• 대한토목학회논문집
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• 제32권1B호
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• pp.85-91
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• 2012

영가철을 이용한 투수성 반응벽체는 지하수를 처리하는 원위치정화기술로 국내외적으로 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 기존 영가철을 이용한 투수성 반응벽에 직류전원을 공급하여 효율이 향상된 TCE 처리기술 개발을 목적으로 하였다. 주문진규사로만 충진한 컨트롤컬럼, 영가철과 주문진규사로 충진한 영가철컬럼(영가철:주문진규사 = 1:2(v/v)) 그리고 영가철 컬럼에 직류전원을 공급한 복극전기분해컬럼, 이 세 컬럼의 운전을 통해 TCE 분해효율을 비교하였다. 실험 결과, 영가철를 충진하고 직류전원을 공급한 복극전기분해컬럼이 영가철만을 사용한 컬럼에 비해 높은 TCE의 환원효율을 나타내었다. 이는 영가철 입자가 미세전극으로 작용하여 전자의 이동을 촉진시킨 것에 기인한 것으로 보인다. 따라서 영가철이 반응매질로서의 역할만 할 때보다 반응매질의 역할과 동시에 전극으로서 작용했을 때, TCE 분해효율이 더 높게 나타났음을 알 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제8권2호
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• pp.55-61
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• 2003

본 연구의 목적은 반응벽체 매질로서 제올라이트의 표면특성을 계면활성제로 변화시켜 제조한 SMZ로 충진된 컬럼 시험을 수행함으로써 질산성 질소의 제거특성을 조사하는 것이다. SMZ컬럼 실험에서 얻어진 파과곡선의 해석결과를 이용하여 일차원 이류확산모델을 통해 예측되는 반응벽체의 질산성 질소(N $O_3$$^{-}$-N)제거효과와 실제 소규모 반응벽체 설계의 기본 인자 도출을 통한 설계방법론을 제시하였다 SMZ충진 컬럼 내 질산성 질소의 파과에 대한 예측이 선형 평형 흡착 이동모델을 이용하여 수행될 수 있음을 알 수 있었다. 유량을 변화시키면서 수행한 파과실험을 통해 얻은 파과시간과 반감기( $t_{\frac{1}{2}}$)는 유량의 크기에 반비례함을 알 수 있었다. 질산성 질소농도가 50mg/L인 지하수를 10 $m^3$/day의 처리용량으로 음용수 수질기준인 10mg/L로 감소시키고자 할 경우, 300 ton의 SMZ를 사용하여 약 6년 간 (5.8년)매질의 교체 없이 SMZ 반응벽체를 사용할 수 있을 것으로 예측되었으며, 초기 건설비용과 조사비용 등을 제외하고는 6년에 한 번씩 교체를 위한 매질비용으로 약 1억 6천 5백만 원과 주기적으로 간단한 유지관리와 모니터링 비용이 소요될 것으로 예측되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제17권4호
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• pp.73-80
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• 2012

The objectives of this research were to study the applicability and limitations of permeable reactive barrier (PRB) for the removal of tetrachloroethylene (PCE) from the groundwater. PRB column tests were conducted using reactive material with Moringa Oleifera Mass - Bentonite (Mom-Bentonite). Most of the PCE in the groundwater was degraded and/or captured (sorpted) in the zone containing activated material (MOM-Bentonite). The removal rate of PCE from the groundwater was 90% and 75% after 30 days and 180 days, respectively. The effect of micro-organisms on the long-term permeability and reactivity of the barrier is not well understood. MOM-Bentonite PRB system in this research has the potential to be developed into an environmentally and economically acceptable technology for the in situ remediation of PCE-contaminated groundwater.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권11호
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• pp.13-19
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• 2014

투수성 반응벽체 공법은 지하수 오염을 정화하는 대표적인 방법 중의 하나이다. 영양염류와 중금속 등 여러 가지 오염물질이 동시에 존재하는 경우 두 가지 이상의 반응성 매질을 적용한 반응벽체공법으로 복합오염물질의 제거가 가능하다. 본 연구에서는 반응성 매질로 제올라이트와 제강슬래그를 함께 사용하는 경우 복합오염물질의 제거능을 평가하였다. 영양염류인 암모늄과 인산염, 중금속인 카드뮴이 혼합된 복합오염물질에 대하여 연속회분식실험을 통하여 제올라이트 및 제강슬래그와의 반응순서에 따른 오염물질 제거능을 분석하였다. 연속회분식실험 결과에 의하면 제올라이트-제강슬래그 순서로 반응하는 경우 영양염류와 중금속의 복합오염물질에 대한 제거능이 더 좋은 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권10호
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• pp.61-68
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• 2010

반응벽제 기법을 이용해 지하수내 6가 크롬($CrO_4^{2-}$)과 카드뮴($Cd^{2+}$)을 동시 제거할 경우, 새로운 반응물질인 Fe-loaded zeolite의 적용성을 평가하기 위해 파일럿 규모의 모형 토조 실험을 수행하였다. 이를 위해, 폭 2.5m, 길이 3m, 높이 1.3m의 표가를 가지는 토조를 모래로 채우고, 양단에 수두차를 주어 지하수 흐름을 유도함으로써 대수층을 묘사하였다. 이후 6가 크롬과 카드뮴을 포함한 용액을 대수층에 주입하여 오염운을 발생시키고, 지속적인 모니터링을 통해 Fe-loaded zeolite로 구성된 모형 반응벽체의 오염운 정화거동을 관찰하였다. 실험결과, Fe-loaded zeolite로 구성된 반응벽체는 6가 크롬과 카드륨 오염운을 효과적으로 제거하며, 반응벽에 고정화된 오염물은 재탈착/유출되지 않음을 알 수 있었다. 이를 통해 Fe-loaded zeolite는, Cr(VI)과 Cd과 같이 서로 다른 이온 형태를 가진 무기 오염 물질로 동시에 오염된 지하수 정화에 반응벽체를 적용함에 있어 효과적인 충진물질이 될 수 있다는 결론을 도출하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권4호
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• pp.54-61
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• 2008

폐금속 광산 지역 등지에서 중금속으로 오염된 지하수의 정화 및 오염 확산 방지를 위하여 투수성 반응벽체를 사용할 수 있다. 본 연구에서는 제강슬래그가 중금속 오염지하수의 이동, 확산 방지를 위한 투수성 반응벽체 충전물질로서 사용가능한지를 평가하기 위하여 카드뮴, 구리, 납에 대한 이동성을 평가하였다. 중금속으로 오염된 현장의 조건을 고려하여, 1) 단일 및 혼합상태에 따른, 2) 카드뮴의 경우 초기 농도에 따른 영향을 주상실험을 이용하여 평가하였다. 또한 평형흡착을 가정한 이류-확산 방정식의 해석해를 이용하여 정량적인 평가도 수행하였다. 중금속 종류별로는 단일오염과 복합오염에 상관없이 카드뮴이 구리보다 지연정도가 적게 나타났다. 카드뮴의 지연계수는 혼합인 경우 3.94였고, 구리의 경우 단일에서는 40.3, 혼합에서는 25였다. 카드뮴과 구리의 지연정도의 차이는 전기음성도에 의한 친화력이 다르기 때문으로 판단된다. 전기음성도가 비슷한 구리와 납의 경우 비슷하게 파과가 진행되었지만, 납의 경우 파과가 진행되다가 유출수에서의 농도가 현저하게 줄어 나타난데 반해 구리는 파과진행 후 유출수에서 초기 농도보다 높은 농도가 나타났다. 이는 납이 흡착되어 있던 구리를 탈착시키고 그 공간에 흡착되었기 때문이라고 사료된다. 결국 흡착되어 있던 중금속이 다른 중금속에 의하여 탈착되는 현상이 나타났다. 제강슬래그에서는 중금속이 반응하면서 흐름특성이 변화하는 것으로 나타났다. 카드뮴의 초기농도가 증가함에 따라 지연정도는 감소하여 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권9호
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• pp.1060-1068
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• 2007

건강유해물질인 perchlorate로 인한 음용수의 오염은 국 내외적으로 심각히 대두되고 있으나, 전세계적으로 perchlorate에 대한 국가 차원의 규제 기준을 가진 곳은 아직 없고 발암물질로 구분되지도 않은 상황이다. 최근엔 미국 환경청(US EPA)에서 perchlorate의 예방적 복원 지침서를 발표하였으며, perchlorate 분석 및 저감기술에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재 국내에서는 perchlorate에 대한 먹는 물 수질기준이나 배출 허용 기준 등이 설정되어 있지 않고, perchlorate에 관한 국내 연구는 초기 단계에 머무르고 있다. 본 연구에서는 perchlorate의 성상 및 인체 유해성에 관해 간단히 고찰하였고, 기존의 이온교환(Ion exchange), 생물반응기(Bioreactor), 액상 탄소 흡착(Liquid Phase Carbon Adsorption), 퇴비화 처리(Composting), 현장 생물학적 정화(In Situ Bioremediation), 투수성 반응 벽체(Permeable Reactive Barrier), 식물정화법(Phytotechnology), 막분리기술(Membrane Technologies) 등과 같은 저감 기술의 장단점 및 효율에 관해 소개하였다. 최근 활발히 진행되고 있는 투수성 반응 벽체와 생물학적 환원 기술의 통합 등에 대한 연구 및 분석기술 개발에 대해서도 소개하였다. 본 논문을 통해 향후 국내 실정에 맞는 고효율의 perchlorate 국내저감기술 개발을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.1126-1131
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• 2006

This study is part of the project that develops the permeable preactive barrier to be applied in a landfill. The geotechnical applicability of the permeable preactive barrier that filters the leachate from the landfill was evaluated. Dry specimens were made using a mixture of sand, loess and bentonite. A series of experiments are performed to determine the unconfined compressive strength and permeability of various mixing ratio of bentonite, loess, and sand. The laboratory test indicate that the optimum-mixing ratio that satisfied the regulation of unconfined compressive strength(490kPa) and coefficient of permeability$(10^{-3}\sim10^{-4}cm/s)$ of the landfill was when the ratio of sand and loess was 8:2 with bentonite content of 2%. The permeable preactive barrier is different from an impermeable barrier in that it permits a limited diffusion of the leachate, which will be directly purified biologically and chemically in the landfill.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.807-810
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• 2008

영가철(ZVI)를 사용하는 투수성 반응벽체(PRB, Permeable reactive barrier)는 TCE(Trichloroethylene)와 같은 난분해성 유기물질이 포함된 지하수를 처리하는데 사용될 수 있다. 여기서 ZVI(Zero-valent iron)가 Ferric iron으로 산화되면서 TCE를 ethene으로 환원시킨다. Ferric iron으로 변화된 iron은 환원과정을 통해 Ferrous iron으로 다시 재생을 시켜야 PRB의 처리수명을 연장시킬 수 있다. Ferric iron을 Ferrous iron으로 환원시키기 위해서 철환원 박테리아(IRB, Iron-reducing bacteria)를 이용한다. 이번 연구에서는 IRB가 Ferric iron을 환원시키기 위해서 Ferric iron을 용해를 한다는 concept으로 실험을 해보았다. 실험은 증류수(DI water, De-ionized water), DI-water에 배지를 포함한 용액, 그리고 DI-water에 배지 및 IRB가 포함된 용액, 이 3가지 조건으로 수행했다. 실험결과 $Fe^{3+}$의 용해가 IRB가 포함된 용액, 배지가 포함된 용액, 증류수 순으로 잘 되는 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.57-66
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• 2010

본 연구에서는 현장사례를 이용하여 석산개발이 주변 지역에 위치하는 토양 및 하천의 중금속오염에 미치는 영향을 분석하였으며, 분석결과를 비탕으로 중금속오염에 대한 대책방안을 제시하고자 하였다. 석산개발 부지 인근의 하천 및 토양의 중금속오염 조사결과, 석산개발로 인하여 발생된 미세석분 및 침출수가 삼막천으로 유입되면서 오염을 초래한 것으로 분석되었다. 또한 석산개발 주변지역의 중금속 오염도에 대해, 오염지수를 이용하여 평가한 결과, 오염된 지하수가 삼막천 오염의 주원인인 것으로 분석되었으며, 토양의 중금속오염은 오염된 지하수가 삼막천에 유입되어 중금속이 삼막천 하상에 퇴적된 것으로 확인되었다. 따라서 삼막천 오염의 주원인인 지하수에 대한 중금속 제어는 환경친화적인 반응물질이 적용된 투수성 반응벽체 (PRE, Permeable Reaction Barrier) 시스템을 통하여 수행하는 것이 바람직 할 것으로 판단된다.