• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제19권1호
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• pp.54-62
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• 2014

To better understand dissimilatory iron and sulfate reduction (DIR and DSR) by subsurface microorganisms, we investigated the effects of sulfate and electron donors on the microbial goethite (${\alpha}$-FeOOH) reduction. Batch systems were created 1) with acetate or glucose (donor), 2) with goethite and sulfate (acceptor), and 3) with aquifer sediment (microbial source). With 0.2 mM sulfate, goethite reduction coupled with acetate oxidation was limited. However, with 10 mM sulfate, 8 mM goethite reduction occurred with complete sulfate reduction and x-ray absorption fine-structure analysis indicated the formation of iron sulfide. This suggests that goethite reduction was due to the sulfide species produced by DSR bacteria rather than direct microbial reaction by DIR bacteria. Both acetate and glucose promoted goethite reduction. The rate of goethite reduction was faster with glucose, while the extent of goethite reduction was higher with acetate. Sulfate reduction (10 mM) occurred only with acetate. The results suggest that glucose-fermenting bacteria rapidly stimulated goethite reduction, but acetate-oxidizing DSR bacteria reduced goethite indirectly by producing sulfides. This study suggests that the availability of specific electron donor and sulfate significantly influence microbial community activities as well as goethite transformation, which should be considered for the bioremediation of contaminated environments.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.5-13
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• 2008

지금까지 유효활용이 불가능한 항만지역의 발생 준설토사를 자원으로 활용하기 위한 환경기준을 제안하였다. 현재 국내의 경우 퇴적물의 화학적 분석은 이루어졌으나 생물영향과 연계된 자료의 부족으로 자체적 기준을 개발하는 것은 현실적으로 불가능하다. 그러므로 외국의 기준을 선별하고 국내 퇴적물 오염현황, 국내 퇴적물의 주요 오염성분, 오염퇴적물 정화기준의 하위기준과 상위기준을 종합적으로 고려하여 국내여건에 적합한 환경기준을 제안하였다. 본 연구에서 제시된 환경기준은 국내퇴적물의 천연부존량보다 값이 크기 때문에 국내 환경여건에 대하여 적합하며 많은 경험과 사후 모니터 링을 실시하고 있는 선진국의 환경기준과 비교하여 엄격한 수준으로서 준설토사를 경제적으로 활용할 경우, 환경에 미치는 영향은 크지 않아 향후 준설토사의 처리 및 활용의 적용기준으로 적합할 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제86권3호
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• pp.324-333
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• 1997

충남(忠南) 금사군(錦山郡) 복수면(福壽面) 폐탄광지역(廢炭鑛地城) 토양(土壤)의 이화학적(理化學的) 특성(特性)과 폐탄광(廢炭鑛) 및 폐광석(廢鑛石)더미에서 유출되는 산성(酸性) 광산폐수(鑛山廢水)의 유입으로 인한 하상퇴적물(河床堆積物) 및 토양수(土壤水)의 오염실태(汚染實態)를 조사하였다. 폐탄(廢炭)으로 덮혀 있는 지역은 토양층위(土壤層位)가 발달하지 않았으며, 용적밀도(容積密度)가 $1.83g/m^3$로 매우 높았다. 토양산도(土壤酸度)는 탄질(炭質)에 의해 오염(汚染)을 받은 지역(地域)이 pH 4.01-4.11로 산성(酸性)을 나타냈으며 비오염지역(非汚染地域)은 pH 5.03-5.13으로 나타났다. 토양(土壤)과 하상퇴적물(河床堆積物)의 중금속(重金屬)들중 As. Cr, Ni, Mo, Ba 등은 폐탄(廢炭)의 영향을 받은 오염지역(汚染地域)이 폐탄(廢炭)의 영향을 받지 않은 비오염지역(非汚染地域)(낙엽송(落葉松) 식재지(植栽地))에 비하여 공히 높은 함량(含量)을 나타냈으며 특히 As와 Mo가 높았다. 토양(土壤) 및 하상퇴적물(河床堆積物)의 주원소(主元素) 및 미량원소(微量元素)의 구성별(構成別) 상대적(相對的)인 비(比)에서 $K_2O/Na_2O$에는 탄질물(炭質物)을 많이 함유(含有)하고 있는 토양(土壤) 및 오염지역(汚染地域)의 하상퇴적물(河床堆積物)내에서 높았고, $MgO+Fe_2O_3+TiO_2/CaO+K_2O$는 오염지역(汚染地域)에서 상대적(相對的)인 비(比)가 낮았다. 토양수(土壤水)의 pH는 오염지역(汚染地域)이 3.4-4.2로 강산성(强酸性)이었으며, 토양(土壤)의 산성화(酸性化)로 $Na^+$, $K^+$, $Mg^{+2}$ 등 양(陽)이온의 용탈(溶脫)이 촉진되어 토양(土壤)의 완충능력(緩衝能力)이 낮았다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권7호
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• pp.873-880
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• 2020

굴 패각을 입경(0 ~ 1, 1 ~ 2, 2 ~ 5 mm) 및 소성온도(400(P400), 500(P500), 600(P600), 800(P800)℃)별로 전처리 한 후, 퇴적물과 혼합된 실내실험을 통해 퇴적물의 성상변화를 조사하였다. 굴 패각의 주요 성분인 CaCO3는 700℃ 이상의 소성 온도에서 열분해 되어 CaO로 변화하는 것으로 나타났다. P800의 Ca2+ 농도는 약 790 mg/L로 대조구 및 다른 실험구들에 비해 약 2 ~ 3배 높게 나타나 고온 소성 된 굴패각일수록 용출되는 Ca2+는 높은 것으로 확인되었다. 600℃ 이상의 온도에서 소성된 굴 패각에서는 CaCO3의 열분해로 형성된 CaO의 가수분해를 통해 간극수 내의 pH가 0.1 ~ 0.5 증가한 것으로 나타났다. 간극수 내의 NH3-N은 대조구보다 약 2.2 ~ 7.6 mg/L의 범위로 증가하였으며, 이는 가수분해 과정에서 발생한 열, Ca2+에 의한 미생물 활동 억제, 소성 과정에서 증가한 굴 패각 공극을 통한 산소 공급 등이 복합적으로 작용한 결과로 판단된다. P600 및 P800의 직상수 및 간극수 내의 PO4-P 농도는 대조구보다 약 0.1 ~ 0.2 mg/L 낮게 나타났으며 이는 소성 굴 패각으로 인한 pH 증가 및 PO4-P와의 화학적 반응으로 판단된다. 이상의 결과를 통해 소성 온도에 따라 굴 패각은 퇴적물 내의 NH3-N 및 PO4-P의 농도변화에 영향을 미치는 것으로 확인되었으나, 입경에 의한 영향은 크지 않은 것으로 확인되었다. 본 연구의 결과는 향후 소성 굴 패각을 낮은 오염도의 연안 저서환경을 개선시키기 위한 기초자료로 활용 될 수 있을 것을 판단된다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.45-59
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• 2023

세계적으로 온실가스 감축을 위해 주로 이산화탄소 발생에 초점을 맞춰왔지만, 최근에는 메탄 발생에 대한 관심이 커지고 있다. 습지, 저수지, 호소 등 수중 환경을 포함한 자연은 온실 가스 중요한 발원지이다. 호수와 저수지 바닥에 쌓인 퇴적된 유기 오염물질은 산소가 부족한 상태에서 미생물 분해를 통해 메탄과 같은 온실 가스를 생성할 수 있다. 메탄 배출은 비점오염원의 증가와 하천에 설치되는 횡단 구조물에 의한 흐름변화에 의해 증가하고 있는 실정이다. 또한, 기후 변화로 인한 수온의 상승 등은 메탄 배출을 가속화하는 원인이다. 메탄은 다양한 경로를 통해 대기로 배출될 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 메탄발생의 주요인자가 미치는 영향을 정량화하기 위하여 BMP test을 수행하였다. 실험조건에 따라 메탄발생량을 직접 계측하였으며, 실험조건은 온도, 기질의 종류, 전단응력 및 퇴적물 특성으로 구분하였다. 또한, 바닥의 전단 응력은 실험적으로 측정하기가 어려워 수치모의를 수행하였다. 실험결과, 생화학적 요소는 메탄 생성에 영향을 미치지만, 전단 속도는 메탄 분리에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 퇴적물 특성은 메탄 생성 및 분리에 영향을 미칠 수 있다. 메탄 생성과 주요인자들 간의 관계를 경험식으로 제시하였으며, 향후 전단응력 및 유기물에 대한 실험조건을 구체화하고 실험규모를 확대한다면 메탄발생과 생지화학 및 수환경인자간의 관계를 도출할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제36권1호
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• pp.8-15
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• 2003

하천수를 홍수터에 살포하면 퇴적층을 통과하는 동안 미생물의 작용에 의해 유기물과 질소가 동시에 제거될 수 있는데, 이러한 미생물의 작용에 미치는 근권의 효과를 홍수터 모형을 이용하여 검정하였다. 홍수터 모형은 길이와 작용에 미치는 근권의 효과를 홍수터 모형을 이용하여 검정하였다. 홍수터 모형은 길이와 직경이 각각 135 및 30 cm인 PVC관에 낙동강에서 채취한 홍수터 퇴적물을 채우고 표면에 잡초가 자라는 모형과 자라지 않는 모형으로 구분하여 제작하였다. 하천수는 $68.0L\;m^{-2}\;d^{-1}$ 유속으로 실험기간 동안 표면에 연속적으로 살포하였으며, 모형 내에서 하천수의 흐름과 미생물 반응이 정상상태(Steady state)에 도달한 이후 4주 동안 모형의 여러 깊이에서 물 시료를 채취하여 $NO_3$, $NH_4$, 용존산소, 화학적산소요구량 및 산화환원전위를 측정하였다. 표면에 잡초가 자라는 모형에서는 30 cm 깊이의 표층에서 탈질 작용이 일어날 수 있는 환원상태가 발달하였으며, 30 cm 깊이의 표층에서 탈질 작용이 일어날 수 있는 환원상태가 발달하였으며, 30 cm 깊이에서 측정된 COD와 $NO_3-N$ 농도는 유입수 중의 18.2와 $9.8mg\;L^{-1}$에 비해 각각 5.2와 $0.9mg\;L^{-1}$으로 감소하였다. $NO_3$ 제거효과는 잡초가 자라는 모형에서 현저히 높았으며, 이러한 효과는 잡초에 의한 직접적인 흡수와 근권에서의 유기물 공급과 산소의 신속한 소모에 따른 활발한 탈질작용에 기인하고, 잡초가 없는 모형에서 $NO_3$의 제거가 충분히 일어나지 못한 것은 전자수용체인 유기물의 부족 때문인 것으로 판단되었다. 이상의 결과로 미루어 볼 때 슬러지 발생과 화학약품의 사용이 필요없는 홍수터 여과 기술은 부영양상태의 하천수를 친환경적으로 처리할 수 있는 방법이 될 수 있을 것이다.

• 한국패류학회지
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• 제32권1호
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• pp.45-54
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• 2016

환경오염 평가를 위한 생물지표로 세포내 에너지할당(CEA) 의 적용성을 검토하기 위해 바지락 (Ruditapes philippinarum) 조직을 대상으로 에너지 함량과 에너지 소비율을 분석하였다. 원유를 인위적으로 오염시킨 퇴적물에 바지락을 1, 2, 4, 7, 10 일간 노출 후 일부 조직 (발, 입출수공, 아가미 그리고 몸통) 내 지질, 글루코오스, 단백질 함량, 그리고 전자전달계 (electron transport system, ETS) 활성을 측정하였다. 바지락의 체내 지질, 글루코오스, 단백질 에너지 함량(energy available, EA)은 오염의 수준과 노출시간이 증가함에 따라 감소하였으나, 이와 대조적으로 ETS 활성은 그 반대의 경향을 보였다. 바지락의 조직별 EA는 발 > 입출수공 > 아가미 > 몸통 순이었다. EA와 EC의 분석에서 통계적으로 유의한 차이는 노출 최고 농도 (58.3 mg TPAHs/kg DW) 에서만 발견되었다. 노출 1 일째 발과 아가미에서, 노출 2, 7 일째 몸통에서 EA가 감소하였고, 노출 4 일째 몸통에서 EC가 증가하였다. CEA는 EA 또는 EC 보다 오염에 더 민감하게 반응하였다. 특히, 노출 1-7 일 기간 동안 몸통에서 CEA는 오염 수준이 낮은 (6.5 mg TPAHs/kg DW) 범위에서도 크게 감소하였다. CEA는 급성독성이 나타나지 않는 낮은 수준의 퇴적물오염 평가에서 EA 또는 EC보다 더 민감하였다. 바지락을 이용한 오염 퇴적물 평가시 노출은 4 일간, 그리고 몸통부위에서 CEA를 측정하는 것이 가장 민감하고 신뢰할 수 있을 것으로 여겨진다.

• 한국토양비료학회지
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• 제32권4호
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• pp.383-397
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• 1999

오염토양을 효과적으로 진단하고 경제적인 복원을 위해서는 오염토양의 오염원인, 오염정도, 주변 환경이나 인축에 대한 피해발생 유무, 오염물의 이동경로 등을 올바르게 평가하는 것이 대단히 중요하다. 이를 위해서는 오염토양과 토양내 가스, 주변 지하수 및 지표수, 침전물 등의 효율적 시료채취와 정확한 분석이 필수적이라 할 수 있다. 오염지역 토양의 오염도평가를 표준화하고 처리효율성을 높이기 위해서는 전문처리요원이 토양의 오염도와 위험성을 정확하게 판단 할 수 있도록 단순하면서도 경제적인 연속시험법을 필요로 한다. 이것은 오염토양의 조사와 복원시간 및 전치적일 기술의 진보를 가져오는데 상당한 시간절약을 꾀할 수 있다. 특히 효과적인 현장평가를 위해서는 오염특성을 포함한 많은 관련 요인들에 대한 표준화된 기준하에서 오염의 형태와 정도를 결정하는 것이 중요하다. 현장평가를 위한 일반적인 절차는 작업계획과 토양조사수준에 따라 Phase I, II, III의 단계적 방법으로 구성되어 있다. Phase I은 토양의 과거용도 및 오염물의 유입경로를 기초로 하여 현장의 환경여건을 파악하는 단계이다. Phase I에서 잠재적 오염물질에 의해 오염된 것이 확인되면 Phase II에서는 오염물의 존재여부와 존재정도를 파악하는 단계로 시료의 채취 및 분석과정이 여기에 포함된다. Phase III는 Phase I과 II의 결과를 바탕으로 오염토양을 복원하는 단계이다. 여기서 평가기준이 지역 특이적인 것인지 적당한 것인지를 결정하는 중요한 요인은 (1) 시료채취의 공간분포도와 지역의 크기, (2) 취해진 시료의 수, (3) 시료채취 방법, 그리고 (4) 자료를 분석요령 등이다. 선택된 분석방법이 추천할만한 것일지라도 정량방법의 선택여부는 현장조사방법에 대한 훈련이나 조사경험을 가진 사용자에 의해 결정되는 것이 바람직할 것이다.

• 자원환경지질
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• 제27권1호
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• pp.101-113
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• 1994

강원도 상동지역의 옥동천 및 그 지류들을 대상으로 수질 파라메터(Eh-pH, 부유물질)의 측정과 하상퇴적물의 화학분석을 통하여 석탄광 및 금속 광산활동에 의한 옥동천의 수성 환경의 오염정도를 조사하였다. 옥동천의 조사유역을 상부와 하부 옥동천으로 구분할 때 상부 유역은 석탄광의 개발로 인한 황화물의 산화작용으로 인하여 수질은 매우 낮은 pH를 나타내 광산 산성수(Acid Mine Drainage)로 심하게 오염된 것으로 조사되었다. 또한 상부 옥동천에 용존된 철이 지류들의 유입과 하천의 aeration으로 철 산화물(floc)의 발생과 이의 침전으로 하천 바닥은 황갈색의 철산화물이 퇴적되어 있다. 그러나 상부 옥동천의 유속에 의해 일부 철 산화물이 침전되지 못한채 부유되어 옥동천은 매우 탁하게 보인다. 상부 옥동천온 천평천의 유입으로 인하여 낮은 pH의 산성수는 중화되지만 부유물질의 존재로 인하여 하부 옥동천은 계속 탁하여 광산 산성수의 영향이 지속되고 있다. sediment quality criteria와 비교해 볼 때 하부 옥동천의 하상퇴적물, 특히 상동 텅스텐-모리브덴늄 광미 저장댐과 인접된 지점의 하상퇴적물은 Pb, Cu, Zn, Co, Cd, As 및 Bi 등의 유해금속에 의해 농축되어 있어 퇴적물의 질이 상당히 악화되어 있다. 수중 및 저서 생물에 대한 서식처 및 수질을 개선하기 위해서 옥동천 상부에는 산성수를 중화시킬 수 있는 경제성 있는 수처리 장치의 도입과 중금속의 speciation의 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제22권3호
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• pp.27-41
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• 2017

This study dealt with the characteristics and the interrelations of hydrogeological parameters such as hydraulic conductivity, dispersivity and effective porosity of unconsolidated sediments for providing the basic data necessary for the planning of the management and preservation of groundwater quality in the Nakdong River Delta of Busan City, Korea. Groundwater quality in this area has been deteriorated due to seawater intrusion, agricultural fertilizer and pesticide, industrial wastewater, and contaminated river water. The physical properties (grain size distribution, sediment type, sorting) and aquifer parameters (hydraulic conductivity, effective porosity, longitudinal dispersivity) were determined from grain size analysis, laboratory permeability test and column tracer test. Among 36 samples, there were 18 Sand (S), 7 Gravelly Sand (gS), 5 Silty Sand (zS), 5 Muddy Sand (mS), and 1 Sandy Silt (sZ). Hydraulic conductivity was determined through a falling head test, and ranged from $9.2{\times}10^{-5}$ to $2.9{\times}10^{-2}cm/sec$ (0.08 to 25.6 m/day). From breakthrough curves, dispersivity was calculated to be 0.35~3.92 cm. Also, effective porosity and average linear velocity were obtained through the column tracer test, and their values were 0.04~0.46 and 1.06E-04~6.49E-02 cm/sec, respectively. Statistical methods were used to understand the interrelations among aquifer parameters of hydraulic conductivity, effective porosity and dispersivity. The relation between dispersivity and hydraulic conductivity or effective porosity considered the sample length, because dispersivity was affected by experimental scale. The relations between dispersivity and hydraulic conductivity or effective porosity were all in inverse proportion for all long and short samples. The reason was because dispersivity was in inverse proportion to the groundwater velocity in case of steady hydrodynamic dispersion coefficient, and groundwater velocity was in proportion to the hydraulic conductivity or effective porosity. This study also elucidated that longitudinal dispersivity was dependent on the scale of column tracer test, and all hydrogeological parameters were low to high values due to the sand quantity of sediments. It is expected that the hydrogeological parameter data of sediments will be very useful for the planning of groundwater management and preservation in the Nakdong River Delta of Busan City, Korea.