• 지구물리와물리탐사
• /
• 제21권4호
• /
• pp.244-254
• /
• 2018

우리나라 농업부문에 최초로 적용된 물리탐사 기술은 전기비저항 수직탐사로, 1970년대 농업용 지하수 탐지 목적으로 적용되기 시작하였다. 농업활동이 다변화된 1990년대 이후에는 기존의 전기비저항 탐사 이외에 유도 전자기 탐사, 자연전위 탐사 등을 이용하여 대규모 간척지 염분 집적 등 토양 특성 파악, 농업현장을 포함한 지하수 공급의 최말단부인 해안지역 소유역의 해수침투 범위 탐지, 저수지 및 방조제 안전진단을 위한 물리탐사, 과잉양수에 의한 지반침하 탐지, 쓰레기 매립장 또는 가축 매몰지로부터 발생되는 침출수 누출 범위 추적 등 다양한 분야로 확대되어 활용되고 있다. 본 원고에서는 이러한 농업부문에서의 물리탐사 기술 적용 사례들을 소개하고, 이를 기반으로 미래 농업에서 추구하는 정밀농업 현장에 필요한 물리탐사 기술의 발전 방안을 제시하였다.

• 농약과학회지
• /
• 제6권4호
• /
• pp.300-308
• /
• 2002

토주용탈실험으로 농약별 이동 양상을 파악하고, 흡착계수와 토양관련 매개변수를 이용하여 대류 이동성 모형(Convective mobility test model)으로 예측한 용탈 속도와 비교 평가하였다. 토양살충제 ethoprophos, 원예용 살균제 procymidone, 도열병약 iprobenfos와 isoprothiolane 및 수도용 제초제 butachlor를 대상농약으로 선정하고 토지이용 형태를 기준으로 논, 밭 및 산림토양으로 구분한 3종의 토양에 대하여 토주용탈실험을 수행하였다. 각 농약을 $50{\mu}g/cm^2$ 수준으로 토주 상단에 처리하였을 때 토심 30 cm 이동 후 용탈되는 농약별 peak 농도는 ethoprophos $0.74{\sim}3.61mg/mL$, iprobenfos $0.35{\sim}1.67mg/L$, procymidone $0.16{\sim}0.84mg/L$, isoprothiolane $0.16{\sim}0.67mg/L$, butachlor 0.15 mg/L이하 수준이었고, peak 농도 출현까지 소요된 용탈수량은 ethoprophos $2{\sim}4$ pore volume (PV), iprobenfos $3{\sim}10PV$, procymidone $5{\sim}13PV$, isoprothiolane $4{\sim}14PV$, butachlor $19{\sim}61PV$ 수준이었다. 대류 이동성 모형에 의한 예측 결과, 이동소요시간은 표준조건에서 ethoprophos $9{\sim}18$일, iprobenfos $17{\sim}35$일, isoprothiolane $24{\sim}54$일, procymidone $21{\sim}65$일 및 butachlor $105{\sim}279$일로 나타나 대류 이동성 모형 분류에 따르면 ethoprophos는 mobile${\sim}$most mobile, iprobenfos, isoprothiolane 및 procymidone은 moderately mobile${\sim}$mobile 그리고 butachlor는 slightly mobile 등급에 속하는 것으로 나타났다. 토주용탈실험과 동일한 조건으로 대류 이동성 모형에 의하여 이동소요시간을 예측한 결과는 대부분의 토양-농약 조합에서 잘 일치하여 이동소요시간의 예측에 대류 이동성 모형을 이용하는 것이 가능할 것으로 생각된다.

• 농약과학회지
• /
• 제4권4호
• /
• pp.19-25
• /
• 2000

유리컬럼에 논토양을 인위적으로 충전시킨 후 3가지 방법 [흡착제가 없는 quinclorac (T-1), 활성탄에 흡착된 quinclorac (T-2), 소석회와 활성탄의 혼합물에 흡착된 quinclorac (T-3)]으로 [$^{14}C$]quinclorac을 처리한 다음 벼재배 유무에 따른 용탈시험을 17주 동안 수행하였다. 무재배 경우 토양컬럼을 통하여 용탈된 T-1, T-2, T-3의 $^{14}C$ 방사능의 양은 각각 총처리 방사능의 약 81.1%, 27.8%, 그리고 48.0%였으며, 벼 재배의 경우에는 각각 약 36.8%, 9.6%, 그리고 11.0%였다. 이는 벼 재배와 흡착제의 첨가가 quinclorac의 용탈을 현저히 경감시켰음을 시사하였다. 모든 처리구에서 벼에 의해 흡수이행된 방사능은 각각 총처리 방사능의 13.6%, 11.0%, 그리고 13.9%였다. 용탈시험 종료 후 토양에 잔류한 $^{14}C$ 방사능의 양은 벼를 재배한 토양컬럼에서 각각 36.3%, 73.7%, 그리고 61.8%였으며, 벼를 재배하지 않은 토양컬럼에서는 각각 19.7%, 71.1%, 그리고 52.3%였다. T-1과 T-3에서 벼에 의해 흡수 이행된 $^{14}C$ 방사능은 시험기간중 여러 작용에 의하여 대기중으로 휘발 또는 방출되었다. Leachate의 방사능중 수상에 분포된 양은 모든 시료에서 전체 방사능의 7% 이하이었으나, 벼 재배 경우에서는 용탈 기간이 증가할수록 점차 증가하여 극성분해산물의 형성을 시사하였다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
• /
• 제57권3호
• /
• pp.189-196
• /
• 2014

2010년 발생한 가축전염병인 구제역(FMD)으로 인해 전국에 약 4,700여개소에 가축 매몰지가 조성되었다. 매몰된 가축의 부패 과정에서 발생하는 침출수는 항생제와 같은 다양한 오염물질들을 함유하고 있어 주변 토양 및 수계로 유입되는 경우 환경에 악영향을 초래할 수 있다. 이와 같이 환경에 잔류하는 항생제는 내성박테리아 생성 등을 통해 인간건강 및 생태계 건전성을 위협할 수 있다. 이에 본 연구에서는 가축 매몰에 의한 항생제 오염수준을 평가하기 위해 가축 매몰지 및 인근 농경지 토양에서 항생제 모니터링을 실시하였다. 모니터링 대상 항생제로는 축산용 항생제로 사용량이 가장 많은 tetracycline 계열의 tetracycline (TC), chlortetracycline (CTC), oxytetracycline (OTC)와 sulfonamide 계열의 sulfamethazine (SMZ), sulfamethoxazole (SMX)을 선정하였다. 항생제의 잔류농도는 매몰지 (TC: $144.26-350.73{\mu}g/kg$, SMZ: $17.72-44.94{\mu}g/kg$)가 인근 농경지 (TC: $134.16-320.73{\mu}g/kg$, SMZ: $6.48-8.85{\mu}g/kg$)에 비해 높은 것으로 나타났으며 CTC, OTC, SMX는 검출되지 않았다. 연구결과를 통해 단정할 수는 없으나 매몰된 가축사체에 함유된 항생제가 매몰지 및 인근 토양에 축적될 수 있는 개연성이 있는 것으로 판단되었다. 특히, 농경지에 잔류하는 항생제는 농작물에 의해 흡수되어 인간 건강에 악영향을 미치므로 이에 대한 지속적인 모니터링이 요구된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제9권6호
• /
• pp.21-29
• /
• 2008

가정 및 산업폐기물 등은 매년 급격한 증가 추세에 있으며, 이에 따라 쓰레기 매립지의 수요가 점점 늘어가는 실정이다. 그러나 매립지 건설은 차수층의 고비용으로 인하여 많은 문제점이 발생되고 있으며, 매립지에서 발생하는 침출수는 주변 토양 오염은 물론 지하수 오염 등 2차 오염의 원인이 되고 있다. 이에 본 연구는 매립지 후보지로 선정된 현지토를 주 재료로 사용하고 플라이애시, 벤토나이트, 시멘트를 혼합재료로 사용하여 차수재 조건($1{\times}10^{-7}cm/sec$ 이하)을 만족시킬 수 있는 적정 혼합비를 결정하고 매립지 차수재로서의 이용 가능성을 규명하는데 그 목적이 있다. 적정 혼합비를 산정하기 위하여 기본 물성 시험과 함께 다짐 시험, 압밀 시험 및 일축 압축 실험을 실시하였으며, 실험 결과 벤토나이트 혼합비의 증가에 따라 투수계수가 감소하고 있으나 플라이애시의 혼합비의 증가에 따라 투수계수는 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 이유는 각각 벤토나이트의 팽창에 의한 간극 충진과 플라이애시 입자의 모양이 구형이고, 점착성이 없어 간극을 충진하지 못하기 때문으로 판단된다. 결론적으로 벤토나이트의 함량비가 15% 이상일 때 매립지 차수재 조건을 만족하는 최적 투수계수인 것으로 나타났으며 플라이애시를 혼합하는 경우 벤토나이트를 15% 이상 첨가한 상태에서 플라이애시를 20% 이하로 대체할 경우 매립지 차수재 조건을 만족하여 그 적합성이 판명되었다.

• 한국토양환경학회지
• /
• 제5권1호
• /
• pp.75-83
• /
• 2000

현재 대부분 매립지의 건설에 있어서 천연 재료에 기초하여 토목합성섬유가 함께 이용되고 있으며 점차 사용이 증가되고 있는 추세에 있다. 이러한 토목합성 섬유 중에서도 Geotextile은 Geomembrane보호를 위한 보호재와 침출수 집수 및 배수 시설에서 배수재 및 집수관의 막힘을 방지하기 위한 필터로서 이용되고 있다. 그러나, Geotextile의 원료로 이용되는 폴리머는 매립지 건설 시 경우에 따라서 장기간 태양광에 노출될 수 있어 자외선에 의한 내구성의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 매립지 설계에 필요한 기초적인 자료를 제공하기 위하여 최근 많이 이용되고 있는 고중량 Geotextile을 이용하여 옥외 노출에 의한 내구성 변화에 관한 평가를 수행하였다. 부직포의 옥외 노출 실험 결과, 옥외 노출된 부직포의 인장강도는 18개월의 노출기간에 500g/$\textrm{m}^2$과 700g/$\textrm{m}^2$의 부직포는 초기 인장강도의 40%정도까지 인장강도가 감소하였으며, 1000g/$m^2$의 부직포는 동기간의 옥외노출에의 초기강도의 60%까지 인장강도가 감소하였다. 또한, 인장강도의 손실은 노출 초기에 수평면 누적 일사량이 약 1500MJ/$m^2$정도가 될 때까지 빠르게 감소하였다.

• 유기물자원화
• /
• 제28권2호
• /
• pp.15-29
• /
• 2020

본 연구는 하수슬러지와 침출수 공정슬러지를 건조연료와 혼합하여 물리적 특성을 개선하고 악취를 저감하는 중성고화제를 개발하여 매립 복토재로 재활용하기 위한 연구이다. 슬러지와 건조연료의 배합비율(W/W)은 1:1이 적정하며 기계 혼합시험에서도 균질하게 혼합되었다. 슬러지는 건조연료와 혼합되면서 함수율과 점성은 저감되고, 입자와 입자사이에 공극이 생겨 통기성을 가지게 된 것을 알 수 있었다. 다양한 혼합시험과 악취시험 결과, 중성고화제는 악취저감에 효과적인 것을 알 수 있었으며, 주 원료는 하수슬러지 소각재로 폐기물의 재활용과 생산비용에 있어 경쟁력이 있다. 중성고화제를 적용하여 고화복토재를 생산하면 압축강도 등 물리적인 특성이 향상되고 복토재 사용 품질기준도 만족하다. 또한, 알칼리성 고화복토제 대비 복합악취는 1/3 (3,000 → 1,000), 고화제 사용량은 1/8 (50% → 6%)로 낮춘다는 것이 입증되었다. 그리고 이것은 토사와 혼합하여 식물재배를 위한 토지개량제로 활용이 가능함을 입증하기 위해 추가 연구가 진행되고 있다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제9권3호
• /
• pp.49-60
• /
• 1993

국내 폐기물 매립장에서 이용이 기대되는3종의 자연 및 인공혼합차폐재를선정하여 실내 투수 실험을 실시하여 자폐재와 화학용액과의 상호작용에 의한 반응성을 검토하였다. 연구에 사용된 차폐재 주재료는 김포해안 매립장 주변의 자연해성점토, 서천화력발전소의 부산물인 플라이애쉬 그리고 인천시 만수동 주변의 화강토이며 플라이애쉬와 화강토에는 벤토나이트를 각각 20%, 10%씩 첨가하였다. 시험에 사용된 투수 용액으로는 침출수에 많이 함유되고 있는 acetic acid, methanol, heptane, aniline의 4종이며 투수용액의 농도변화에 따른 차폐재의 투수특성을 살펴보기 위하여 투수용액 의 농도를 100, 75%로 하여 실험을 실시하였다. 시험 결과 화학원액 의 통과에 의하여 차폐 재의 투수성이 수배에서 수백배까지 증가하였고 증가정도는 서천플라이애쉬 흔합차폐재가 가장 작고 해성점토가가장 크게 나타났다. 화학용액중에서 투수성에 미치는 영향은 aceticacid가 가장 작고 aniline이 가장 큰 것으로 나타났으며 농도가 75%인 용액을 침출시킨 경우에는 차폐재 모두 투수성의 증가를 보이지 않아 원액을 제외한 상당한 고농도의 용액에도 본 실험에 사용된 차폐 재의 투수계수가 안정함을 보여 주었다.

• 한국토양환경학회지
• /
• 제3권2호
• /
• pp.89-99
• /
• 1998

수질 오염중 많은 비중을 차지하는 시안은 독성을 띠는 특정 수질 유해 화합물이다. 이를 함유한 산업폐수가 지표수 및 지하수에 유입되면 동식물 및 수생태계에 커다란 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 제강 공정에서 다량 배출되는 산업 부산물인 제강슬러지와 제강슬래그를 이용하여 수중의 시안에 대한 흡착 제거 실험을 행하였으며 농도, pH, 온도 등의 영향 변수에 대하여 처리 효율과의 상관관계 및 흡착 평형, 가수분해식 등을 통하여 활성화 에너지( Ea )를 산출하였다. 결과를 살펴 보면, 초기 농도가 1 mg/$\ell$에서 5 mg/$\ell$, 10 mg/$\ell$, 20 mg/$\ell$로 증가함에 따라, 흡착제거율이 증가함을 알 수 있고, 또한 pH가 높아짐에 따라, 온도가 증가함에 따라 흡착제거율이 증가함을 알 수 있다. 농도 변화시 흡착제거율 순서는 20 mg/$\ell$> 10 mg/$\ell$> 5 mg/$\ell$> 1 mg/$\ell$이고, pH 변화시 흡착제거율 순서는 pH 11 > pH 7 > pH 3, 온도 변화시 흡착 제거는 흡열반응을 나타내므로 흡착제거율 순서는 $50^{\circ}C$ > $37^{\circ}C$> $25^{\circ}C$로 나타났다. 활성화 에너지( Ea )는 1 mg/$\ell$와 20 mg/$\ell$에서 각각 127.93 J/mol, 59.44 J/mol로 나타나 저농도에서 온도의 변화가 흡착에 매우 민감하게 작용함을 알 수 있다. 위의 실험 결과를 바탕으로 산업 부산물을 이용한 오염물 제거 관점에서 제강슬래그와 제강슬러지는 차수 및 복토재로서의 적용 가능성이 높음을 알 수 있다.

• 대한지하수환경학회지
• /
• 제6권3호
• /
• pp.152-157
• /
• 1999

지하 저장 유류 탱크로부터의 기름 유출이나 쓰레기 매립장으로부터의 침출수는 양질의 지하수 자원에 대한 오염원으로 널리 인지되고 있다. 지하 대수층에 유입된 오염물질의 이동성은 지하수 흐름에 의존하며 이에 관련된 수리상수의 결정은 중요한 과제가 된다. 본 연구의 목적은 사질토로 구성된 실내 자유면 대수층 모형을 구축하여 대수층의 수리상수를 기존의 방법들을 이용하여 결정, 비교함으로써 최적의 수리상수를 결정하는데 있다. 자유면 대수층의 저장율을 나타내는 비산출량( $S_{y}$)온 중력배수법을 적용하여 단위 수위 강하에 대한 단위 면적당 배출수의 용적을 대수층 깊이별로 측정하였다. 또한 수리전도도는 실내 모형이 가지는 제한성 즉 불 투수 경계에 의한 간섭효과를 배제하기 위하여 3가지의 다른 방법 (정수위법. Dupuit Approximation, Slug Test)을 이용하여 결정하였다. 실험결과 자유면 사질 대수층의 비산출율은 평균 0.20로서 이는 타 연구결과와 잘 일치하였으며 대수층 깊이에 따라 0.17 - 0.23 사이의 비교적 적은 편차를 보여 대수층의 균질성을 확인할 수 있었다. 반면에 정수위 측정법에 의한 수리전도도는 0.77 cm/min. Dupuit Approximation은 5.33 cm/min, Slug Test 중 Bouwer & Rice 방법은 5.85 cm/min 그리고 Hvorslev 제안식은 7.49 cm/min의 측정치를 나타내었다. 이로써 가장 낮은 관측치를 보인 정수위법을 제외한 다른 방법들은 비교적 근사한 수치를 나타내어 자유면 대수층의 수리전도도 측정 시 정상류 흐름하에 Dupuit Approximation에 의한 방법이나 Slug Test에 의한 방법들이 비교적 좋은 결과를 나타냄을 알 수 있었다.