음에도 불구하고 주입되는 가솔린의 농도가 높을수록 선형적으로 증가하였다. 이러한 결과들은 후처리 공정들이 SVE에서 배출되는 가스의 VOCs 농도가 다양한 환경에서도 광범위하게 적용할 수 있으며, 특히 고농도의 가스상을 처리하는 데에도 매우 효과적으로 사용될 수 있음을 입증한다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권1호
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• pp.73-86
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• 2007

위해성에 근거한 복원 전략(risk-based remediation strategy, RBRS)은 위해성평가를 통하여 오염지역의 위해성 또는 오염원을 효율적으로 관리하기 위한 의사결정과정 중의 일부로서, 토양에 존재하는 독성물질이 인간이나 생태계와 같은 수용체로 전이되어 발현되는 독성을 감소시키는 것을 목적으로 한다. 토양오염에 대한 위해성평가는 토양에서 대기로 확산되어나가는 오염물질의 흡입, 토양에서 지하수로 용출된 오염물질의 섭취, 토양 자체의 섭취와 접촉 등에 의한 위해성평가를 포함하며, 오염물질의 특성뿐만 아니라 수리지질학적 자료, 토지이용용도, 수용체의 특성 등 현장의 특이적인 요소들을 충분히 고려해야 한다. 위해성에 근거한 복원전략은 위해성산정을 위한 현장조사로부터 시작하여, 구체화된 노출경로모델(conceptual site model, CSM)의 작성, 목표위해성 수준의 결정, 오염물질의 물리화학적 특성 및 독성학적 자료의 수집을 거쳐, 일반적이고 보수적인 조건 하에 가장 안전한 목표정화수준을 산정하는 Tier 1 평가와 보다 정확한 오염현장의 조사를 통하여 현장특수성을 반영하는 Tier 2 평가를 단계적으로 적용한다. 현장의 오염농도가 Tier 1으로 결정된 허용오염수준(risk-based screening level, RBSL)보다 높은 경우 Tier 2를 실시하여 현장의 특수성을 반영하는 목표정화수준(site-specific target level)을 산정하며, 이를 통하여 오염지역에 대한 과도한 정화처리나 비경제적인 복구사업 등을 피할 수 있다. 위해성에 근거한 복원전략은 이 밖에도 오염지역의 복원우선순위 결정, 토지이용용도에 따른 위해성 관리기준 수립 등 다양한 활용성을 가지지만, 여러 가지 전제조건들과 현장조사 시에 발생하는 현실적 한계 등으로 인하여 불확실성을 가진다. 이를 극복하기 위하여 정확한 CSM의 작성, 복합오염에 대한 고려, 오염물질의 이동과 거동에 영향을 미치는 환경매질의 특성과 모델 입력변수 등을 신중하게 검토해야 하며, 신뢰할 만한 현장조사기법과 독성검사기법의 확립, 국내실정에 맞는 토양 및 지하수 특성자료와 인체 노출인자 등에 대한 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것이다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권4호
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• pp.45-53
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• 2009

본 연구는 안정화제를 이용한 윈위치 화학적 고정(In-situ Chemical fixation) 방법으로 휴, 폐광산 주변 중금속 오염농경지 정화 방법의 적용성을 자연상태에 보다 근접한 컬럼시험을 통해 평가하였다. 특히 특정원소가 아닌 다원소로 오염된 토양을 대상으로, 두가지 이상의 안정화제 조합을 시도하여 최적 비율을 산정하였다. 컬럼시험에 사용된 안정화제들은 $FeSO_4\;+\;KMnO_4$, $CaCO_3$, 영가철, 슬러지(탄광폐수처리소택지 발생) 및 지올라이트 등이었으며 비소가 주 오염원인 경북 달성 지역 소재 광산에서 밭토양을 채취하여 시험한 결과 비소의 경우 $FeSO_4\;+\;KMnO_4$, > 지올라이트 등의 순서로 좋은 효율을 보였으며 구리의 경우 영가철과 슬러지가 안정화 효율을 보였다. 황화철 혼합제재의 경우 대부분의 중금속들에 대해 가장 좋은 효율을 보임에도 용출 초기 pH 4정도의 산성으로 인해 중금속이 다량 용출되므로 pH를 조정하거나 전처리를 거칠 경우 안정화 효율이 증가할 것으로 판단된다. 컬럼은 시험 시작에 앞서 증류수로 72시간 이상 포화한 것과 사전에 포화과정 없이 바로 물을 흘려 넣은 두 조합을 동시에 운영하였으며 전자가 더 좋은 효율을 나타낸다.

• 자원환경지질
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• 제37권4호
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• pp.383-389
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• 2004

지표 및 심토환경에서 물과 용액의 유동특성을 파악하는 것은 토양 및 지하수의 오염을 저감하고 방지하거나 기 오염 지역을 조사하고 정화하는데 있어서 필수적인 요소이다. 본 연구에서는 이 비형광, 비독성의 식용색소인 청색1호(Brilliant Blue FCF, $C_{37}H_{34}N_{2}Na_{2}O_{9}S_{3}$)를 염료 추적자로 이용하여 화강암에서 발달된 잔적토양에서의 침투 유형 및 그 특성을 조사하였다. 디지털 촬영된 수직 및 수평 착색영상은 지형정보 영상처리 프로그램인 ER Mapper, Version6.2를 이용하여 염료착색범위(dye coverage)로 전환되었다. 균질기반유동(homogeneous matrix flow)은 미약 입상 구조를 보이는 A 층위에서 발생하였으며, 상대적으로 세립조직인 A층위와 조립조직인 C층위의 경계에서는 선침투류(先浸透流, fingering)의 특징을 보여주었다. 모암인 화강암 조직의 기원인 거정질 광맥(pegmatitic vein)과 식물 뿌리는 C 층위에서 선택적 유동(preferential flow)을 유도하였음을 확인하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제55권3호
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• pp.35-40
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• 2013

The present study was conducted to investigate the adsorption potential of red mud for fluoride removal. Different operation parameters such as the effect of contact time, initial concentration, pH, competing anions, seawater, adsorbent dose amount, and adsorbent mixture were studied. Nearly 3 hr was required to reach sorption equilibrium. Equilibrium sorption data were described well by Langmuir model and the maximum adsorption capacity of red mud was 5.28 mg/g. The fluoride adsorption at pH 3 was higher than in the pH range 5-9. The presence of anions such as sulfate, nitrate, phosphate, and bicarbonate had no significant effect on fluoride adsorption onto red mud. The fluoride removal by red mud was greater in seawater than deionized water, resulting from the presence of calcium and magnesium ion in seawater. The use of red mud alone was more effective for the removal of fluoride than mixing red mud with other industrial waste such as oyster shells, lime stone, and steel slag. This study showed that red mud has a potential application in the remediation of fluoride contaminated soil and groundwater.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권3호
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• pp.59-65
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• 2006

본 연구에서는 지하수내의 클로로페놀 오염물을 제거하기 위하여 니켈로 코팅된 영가철을 이용한 기술의 적용 타당성을 검토하였다. 영가철을 니켈로 개질하여 4-클로로페놀을 분해하였으며 중간 생성불의 생성에 대하여 조사하였다. 또한, 초기 오염물의 농도, 이중금속의 주입량, 휴믹산의 영향 및 용액의 pH 변화에 따른 오염물의 제거 효과에 대한 영향을 분석하였다. 니켈로 개질된 영가철은 240분 이내에 4-클로로페놀의 95% 이상을 효과적으로 제거하였다. 유사 1차 반응계수에 의하여 평가된 오염물의 제거효과는 개질된 영가철의 주입량에 직접적으로 비례하는 결과를 보였다. 휴믹산의 경우 개질된 영가철의 표면에 대하여 4-클로로페놀과 경쟁관계를 보임에 따라 오염물의 제거효과를 감소하는 역할을 하였다. 영가철만을 단독으로 사용하는 경우와 다르게 개질된 영가철을 사용 시 용액의 pH 는 크게 변화하지 않아 개질된 금속의 내구연한이 증가될 수 있음을 보여주었다. 4-클로로페놀의 탈염소화 분해과정을 해석한 결과 페놀화합물이 생성되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권1호
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• pp.38-47
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• 2011

This study focused on health risk assessment via multi-routes of As exposure to establish a target cleanup level (TCL) in abandoned mines. Soil, ground water, and rice samples were collected near ten abandoned mines in November 2009. The As contaminations measured in all samples were used for determining the probabilistic health risk by Monte-Carlo simulation techniques. The human exposure to As compound was attributed to ground water ingestion. Cancer risk probability (R) via ground water and rice intake exceeded the acceptable risk range of $10^{-6}{\sim}10^{-4}$ in all selected mines. In particular, the MB mine showed the higher R value than other mines. The non-carcinogenic effects, estimated by comparing the average As exposure with corresponding reference dose were determined by hazard quotient (HQ) values, which were less than 1.0 via ground water and rice intake in SD, NS, and MB mines. This implied that the non-carcinogenic toxic effects, due to this exposure pathway had a greater possibility to occur than those in other mines. Besides, hazard index (HI) values, representing overall toxic effects by summed the HQ values were also greater than 1.0 in SD, NS, JA, and IA mines. This revealed that non-carcinogenic toxic effects were generally occurred. The As contaminants in all selected mines exceeded the TCL values for target cancer risk ($10^{-6}$) through ground water ingestion and rice intake. However, the As level in soil was greater than TCL value for target cancer risk via inadvertent soil ingestion pathway, except for KK mine. In TCL values for target hazard quotient (THQ), the As contaminants in soil did not exceed such TCL value. On the contrary, the As levels in ground water and polished rice in SD, NS, IA, and MB mines were also beyond the TCL values via ground water and rice intake. This study concluded that the health risks through ground water and rice intake were greater than those though soil inadvertent ingestion and dermal contact. In addition, it suggests that the abandoned mines to exceed the risk-based TCL values are carefully necessary to monitor for soil remediation.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권6호
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• pp.65-70
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• 2009

대수층으로부터 휘발성 유기오염물질을 제거하기 위하여 air sparging을 실시하는 과정에서, 지하수의 표면장력을 인위적으로 감소시킴으로써 지하 대수층의 물 포화율을 낮추어 오염물질제거효율을 높일 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 대수층의 구성 토양의 입경의 차이나 대수층의 두께의 차이가 이와 같은, 개량된 air sparging의 물 포화율 변화에 미치는 영향은 연구된 바 없다. 본 연구는 실험실 규모의 물리적인 model을 사용하여 air sparging공정 실시과정에서 서로 다른 토양입경과 깊이를 갖는 대수층 조건에서 표면장력과 물 포화율의 상관관계를 규명하였다. 표면 장력을 감소하기 위한 계면활성제로 sodium dodecylbenzene sulfonate를 사용하였고, 토양은 입경이 서로 다른 두 가지 모래를 사용하여 비교 실험을 수행하였다. 모래의 air-entry pressure는 각각 $15.0\;cmH_2O$, $36.3\;cmH_2O$로 측정되었다. 입경에 상관없이 표면장력과 물 포화율의 관계는 서로 비슷한 형태를 보였고, 표면장력이 감소함에 따라 물 포화율이 감소하다 일정 표면장력 이후에 물 포화율이 증가하는 형태로 나타났다. 본 연구에서는 표면장력이 42 dyne/cm일 때 두 가지 모래의 물 포화율이 48%로 최소치에 도달하였다. 대수층의 깊이는 41 cm, 81 cm, 160 cm의 세 가지 조건에서 실험하였으며, 본 실험조건에 해당하는 깊이 영역에서는 표면장력과 물 포화율의 상관관계가 대수층 깊이에 따른 특이한 상이점을 나타내지 않았다. 또한 2차원 모델을 이용한 실험에서 표면장력의 변화에 따른 폭기영역의 변화는 1차원 컬럼을 이용하여 측정된 물 포화율의 변화와 유사하였다. 본 연구결과는 SEAS(surfactant-enhanced air sparging)기술의 실제 적용에 있어서 다양한 현장조건에 따른 공정조건의 선정에 도움이 될 수 있을 것으로 전망된다.