• 제목/요약/키워드: subsurface water

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철환원 박테리아에 의한 금속 환원 및 광물형성 (Metal Reduction and Mineral formation by fe(III)-Reducing Bacteria Isolated from Extreme Environments)

  • Yul Roh;Hi-Soo Moon;Yungoo Song
    • 한국광물학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.231-240
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    • 2002
  • 미생물에 의한 금속이온의 환원은 탄소와 금속의 생지화학적 순환에 영향을 줄 뿐만 아니라 또한 금속, 방사성원소, 그리고 유기물로 오염된 지하수와 토양의 정화에 있어서 중요한 역할 가능성을 시사하고 있다. 지구의 극한 환경(예: 심해저 퇴적, 알칼리성 호수 등)에서 서식하는 철환원 박테리아를 분리하여 금속이온의 환원과 광물 형성 등의 실험에 이용하여 본 결과에 의하면, 이들 철환원 박테리아는 Fe(III), Mn(IV), Cr(VI), Co(III), and U(VI)이온 등을 환원시킬 뿐만 아니라, 자철석($Fe_3$$O_4$), 능철석($FeCO_3$), 방해석($CaCO_3$), 능망간석($MnCO_3$), 비비아나이트 [$Fe_3$($PO_4$)$_2$ .$8H_2$O], 우라니나이트(UO) 등의 광물을 형성한다. 철 환원 박테리아에 의한 광물 형성과 금속이온의 환원에 영향을 미치는 주요소는 대기의 조성, 화학 조성, 및 박테리아의 종이다. 호열성 철환원 박테리아는 철수화물과 금속이온(Co, Cr, Ni) 등을 동시에 환원시켜 금속 치환된 자철석을 합성하며, 또한 석탄회 등을 이용하여 탄산염 광물을 형성하여 대기 중의 이산화탄소를 고정하는 역할을 하기도 한다. 따라서 미생물에 의한 금속이온이 환원은 자연계에서 철과 탄소의 지화학적인 순환에 영향 미치며, 또한 미생물에 의한 자철석의 합성은 산업적으로 많은 이용가치가 있을 것으로 본다.

Flupyrazofos(KH-502)의 토양 중 용탈 및 흡착 (Leaching and Adsorption of Flupyrazofos(KH-502) in the Soil)

  • 양재의;조부연;유경렬
    • 한국환경농학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.72-79
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    • 1997
  • 신규 활성물질인 Flupyrazofos(KH-502)의 토양에서의 흡착성, 용탈성 및 잔류성을 실내조건과 포장조건하에서 연구하여 본 공시약제의 안전사용을 위한 기초자료를 제공하고 토양-수질환경에 미칠 영향을 예측 평가하기 위한 목적으로 수행한 연구결과는 다음과 같다. 1. Flupyrazofos의 흡착량과 시간과의 사이에는 유의성있는 power function 관계가 있어서, 흡착이 빨리 일어나서 반응 30분 후에 45%가 흡착되고, $6{\sim}12$시간 이후에는 의사(疑似)평형에 도달했다. 2. Flupyrazofos의 흡착은 First-order kinetic model에 유의성있게 따랐고, 가해준 Flupyrazofos의 50%가 흡착되는 시간은 사양토의 경우 5.8시간이었다. 3. Flupyrazofos의 농도에 따른 흡착양상은 Freundlich 등온식으로 설명될 수 있었고, 등온식은 S-형(型)으로 분류될 수 있었다. 4. 토양 column을 통해 용탈된 Flupyrazofos의 농도는 가해준 농도에 비해 매우 낮았다. 용탈된 Flupyrazofos의 농도는 사양토가 식양토보다 약간 높았다. 사양토(砂壤土)에서 용탈된 최대 $C/C_0$ 값이 0.073, 식양토(埴壤土)에서는 0.017에 불과했다. 5. 표토에서 Flupyrazofos의 잔류량은 낮은편이며 시간이 경과할 수록 현저히 감소했다. 반감기는 사양토의 경우 20일, 식양토는 18일이었다. 심토로 이동${\cdot}$잔류된 농도는 매우 낮았다. 6. Flupyrazofos의 흡착시험, 용탈시험, 포장시험 결과와 약제의 물리화학적 특성을 근거로 판단할 때 공시농약은 토양에서 잘 흡착되고 이동${\cdot}$잔류성이 낮기 때문에, 상용농도를 시용할 경우 주변 환경에 미칠 수 있는 위해성은 낮은 것으로 판단된다.

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횡방향 발진 크로스홀 탄성파 시험을 이용한 지반의 동적 특성 평가 (Evaluation of dynamic ground properties using laterally impacted cross-hole seismic test)

  • 목영진;선창국;김정한;정진훈;박철수
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2005년도 제7회 특별심포지움 논문집
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    • pp.155-175
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    • 2005
  • 지반의 동적 변형 특성인 전단파 속도(Vs), 압축파 속도(Vp), 그리고 그에 따른 포아송 비(v)는 내진 설계나 내진 성능 평가 외에도 구조물의 거동 평가에 필요한 매우 중요한 지반 정수이다. 지난 수 십 년 동안 이러한 지반 정수를 효율적이고 정밀하게 측정하기 위해 여러 가지 검측공 탄성파 시험 기법들이 개발 및 적용되어 왔다. 본 연구에서는 가장 신뢰성이 높은 현장 탄성파 기법인 크로스홀 탄성파 시험 기법을 지반 동적 물성을 획득하기 위한 기법으로 선정하였다. 지하수위 존재 여부에 관계없이 토사뿐만 아니라 암반을 대상으로 크로스홀 시험을 성공적으로 수행할 수 있도록 연직 시추공 안에서 지반에 대한 횡방향 가진이 가능한 스프링식 발진 장치를 개발하고, 두 곳의 기존 항만 부두 부지와 두 곳의 신규 LNG 저장 시설 부지로 구성된 국내 세 지역을 대상으로 크로스홀 탄성파 시험을 실시하였다. 대상 부지에서의 횡방향 가진의 크로스홀 시험으로부터 깊이별 Vs, Vp 및 v와 같은 지반 동적 특성을 효율적으로 결정하였으며, 적용 대상 시설물인 기존 항만 부두 시설물의 내진 성능 평가 그리고 신규 LNG 저장 시설물의 내진 설계를 위한 근본 자료로 제시하였다.

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도로함몰 실태와 안전관리 개선 방안 (The Road Subsidence Status and Safety Improvement Plans)

  • 배윤신;김균태;이상염
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.545-552
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    • 2017
  • 함몰은 싱크홀, 포트홀, 구조물 침하, 도로함몰 등을 발생시킨다. 도로함몰은 지표수 근처 석회암이 녹아 동공이 생기고 지지력 저하로 인한 도로표면의 급작스런 붕괴로 기술된다. 도로함몰은 서울시에서만 2010년 이후 연평균 약 665건 발생하였고 2013년까지는 발생빈도가 증가하였다. 서울 지역에서 발생하는 도로함몰의 주된 원인은 지하 시설물의 파손 및 관리 소홀과 지하수위 강하 등이다. 이에 서울시에서는 여러 기관과 공동연구 및 탐사를 통해 원인을 규명하고 통행자들이 안심할 수 있도록 안전관리방안에 대한 특별대책을 수립하여 발표하였다. 도심지의 경우 주로 굴착복구 공사에서 도로함몰이 발생할 수 있기 때문에 공사장에서의 올바른 관리는 필수적이다. 본 연구의 목적은 도로함몰의 주된 원인을 파악하고 이에 대한 대책 및 관리방안을 제시하는 것이다. 이를 위하여 생애주기비용 분석을 통해 주야간공사 시행의 필요성을 제기하였다. 또한 모래를 뒤채움재로 사용하는 경우의 한계점을 분석하여, 모래 대신 유동성 뒤채움재를 활용할 것을 제안하였다. 마지막으로 지방자치단체들의 도로탐사 사각지대를 줄이기 위하여, 권역으로 구분하고 권역별로 외부전문기관과 협업하여 탐사하는 방안을 제시하였다.

문무대왕 수증릉에 대한 지질공학적 연구 (ENGINEERING GEOLOGICAL STUDIES ON THE SUBMERGED TOMB OF KING MUNMU, SHILLA DYNASTY, KOREA)

  • 손호웅;김성범
    • 지구물리
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    • 제6권3호
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    • pp.139-153
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    • 2003
  • 고고학적 발굴에 있어 지하정보는 매우 중요한 요소로서 지하정보를 얻기 위한 방법으로서 지구물리학적 탐사방법이 많이 적용되고 있다 본 연구는 경상북도 경주시 감포읍 양북면 대본리 앞 바다에 위치한 문무대왕 수중릉에서 측량을 비롯한 각종 지구물리탐사 및 지질공학적 조사결과에 관한 것으로서 물리탐사방법의 고고학적 조사 발굴분야에의 적용 가능성을 확인하고자 수행하였다 대왕암은 크게 개의 화강암으로 이루어진 바위섬으로 이루어져 있으며 크기는 東西 35.0m, 南北 약 36.0m이며, 높이는 최대 약 5.30m이다. 대왕암 내부의 공동에는 巨石이 하나 있으며, 최대 수심 약 1.5m를 거의 일정하게 유지하며, 물에 잠겨 있다. 거석은 東西 최대 2.47m, 南北, 최대 3.75m, 높이는 최대 약 1.35m의 크리를 갖는 타원체형이며, 무게는 약 20ton이다. 바위섬 내부의 공동은 암반에 자연적으로 발달 형성된 절리 및 틈새를 인위적으로 정 등을 사용하여 이미 어느 정도 있던 공간을 확장한 것으로 판단되며 절리 및 측량결과로 볼 때 거석은 대왕암에 발달한 절리에 의한 암반블록을 다듬은 것으로 판단된다. GPR 탐사결과 거석하부의 암반에는 주변의 대왕암과 같이 절리가 잘 발달하여 있고 인공구조물 혹은 석 함 등을 묻기 위한 공동을 발견할 수 없었다 한편 전자유도 탐사결과도 구조물 특히 철제 유구 등에 의한 반응을 찾을 수 없었다 이상과 같은 관찰 및 조사결과를 토대로 대왕암과 거석은 바위섬의 자연상태를 최대한 유지하면서 인위적으로 조성된 것으로 판단되며, 巨石하부에서 장골흔적을 발견할 수 없었더. 巨石은 뼈를 바다에 뿌린 제단과 같은 구실을 한 것으로 판단된다.

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돈분(豚糞)에서 유래(由來)한 질산태질소(窒酸態窒素)의 토양(土壤)중 행동(行動) (Behavior of NO3-N Derived from Pig Manure in Soil)

  • 윤순강;유순호
    • 한국토양비료학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.353-359
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    • 1996
  • 돈분(豚糞)에서 유래(由來)한 질소의 토양 중 행동을 구명하고자 사양토와 양토를 공시하여 무저(無低) PVC 포트(직경 20cm, 높이 100cm) 조건에서 토양침투수 채취용 ceramic cup tube를 설치하고 시험을 실시하였다. 가축분은 생돈분과 발효돈분을 공시하여 0, 50, 100톤/ha수준으로 처리하였으며 옥수수재배에 의한 질산태질소 이동에 미치는 요인분석을 위하여 양토(壤土)에 한하여 옥수수를 공시 작물로 재배하면서 나지구(裸地區)와 비교(比較)하였다. 토양깊이 90cm에서 채취한 침투수의 질산태질소 농도는 돈분시용량이 많을수록 증가하였고 토성별(土性別)로는 사양토 보다 양토에서 돈분(豚糞)의 부숙상태별로는 생돈분에 비하여 발효돈분에서 높았다. 옥수수 재배지에서 침투수의 질산태질소 농도는 동일량의 돈분이 처리된 나지구에 비하여 64.6-68.9% 가 감소되었다. 침투수에 양(陽)이온들의 농도는 돈분시용량이 많을수록 증가하였으며 옥수수 재배구에서는 침투수의 양이온 농도가 나지에 비하여 현저히 감소되었다. 침투수(浸透水)에 질산태질소(窒酸態窒素) 농도가 증가할수록 Ca, Mg, Na 농도는 증가하여 이들 양이온들이 돈분유래 질산태질소와 동반용탈(同伴溶脫)되는 경향을 보였다. 침투수(浸透水)의 질산태질소 당량에 대한 양이온들의 당량비는 돈분시용량이 많을수록 증가하였으며 사양토(砂壤土) 양토(壤土) 공히 돈분시용량이 많을수록 심토 중에 질산태질소 농도가 증가되었다.

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Saint-Venant 공식(公式)에 의한 개수로(開水路)의 지하수성분(地下水性分) 추적(追跡) (Routing of Groundwater Component in Open Channel)

  • 김재한
    • 대한토목학회논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.23-32
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    • 1988
  • 미계측유성(未計測流城)에서의 시간별 강우(降雨)로부터 부분침투천하(部分浸透川下)의 비피압대수층내(非被壓帶水層內)의 지하수(地下水)흐름에 기여하는 침투량과, 이로 인(因)하여 발생되는 하천수로상(河川水路上)에서의 시간별 기저유량(基底流量)의 동시적(同時的) 결합(結合)이 지형도(地形圖)나 토양도(土壤圖)부터 획득된 수리(水理) 및 수문(水文) 특성인자(特性因子)들에 의하여 수행(遂行)되었다. 지하수(地下水)흐름과 이의 개수로상(開水路上)의 흐름추적은 Boussinesg의 비선형방정식(非線形方程式)을 선형화(線形化)한 기법(技法)과 St. Venant의 간편화 공식을 각각 이용하므로써 결정되어졌다. 이의 해(解)를 위한 유출모형(流出模型)은 전류성(全流城)을 분할한 분포모형(分布模型)을 사용하였으며, 수치해법(數値解法)은 운동파방정식(運動波方程式)의 유한차분법(有限差分法)을 이용하였다. 그 결과로서, 수문지질(水文地質)의 다변성(多變性)에 따른 수문곡선분리(水文曲線分離)의 합리성(合理性)은 물리적(物理的)으로 바탕을 둔 지하지표수(地下地表水)의 모형을 개발하므로써 이루어져야 한다고 제안(提案)된다. 본 연구의 실하천유역(實河川流域)에 대한 적용 예로서는, 금강수계내(錦江水系內) 지류(支流)인 보청천유역(報靑川流域)을 선정(選定)하였으며, 그 결과로부터 본(本) 기법(技法)은 미계측유역에서의 강우의 지하침투량에 의한 기저유량을 모의발생(模擬發生)시킬 수 있으리라 판단된다.

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오염토양 복원을 위한 연직배수시스템의 지반공학적 특성 (Geotechnical Characteristics of Prefabricated Vertical Drain System for Contaminated Soil Remediation)

  • 신은철;박정준
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제8권5호
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    • pp.5-14
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    • 2007
  • 개발사업과 산업발달로 인하여 발생되는 유해화학물질과 유류사용량이 늘면서 화학물질과 유류를 저장하는 지하저장탱크에서의 오염물질 유출로 토양 및 지하수 오염이 심각해지고 있다. 또한, 산업지역, 공장지대가 밀집된 매립 지반에서는 투수계수가 낮아 오염물질 추출에 한계가 있다. 이러한 문제해결 방안의 하나로 연약지반 개량공법에서 사용되고 있는 연직배수재를 이용하여 기존의 복원기술인 진공추출공법, 토양세정공법의 효율을 증진시킨 연직배수시스템에 대한 연구를 수행하였다. 오염된 토양의 복원을 목적으로 사용한 연직배수시스템의 적용성 평가를 위하여 오염토양 복원시 오염지반에 영향을 주는 인자에 대한 지반공학적 특성 등을 분석하였다. 연직배수재의 수두손실 및 통수능 측정 결과, 진공압력과 연직배수재의 폭이 증가할수록 통수능은 배수재의 통수 단면적에 비례하여 증가하는 경향을 나타내었다. 축척효과에 의해 단면을 축소시킨 폭이 2.5 cm인 배수재의 경우에는 영향반경이 대략 14cm에서 16cm를 넘어가면서부터 간극수압이 더 이상 감소하지 않고 일정해지는 유효 영향범위로 판단하였다. 또한, 투기계수는 등가직경이 증가 할수록 감소하였으며, 흐름률이 높을수록 압력수두는 더 정밀한 값을 나타내어 평균 투기계수 값인 3.152 Darcy에 가까운 공기흐름률은 1,500~2,000 $cm^3/s$일 때 가장 정확한 값을 나타내었다.

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심층 처분 시설의 수리 역학적 해석을 통한 벤토나이트 버퍼의 역학적 영향 인자 중요도 평가 (A Coupled Hydro-Mechanical Analysis of a Deep Geological Repository to Assess Importance of Mechanical Factors of Bentonite Buffer)

  • 전윤수;이승래;김민섭;전준서;김민준
    • 터널과지하공간
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    • 제29권6호
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    • pp.439-455
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    • 2019
  • 완충재는 심지층 고준위 방사성 폐기물 저장소의 주요 구성 요소이다. 벤토나이트는 높은 열전도율과 낮은 수리투과성의 특성으로 완충재의 핵심 구성 요소로 다수의 국가에서 채택되었다. 심층 처분은 지하수 유입을 일으키고 이는 완충재 및 뒷채움재의 팽윤압을 초래한다. 완충재에서 발생하는 고압의 팽윤압은 처분용기에 영향을 줄 수 있기에 정밀한 완충재의 팽윤압 예측은 안전한 처분 시스템 구축에 있어서 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 MX-80 벤토나이트의 수리역학적 거동에 대한 팽윤압 예측 모델을 세우고, 그 결과를 토대로 민감도 분석을 시행하였다.

도시 및 도로 조경공간을 활용한 소규모 인공습지 조성 기술 (Development of small constructed wetland for urban and roadside areas)

  • 강창국;;손영규;조혜진;김이형
    • 한국습지학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.231-242
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    • 2011
  • 도시화가 진행될수록 건물의 옥상 및 교통관련 시설물 또한 증가하여, 녹지공간은 감소하고 불투수면은 증가하게 된다. 불투수면이 증가함에 따라, 도시내 자연적 물순환 시스템 파괴, 비점오염물질 증가, 생태축 단절 등과 같은 다양한 환경수리학적 문제점이 발생되고 있다. 최근 들어 국민들의 생활 및 의식수준이 향상되면서, 도시의 경제적인 측면뿐만 아니라 심미적인 측면, 환경적인 측면을 동시에 고려한 지속가능한 도시 개발이 요구되고 있다. 또한 강우유출수 관리에 대한 관심과 인식이 높아지면서 Low Impact Development(LID) 관련 기술의 개발 및 적용에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 국내 환경에 적합한 가이드라인, 설계기준 등은 매우 부족한 실정이다. 본 연구는 도시 및 도로가에 적용하기 위한 소규모 인공습지 기술을 개발하기 위하여, Pilot-scale 실험을 실시하였으며, 분석 결과, TSS, $COD_{Cr}$, TN, TP, Total Pb에 대한 평균저감효율이 각각 95%, 82%, 35%, 91%, 57%로 나타났다. 이러한 결과는 소규모 인공습지가 향후 도시 내 효율적인 물순환 시스템을 구축하고, 수생태계 보전에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.