토압식(Earth Pressure Balance) 쉴드 TBM (Tunnel Boring Machine)은 기계화 터널 굴착 공법 중 이수식(Slurry) 쉴드 TBM에 비하여 슬러리 처리 시설을 필요하지 않아 설비가 간단하고 진동과 소음이 적어 최근에 터널 시공에 널리 사용되고 있다. 토압식 쉴드 TBM으로 터널 굴착 시 첨가제를 활용하여 굴착토 물성을 개선하는 쏘일 컨디셔닝(soil conditioning) 기법을 적용하며, 이를 통해 토압식 쉴드 TBM을 적용할 수 있는 지반의 범위를 확장할 수 있다. 본 연구에서는 쏘일 컨디셔닝을 위한 첨가제로 주로 사용되는 폴리머를 대체할 수 있는 바이오폴리머(biopolymer)의 일종인 잔탄검(xanthan gum)의 적용성을 검토하였다. 바이오폴리머란 생물학적 기원으로 생성된 폴리머로써 모두 생분해가 가능하다. 환경에 유해한 성분을 함유하고 있는 일반 폴리머(폴리아크릴산계 폴리머)와 달리 잔탄검은 유독성이 거의 없고 환경에 미치는 영향이 적어 친환경 소재로 각광받고 있다. 슬럼프 시험을 통해 유사한 워커빌리티(workability)를 보이는 시험조건을 선정하고, 실내 가압 베인전단 시험을 통해 유동학적(rheological) 특성을 평가하였다. 유사한 슬럼프 값을 보이더라도 잔탄검의 함유량이 증가할수록 유동곡선(flow curve)상에 첨두강도가 감소하는 경향이 나타났으며, 이를 통해 잔탄검 함량과 첨두강도 사이의 상관관계를 도출하였다. 일반 폴리머를 잔탄검으로 대체한다면 환경친화적이라는 장점과 더불어 장비 부하를 감소시켜 안정적인 TBM 운용이 가능할 것이다.
Bioremediation of hazardous hydrophobic organic compounds, such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), is a major environmental concern due to their toxic and carcinogenic properties. Bue to their low solubility in water, the compounds are microbiologically persistent. This work investigates optimal conditions to enhance the biodegradation of phenanthrene in water and soil-slurry systems. Biodegradation tests were performed with three different types of supplements: glucose as a general carbon source, salicylate as an enzyme inducer, and Triton X-100 as a surfactant. The tests indicate that glucose and Triton X-100 were not very effective to increase biodegradation rate, even though the number of microorganisms are highly increased in the case of glucose addition. Salicylate accelerated biodegradation of phenanthrene, but the addition above optimal concentration inhibited microbial growth. Salicylate is considered to be an attractive alternative for the successful bioremediation of PAH-contaminated soil.
Soil is the main nitrogen (N) provider for plants but N in soil is not all available to advanced plants. Mineralization is a critical biological process for transferring organic N to inorganic N that can be used by plants directly. To investigate the effect of different levels of soil temperature and water content to soil mineralization, a field experiment was established on three different sites (A, B and C). We measured soil temperature, moisture and electrical conductivity once daily after swine slurry application. Average soil moisture and temperature in site A is the highest among three sites (40.9% and $9.7^{\circ}C$, respectively). Following is in site C (37.3% and $9.6^{\circ}C$) and the lowest is in site B (28.0% and $9.0^{\circ}C$). Ammonium N (NH4+-N) and nitrate N (NO3--N) were determined on the first and fifth day after treatment. Compared with site B and C, site A always had the highest soil total N content (1.54 g N kg-1 on day one; 1.22 g N kg-1 on day five) and highest NO3-- N content (93.18 mg N kg-1 on day one; 16.22 mg N kg-1 on day five) and a significant decrease on day five. Content of NH4+-N in site B and C reduced while in site A, it increased by 6.7%. Results revealed that net N mineralization positively correlated with soil temperature (P<0.5, $r=0.675^*$) and moisture (P<0.01, $r=0.770^{**}$), suggesting that to some extent, higher soil moisture and temperature contribute more to inorganic N that can be used by plants.
본 연구는 양돈액비의 비료성분 및 유해정도를 분석하고 아울러 전기전도도나 건물 함량을 이용하여 중요 비료성분 함량을 쉽게 추정하는 방벙을 구명하기 위해 2001년 제주도내 109개 양돈 농가를 방문하여 액비를 수집,$4^{\circ}C$냉장고에 보관해 두었다가 꺼내어 pH, BOD, DM, SS, OM, EC, T-N, T-P, K, Ca, $NH_4$-N. Mg 및 Na 등을 분석하였다. 조사대상 농가의 돈분 액비 중 슬러리(70 농가)는 가축분뇨, 사료 및 청소수가 혼합된 것이고 요(19 농가)는 분뇨를 고액분리 시킨 후에 저장해둔 요(20 농가)를 말하며 돈분 발효액은 slurry를 발효, 폭기 및 살수 등의 과정을 거친 액비를 뜻한다. 돈분 액비 중 slurry로 저장한 액비가 요나돈분 발효액 보다 여러 가지 비료 성분함량($NH_4$-N, K, P, Ca, Mg 및 Na)이 높았고 전기 전도도나 건물함량도 마찬가지로 slurry 상태로 저장한 액비가 다른 상태의 액비 보다 높았다. EC, $NH_4$-N, Ca, Mg 및 Na의 함량은 요와 발효액 간에 비슷하였으나 발효 액비의 L 함량이나 건물함량은 요 보다 약 2배 정도 높았다. 한편 P 함량은 반대로 발효 액비보다 요에서 높았다. Slurry의 전기전도도(EC)와 여러 비료 성분간에 상관관계를 통계 분석한 결과, $NH_4$-N와 Na 함량만이 유의적인 상관관계가 인정되었고 slurry의 DM 함량은 $NH_4$-N, P, Ca 및 Mg 함량간에 유의성이 인정되었다 (P<0.05). 고액분리요의 전기전도도와 비료성분간에 상관관계 분석에서 $NH_4$-N만 유의적 상관관계가 있었고 DM 함량에서는 $NH_4$-N와 Ca 간에만 유의적 상관관계가 인정되었다(P<0.05). 발효 액비는 전기전도도와 $NH_4$-N, P 및 Ca 간에만 유의적 상관관계가 있었으며 DM 함량은 K, P, Ca, Mg 및 Na 간 통계적으로 유의적 상관관계가 있었다(P<0.05). 돈분 액비의 종류별로 유해 또는 오염물질 농도를 살펴보면 슬러리의 BOD 농도는 22,520mg/L로 요 및 발효 액비 4,763, 2,701 mg/L보다 크게 높았다. 결론적으로 비료효과는 slurry가 요 및 돈분발효액 보다 좋았지만유해 또는 오염물질농도는 반대로 slurry에서 높았다. 그러나 일반기준치와 비슷한 수준으로 유해위험은 없다고 생각된다.
매립재로 이용되는 준설점토는 일반적으로 함수비가 매우 크며, 작은 압밀하중이 작용하더라도 큰 침하가 일어나는 특성을 지닌다. 이러한 초연약지반을 개량하는 공법설계를 위해서는 압밀특성을 구하는 실험이 실시되어야 한다. 그러나 일반적인 표준압밀시험방법으로는 슬러리상태의 흙이 압밀링의 벽면을 타고 상하부로 흘러나오기 때문에 실험이 불가능하다. 따라서, 본 연구에서는 Rowe cell 시험기를 사용하여 준설점토에 대한 압밀시험을 실시하였으며, 함수비의 변화가 압밀특성에 주는 영향을 검토하기 위해서 함수비를 100%, 110%, 120%, 133%, 150% 등 5종류로 변화시켜서 실험을 실시하였다. 실험결과로부터 준설매립지반의 개량을 위한 설계를 하는 경우, 실제 압밀시험을 하지 않고도, 현장 함수비가 측정되면 개략적인 압축지수와 압밀계수 및 변형률을 예측할 수 있는 식을 제안하였다.
Kim, Kang-Joo;Park, Seong-Min;Kim, Jin-San;Natarajan Rajmohan;Hwang, Gab-Soo;Yun, Seong-Taek;Kim, Hyun-Jung;Kim, Suk-Hwi
한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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pp.338-341
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2004
This study was carried out to understand the geochemistry of saline water circulating in an ash disposal pond of Seocheon power plant, Korea. For this study, ash pond waters, slurry water and seawater samples were collected and analyzed for major ions and trace elements. Results show that ash pond waters and slurry water are alkaline in nature due to high calcium content, and have high concentration of Ca, B, Li, As, Ba, Al, Si and Mn over seawater, suggest that these elements leached from fly ash even at high alkaline condition and ionic strength. Slurry water has high concentration of B, Ba, Li, Mn, Si and Sr compare to ash pond waters, expresses that these elements seem to be easily reached at initial stage fly ash-water interaction, and also might be associated with the surface of the fly ash particles. Additionally, PHREEQC program predicted several secondary solid phases, which are also influenced in the leaching of elements in to the saline water.
This study was carried out for 30 days in aeration type and agitation type reactor to characterize organic matter decomposition and ammonia volatilization during the liquid composting of pig slurry, and organic matter and nitrogen removal rate through mass balance analysis was analyzed. In the aeration type reactor, the pH increased from 7.0 to 9.13, and TS 34.5%, VS 33.4%, $BOD_5$ 71.2%, $COD_{Cr}$ 62.3% and TOC 83.2% were removed. In addition, 44.6% of TN and 65.0% of ${NH_4}^+-N$ were removed. In the agitation type reactor, the pH increased from 7.0 to 8.10, and the removal rates of TS 0.9%, VS 0.5%, $COD_{Cr}$ 27.5%, $BOD_5$ 28.9% and TOC 41.3% were obtained. And TN and ${NH_4}^+-N$ showed removal rate of 25.3% and 29.2%, respectively. The first order kinetics constant related to $BOD_5$ degradation was $-0.039day^{-1}$ for aerobic liquid composting and $-0.013day^{-1}$ for agitated reactor. Nitrogen loss in aerobic liquid composting was about 2.3 times higher than that of agitated reactor, whereas FAN/TAN in aerobic liquid composting was about 7.9 times higher than that of agitation type reactor. Therefore, despite the low FAN/TAN in the agitation type reactor, the nitrogen loss rate was relatively high.
본 연구는 난지도 매립지에서 기반암 및 풍화대층을 통해서 거동하는 침출수의 속도와 침출수량을 부정류 상태에서 예측하기 위해 실시되었다. 본 연구에서는 3차원 지하수 거동 모델인 MODFLOW와 지하수에 용해되어 있는 오염물질의 확산, 분산, 화학반응 등을 해석할 수 있는 MT3D를 이용하여 안정화 공사 이후 부정류 상태에서 침출수 거동을 해석하였다. 침출수 발생량은 최근 10년간의 기상자료를 이용해서 HELP모델로 산출하였다. 침출수 거동은 차수벽, 차수층 설치 전,후의 침출수위 변화에 의해 예측되었다.
점토질 입자를 다량으로 포함하는 준설토의 매립 시 발생하는 침강 및 압밀 거동에 대하여 조사하고자 일련의 실내실험을 수행하였다. 카올린 점토를 사용하여 초기함수비, 전해질의 종류 및 농도 등 다양한 조건에서 침강실험을 실시하였으며, 침강을 촉진하고 압밀에 의한 체적감소를 극대화하기 위하여 동전기프로세스를 채택하여 자연 상태의 침강 및 압밀 거동과 비교 분석하였다. 실험 결과 전해질 용액에 존재하는 다양한 양이온의 영향으로 침강속도가 증가하였으며, 자연 상태의 침강거동에 비해 동전기적 침강의 경우 더 많은 침하량을 유발시켰으며 함수비의 감소를 확인하였다.
약용작물(藥用作物)중 재배 면적이 많고 소득성(所得性)이 높은 다년생(多年生)의 초본성 작물인 황기의 $1{\sim}2$년생근(年生根) 재배시 헤어리베치 녹비와 액상분뇨 시용이 황기의 생육특주(生育特注) 및 생산성(生産性)과 토양(土壤) 특성에 미치는 영향을 검토한 시험결과를 요약하면 아래와 같다. 1. 지상부 생육 중 경장(莖長)과 분지수(分枝數)는 헤어리베치 녹비, 액상분뇨 시용구에서 생장량이 컸으며, 생육이 늦게까지 지속되었다. 근장(根長), 근경(根徑), 지근수(支根數) 모두 헤어리베치 녹비와 액상분뇨 시용구에서 증가하는 경향이었으며 건물비율(乾物比率) 재배 1년차 보다 재배 2년차에 증가하였다. 2. 재배 2년차의 건근수양(乾根收量)은 녹비를 피복한 무비구, 화학비료, 액상분뇨 시용구에서 각각 196, 240, 255kg/10a으로서 녹비를 피복하지 않는 무비구, 화학비료, 액상분뇨 시용구에서는 각각 115, 225, 232 kg/10a 보다 증수되었다. 황기 재배시 헤어리베치 녹비 피복은 질소공급에 의한 수량증가와 잡초억제 효과를 나타내었다. 3.뿌리의 질소함양(窒素含量)은 재배 1년차에 $1.33{\sim}2.56%$, 재배 2년차에 $1.9{\sim}2.95%$으로 재배 년차가 높을수록 증가(增加)되었다. 질소함량을 조단백질 함량으로 환산하면 재배 2년차에 $20{\sim}23%$로서 콩 단백질 함량의 $45{\sim}65%$ 수준이었다. 4. 시험 후 토양의 총 질소함량은 녹비 액상분뇨 시용구에서 유의성 있게 증가하였으나 토양 내 염류집적(鹽類集積)은 되지 않았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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