• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제11권2호
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• pp.23-34
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• 2024

해수에 의해 염분의 영향을 받는 기수호(brackish lake)인 송지호의 퇴적물(sediment), 대수층 충진재(aquifer materials), 지표수, 지하수를 채수 및 채취하여 분석하고, 해당 시료를 이용하여 염분의 영향을 받는 혼합대(hyporheic zone)를 모사하는 pilot scale 컬럼 실험을 진행하였다. 지하수의 상향류 실험 결과, 소량의 염분을 포함한 지하수가 대수층 및 퇴적물로 용승하며 낮은 용존산소 농도를 유지하였다. 또한 대수층에서 염분과 낮은 용존산소로 인해 부분 탈질(partial denitrification)이 발생해 NO₂^-의 축적이 확인되었다. 퇴적물에서는 긴 체류시간에 의해 질소계 화합물이 흡착되거나 미생물 매개의 산화/환원 반응으로 인해 질소계 화합물 농도가 저감되었다. 지표수의 하향류 실험 결과, 높은 농도의 용존산소와 염분을 포함한 기수호의 지표수가 퇴적물과 대수층으로 침투하며 높은 용존산소 농도를 공급하였다. 이로인해 퇴적물과 대수층에서 생물학적 질산화(nitrification)가 발생하였고, 지표수의 높은 염분 농도에도 불구하고 질소계 오염물질이 저감되었다. 이를 통해, 염분의 영향을 받는 상향류의 혼합대의 경우 낮은 용존산소 농도로 부분 탈질이 발생하며 염분에 의해 NO₂^-가 축적되고, 하향류의 혼합대의 경우 높은 용존산소 농도에 의해 질산화가 발생하며 염분의 영향을 크게 받지 않는다. 이를 통해 기수호 내 염분이 혼합대의 질소 거동에 일부 영향을 미치나 DO, pH, 기질 농도, 유기물질 농도 등의 요인이 복합적으로 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제38권3호
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• pp.335-346
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• 2005

이 연구에서는 동해 울릉분지 북서부해역의 제4기 후기 퇴적물 내의 유기물과 가스의 기원을 규명하기 위해서 천부 퇴적물과 공극수를 분석하였다. 연구지역에서 채취한 코어퇴적물을 원소 분석한 결과, C/N 및 C/S 비$(wt.\;\%)$는 퇴적물 내 유기물이 주로 해양조류 기원을 가지고, 일반적인 해양 또는 정체 환경에서 퇴적되었음을 지시한다 그러나 열분석 결과는 유기물 기원이 육상식물이고, 열적 성숙단계가 미성숙단계임을 보여준다. 이러한 원소분석과 열분석간의 관계는 유기물이 침강하는 동안 또는 퇴적 후 이루어진 강한 산화작용에 기인한 것으로 추정된다. 퇴적물 내 공극수와 공기층 가스의 분석을 통하여 매몰심도가 증가할수록 $SO_4\;^{2-}$농도는 감소하고, 공기층 가스의 주성분인 $CH_4$의 양이 증가한다는 것을 알 수 있었다 이것은 코어퇴적물에서 미생물과 관련된 황산염 환원작용이 일어났으며, 점진적으로 메탄생성단계로 전이가 일어났음을 의미한다. 또한 $CH_4$의 성분은 열기원보다는 생물기원임을 가리킨다.

• 한국습지학회지
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• 제15권3호
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• pp.289-300
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• 2013

본 연구에서는 습지식물의 유형에 따라 습지의 주요 수 환경에 미치는 영향을 파악하고자 부유식물로는 부레옥잠(Eichhornia crassipes)을 침수식물로는 붕어마름(Ceratophyllum demersum)을 인공습지 실험구에 도입한 후 pH, 용존산소, 수온, 산환환원전위, 영양물질 농도 등 주요 수 환경의 변화를 조사하였다. 수 표면에 주로 존재하는 부유식물은 빛이 수체내로 투과하는 것을 막아, 다른 처리구에 비해 수온이 낮게 나타났으며 주 야 모두 상 하층 수온의 차이도 관찰되었다. 오염물 유입 후 모든 실험구에서 용존 산소가 일시적으로 감소하였다가 다시 회복되었는데 특히 수중에서 광합성을 하는 침수식물 처리구에서 주기성을 가지면서 증가하였고 상승폭 또한 가장 큰 것으로 나타났다. pH 또한 침수식물 처리구에서 주기성을 가지면서 변동하는 것으로 나타나 용존산소의 경우와 같이 광합성의 영향임을 보여주었다. 본 연구에서 습지토양의 산환환원전위가 수생식물의 유무나 유형에 따라 영향을 받을 수 있음이 관찰되었으며 이와 관련된 생지화학적 기작에도 영향을 줄 수 있는 것으로 판단되었다. 수체 내 총질소와 총인의 농도는 물만 있는 대조구 <물과 토양이 있는 대조구 < 부유식물 처리구 < 침수식물 처리구의 순으로 감소한 것으로 나타나 식물이 영양물질 제거에도 효과적임을 보여주었다. 부유식물과 침수식물 모두 조류발생을 억제하는 것으로 나타났는데 특히 부유식물의 경우 더 효과적인 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권7호
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• pp.916-922
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• 2018

는 열교 환기를 세척할 때 최근 신재생에너지의무화제도(RPS: Renewable Portfolio Standard)대상 신재생에너지 항목에 발전소 온배수가 신재생에너지공급인증서(REC:Renewable Energy Certificate)의 수열에너지(가중치 1.5)로 추가되어 온배수 열원에 대한 가치가 높아졌다. 본 연구에서는 고탁도지역 온배수의 직접적인 활용을 위한 방안으로 히트펌프시스템 내 탁도저감장치를 도입하여 열교환기에 가해지는 오염물질의 저감 효과를 확인해보기 위해 한 달 동안 실증테스트를 실시하였다. 실험결과 탁도 저감효과가 80 % 이상으로 고탁도 지역의 온배수 활용을 위한 방안으로 탁도저감장치의 적용가능성을 확인 할 수 있었다. 또한 탁도저감시스템에 따른 열교환기의 오염도 저감 효과를 검증하기 위해 30일간 운전한 열교환기를 해체하여 분석해본 결과 탁도저감시스템을 거친 열교환기보다 그렇지 않은 열교환기의 오염정도가 높은 것을 확인하였다. 열교환기에 유입된 오염물질(스케일)을 분석해본 결과 주로 $SiO_2$, $Na(Si_3Al)O_8$, $CaCO_3$, NaCl 성분의 광물이 검출되었는데 이는 높은 탁도로 인해 해양퇴적토가 열교환기에 유입된 것으로 분석되었다. 그 외에도 소량이지만 $TiO_2$, MnO, $Cr_2O_3$가 검출되었다. 이는 열교환기를 세척할 때 열교환기 재료로부터 기인한 중금속이 소량 용출된 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제79권3호
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• pp.269-277
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• 1990

황폐계류(荒廢溪流)에서 발생하고 있는 토사재해(土砂災害)의 방재대책(防災對策)을 수립할 경우 우선 검토되어야 할 것은 하상면(河床面)의 미지형변화(微地形變化)와 사방시설(砂防施設)에 의해 기대되는 하도고정(河道固定)을 예측하는 것이다. 이를 위해 실지계류(溪流)에서 발생되고 있는 하상미지형(河床微地形)의 특성과 사방시설(砂防施設)의 배치효과를 파악하고, 이어서 모형실험(模型實驗)에 의해 그 유효성을 확인하여 저(低)댐의 군적(群的)배치에 의한 하상미지형(河床微地形)의 변화에 대하여 검토하였다. 실험결과에서 저(低)댐의 군적(群的)배치가 하도고정(河道固定)에 미치는 영향은 국소세굴(局所洗掘) 방지, 유로폭(流路幅)과 퇴적역(堆積域)의 확대였다. 1. 저(低)댐 군(郡)의 배치(L'/L=1)에 의해 국소세굴(局所洗掘)을 일으키는 유수(流水)의 편류현상(偏流現象)에 대하여 댐이 유수(流水)와 토사(土砂)를 분리하여 퇴적(堆積)을 촉진시킴과 동시에 유하수(流下水)를 분산시켜 소유력(掃流力)을 감소시켰다. 따라서 횡단면변동량(橫斷面變動量)(F.A.)은 무시설(無施設)시에 비하여 약65%가 저감(低減)되었다. 2. 유로폭(流路幅)에 대한 저(低)댐군(郡)의 배치효과는 사방시설(砂防施設)의 시공구간장(施工區間長)에 비례하여 증가되었다. 전 구간에 사방시설(砂防施設)을 배치하였을 경우(L'/L=1)는 무시설(無施設)시 (L'/L=0)에 비해 1.53배 확보되었다. 3. 하도내(河道內)에 이종토사(移種土砂)가 퇴적(堆積)하기 위하여는 퇴적공간(堆積空間)이 필요하며, 퇴적토사(堆積土砂)가 안정하는 조건으로 소유력(掃流力)이 감소와 함께 퇴적역(堆積域)의 확보가 필요하다. 저(低)댐군(郡)의 배치에 의해 퇴적역(堆積域)은 약 2.10배 증가하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제8권4호
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• pp.392-400
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• 2003

남해 중부해역 반폐쇄성 만과 유기오염 유입원이 다수 존재하는 7개 연안에서 2003년 5월 13일부터 17일에 걸쳐 산소 미세전극을 이용 공극수내 산소의 수직분포를 측정하였다. 관측된 산소투과깊이 범위는 1.30∼3.80 mm로 매우 작았다. 극히 얕은 산화층 존재는 초기속성 작용 연구 중 산화$.$환원 반응연구를 최소한 mm 단위로 연구할 필요성을 제시한다. 공극수 수직분포에 1차 확산-반응 모델을 적용하여 추정된 퇴적물/해수 계면에서 산소소모율 범위 는 10.8∼27.6 mmol $O_2$ m$^{-2}$ day$^{-1}$(평균 19.1 mmol $O_2$ m$^{-2}$ day$^{-1}$)였고 퇴적물 유기탄소 농도와 양의 상관관계를 보였다. 또한 플럭스에 산소 대 탄소 비 (170/110)를 적용하여 추정한 유기탄소 산화율은 89.5∼228.1 mg C m$^{-2}$ day$^{-1}$(평균: 158.0 mg C m$^{-2}$ day$^{-1}$)였다. 이들 결과는 남해중부 해역중 유기물 유입이 많은 지역을 대상으로 한 결과로 남해 평균 값 중 최대값으로 생각되며 연안환경의 부영양화 및 빈산소 수괴 형성 기작을 밝히기 위해서는 이러한 연구가 보다 많은 지역에서 계절적으로 수행되어져야 할 것으로 생각한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제6권4호
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• pp.242-248
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• 2001

고해상 Chirp 자료와 다중채널 탄성파 자료를 이용하여 울릉분지 남서 상부대륙사면지역에 가스수화물의 존재 가능성에 대해 분석하였다. Chirp 자료에서 퇴적층내 천부 가스의 분포를 지시하는 음향혼탁상, 음향 공백상, 그리고 포크마크가 보인다. 가스수화물의 분해와 관련된 것으로 생각되는 사면붕괴 구조도 확인된다. BSR이 수심 750${\sim}$1130m사이 지역에서 해저면 아래 60${\sim}$110m부근에 발달한다. BSR위의 상부퇴적층은 음향 블랭킹 양상을 보이는데, 이는 퇴적물과 가스수화물의 혼합에 의한 진폭 감소의 결과로 해석된다. 탄성파 자료 속도분석으로부터 계산된 지층의 구간속도는 BSR위의 퇴적층이 1,650m/sec이고 아래 퇴적층은 1,080m/sec을 나타낸다. BSR 상부의 퇴적층 두께가 수심이 증가할수록 얇아지는 양상은 울룽분지의 지열류량이 수심의 증가와 함께 증가하는 발달분포와 매우 밀접한 관계가 있을 것으로 예상된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권6호
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• pp.85-94
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• 2015

RDX (hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine) is the most important explosive contaminant, both in concentration and in frequency, at military shooting ranges in which green technologies such as phytoremediation or constructed wetlands are the best option for mitigation of explosive compounds discharge to the environment. A study was conducted with two identical lab-scale plug flow constructed wetlands planted with Amur silver grass to treat water artificially contaminated with 40 mg/L of toxic explosive compound, RDX. The reactor was inoculated with or without RDX degrading mixed culture to evaluate plant-microorganism interactions in RDX removal, transformation products distribution, and kinetic constants. RDX and its metabolites in water, plant, and sediment were analyzed by HPLC to determine mass balance and kinetic constants. After 30 days of operation, the reactor reached steady-state at which more than 99% of RDX was removed with or without the mixed culture inoculation. The major transformation product was TNX (Trinitroso-RDX) that comprised approximately 50% in the mass balance of both reactors. It was also the major compound in the plant root and shoot system. Acute toxicity analysis of the water samples showed more than 30% of toxicity reduction in the effluent than that of influent containing 40 mg/L of RDX. In the Amur silver grass mesocosm seeded with the mixed culture, the specific RDX removal rate, that is 1st order removal rate normalized to plant fresh weight, was estimated to be 0.84 kg⁻¹ day⁻¹ which is 16.7% higher than that in the planted only mesocosm. Therefore, the results of this study proved that Amur silver grass is an effective plant for RDX removal in constructed wetlands and the efficiency can be increased even more when applied with RDX degrading microbial consortia.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2003년도 춘계학술발표회
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• pp.191-200
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• 2003

Gunsan coastal area is one of region increasing pollution problems. One of the most important factors that cause eutrophication is nutrient materials containing nitrogen and phosphorus which stem from excreation of terrestial sources. At this study, the three-dimensional numerical hydrodynamic and ecosystem model, which was developed by Institute for Resources and Environment of Japan, were applied to analyze the processes affecting the eutrophication. The residual currents, which were obtained by integrating the simulated tidal currents over 1 tidal cycle, showed the presence of a typical. Density driven currents were generated westward at surface and eastward at the bottom in Geum estuary area where the fresh waters are flowing into. The ecosystem model was calibrated with the data surveyed in the field of the study area in annual average. The simulated results of DIN were fairly good coincided with the observed values within relative error of 32.39%. correlation coefficient(r) of 0.99. In the case of DIP, the simulated results were fairly good coincided with the observed values within relative error of 24.26%, correlation coefficient (r) of 0.82. The simulations of DIN and DIP concentrations were performed using ecosystem model under the conditions of 20 ∼ 80% pollution load reductions from pollution sources. In study area, concentration of DIN and DIP were reduced to 20∼80% and under 10% in case of the 80% reduction of the input loads from fresh water respectively. But pollution loads from sediment had hardly affected DIN and DIP concentration. For the environment management of coastal areas, in case of Kunsan area, the most important pollution sources affecting eutrophication phenomenon were found to be the input loads from fresh water.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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• pp.217-219
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• 2006

This study focused an water quality response to land-based pollution loads and the appropriate pollutant load reduction in Chinhae Bay using an eco-hydrodynamic model. Land-based discharge foam urban areas, industrial complex and sewage treatment plant was the greatest contributor to cause red-tide blooms and summer hypoxia. Tidal currents velocity af the ebb tide was about 10 cm/s stronger than that of the flood tide. A residual current was simulated to. have a slightly complicated pattern with ranging from 0.1 to. 2.7 cm/s. In Masan Bay, pollutant materials cannot flaw from the inner to the outer bay easily because af residual currents flaw southward at surface and northward at the bottom. The simulation results of COD distribution showedhigh concentrations aver 3 mg/L in the inner part of Masan Bay related pollutant discharge, and charge, and lower levels less than 1.5mg/L in the central part of Chinhae Bay. For improvement water quality in Chinhae Bay, it is necessary to reduce the organic and inorganic loads from paint sources by mare than 50% and ameliorate severe polluted sediment.