• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제4권3호
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• pp.3-15
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• 2001

목포항의 수질과 영양상태의 계절 변화를 구명하고 평가하기 위하여 1996년 8원부터 1999년 8월까지 3년간 현장 관측과 수질 분석을 실시하였다. 첫째, 투명도, 용존무기질소, 인산인 및 클로로필 a와 같은 수질 항목에 대하여 OECD 영양분류기준을 적용한 결과, 목포항 해수의 영양수준은 4계절 내내 중영양 내지 부영양 상태로 평가되었고, 특히 하계에는 부영양 상태로 나타났다. 둘째, 비록 목포항 수질은 화학적 산소요구량에 의하면 해역수질 환경기준의 2급수 내지 3급수로 평가되지만, 부영양화에 의한 오염지수를 산정한 결과에 의하면, 목포항은 수질이 악화되어 4계절 내내 3급수에도 미치지 못하는 것으로 나타났다. 셋째, 부영양도를 산정한 결과, 특히 하계 또는 추계에 목포항에서 적조 발생 잠재력이 높은 것으로 나타났다. 넷째, 해수중에 존재하는 인에 대한 질소의 평균원자비(N/P)를 살펴보면, 목포항에서 식물플랑크톤의 성장에 대한 제한 영양 인자는 질소라기보다는 인으로 나타났다

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.15-27
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• 2013

본 연구에서는 대구 G정수장 막여과 정수처리시설을 계획하기 위해 원수수질 처리에 적합하고 경제적인 시스템을 적용하고자 현장모형실험을 통하여 동절기를 포함한 6개월 동안의 연속운전에 따른 수량과 수질, 그리고 공정의 안정성을 평가하였다. 환경부 막여과 정수시설의 설치기준에 의해 실시된 현장모형실험에서 1계열 목표수질 검증설비와 2계열 막공정 평가설비로 나누어 2계열로 수행되었다. 공정수질은 탁도 0.03 NTU 이하로서, 증류수 수질의 탁도를 나타내었으며 먹는 물 수질기준을 모두 충족하였다. 공정운전에서 99%의 회수율로 안정된 막차압을 나타내어 공정운전에 수질 및 수온 등의 영향에 대비한 공정설계가 되었음을 확인하였다. 따라서 지속적인 기술개발을 통해 설계 및 시공 노하우에 대한 지속적인 경험이 축적되어 막여과 고도정수처리 기술에 대한 엔지니어링 원천기술을 확립하고자 한다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2018년도 정기학술대회 발표논문집
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• pp.137-137
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• 2018

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2001년도 정기총회 및 봄 학술발표회 초록집
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• pp.178-180
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• 2001

본 혐기성 반응기와 호기성 반응기를 사용하여 염색폐수를 처리 할 경우 HRT 24~30시간의 경우 색도는 방류수 수질기준을 만족시킬 수 있으나 외관상 색도를 띄며, COD의 경우 배출수 허용기준을 만족시키기 어려우므로 전처리나 후처리로써 응집. 침전 공정, 오존 및 UV와 같은 고도산화공정이 필요하다고 사료되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.124-124
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• 2016

하천에서의 분변성대장균은 분변성 오염 정도를 나타내는 지표로서, 이 농도가 높을수록 오염된 하천수와의 접촉을 통한 호흡기, 소화기 및 피부 관련 질병의 발발 확률이 높다고 알려져 있다. 따라서 하천에서의 수영, 수상스키 등과 같은 입수형 친수활동을 할 때, 분변성대장균 농도가 농도 기준 이하인지를 확인하고 이러한 정보를 친수활동에 이용할 필요가 있다. 그러나 분변성대장균의 경우, 현재 자동수질측정망에서 측정되고 있는 다른 수질인자들과는 달리 실시간 측정이 불가능하다고 알려져 있다. 분변성대장균을 측정하는데 있어 최소 18시간 이상이 필요하며, 이러한 분변성대장균 측정 방식은 하천 이용자들이 안전한 친수활동을 영위하는데 있어 적절한 수질 정보를 제공하지 못한다. 그러므로 분변성대장균을 예측하는 모델을 개발하고, 이를 이용하여 실시간 분변성대장균 정보를 생성하여 하천 이용자들에게 제공할 필요가 있다. 본 연구에서는 친수활동이 활발하게 이루어지는 곳 중 하나인 북한강의 대성리 지점에 대해 데이터 기반 모델을 이용하여 분변성대장균을 예측하였다. 데이터 기반 모델은 물리 기반 모델에서 필요한 지형데이터나 비점오염원 등의 초기 오염물의 양에 대한 데이터를 필요로 하지 않고, 대신 독립변수로 사용되는 기상 및 수질데이터를 필요로 한다. 이러한 기상 및 수질데이터는 기존 기상관측소, 수질관측소에서 매일 자동으로 측정되기 때문에 데이터 기반 모델은 물리 기반 모델에 비해 입력데이터를 구성하기가 쉽다는 장점을 지닌다. 이러한 데이터 기반 모델 중 분류 모델은 회귀 모델과 달리 분변성대장균 농도가 일정 수질기준 이상을 넘는지를 바로 예측할 수 있다. 본 연구에서는 분류 모델 중 높은 예측력을 가진다고 알려진 랜덤포레스트(random forest) 기법을 이용하여 분변성대장균 예측 모델을 개발하였다. 분변성대장균 예측 모델은 주어진 기상 및 수질 조건에 대해 분변성대장균이 200 CFU/100ml가 넘는지를 예측하였다. 예측된 분변성대장균이 기준을 넘는 경우를 2등급, 넘지 않는 경우를 1등급으로 명명하였다. 모델을 개발하기 위하여 북한강 대성리 인근 측정소에서 2010년부터 2015년까지 측정된 기상 및 수질데이터를 수집하였다. 수집한 데이터를 훈련 및 검증데이터로 샘플링하였으며, 이 때 샘플링한 데이터가 기존 데이터가 가지고 있던 등급별 비율을 유지하기 위하여 층화샘플링을 하였다. 본 연구에서는 샘플링에 의한 불확실성을 줄이기 위하여 랜덤하게 50번 샘플링된 각각의 훈련데이터에 대해 모델을 개발하였다. 50개의 모델의 검증 결과를 종합한 결과, 전체 예측률은 0.139로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.15-15
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• 2023

2020년 기준 국내 상수도 보급률은 99.1% 차지하고 있으며(환경부, 2019), 수도관리차원에서 수돗물은 먹는 물로 시판되어질 만큼 우수한 관리체계를 유지하고 있다. 그 반면에 지하수는 생활용수, 식품가공, 농·축산, 양어, 군부대를 비롯한 전국지역에서 연간 10억 8천만톤 용수를 소비하고 있음에도 (환겨례 신문, 2013; 환경부, 2019) 사용되는 지하수의 약 65%가 음용수 불가판정을 받았으며, 최근 지하수의 오염비율은 급격히 증가하는 추세이다. 특히, 지하수관정의 관리부주의에 의한 수질오염 및 수인성 다제내성균(슈퍼박테리아) 등에 의한 오염사례가 국내는 물론, 국제적으로 다수 보고되고 있는 실정이다 (환경부, 2013). 현재 지하수 수질관리는 공공기관 및 지자체 지정기관을 통해 진행되고 있으며, 검사기간은 수질채취로부터 통상 7~15일정도 소요되어 수질 관리 및 기준, 검사주기에 대한 애로가 많다. 현장 지하수관정에서 실시간 수질을 모니터링하고 이에 연동된 자동 수처리 시스템의 개발 및 도입은 나날이 심각해지는 환경오염 상황에서 선제적 예방과 해결방법으로 중요한 요소기술이다. 현재 지하수오염 및 부적합 음용의 수질처리는 화학약품, 필터여과, UV살균, O₃ (플라즈마)을 이용하는 것이 대표적이나, 화학약품의 경우 2차 오염이나 식품 세척 및 가공에 있어 부적합성의 한계점이 있다. 필터여과의 대표적인 RO필터의 경우 약 50% 순손실이 발생하고, UV 살균의 경우 UV에 의한 사용관리자의 위험 및 장비의 광부식 문제, O₃ 의 경우 고압전류 사용에 따른 위험성 등의 한계점이 나타나고 있다. 지하수 수질정화를 위한 광유도 활성산소(¹O₂, ·O^-₂)는 광감응제에 가시광의 빛 조사를 통해 생성되는 활성산소로의 에너지 및 전자 전이가 동시 진행되어 단일항 산소(¹O₂)와 슈퍼옥사이드 이온(·O^-₂)을 생성하게 된다. 생성된 활성산소는 유해미생물 또는 유기화학물과 개열, 제거, 치환 반응 등을 통해 미생물사멸 및 유해화학물질들이 분해 가능하다. 이를 이용한 지하수 유해미생물 사멸기술, 장비, 실시간 지하수의 분석기술 및 정수처리, 지하수 물순환 시스템 개발뿐만 아니라 지하수 음용수 및 오염개선, 지하수 기저유출에 의한 오염원 저감으로부터 지류·지천, 하천 본류 수질개선 등의 대상지역에 활용 가능하다. 또한 광유도 활성산소는 기존 상수도 수처리에 있어 오존(O₃) 처리와 이산화티탄을 이용한 AOP과정을 단일처리 공정으로, 기존 O₃ 의 특성상 확산 거리가 매우 길어 사람을 포함한 생체 내에 유입 시 다양한 부작용 발생과 O₃ 차폐시설 요구의 문제점 극복의 대안으로 환경 및 인체에 무해한 광유도 활성산소 시스템을 적극적으로 도입 및 적용해야 한다. 본 연구 목적은 정류상태 흡광분광기술을 이용한 실시간 수질 모니터링과 광유도 활성산소를 이용한 유해 미생물의 멸균효능 및 지하수 수질관리 기술로의 적용 가능성을 제시하고자 한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.37-45
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• 2001

대전광역시에서 음용수로 이용되고 있는 지하수의 수질특성을 분석하기 위하여 1995년부터 1997년의 3년간의 수질검사자료를 분석한 결과 대전시 지하수의 30.1%가 먹는물수질기준을 초과하는 것으로 나타났으며 지역별로는 동구 36.4%, 대덕구 32.3%, 중구 31.2%, 서구 30.0%, 유성구의 25.2%가 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 먹는물 수질기준을 초과하는 항목은 일반세균, 대장균, $NO_3$-N, F, Fe, $NH_3$-N, Mn, Zn 등 총 23개 항목이었으며 연도별 지역별 수질항목별 평균농도는 1997년에 Fe(최고치 : 대덕구, $1.31mg/{\ell}$)와 Mn(최고치 : 중구, $0.53mg/{\ell}$)을 제외하고는 모두 먹는물수질기준을 초과하지 않았다. $NH_3$-N, Mn, Fe, Al, F 등은 1997년도에 급격히 농도가 증가하였므로 이러한 급격한 농도 증가의 원인에 대한 조사가 필요하다. 월 평균강우량과 대장균 및 일반세균의 부적합율 (부적합 횟수/검사횟수)계열은 수문학적 지속성과 계절상관성이 있는 것으로 나타났다. 대장균 및 일반세균 부적합율과 강우량간의 상관계수는 전체 월평균 강우량계열에 대해서는 0.525, 100mm이상 강우량계열에 대해서는 0.6733, 150mm이상 강우량계열에 대해서는 0.641로 비교적 상관성이 있으며 대장균 부적합율과 강우량간의 상관성이 일반세균과 강우량간보다는 더 상관성이 있는 것으로 나타났다.

• 환경영향평가
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• 제11권1호
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• pp.1-12
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• 2002

중부지방 3백만 주민의 상수원으로 이용되는 대청호는 부영양화가 심화되어 적절한 수질관리가 없으면 상수원수의 최저등급인 3급수를 만족할 수 없는 상태에 이르고 있다. 그래서 2002년 1월에 금강수계 물관리 및 주민지원 등에 관한 법률이 제정되었는 바, 오염총량제와 수변구역의 지정을 통한 수질보전 등을 주요한 내용으로 포함하고 있다. 오염총량제를 실천하기 위해서는 대청호의 환경용량을 추정하는 것이 필수 불가결하다. 환경용량의 추정은 장래 대청호 수질영향권역에서 개발사업이 이뤄질 때 환경영향평가 특히 누적영향평가를 위해 필요하다. 대청호의 환경용량을 추정하기 위해 오염부하량과 유량의 변화가 대청호의 총질소와 총인농도에 미치는 영향을 WASF5모형으로 분석하였다. 총질소 부하량이 50%증가한다고 가정했을때 갈수기. 명수기, 홍수기에 각각 0.14-0.29 mg/l, 0.12-0.16 mg/l and 0.03-0.05 mg/l 정도의 농도 변화가 예측되었다. 총질소 부하량이 지금의 반이하로 감소하더라도 총질소농도 5급수기준 (1.0-1.5 mg/l)을 달성할 수가 없다. 대청호의 환경용량을 상수원수 3급수기준으로 산정한다면, 그것은 현재의 총질소 부하량의 반보다 훨씬 적다고 추정할 수 있으며 따라서 총질소 부하량은 지금의 반이하로 줄어들어야 할 것이다. 총인 부하량이 50%증가한다고 가정했을 때 갈수기, 평수기, 홍수기에 각각 0.005-0.011 mg/l, 0.004-0.006 mg/l and 0.001-0.002 mg/l 정도의 농도 변화가 예측되었다. 총인 부하량이 지금의 반이하로 감소하더라도 총인 농도 4급수기준 (0.05-0.1 mg/l)을 간신히 달성할 수 있다. 따라서 대청호의 환경용량은 지금의 총인 부하량의 반정도로 추정할 수 있으며 총인 부하량은 지금의 반이하로 줄어들어야 할 것이다. 오염부하량을 줄이기 위한 방안을 정오염원과 비정오염원으로 나눠 제시하였고 오염총량제 실현방안을 제시하였다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.131-132
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• 2002

우리나라는 식수의 90% 이상을 지표수로부터 얻고 있다. 그만큼 식수를 위한 취수가 외부의 위험에 노출되어 있음을 의미한다. 원칙적으로 어떠한 대기오염물질의 침적도 수질에 영향을 미칠 수 있다 황과 질소분은 대표적인 산성물질로 수질을 산성화시킬 수 있다 그러나 우리나라 주요 하천과 호소는 적지 않은 양의 산성물질 침적에도 불구하고 pH는 상수원수 등급기준인 6.5-8.5사이로 양호하다 (환경부, 2001). 하천, 호소의 완충 능력이 침적에 비하여 충분함을 의미하나 구체적 메커니즘은 분명치 않다. (중략)

• 한국해양학회지:바다
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• 제17권2호
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• pp.45-58
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• 2012

육상기인 오염원의 해양유입의 급속한 증가로 인해 유해성 적조발생이 빈번해졌을 뿐 아니라, 양식기술의 발달과 과밀양식으로 인해 연안역의 자가 오염증가가 가속화되고 있다. 따라서 해양환경 관리와 적절한 해역이용을 위해 과학적인 관리의 필요성이 증가하고 있다. 현행 환경기준은 일본의 해역 수질기준을 준용하여 육상의 배수기준에 희석 비율을 적용시켜 설정하는 공학적인 방식이다. 그리고 해역의 환경특성을 고려하지 않고 일률적인 값을 적용하였다. 유럽연합, 미국, 호주, 캐나다 등의 선진국에서는 이미 20여 년 전부터 종합적인 수질관리대책을 마련하고 있다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 해양환경 특성에 적합한 수질평가 기준을 설정하기 위해 해역을 해류, 조석, 탁도 등을 기준으로 다섯 가지의 생태구로 구분하였다. 그리고 국가해양측정망의 관측항목 중에서 부영양화의 원인항목(용존 무기질소(dissolved inorganic nitrogen, DIN), 용존 무기인(dissolved inorganic phosphorus, DIP)과 일차반응항목(클로로필, Secchi depth)과 이차반응항목(저층용존산소포화도, bottom dissolved oxygen saturation)에 해당하는 항목들을 평가항목으로 선정하였다. 용존 무기질소, 용존 무기인과 클로로필의 기준값은 각각의 생태구에서 하천의 유입 영향이 최소인 외양역 정점의 2000년에서 2007년까지의 계절별 평균값 중 최대값으로 하였고, Secchi depth는 계절별 평균값 중 최소값을 선택하였다. 그리고 저층용존산소 포화도는 외양역의 평균값 중 최소포화도 값인 90%를 전체 생태구의 기준값으로 정하였다. 전체연안을 체계적이고 동일한 기준으로 관리하기 위해서 개별 평가항목의 점수로부터 원인항목, 일차반응 항목, 이차반응 항목 순으로 큰 가중치를 부여하는 가중선형합산 방식으로 수질지수를 계산하였다. 2000년부터 2007년까지 모든 정점에서 구한 수질지수의 분포는 최소값인 20과 중앙값이 30에서 빈도수가 높은 쌍봉분포가 나타났다. 따라서 수질지수의 쌍봉분포 앞부분에 해당하는 23이하를 매우좋음(I등급)으로 하였고 최소값+표준편차 이하를 좋음(II등급), 최소값+2표준편차 이하를 보통(III등급), 최소값+3표준편차 이하를 나쁨(IV등급), 그리고 최소값+3표준편차 초과일 때 아주나쁨(V등급)으로 정하였다.