• 대한환경공학회지
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• 제28권3호
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• pp.231-239
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• 2006

본 연구에서는 인공 폐수에 포함된 고농도의 ${NO_3}^--N$을 제거하기 위해 황 산화 독립영양 탈질공정으로 sulfur-$CaCO_3$ 복합담체를 이용하여 탈질효율을 평가하였다 sulfur-$CaCO_3$ 복합 담체를 반응기(R4)에 충진하였다. 유입수 중 ${NO_3}^--N$ 부하량이 $200{\sim}1000g/m^3{\cdot}day$일 때 sulfur-$CaCO_3$ 복합 담체를 충진한 반응기의 탈질효율은 95.0% 이상의 높은 탈질효율을 보였다. 특히 ${NO_3}^--N$의 부하량이 $1000g/m^3{\cdot}day$일 때의 R4의 평균 ${NO_3}^--N$ 제거율은 98.7%로 sulfur-$CaCO_3$ 복합 담체를 충진한 반응기가 다른 반응기보다 높은 탈질 효율을 보였다. $Ca^{2+}$와 알칼리도의 분석을 통해, 각 반응기에 충진된 $CaCO_3$에 의한 알칼리도 공급량을 보면 다른 반응기 보다 sulfur-$CaCO_3$ 복합 담체를 충진한 반응기에 존재하는 $CaCO_3$가 매우 효과적으로 해리되면서 알칼리도를 공급하였다는 것을 확인할 수 있었다. 이렇게 효과적으로 알칼리도가 공급되면서 황 산화 독립영양 탈질 과정에서 발생된 $H^+$에 의해 저하된 pH를 보정하고 탈질 미생물의 탄소원을 공급하여 다른 반응기보다 높은 탈질 효율을 보인 것이다. ESEM을 사용하여 Sulfur-$CaCO_3$ 복합 담체의 표면을 측정한 결과 황담체 표면보다는 sulfur-$CaCO_3$ 복합 담체의 표면에 많은 공극이 존재하여 미생물이 부착 할 수 있는 표면적이 증가되어 많은 미생물이 부착할 수 있어 탈질 효율을 증가시키게 된다. 결론적으로 sulfur-$CaCO_3$ 복합담체를 이용한 황 산화 독립영양 탈질공정은 고농도의 ${NO_3}^--N$을 효과적으로 처리할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.201-209
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• 2010

일반적으로 PSC 거더 교량은 철근 콘크리트 부재와 달리 전단면을 사용하여 외부하중을 저항한다. 또한 설계와 시공의 용이성, 구조적 안전성, 경제성, 유지관리의 편리성 등의 장점 때문에 30 m 이하의 중/소 경간 교량에 많이 적용되고 있다. 그러나, 최근 전세계적으로 환경, 미관 등에 관심이 높아짐에 따라, 교량의 경간은 점점 길어지는 추세이다. 이러한 추세는 케이블 교량뿐만 아니라 PSC 교량에서도 나타난다. 본 연구는 시대적 흐름에 맞춰 PSC 거더를 50 m 이상의 장경간에 적용하기 위한 연구의 일환으로 상부에 H형 강재가 도입된 중공 박스 합성거더를 개발하였다. 개발된 거더는 타설 전 상부에 H형 강재에 미리 비부착 압축 프리스트레스를 주어 거더의 성능저하 시 프리스트레스력을 제거하여 성능을 회복시키는 방법이다. 개발된 거더는 실제 교량에 사용하기위한 필수적인 정적실험을 3점 재하로 4단계로 구분하여 수행하였다. 1차 하중은 균열발생시점까지로 하였으며, 하중 제거 후 미리 상부강재에 도입된 프리스트레스력을 제거하여 거더의 성능회복력을 확인하였다. 그 후, 거더가 파괴될 때까지 하중을 재하하였다. 실험 결과, 18.7 mm의 잔류변형이 발생하였으나, 상부 강재의 PS 제거에 의해 7.7 mm로 회복되었다. 즉, 상부 H형 강재에 도입된 비부착 압축프리스트레스의 제거에 의한 거더 하연의 추가 압축응력으로 하중 증가에 따른 잔류변형을 약 60%가량 회복시키는 성능향상을 보였다. 상부에 H형 강재를 시공함으로써 추후 보수보강을 용이하게 할 수 있고, 비용도 절감할 수 있다.

• 한국습지학회지
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• 제17권3호
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• pp.228-236
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• 2015

도시화는 불투수면의 증가를 초래하여 자연적인 물순환 시스템의 왜곡, 비점오염물질 유출 증가, 하천의 수질악화 및 수생태계 훼손 등의 문제를 발생시킨다. 불투수면 증가로 인한 수리수문학적, 생태학적 및 환경적 영향을 저감하기 위하여 선진국에서는 저영향개발(Low Impact Development, LID)기법을 주요한 대안으로 적용하고 있다. 국내에서도 2012년에 비점오염원관리종합대책을 통하여 LID 기법을 비점오염 관리의 주요 방안으로 추진하고 있다. LID 시설은 물순환 구축을 통한 강우유출수의 유출저감과 함께 식물, 미생물, 여재에서의 다양한 물리화학적 및 생물학적 기작을 이용하여 오염물질을 제거하는 기술이다. 이러한 LID 시설에는 다양한 여재가 사용되고 있으나 여재의 오염물질 저감능력 평가를 위한 흡착과 탈착 특성 등에 대한 종합적인 비교평가가 수행되지 못하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 LID 시설에 사용되는 다양한 여재 중에서 모래, 자갈, 바이오세라믹, 우드칩 및 바텀애쉬에 대하여 중금속(Pb, Cu)에 대한 흡착 및 탈착 특성 분석을 통해 여재의 환경성 평가를 수행하였다. 분석결과, 연구에 사용된 모든 여재에서 Pb에 대한 흡착 선호도가 Cu에 비하여 높게 나타났으며 흡착 kinetic 모델에서는 Pseudo second order equation의 적용성이 높게 평가되었고, 흡착등온식 모델에서는 Langmuir-3 isotherm이 높은 적용성을 보였다. 특히 여재 중에서 바이오 세라믹과 우드칩의 경우 Pb에 대한 뛰어난 흡착능을 보이는 것으로 평가되었다. 여재의 탈착 실험 결과 모든 여재에서 환경부 유해물질 기준에 초과하지 않아 LID시설에 다양하게 적용 가능한 것으로 나타났다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제16권2호
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• pp.81-96
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• 2011

남해안의 주요 하구 4곳(순천만, 섬진강, 고성천, 마산만)과 서해안의 태안 근소만 갯벌에서 2009년 3월부터 2010년 5월까지 유기물 정화능력을 파악할 수 있는 퇴적물 산소요구량(Sediment Oxygen Demand; SOD)과 탈질소화(Denitrification)를 측정하였다. 퇴적물 산소요구량은 퇴적물 배양 중 시간당 용존산소감소율로 부터 추정되었으며, 탈질소화 측정에는 질소 안정동위원소를 추적자로 이용하는 isotope paring technique이 사용되었다. 조사지역의 퇴적물 산소요구량과 탈질소화율은 각각 -5.1~24.6 mmole $O_2m^{-2}d^{-1}$와 0.0~3.9 mmole $N_2m^{-2}d^{-1}$의 범위를 보였다. 퇴적물 산소요구량이 가장 높은 곳은 마산만(평균 = 10.2(범위 =-2.2~19.2 mmole $O_2m^{-2}d^{-1}$)이었으며, 순천만, 고성, 태안, 섬진강 순으로 나타났다. 탈질소화율도 마산만(평균 = 1.0(범위 =0.0~3.9) mmole $N_2 m^{-2}d^{-1}$이 가장 높았으며, 고성, 섬진강, 순천만, 태안 순으로 나타났다. 태안, 섬진강, 마산 지역에서는 계절적으로 저서미세조류에 의한 광합성이 탈질소화에 뚜렷한 영향을 미쳤는데 광합성 동안 생성된 산소는 혐기성과정인 탈질소화를 저해하기 보다는 질산화를 원활하게 하여, 질산화-탈질소화 연계과정을 촉진시켰다. 남해안 허구에서 탈질소화의 계절변화 유형(봄철 최대 유형과 여름철 최대 유형)의 지역적 차이는 탈질소화에 사용되는 두 질산원($D_w$; 강을 통해 공급된 질산과 $D_n$; 질산화-탈질소화 연계과정에 의해 생성된 질산)의 상대적 중요성에 따라 결정되었다. 즉 봄철에 탈질소화가 높게 나타난 순천만, 고성, 마산은 여름철에 비해 봄철 수층 질산염이 풍부하였고, 이를 통해 $D_w$가 증가되었다. 태안과 섬진강 지역이 여름철에 탈질소화 최대값을 보인 이유는 수층의 질산염이 고갈되지 않은 상태에서 여름철 수온의 증가로 $D_w$가 증가하였고, 이와 더불어, 산소고갈이 나타나지 않아 질산화에 좋은 환경이 조성되었으며, 결과적으로 $D_n$이 증가되었기 때문이다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제49권1호
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• pp.121-128
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• 2007

본 실험은 고온증기세척수의 분무가 돼지도체 표면 미생물수의 감소와 돈육품질에 미치는 영향에 대해 알아보고자 실시하였다. 처리전과 비교하여 처리후 복강쪽 및 체외표면에서 표면 미생물수는 감소하며, 분무온도가 증가할수록 총균수의 차이를 보여준다(P<0.05). 그러나 80℃ 이상의 온도 즉, 90℃의 고온증기 세척시 80℃의 분무온도와 비교하여 미생물수 감소 효과를 보이지 않은 것으로 미루어(P>0.05) 고온증기 세척수의 분무 온도는 80℃가 적당할 것으로 판단된다. 고온증기 세척수의 처리시간별 돼지도체 표면 미생물수의 변화는, 처리전과 비교하여 처리후 미생물수는 감소하였다(P<0.05). 그러나 복강쪽 및 체외표면 모두 20초의 분무시간에 비해 30초 및 60초 처리시 총균수 변화에 차이를 나타내지 않아 20초 세척시간이 효과적인 것으로 판단된다. 고온증기 세척수의 분무온도가 돈육질에 미치는 영향을 구명하기 위한 육질평가에서 80℃ 이상의 온도에서 등심과 뒷다리 모두 높은 명도 값이 나타났다(P<0.05). 근육의 pH와 보수력은 온도가 증가할수록 감소하며, 특히, pH와 근장단백질용해성은 80℃ 이상의 온도에서 유의적인(P<0.05)으로 낮게 나타나, 70℃의 고온증기 처리시 돈육질에 부정적인 영향을 미치지 않을 것으로 판단된다. 또한 세척시간에 따른 육색의 변화에서 등심과 뒷다리 모두 세척시간이 증가할수록 명도 값은 증가하며, 30초의 증기처리 이후 명도와 적색도에서 유의적인(P<0.05) 차이를 보여 빠른 pH 감소의 원인으로 돈육의 보수력이 나빠지는 것으로 나타났다. 따라서 70℃의 증기온도와 20초의 처리시간이 돼지도체 표면 미생물수를 감소시키며 돈육질에 부정적인 영향을 미치지 않는 최적 조건이라 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권2호
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• pp.63-71
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• 2002

본 연구에서는 점토차수재의 대체물질로서 매립지 현장토에 첨가재(시멘트, 벤토나이트 고화제)를 혼합하는 방법인 개량혼합토 공법을 대상으로 하여, 토목 환경적인 연구로서 차수/강도 효과 및 회분식/컬럼식 테스트를 통한 중금속의 고정능력에 관한 평가를 수행하였다. 지반공학적 연구(투수계수/압축실험)를 실시한 결과, CL 계열의 현장토(CL)에 첨가재(시멘트, 벤토나이트: 팽윤도로 구분하여 고품위 벤토나이트 B\circled1. 저품위 벤토나이트 B\circled2. 고화제)를 혼합함으로써 폐기물 매립지의 법적 기준(1x10-7cm/sec 이하)을 만족하였다. 또한 개량혼합토 제조시 시멘트 : 벤토나이트 : 고화제 = 90 : 60 : 1의 비율이 가장 적합하였으며, 팽윤도로 구별된 저품위 벤토나이트(B\circled2)의 사용가능성을 보여주었다. 첨가재의 종류에 따른 개량혼합토(column2, 3, 4)의 양이온교환능력(Cation Exchange Capacity, CEC) 측정 결과, 현장토와 비교하여 약 1.5배 정도 CEC가 증가한 것을 확인할 수 있었으나, 첨가재에 따른 큰 차이점은 보이지 않았다. 화학구성과 결정구조의 변화를 살펴보기 위한 XRF와 SEM측정 결과, 첨가재에 따른 고화토의 결정구조의 큰 변화 양상을 확인할 수 없었다. 컬럼을 사용하여 중금속($Pb^{2+}$ $Cu^{2+}$ , $Cd^{2+}$ , $Zn^{2+}$ l00mg/L)을 혼합한 인공침출수를 현장토(columnl)와 첨가재의 종류에 따른 개량혼합토(column2, 3, 4)에 적용시킨 결과, 현장토의 경우, 유출수의 pH가 감소됨과 동시에 $Cd^{2+}$ 와 $Zn^{2+}$가 유출되어 거의 파과점까지 도달하였으며, 현장토의 중금속 고정능력은 $Pb^{2+}$ ≒$Cu^{2+}$ > $Zn^{2+}$ > $Cd^{2+}$ 순으로 나타났다. 개량혼합토의 경우, 동일한 시점에서 column l에서 보여졌던 파과 현상은 나타나지 않았고, 팽윤도가 높은 B\circled1(column 2)보다 저급의 B\circled2(column 3)를 첨가한 개량혼합토가 화학적으로 훨씬 안정함을 보여주었으며, 시멘트, 벤토나이트와 함께 보조적으로 고화제(column 4)를 첨가했을 경우, 이러한 결과가 한층 더 두드러진다.

• 유기물자원화
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• 제30권3호
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• pp.13-22
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• 2022

수계에 오염된 색도 물질을 더욱 효율적으로 처리하고자 버려지는 폐자원을 이용하여 흡착제인 바이오차를 제조하고 적용하는 방안을 모색하고자 하였다. 이에 가로수 전정부산물이나 폐목재를 활용하여 넓은 비표면적을 가지고 있는 바이오차를 제조하고 이를 이용하여 색도물질 제거에 적용하였다. 대표적인 가로수 전정부산물(플라타너스, 은행나무, 참나무)과 폐목재를 산소가 없는 조건에서 열분해하여 바이오차를 제조하였으며, 제거대상 물질로는 방향족 고리를 가지고 있어서 생물학적 분해가 어렵고, 물리적 처리와 화학적 처리시 제거효율이 떨어지는 것으로 알려져 있는 녹청색의 유기염료로 주로 인피섬유에 사용되며, 종이, 가죽과 면의 매염에 사용되기도 하는 메틸렌블루(MB)를 선정하였다. 실험결과 플라타너스 기반 바이오차가 제일 높은 흡착능을 보였으며, Langmuir 모델식을 이용하여 구한 q_max 값은 78.47 mg/g으로 나타났다. 또한 물리적 흡착과 화학적 흡착을 구별하는데 사용되는 Dubinin-Radushkevich(D-R) 모델식을 이용하여 흡착에너지(E) (kJ/mol)를 구한 결과 MB에 대한 흡착에너지(E) 값은 4.891 kJ/mol로 8 kJ/mol(물리흡착과 화학흡착의 기준 값) 보다 작았으며, 이는 바이오차와 MB 염료 사이에 van der Waals와 같은 약한 결합이 존재하는 물리흡착임을 알 수 있었다. 반응온도 변화에 따른 흡착실험을 통해 얻은 ∆G의 값은 -3.67~7.68 kJ/mol으로서 물리적 흡착반응 영역에 해당함을 확인하여, 본 연구에서 제조된 플라타너스 기반 바이오차의 MB 흡착메커니즘은 넓은 비표면적을 이용한 물리적 흡착임을 제시할 수 있었다. 또한 타 연구에서 제시된 상업용 활성탄과 비교하여도 동등 이상의 흡착능력을 보였다.

• 한국습지학회지
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• 제24권3호
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• pp.204-212
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• 2022

국내의 경우 LID 기술은 2009년 이후에 적용하기 시작하여 환경부, 국토부, LH공사 등의 사업지구와 공공기관, 상업용지, 주택, 공원, 학교 등에서 빗물 관리를 위해 LID 시설을 설치하고 운영 중이다. 그러나 국내의 사례를 살펴보면 국외에 비해 적용사례나 운영 기간 등이 충분하지 못하여 적절한 설계기준과 운영 및 유지관리에 대한 방안 제시가 미흡한 실정이다. 특히, LID 기술을 활용하여 시공되는 LID 시설은 고유의 물순환 기능으로 발현하는 물질순환과 에너지 흐름으로 수문학적 및 환경적 효과가 발현되기에 LID 시설 내부의 지속적인 환경 유지가 필요하다. LID 시설은 물순환 목표량에 계획된 처리용량으로 설계가 되며 적절한 유지관리와 식생 및 토양의 상태를 주기적으로 파악하여 최초에 설치된 상태를 최대한 유지해야 그 효율을 얻을 수 있다. 즉, LID 시설은 물순환 구축을 통한 물의 저류와 침투능을 증대시키면서 수질오염저감, 홍수저감, 수자원확보, 온도저감 등의 효과를 기대하는 시설이기에 LID 시설에 조성되는 토양은 매우 중요한 설계 요소이다. 정확한 LID 시설의 기능 유지와 관리를 위해서는 토양오염, 제설제 영향, 식생 기준 등의 다양한 정량적 데이터를 통해 시설의 현재 상태와 교체 및 유지관리의 주기를 정확하게 알아야 한다. 본 연구에서는 2009년부터-2020년까지 국내에 설치된 LID 시설의 현황을 조사하고, 그 중 식생형 시설인 빗물화단, 식생수로, 식생체류지 등을 대상으로 하여 토양층에서 토양시료를 채취한 후 지난 10년 간 적용된 LID 시설의 지속성과 현재 상태를 통해 토양의 변화를 분석하고자 수행되었다. 토성, 유기물, 경도, 함수량, pH, 전기전도도, 염분 등의 분석을 통해서 시공후 5년~7년 이상된 일부 식생형 LID 시설에서 조경설계기준 하급치에 해당하는 결과를 나타냈다. 하급치 이하의 시설은 토양의 투수율 저하와 식생 생육에 문제가 될 수 있는 상태로 유지관리가 필요한 시점으로 인식할 수 있다. 이에 따른 토양치환과 교체를 통해 LID 시설을 관리해야 함을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제52권6호
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• pp.627-635
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• 2019

슬레이트는 석면을 이용한 대표적인 건축자재 중 하나로써 백석면(10~20%)과 시멘트 성분을 결합하여 만든 제품이다. 슬레이트에 포함되어 있는 석면은 인체에 유입되면 세포 손상이나 변형을 일으키고 체외로 잘 배출되지 않아 폐암, 석면폐, 악성중피종 및 흉막비후 등과 같은 질병을 일으키는 원인이 되는 것으로 입증되어 1977년 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)에서는 1군 발암물질로 지정하였다. 현재 이러한 슬레이트는 대부분 지정매립장에 매립하여 처리하고 있으나 매립용량이 한계에 다다르고 있고 매립한다고 하여도 추후 외부환경으로 노출될 수 있는 잠재적인 위험성이 있어 매립 처리방법 이외에 슬레이트에 포함된 석면을 무해화하여 안전하게 처리할 수 있는 방법이 필요하다. 따라서 이 연구에서는 발열반응 촉매제와 열처리를 이용하여 슬레이트에 함유된 석면 무해화 가능성을 확인하고자 하였다. 실험은 석면해체·제거 사업장에서 발생한 석면함유 슬레이트를 이용하였고 발열반응 촉매제는 염화칼슘(CaCl₂), 염화마그네슘(MgCl₂), 수산화나트륨(NaOH), 규산소듐(Na₂SiO₃), 카올린[Al₂Si₂O₅(OH)₄)], 활석[Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂]을 이용하여 총 6가지의 촉매제를 제조하였다. 6가지의 촉매제를 슬레이트에 각각 도포한 후 열중량-시차열분석(TG-DTA)을 실시하여 분석결과를 토대로 슬레이트 무해화를 위한 열처리 온도를 750℃로 결정하였다. 슬레이트에 6가지 촉매제를 각각 도포한 후 750℃에서 2시간 열처리하여 X-선 회절 분석(XRD), 주사전자현미경 분석(SEM-EDS), 투과전자현미경 분석(TEM-EDS)을 한 결과 슬레이트 내 백석면[chrysotile, Mg₃Si₂O₅(OH₅)]이 주상의 고토감람석(forsterite, Mg₂SiO₄)으로 상전이 됨을 확인하였다. 또한, 슬레이트 원시료와 발열반응 촉매제 도포 후 열처리한 시료에 물리적인 힘을 가하여 광물의 형상 변화를 비교 관찰한 결과, 슬레이트 내 백석면은 섬유형을 유지하였으나 촉매제 도포 및 열처리를 한 시료는 무정형 형태로 깨지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 발열반응 촉매제와 열처리를 통하여 낮은 온도에서 경제적으로 석면함유 슬레이트를 안전하게 처리할 수 있는 하나의 방안을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제40권4호
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• pp.403-418
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• 2007

본 연구의 목적은 대전 산업단지 폐수종말처리장 내 국가지하수관측망(대전, 문평)의 6가 크롬 오염지하수의 오염 현황을 파악하고 그 확산 여부를 평가하는 것이다. 대전(문평) 관측소에서 나타나는 6가 크롬($Cr^{+6}$) 수질장해의 원인을 규명하고 6가 크롬의 오염 범위를 파악하기 위해 금번 연구에서는 보조 관측정을 설치 활용하였다. 수질분석 결과, 6가 크롬이 $3.2{\sim}4.5mg/L$ 정도 검출됨으로써 6가 크롬에 의한 관측소 충적공의 수질오염은 지속되고 있음이 파악되었다. 그러나 관측소의 암반관정 및 0.05mg/L 수질기준 이하의 농도를 보이는 MPH-1과 3번 관측공을 제외한 주변 관측공에서는 검출되지 않았다. 따라서 6가 크롬 및 총 크롬 함량의 오염 범위는 관측소 충적층 관정 인근에 한정되어 나타나고 있는 것으로 파악되었다. 또한 신규 5개 보조 관측정에서 채취한 77개의 시추 코어 및 슬라임 시료 모두에서 수용성/교환성 6가 크롬이 검출 한계(0.01mg/L) 이하로 나타나, 오염이 관측된 관측소 관정 주변의 토양 및 풍화토에서는 직접적으로 6가 크롬의 오염원이 확인되지 않았다. 지하수 수질분석 및 코어시료 분석 결과, 그 오염원의 중심 및 오염 확산 범위는 관측소 주위 반경 100m 이내로 매우 한정되는 것으로 판단되며 그 확산의 범위가 매우 좁을 것으로 예상된다. 시추조사 결과, 폐수종말처리장 부지조성 당시의 불량 매립층이 확인되었으며, 이러한 불량 매립산업폐기물이 관측소 인근의 6가 크롬 수질장해 원인으로 추론된다. 지표매질의 6가 크롬 자연저감능 평가를 위해 초기 농도 5mg/L Cr(VI)을 이용한 6가 크롬 유효 환원능을 분석하였다. 그 결과, 암회색 점토층에서 각각 58%, 66%, 64% 정도의 높은 6가 크롬 저감율을 보였으며, 이는 유기물 함량과 상호 관련이 있을 것으로 판단되었다. 비포화대/충적층 매질에 대한 6가 크롬 함량 및 자연저감 능력의 정량적 평가 결과, 매질에 의한 6가 크롬의 자연 저감능이 확인되었으며 관정 주변으로의 오염 확산은 충분히 제어되고 있는 것으로 판단된다. 그러나 시추 관측정 및 기설 관정의 수가 부족했기 때문에 매우 제한적인 선택적 유동(preferential flow) 경로에 의한 확산 가능성을 완전히 배제할 수 없다. 정기적인 양수작업을 통하여 지하수에 부화된 6가 크롬의 농도를 지속적으로 제거하고 관측소 주변에 설치된 보조 관측정들을 지속적으로 활용하여 6가 크롬의 농도 변화 추이 및 시간의 흐름에 따른 오염 확산 여부를 지속적으로 관측하고 감시하는 방안이 필요할 것으로 판단된다.