• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제19권4호
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• pp.62-69
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• 2014

In the results of monitoring nitrate concentration in more than 8,000 groundwater wells around agro-livestock, the average and maximum nitrate concentration was 9.4 mg/L and 101.2 mg/L, respectively. Since about 31% of the monitoring wells was exceed the quality standard for drinking water, nitrate control such as remediation or source regulation is required to conserve safe-groundwater in South Korea. Typical nitrate-treatment technologies include ion exchange, reverse osmosis, and biological denitrification. Among the treatment methods, biological denitrification by indigenous microorganism has environmental and economic advantages for the complete elimination of nitrate because of lower operating costs compared to other methods. Major mechanism of the process is microbial reduction of nitrate to nitrite and nitrogen gas. Three functional genes (nosZ, nirK, nirS) that encode for the enzyme involved in the pathway. In this work, we tried to develop simple process to determine possibility of natural denitrification reaction by monitoring the functional gene. For the work, the functional genes in nitrate-contaminated groundwater were monitored by using PCR with specific target primers. In the result, functional genes (nosZ and nirK) encoding denitrification enzymes were detected in the groundwater samples. This method can help to determine the possibility of natural-nitrate degradation in target groundwater wells without multiplex experimental process. In addition, for field-remediation application we selected nitrate-contaminated site where 200~600 mg/L of nitrate is continuously detected. To determine the possibility of nitrate-degradation by stimulated-natural attenuation, groundwater was sampled in two different wells of the site and nitrate concentration of the samples was 300 mg/L and 616 mg/L, respectively. Fumarate for different C/N ratio was added into microcosm bottles containing the groundwater to examine denitrification rate depending on carbon concentration. In the result, once 1.5 times more than amount of fumarate stoichiometry required was added, the 616 mg/L of nitrate and 300 mg/L of nitrate were completely degraded in 8 days and 30 days. The nitrite, byproduct of denitrification process, was also completely degraded during the experimental period.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SOIL & GROUNDWATER ENVIRONMENT
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• pp.245-246
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• 2005

• 환경영향평가
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• 제25권5호
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• pp.333-344
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• 2016

본 연구에서는 유류오염 지역인 유류보급 군부대 일대의 지하수에 대한 수질 측정 및 분석, 추적자시험, 지하수유형분석 등 수리지질학적 특성을 통하여 오염부지에서 나타나는 자연저감의 효과를 파악하였다. 또한 이 결과를 반영하여 최종적으로 거리별 자연 저감율 및 발현된 생분해능 등을 평가하였다. 거리에 따른 자연저감율을 평가한 결과, 선형기울기($K/V_x$)는 -0.0248로 계산되었으며 산정된 체적저감율은 $1.7{\times}10^{-3}/day$로 나타났다. 연구지역의 발현된 BTEX 총 생분해능은 9.1~10.0 mg/L의 범위(평균 9.7 mg/L)에 있으며 탈질화 과정이 약 63.6%로 가장 큰 영향을 주는 redox 과정임을 확인하였다. 본 유류오염지역의 지하수 BTEX 오염농도 평균 1.326 mg/L임을 고려할 때 생분해능은 충분할 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제12권4호
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• pp.471-484
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• 2002

금강 유역의 충적층(면적 $3,029\textrm{km}^2$)에는 총 81억톤에 이르는 지하수가 부존하는 것으로 알려져 있으나, 과도한 농업활동에 의해 질소계 비료의 사용량이 증가함(250 N kg/ha 이상)에 따라 질산염 오염이 증가하고 있다 본 연구에서는 금강 권역의 대표적인 충적층 분포 지역의 충적층 지하수를 대상으로 질산염의 오염 현황 및 거동 특성을 파악하고자 광역적인 수리지구화학 연구를 수행하였다. 채취된 지하수 시료(총 186개)는 대체적으로 높은 질산염 농도(평균 42.2 mg/L, 최대 295 mg/L)를 보여주어 심하게 오염되어 있음을 나타내었다. 특히, 채취된 시료의 약 29%는 먹는물 수질 기준(44 mg/L $NO_3$)을 초과하고 있다. 연구지역 내 지하수 중의 질산염의 분포는 충적 대수층의 지구화학적 환경에 따라 크게 좌우되고 있다. 특히, 충적층 지하수의 산화-환원 전위(Eh)의 감소는 질산염의 농도 및 철과 망간의 농도 감소와 뚜렷한 상관성을 나타내었다. 따라서, 충적 대수층 지질매체 자체의 퇴적 환경의 차이를 반영하는 것으로 판단되는 산화-환원 상태(redox state)의 변화는 충적층 지하수 내의 질소계 오염물질의 거동을 지배함은 물론 탈질(denitrification)에 의한 자연저감을 조절하고 있는 것으로 판단된다. 특히, 탄소가 풍부한 실트질 충적층의 존재는 혐기성 환경을 조성함으로써, 질산염 오염에 대하여 상당한 정도의 완충 능력을 지니게 하는 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1999년도 정기총회 및 춘계 공동 학술발표회
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• pp.149-156
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• 1999

In the United States (U.S.), the monitored natural attenuation (MNA) approach has been used as an alternative remedial option for organic and inorganic compounds retained in soil and dissolved in groundwater. The U.S. Environmental Protection Agency (EPA) defines the MNA as“in-situ naturally-occurring processes include biodegradation, diffusion, dilution, sorption, volatilization, and/or chemical and biochemical stabilization of contaminants and reduce contaminant toxicity, mobility or volume to the levels that are protective of human health and the environment”. The Department of Soil Environment. National Institute Environmental Research (NIER) is in the process for demonstrating the MNA approach as a potential remedial option for the BTEX contaminated site in Uiwang City. The project is charactering the research site in terms of the nature and extend of contamination, biological degradation rate, and geochemical and hydrological properties. The microbial-degradation rate and effectiveness of nutrient and redox supplements will be determined through laboratory batch and column tests. The geochemical process will be monitored for determining the concentration changes of chemical species involved in the electron transfer processes that include methanogenesis, sulfate and iron reduction, denitrification, and aerobic respiration. Through field works, critical soil and hydrogeologic parameters will be acquired to simulate the effects of dispersion, advection, sorption, and biodegradation on the fate and transport of the dissolved-phase BTEX plume using Bioplume III model. The objectives of this multi-years research project are (1) to evaluate the MNA approach using the BTEX contaminated site in Uiwang City, (2) to establish a standard protocol for future application of the approach, (3) to investigate applicability of the passive approach as a secondary treatment remedy after active treatments. In this presentation, the overall picture and philosophy behind the MNA approach will be reviewed. Detailed discussions of the site characterization/monitoring plans and risk-based decision-making processes for the demonstration site will be included.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.39-46
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• 2014

본 연구에서는 다양한 호기/혐기조건에서 유류오염물질인 및 MTBE의 생분해 특성을 비교하고, 특히 탈질 조건에서 질산염 영향을 조사하여 유류오염지역의 혐기적 자연정화방법의 적용 가능성을 평가하고자 한다. 단일기질 및 혼합기질 분해실험 결과, BTEX는 3가지 실험조건에서 차이는 있었으나 모두 분해가 일어났다. 그러나 benzene과 p-xylene은 호기성 조건에서 초기 공급된 용존 산소의 부족으로 인하여 분해가 지연되는 것으로 나타났다. 또한 혼합기질에서는 단일기질에 비해 BTEX 분해가 기질 경쟁관계로 인해 다소 지연되는 경향이 관찰되었다. MTBE는 탈질 조건에서만 생분해가 관찰되었으나, TBA 축적 없이 $CO_2$로 무기화되는 것으로 추정된다. 또한 BTEX 및 MTBE 분해에 대한 질산염 농도의 영향 실험 결과, 저농도(>50 mg/L)에서 BTEX 분해는 제한되었으며, 고농도 질산염(<200 mg/L) 조건하에서는 BTEX 분해가 억제되는 현상이 관찰되었다. 본 연구에서 도출된 결과는 유류오염지역의 경우 호기/혐기성 조건에서 자연 생분해를 유도할 수 있을 것으로 예상된다.

• 자원환경지질
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• 제37권6호
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• pp.613-629
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• 2004

울산지역 지하수의 VOCs 함유 실태와 자연적 저감의 진행을 고찰하기 위해 168개 지하수 관정을 선정하여 유기오염 관련 연구를 수행하였다. 유기오염물에 의한 지하수 오염은 토지이용과 밀접한 관계가 있기 때문에 168개 지하수시료를 농업지역, 산림지역, 공업지역 및 주거 상업지역으로 구분하여 해석하였다. 지하수의 VOCs 분석결과 총 168개 중 65개 지하수에서 1개 성분 이상의 휘발성유기화합물이 검출되었다. 분석항목은 미국지질조사소 NAWQA프로그램에서 선정한 36개의 할로겐지방족 탄화수소와 25개 성분의 석유탄화수소(BTEX등 방향족 탄화수소와 MTBE포함)로 구성된다. 석유탄화수소는 26개 관정의 지하수에서 12개 성분이 검출되었으나 MTBE를 제외하고는 $1.5{\mu}g/L$미만의 낮은 농도를 나타내고 있다. 할로겐지방족 탄화수소는 63개관정의 지하수에서 검출되었으며, 검출된 성분은 11개 성분의 메탄류, 6개 성분의 에탄류, 6개 성분의 에텐류로 구성된다. 그중 메탄류는 $ND\~330{\mu}g/L$의 분포를 보이고, 에탄류는 $ND\~84{\mu}g/L$의 범위를 보이며, DCA, CA등은 $ND\~19{\mu}g/L$ 농도를 보인다. 에텐류는 $ND\~62{\mu}g/L$의 범위를 보이며, PCE, TCE 및 그 분해물들은 $ND\~62{\mu}g/L$의 농도를 보인다. 연구지역은 대부분이 호기성/탈질지대 및 $Fe^{3+}$ 지대로 구성되어 대부분의 방향족탄화수소는 분해가 잘되는 환경이나 염소계지방족 탄화수소는 대부분 생분해 반응이 서서히 일어나는 환경에 해당한다.