• 대한환경공학회지
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• 제29권8호
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• pp.950-955
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• 2007

본 연구에서 개발한 시스템은 기존에 사용되던 유수분리기를 유류가 혼입되어 발생하는 도로, 교량 등의 도시 불투수면 비점 오염저감장치로 업그레이드한 것으로서 유적입자가 coalescence 원리에 의하여 고밀도 고분자 폴리에틸렌 소재를 사용하여 제작된 메디아의 표면과 공간 사이를 타고 이동하면서 합체되어 유적의 크기가 증가한 후 부상하여 제거되는 기전과 SS 성분의 고형물이 침전에 의해 제거되는 원리를 이용한 도시 비점오염저감시설이다. 따라서 본 연구에서는 coalescence 기전을 통해 유수분리가 일어나는 나선형 고분자 여재의 유수분리 특성을 image analysis를 통해 규명하였으며 또한 도로노면 먼지와 폐엔진오일을 이용하여 비점오염원 저감시설에 유입되는 폐수를 모사하여 비점오염원 저감시설의 유수분리 성능을 실험하였다. 연구에 사용된 여재는 부정형의 투명한 나선형 구조를 갖고 있으며, SEM 사진 및 BET 측정 결과 매끄러운 표면 특성을 나타내고 있다. 직접 측정 방법으로 여재의 표면적을 측정한 결과, 여재 1립당 표면적은 1,428 $mm^2$으로 나타났으며, 단위당 중량은 45.3 $kg/m^3$으로 조사되었다. 또한 폐수 내 기름 입자의 액적크기를 현미경으로 촬영하여 이미지 분석을 수행한 결과, 메디아를 통한 폐수내 기름성분의 제거가 coalescence에 의해 일어나고 있음을 증명하였다. 마지막으로 나선형 부유 메디아를 적용한 비점오염저감시설의 성능평가 결과, 유량에 따라서 부유성 고형물은 $86.6\sim95.2%$, $COD_{Cr}$, $87.3\sim95.4%$, n-Hexane 추출물 $71.8\sim94.8%$의 제거효율을 나타내어 본 장치의 처리성능은 기존의 비점오염원 저감시설의 처리대상물질인 유기물과 부유물질 뿐만 아니라 유류의 제거에도 효과적인 것으로 평가되었다.

• 한국물환경학회지
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• 제35권1호
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• pp.43-54
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• 2019

The objective of this study was to assess the effect of policies on water quality management based on the changes in pollutants and water quality in Special Water Preservation Area (SWPA) of Lake Paldang watershed from 1990 to 2016. The population, total sewage and flow rate of wastewater in SWPA continuously increased from 1990 to 2016, while the location of new facilities for industrial and livestock facilities has been restricted. However, unlike the buffer zone in which industrial and livestock facilities were continuously reduced after implementing of TMDL, it was found that the effect of land-use regulations on industrial and livestock facilities in SWPA were mitigated by the increase in the size of large facilities. Since 1999 when the emission standard of public sewage treatment plants (STP) was changed, the water quality of Lake Paldang has increased despite the increase of pollutant source. Since emission standard of STP changed in 2012 (BOD 5 mg/L, TP 0.2 mg/L), BOD concentration in Lake Paldang has also improved to the level of water quality in the early 1990s where as TP concentration has remained at its lowest since 1990. BOD and TP average discharge concentration of 43 STP (${\geq}500m^3/day$) in 2016 have been maintained $1.7{\pm}0.7mg/L$ and $0.06{\pm}0.02mg/L$ respectively. While the discharged load of STP in SWPA was decreased by the concentration management, the contribution rate to the total discharged load of non-point pollutants increased to 70 % in 2015, and the contribution rate to the point discharged load of individual treatment facilities increased to 80 %.

• 한국물환경학회지
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• 제27권4호
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• pp.391-396
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• 2011

Recently it revealed that urban runoff was one of the major source that contaminates the river, lake and estuary because it contains toxic compounds such as heavy metals and Poly Aromatic Hydrocarbons (PAHs) as well as suspended solids, organic compounds and nutrients. The engineered polymetric media in this research were developed for reducing pollutants in urban runoff and would be used to be charged in the storm water treatment equipment. The engineered media that were composed of the polypropylene was foamed to have the buoyancy and then shattered by mechanical for the efficient filtration. In this study, Spherical Expanded Polypropylene Media (SEPM), Crushed Polypropylene Media (CPM), Large Crushed Expanded Polypropylene Media (LCEPM), Small Crushed Expanded Polypropylene Media (SCEPM) were made from polypropylene. Surface characteristics of the developed media were determined by scanning electron microscopy analyses. Also, removal efficiencies of SS, $COD_{Cr}$ in the artificial road runoff and the bed headloss by media and particle pollutants captured by media were examined. Results on the surface characteristics of media indicated that SCEPM had the largest specific surface area, $0.80m^2/g$, the lowest specific gravity, 0.091, and the biggest porosity, 0.63, because of crushing the media at the process of manufacturing. And the SCEPM's removal efficiencies of TSS and $COD_{Cr}$ in the artificial road runoff were 92.9% and 83.6%, respectively and the headloss of SCEPM was the least of them.

• 한국농공학회논문집
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• 제63권2호
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• pp.51-60
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• 2021

Effective nonpoint source (NPS) pollution management requires frequent water quality monitoring, which is, however, often costly to be implemented in practice. Statistical techniques and machine learning methods allow us to identify and focus on fundamental environmental variables that have close relationships with NPS pollutants of interest. This study developed surrogate models to predict the concentrations of suspended sediment (SS) and total phosphorus (T-P) from turbidity and runoff discharge rates using multiple linear regression (MLR) and random forest (RF) methods. The RF models provided acceptable performance in predicting SS and T-P, especially when runoff discharge rates were high. The RF models outperformed the MLR models in all the cases. Such finding highlights the potential of RF techniques and models as a tool to identify fundamental environmental variables that are measured in relatively inexpensive ways or freely available but still able to provide information required to quantify the concentrations of NP S pollutants. The analysis of relative importance rates showed that the temporal variations of SS and T-P concentrations could be more effectively explained by that of turbidity than runoff discharge rate. This study demonstrated that the advanced statistical techniques such as machine learning could help to improve the efficiency of NPS pollutants monitoring.

• 환경영향평가
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• 제25권4호
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• pp.248-260
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• 2016

본 연구의 목적은 대청호의 녹조발생 저감을 위해 우심지역인 추소수역과 그 상류 소옥천 유역에서의 다양한 수질개선 대책들을 제시하고, 대책 시행 시 저수지 수질개선 효과를 평가하는데 있다. 대책별 모의 시나리오는 유역대책과 저수지 내 대책으로 분류하였으며, 시나리오별 녹조저감 효과는 2차원 수리 수질모델을 적용하여 모의하였다. 유역 대책은 점오염원, 비점오염원, 복합 대책으로 시나리오를 구성하였으며, 호내 대책은 추소수역의 퇴적물 처리 및 소옥천 유입수의 인 처리시설 설치를 고려하였다. 연구결과, 개별 대책의 녹조저감 효과는 수문상황에 따라 다르게 나타났으며, 강우가 많은 해에는 비점오염 부하량이 증가하여 비점오염원 저감대책(NPS1~NPS4)이 효과적인 것으로 평가되었으며, 강우가 적은 해에는 평상시 호 내로 유입하는 인의 유입부하를 저감하는 화학적 인처리시설 설치(LS2)가 효과적인 것으로 평가되었다. 특히, 유역에서 발생되는 축산 분뇨를 전량 수거 처리하고 농경지에는 표준시비량만을 적용한 방안(NPS1)이 수질개선에 가장 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국물환경학회지
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• 제26권4호
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• pp.654-663
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• 2010

Attention has increasingly focused on the pollutant load discharged from rural area since the enforcement of total maximum daily loads (TMDLs) in korea. As one of the methods to control the inflow of pollutant load during wet weather events, local governments are attempting to apply non-point source control facility. To design those facilities appropriately, it is essential to understand the runoff characteristics of pollutants such as TSS, $BOD_5$, $COD_{Cr}$, TP and TN. In the paper, the quantitative analyses for pollutant runoff characteristics were examined in a small rural watershed with the area of about 53 hectares. For a dry weather day and wet weather events, variation patterns of dry weather flow and runoff characteristics of wet weather flows were monitored and investigated. The runoff model using XP-SWMM reflecting the landuse types of the watershed in detail was simulated to perform the sensitivity analyses for several factors influencing on their hydrograph and pollutographs. As a result, for the case of medium and small rainfall events (i. e. total rainfall of 35.8 and 17.5 mm), the impervious area including green house, roof and road which covers relatively low portion of total area (i. e. 16%) caused substantial first flush and the majority of total runoff load. Therefore, it has been concluded that the runoff characteristics of each pollutant and distribution of impervious area should be considered for the establishment of the control strategy of non-point pollutant runoff at a rural area.

• 한국습지학회지
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• 제23권4호
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• pp.372-380
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• 2021

비점오염물질 및 고농도 가축분뇨는 수계 및 습지 수질 악화의 주요 원인으로 보고되고 있으며, 이를 관리하기 위한 방안으로 저영향개발기술 (Low Impact Development, LID)에 대한 관심이 증가하고 있다. 인공습지는 다양한 오염물질 저감 기작을 기반으로 가축 사육 농업지역 내 비점오염원 관리 방안으로 제시되고 있다. 이에 본 연구에서는 전라북도 J시 내 경작지 및 가축 사육 지역을 대상으로 현장 모니터링 및 모델링을 기반으로 인공습지의 적용성 평가를 실시하였다. 연구대상 지역의 강우 시 유량가중평균농도(Event Mean Concentration, EMC) 농도는 건기 시와 비교하여 BOD 기준 약 27배 이상 높은 것으로 나타나 비점오염원 관리가 시급한 지역으로 나타났다. 모델링 기반의 인공습지 저감 효율은 BOD 57.5%, TN 48.9% 그리고 TP 64.2%를 보였다. 하지만, 다량의 강우유출수가 발생하는 시점과 동절기에는 다소 효율이 감소하는 경향을 보여 해당 시기 인공습지 운영에 관리가 필요할 것으로 판단된다. 마지막으로 본 연구 결과는 인공습지가 가축 사육 농업지역 내 안정적인 비점오염원 관리가 가능한 대안으로 제안될 수 있는 것을 보여준다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.131-137
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• 2010

최근 비점오염원에 대한 관심이 높아지면서, 환경부 및 유관단체를 중심으로 노면 유출수를 포함한 비점오염원(Non point source)에 대한 현황 조사 및 처리 방법에 대한 관심이 증가하고 있다. 고속도로 휴게소 주차장 노면 유출수는 고속도로 본선 노면 유출수보다 유해물질 오염도가 높을 것으로 예상되어, 본 연구는 이 지역의 노면 유출수 오염도 조사를 통해 유출수 평가 및 노면 유출수 저감시설의 저감효과를 분석하여 휴게소 노면유출수 관리방안을 수립하는 것을 목적으로 하고 있다. 휴게소지점에 대한 강우 유출수 분석 결과 포장지역의 특성인 초기강우현상을 볼 수 있었으며, 강우초기에 입자상물질은 중금속과 결합하여 다량 유출되는 특성을 나타내었다. 휴게소 지점의 강우유출수에 대한 오염물질별 EMC에 대한 95% 확신범위로는 TSS 128.2-273.4mg/L, COD 145.4-310.1mg/L, TN 6.1-11mg/L, TP 1.9-2.9mg/L의 범위로 분석되어 고속도로에서 유출되는 강우유출수와 비슷한 수준으로 유출되는 것으로 분석되었으나, 중금속의 경우 고속도로에 비해 고농도의 중금속이 유출되는 것으로 나타났는데, 이것은 차량 정차시 브레이크 패드나 타이어의 마모등에 의한 것으로 판단된다. 휴게소지점에 대한 면적당 발생되는 부하량 통계분석결과, TSS의 평균 부하량은 $1411.6mg/m^2$로 산정되었으며, COD $709.7mg/m^2$, TN $44.0mg/m^2$, TP $10.4mg/m^2$로 산정되었다. 중금속의 경우 Total Cu $12927.4{\mu}g/m^2$, Total Fe $32074.4{\mu}g/m^2$, Total Pb $40371{\mu}g/m^2$, Total Ni $10679.2{\mu}g/m^2$로 산정되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권6호
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• pp.1089-1094
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• 2011

주암호 상수원 상류지역인 송광천에 위치한 봉산 인공습지의 수생태학적 효율 향상을 위한 관리 방안을 제시하기 위하여 시기별, 처리단계별 및 오염물질 부하량별 수처리 효율을 평가하였다. 유입원수의 BOD, SS, T-N 및 T-P의 평균 함량은 $1.87mg\;L^{-1}$, $1.62mg\;L^{-1}$, $11.47mg\;L^{-1}$ 및 $4.40mg\;L^{-1}$이었으며, 연평균 처리효율은 BOD, SS, T-N 및 T-P가 각각 26%, 18%, 16% 및 9%로서 전반적으로 처리효율이 낮았으나 유입수 농도가 높아서 오염물질의 제거량은 매우 높은 편이었다. 인공습지 처리단계별 BOD, SS, T-N 및 T-P 변화를 조사한 결과는 모든 항목에서 침강지의 처리효율이 가장 높았고 BOD와 T-P는 습지 II > 습지 I, SS와 T-N은습지 I > 습지 II 순으로 처리효율이 높았다. 인공습지 구성 시스템별 오염물질 부하량에 따른 오염물질 처리량은 BOD는 침강지 > 습지 I > 습지 II, SS는 침강지 > 습지 II > 습지 I, T-N은 습지 I > 침강지 > 습지 II, T-P는 습지 II > 침강지 > 습지 I 순으로 높았다.

• 한국환경과학회지
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• 제22권3호
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• pp.259-267
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• 2013

In this study, non-point source(NPS) contribution was investigated based on flow rates and water qualities of streams into the lake during rainfall events. Event mean concentration(EMC) and the pollution loads were calculated to establish a database for NPS control measurement in the survey area, and so on. The runoff characteristics of NPS were investigated and estimated on the basis of the ratio of an agricultural to forest area in the stream of sub-catch basin during rainfall events. Non-point source pollution loads were also calculated to establish a database for NPS control measure in the upstream lake Chinyang. At a rainfall event, BOD concentrations rise sharply at the early peak time of runoff, however, peaks of TSS concentration were observed at the similar time of peak flow. This was a phenomenon shown at the watersheds caused by forest and geological types. The discharged EMC range was 2.9-4.8 mg/L in terms of BOD. The discharged EMC range was 6.2-8.2 mg/L in terms of SS. The discharged EMCs of T-N and T-P were 1.4-2.5 mg/L and 0.059-0.233 mg/L, respectively. Total BOD loading rate through the 3 tributaries to the lake Chinyang was 1,136 kg/d during dry weather. The upper watershed area of the Nam-river dam in this study was divided into 14 catchment basins based on the Korean guideline for total maximum daily load(TMDL) of water quality pollutants. The higher the agricultural land-use ratio, the more NPS loading rate discharged, but the more occupied a forest area, the lower more NPS loading rate discharged. In an agricultural land-use area more than 20%, the increase of NPS loadings might be dramatically diffused by increasing the integrated complex-use like vinyl-house facilities and fertilizer use etc. according to the effective land-use utilization. The NPS loading rates were BOD 0.3 $kg/ha{\cdot}day$, SS 0.21 $kg/ha{\cdot}day$, TN 0.02 $kg/ha{\cdot}day$, TP 0.005 $kg/ha{\cdot}day$ under less than 10% agricultural land-use. In agricultural land-use of 20%-50%, these values were investigated in the range of 0.32 $kg/ha{\cdot}day$-0.73 $kg/ha{\cdot}day$ for BOD, 0.92 $kg/ha{\cdot}day$-3.32 $kg/ha{\cdot}day$ for SS, 0.70 $kg/ha{\cdot}day$-0.90 $kg/ha{\cdot}day$ TN, 0.03 $kg/ha{\cdot}day$-0.044 $kg/ha{\cdot}day$ for TP.