• 지질공학
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• 제23권4호
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• pp.363-373
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• 2013

본 연구에서는 폐광된 전남 광양 본정광산의 토양, 산성광산배수 및 수계에 형성된 하상퇴적물에 대해서 거리에 따른 Au 및 중금속의 분포 및 거동특성을 파악하고자 하였다. AMD와 하상퇴적물로부터 Au의 화학적 존재형태 및 지구화학적 특성을 확인하기 위해 왕수분해, 연속추출, XRD 및 이화학 분석을 실시하였다. 폐석적치장 토양과 하상퇴적물에 대한 XRD분석을 실시한 결과 토양에서는 석영, 고령석, 하상퇴적물에서는 석영, 침철석이 관찰되었다. 거리에 따른 산성광산배수의 물리화학분석을 실시한 결과 수계의 pH와 Eh 범위는 각각 3.00에서 3.19, 396에서 450 mV를 나타나고 있다. 산성광산배수의 Au 함량은 0.68~0.97 mg/L 범위로 상류에서 하류로 갈수록 감소하는 경향을 보이며, 하류에서는 불검출로 나타났다. 이는 수계의 Au 함량이 환경적 영향(pH, 산화환원전위, 침전, 흡착)을 받기 때문이다. 거리에 따른 하상퇴적물의 Au 함량은 13.76~22.85 mg/kg의 범위를 보인다. 연속추출을 통한 하상퇴적물의 Au 존재형태는 이온교환성 형태 10.84%, 탄산염 결합형태 11.09%, 철-망간 수산화물 형태 25.53%, 유기물-황 결합형태 26.62% 및 잔류성 형태 24.61%로 나타난다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권1호
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• pp.68-77
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• 2009

본 연구에서는 토양수세법의 적용이 곤란한 낮은 투수성의 중금속오염이 심각한 E 유수지의 퇴적토에 대하여 동전기법의 적용성을 검토하였다. 이를 위하여 퇴적토 내 총 Cr, Pb,Cd농도 및 퇴적토의 물리화학적 특성을 조사하고, 또한 BCR 연속추출법을 통하여 동전기복원 전후 중금속들이 어떤 형태로 존재하는지를 살펴봄으로써 오염 퇴적토 내 중금속의 처리 가능부분에 대한 평가 하였다. 동전기를 적용한 결과, 총 Cr 및Pb는 양극 쪽으로 이동하였으며, 반면 Cd의 경우는, 동전기정화 전 대부분이 이온교환/탄산염 결합태를 차지하고 있어 제거가 용이할 것으로 판단되었지만, 양극 쪽 보다는 토양 체의 중간에 가장 높게 그리고 전체적으로 음극 쪽으로 이동하는 경향을 보이고 있다. 이 때, 양그 쪽의 총 Cr농도는 초기 농도보다 약 3.5배 증가한 반면, 음극 쪽에서는 대부분 제거되고 매우 낮은 경향을 나타냈다. 동전기복원전과 처리 후 퇴적토 내 중금속 결합형태를 각 구간 중 양극부분과 음극부분과 비교한 결과, 총 Cr은 잔류태가 양극과 음극 쪽에서 감소한 반면, 산화물 태는 증가한 경향을 보였다, Pb의 경우도 반응 전에 비해 반응 후 반잔류태 부분이 감소하고 산화물 태 부분이 다소 큰 폭으로 변화된 것을 나타내고 있었으며, 양극 부분 보다는 음극부분에서 분율이 증가되어있다. 그러나 Cd는 반응 전 대부분을 차지하던 이온교환/탄산염 결합 태부분은 양극과 음극부분에서 모두 감소한 것으로 나타난 반면 반응 전 무시할 정도로 낮았던 잔류 태 부분 및 산화물 태가 증가한 경향을 보였다.

• 한국습지학회지
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• 제16권2호
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• pp.173-185
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• 2014

기후변화로 인해 폭우 및 재해들이 일어나고 있다. 특히 강우강도가 커짐에 따라 토사유출도 심해지고 있다. 이에 따라 효율적인 수자원 및 수질 관리를 위해 지하수 함양량과 기저유출, 그리고 토사유출 현황을 평가 하는 것이 필요하다. 이에 본 연구에서는 대표적인 급경사지 유역인 양구 해안면 유역에 미래기후변화 시나리오를 적용하여 지하수 함양량, 기저유출량, 유사량을 전망하였으며, 또한 유역의 경사도를 완만하게 줄임으로서 지하수 함양량, 기저유출량, 유사량의 변화를 분석하였다. 모의 기간을 2013~2040년, 2041~2070년, 2071~2100년으로 나누었으며, 급경사지 유역보다 유역의 경사도를 완만하게 줄인 경우가 지하수 함양량이 평균 50% 증가되었으며, 기저유출량도 약 42% 증가되었다. 유사량은 급경사지 유역보다 경사도를 완만하게 줄였을 경우가 72% 유사량이 줄어드는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과에서 보이는 바와 같이 경사도를 완만하게 적용하면 유역 내 지하수 함양량 및 기저유출량이 증가하고, 유사량을 저감 시킬 수 있는 것으로 분석되어 향후 탁수에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 판단된다.

• 한국환경보건학회지
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• 제44권6호
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• pp.548-555
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• 2018

Objectives: We conducted ecological risk assessment for cadmium, a heavy metal and carcinogen, to identify safety standards by environmental media and to determine its impact on ecosystems by estimating and evaluating exposure levels. Methods: Species sensitivity distributions (SSDs) were generated using ECOTOX DB. A hazardous concentration of 5% (HC5) protective of most species (95%) in the environment was estimated. Using this estimate, predicted no effect concentrations (PNECs) were calculated for aquatic organisms. Based on the calculated PNECs for aquatic organisms, PNEC values for soil and sediment were calculated using the partition coefficient. Predicted exposure concentrations (PECs) were also calculated from environmental monitoring data with hazard quotients (HQs) calculated using PNECs for environmental media. Results: Chronic toxicity data were categorized into four groups and 11 species. In species sensitivity distribution (SSD) analysis, HC5 was $0.340{\mu}g/L$. Based on this value, the PNEC value for aquatic organisms was calculated as $0.113{\mu}g/L$. PNEC values for soil and sediments using a partition coefficient were calculated as 15.02 mg/kg and 90.61 mg/kg, respectively. In an analysis of environmental monitoring data, PEC values were calculated as $0.017{\mu}g/L$ for water, 1.01 mg/kg for soil, and 0.521 mg/kg for sediment. Conclusions: HQs were 0.150, 0.067 and 0.006 for water, soil and sediment, respectively. HQs of secondary toxicity were 0.365 for birds and 0.024 for mammals. In principle, it is judged that an HQ above 1 indicates a high level of risk concern while an HQ less than 1 indicates an extremely low level of risk concern. Therefore, with HQs of cadmium in the environment being <1, its risk levels can be considered low for each media.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제4권4호
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• pp.1-11
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• 2001

This study was carried out to analyze the characteristics of forest environmental and stream morphological factors by using the quantification theory(I) for evaluation of the watershed stability. Present annual mean sediment yield of erosion control dams were investigated in 167 sites of erosion control dam constructed during 1986 to 1999 in Gyeongbuk. The results obtained from this study were summarized as follows; According to the coefficients of partial correlation, each factor affecting to sediment was shown in order of gravel contents, number of first streams order, number of total streams, length of total streams, forest type, length of main stream, parent rock, stand age, soil texture, stream order, slope gradient, soil depth and aspect. Descriptions of class I were as follow; Igneous rock of parent rock, hardwood stands of forest type, less than 20 year of stand age, less than 30cm of soil depth, sandy clay loam of soil texture, more than 41% of gravel contents, south~east of aspect, 2,501~3,500m of length of main stream, 21~25 of number of total streams, 5,501~10,000m of length of total streams, 3 or more than 4 of stream order, more than 16 of number of first stream orders and more than $31^{\circ}$ of slope gradient. Descriptions of class II were as follow; Metamorphic rock of parent rock, coniferous stands of forest type, more than 25 year of stand age, 31~40cm of soil depth, silt loam of soil texture, 11~20% of gravel contents, north~west of aspect, 2,501~3,500m of length of main stream, 16~20 of number of total streams, 3,501~5,500m of length of total streams, 3 of stream order, 11~15 of number of first stream orders and more than $31^{\circ}$ of slope gradient. Descriptions of class III were as follow; Sedimentary rock of parent rock, mixed stands of forest type, more than 25 year of stand age, more than 51cm of soil depth, silty clay loam of soil texture, less than 10% of gravel contents, south~west of aspect, less than 500m of length of main stream, less than 5 of number of total streams, less than 1,000m of length of total streams, less than 1 of stream order, less than 2 of number of first stream orders and less than $25^{\circ}$ of slope gradient. The prediction method of suitable site for erosion control dam divided into class I, II, and III for the convenience of use. The score of class I evaluated as a very unstable area was more than 8.4494. A score of class II was 8.4493 to 6.0452, it was evaluated as a moderate stable area, and class III was less than 6.0541, it was evaluated as a very stable area.

• 한국토양비료학회지
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• 제41권4호
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• pp.235-238
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• 2008

토양침식을 예측하는 WEPP(Water Erosion Prediction Project)모델은 연방 정부기관이 토양과 물 보전 및 환경을 계획하고 평가하는데 활용하고자 1985년 8월 차세대 물에 의한 토양침식을 예측하기 위해 만들어졌다. 미농무성 농업연구소에 의해 개발된 WEPP 모델은 경험적인 침식 예측을 위한 도구로써 침투, 유거수, 강우와 물에 의한 토양입자의 분리, 침전물의 이동, 퇴적, 작물의 생장 및 수확 후 잔여물의 분해 등을 포함한 토양 침식과 관련된 많은 중요한 물리적 과정을 모의한다. WEPP 모델은 모델을 구성하는 모듈의 입력자료와 모델을 시험하기 위해서 필요한 자료를 경작지, 초지, 산림 등 광대한 현장 실험 결과들로부터 얻었다. 미국내 여러 농업연구소와 협력 대학 등 수 많은 연구소의 큰 노력으로 모델을 만들 수 있었다. WEPP 모델은 경사지 혹은 작은 유역 규모에 적용이 가능하며, 물리적 모델이기 때문에 미국과 다른 여러 나라에서 중요한 자연자원을 효과적으로 평가할 수 있다. 최근 들어 DOS프로그램으로 만들어진 초기 WEPP모델을 윈도우 인터페이스와 GIS프로그램을 통합하여 향상시켰다. 또한, 바람과 물에 의한 침식을 통합 예측하는 시스템을 쉽게 이용할 수 있도록 구축 중에 있다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제26권6호
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• pp.18-26
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• 2021

Soil aggregation begins with flocculation of clay particles triggered by interfacial reactions of polyvalent cation such as Ca²⁺ and Fe³⁺, and they are also known as important elements to control the mobility of arsenic in soil environment. The objective of this study was to investigate the feasibility of CMDS (coal mine drainage sludge) for soil loss reduction and stabilization of arsenic-contaminated soil in a 37% sloped farmland under rainfall simulation. The amount of soil loss decreased by 43% when CMDS was applied, and this result was not significantly different from the case of limestone application, which yielded 46% decrease of soil loss. However, the relative amount of dispersed clay particles in the sediment CMDS-applied soil was 10% lower than that of limestone-applied soil, suggesting CMDS is more effective than limestone in inducing soil aggregation. The concentrations of bioavailable arsenic in CMDS amended soil decreased by 46%~78%, which was lower than the amount in limestone amended soil. Therefore, CMDS can be used as an effective amendment material to reduce soil loss and stabilize arsenic in sloped farmland areas.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권1호
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• pp.113-120
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• 2023

Coastal and offshore structures such as ports and offshore wind farms will often need to be built on fine-grained sediments. Geotechnical properties associated with sediment compressibility are key parameters for marine construction designs especially on soft grounds, which involve clay-mineral dominated fines that can consolidate and settle significantly in response to engineered and environmental loads. We conduct liquid limit tests and 1D consolidation tests with fine-grained soils (silica silt, mica, kaolin and bentonite) and biogenic soils (diatom). The pore fluids for the liquid limit tests include deionized water and a series of brines with NaCl salt concentrations of 0.001 m, 0.01 m, 0.1 m, 0.6 m and 2.0 m, and the pore fluids for the consolidation tests deionized water, 0.01 m, 0.6 m, 2 m. The salt concentrations help the liquid limits of kaolin and bentonite decrease, but those of diatom slightly increase. The silica silt and mica show minimal changes in liquid limit due to salt concentrations. Accordingly, compression indices of soils follow the trend of the liquid limit as the liquid limit determined the initial void ratio of the consolidation test. Diatoms are more likely to be broken than clastic sediments during to loading, and diatom-rich sediment is therefore generally more compressible than clastic-rich sediment.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.172-172
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• 2020

In recent years, soil erosion has come to be regarded as an essential environmental problem in human life. Soil erosion causes various on- and off-site problems such as ecosystem destruction, decreased agricultural productivity, increased riverbed deposition, and deterioration of water quality in streams. To solve these problems caused by soil erosion, it is necessary to quantify where, when, how much soil erosion occurs. Empirical erosion models such as the Universal Soil Loss Equation (USLE) family models have been widely used to make spatially distributed soil erosion vulnerability maps. Even if the models detect vulnerable sites relatively well by utilizing big data related to climate, geography, geology, land use, etc. within study domains, they do not adequately describe the physical process of soil erosion on the ground surface caused by rainfall or overland flow. In other words, such models remain powerful tools to distinguish erosion-prone areas at the macro scale but physics-based models are necessary to better analyze soil erosion and deposition and eroded particle transport. In this study, the physics-based Surface Soil Erosion Model (SSEM) was upgraded based on field survey information to produce sediment yield at the watershed scale. The modified model (hereafter MoSE) adopted new algorithms on rainfall kinematic energy and surface flow transport capacity to simulate soil erosion more reliably. For model validation, we applied the model to the Doam dam watershed in Gangwon-do and compared the simulation results with the USLE outputs. The results showed that the revised physics-based soil erosion model provided more improved and reliable simulation results than the USLE in terms of the spatial distribution of soil erosion and deposition.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권2호
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• pp.63-69
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• 2008

해양 준설토를 재활용하여 인공염습지를 조성하기 위한 기초연구로서 준설토 배합비가 상이한 pilot-scale의 인공염습지 현장시험구를 조성하고 대표적인 염생식물인 갈대를 이식한 후 초기의 환경변화를 조사하였다. 이식된 갈대의 정착률은 준설토의 배합비가 높을수록 낮아졌으나 새로 자라난 갈대의 지상부 길이와 직경은 준설비 배합비별로 큰 차이가 나타나지는 않았다. 준설토 100%로 조성된 시험구내 토양의 강열감량과 COD 농도는 유기물의 유출입이 비교적 자유로운 열린계(open system)로 인해 증감을 반복하는 양상을 보이긴 하였으나 초기값에 비해 각각 9%와 30%씩 감소하는 경향을 보여주었다. 시험구 조성 이후 시간이 흐름에 따라 준설토 50%와 100%의 시험구에서는 종속영양세균 개체수가 증가하는 것으로 나타났다. 이식한 갈대의 정착, 100% 준설토 시험구내의 감소된 COD 함량 및 종속미생물의 증가 등 본 연구의 결과로 염생식물의 식재를 통한 인공염습지의 조성 및 생물학적 분해를 이용하는 해양 준설토의 친환경적인 처리 가능성을 확인할 수 있었다. 하지만 준설토를 이용한 인공염습지 조성가능성에 대한 정확한 평가를 위해서는 보다 다양한 항목에 대한 지속적인 모니터링이 필요한 것으로 판단된다.