항공유 오염 지역에서 주입정과 회수트렌치를 이용한 원위치 토양세정법 현장 적용

이규상,김양빈,장재선,엄재연,송성호,김을영,Lee, Gyu-Sang,Kim, Yang-Bin,Jang, Jae-Sun,Um, Jae-Yeon,Song, Sung-Ho,Kim, Eul-Young 한국지하수토양환경학회 2012 지하수토양환경 Vol.17 No.1

This study reports a surfactant-enhanced in-situ remediation treatment at a test site which is located in a hilly terrain. The leakage oils from a storage tank situated on the top of the hill contaminated soils and groundwater in the lower elevation. Sixteen vertical injection wells (11 m deep) were installed at the top of the hill to introduce 0.1-0.5 vol.% of non-ionic Tween-80 surfactant. The contaminated area that required remediation treatment was about $1,650\;m^2$. Two cycles of injecting surfactant solution followed by water were repeated over approximately 7.5 months: first cycle with 0.5 month of surfactant injection followed by 3 months of water injection, and second cycle with 1 month of surfactant followed by 3 months of water injection. The seasonal fluctuation in groundwater table was also considered in the selection of periods for surfactant and water injection. The results showed that the initial Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) concentration of 1,041 mg/kg (maximum 3,605 mg/kg) was reduced significantly down to 76.6 mg/kg in average. After 2nd surfactant injection process finished, average TPH concentration of soils was reduced to 7.5% compared to initial concentration. Also, average BTEX concentration of soils was reduced to 10.8%. This resultes show that the surfactant enhanced in-situ remediation processes can be applicable to LNAPL contaminated site in field scale.

농어촌 지하수의 효율적 관리 방안

정찬덕,김양빈,박기연,박순진,Jung, Chan-Duck,Kim, Yang-Bin,Park, Ki-Yeon,Park, Sun-Jin 한국지하수토양환경학회 2012 지하수토양환경 Vol.17 No.4

Groundwater is our invaluable asset because it takes action in the case of climates changes like drought or floods. But the Korean government has formulated water-resource policies mostly focused on surface water. As a result, the groundwater that will be more important resource in the future has been treated carelessly, caused neglect of maintenance and resulted many abandoned wells. This poor management of groundwater is because of lack of organization on our asset, manpower, unclearness of managing body, shoddy construction and lack of supervision. In order to solve this problem, we need a special agency of groundwater that contribute people's awareness by promotion importance of groundwater, dissemination of technical education and professionals. To do that, we have to establish a specific groundwater management plan based on regional characteristics of watersheds and specialized institution need to promote responsible development and usage in groundwater.

농촌용수 수질관리를 위한 비농업시설의 영향 연구

이병선,엄재연,김양빈,우남칠,남경필,이종민,Lee, Byung-Sun,Um, Jae-Yeon,Kim, Yang-Bin,Woo, Nam-Chil,Nam, Kyoung-Phile,Lee, Jong-Min 한국지하수토양환경학회 2009 지하수토양환경 Vol.14 No.2

국제농촌지역은 국제적인 농산물 개방 여파, 대도시 인근지역 택지개발 및 산업시설 설치, 각종 레저산업의 유입등 비농업시설이 기존 농경지를 대체 개발하면서 다각적인 발전의 활로를 모색하고 있다. 그러나 이러한 개발속도에 비해 수질솬리는 상대적으로 뒤쳐지는 편이다. 이연구는 개발이 활발한 경기도 OO시 A저수지 유역 대표적인 비농업시설을 중심으로 지하수 및 하철수 시료를 채수하여, 비농업시설 설치운영이 농촌용수 수질에 미치는 영향을 살펴보았다. 연구지역 내 비농업시설에 의한 수질오염은 적절한 처리시설 없이 하수가 A 저수지로무단 방류되는 지역과 공장밀집지역에서 발생했다. 배경수질 분석결과, 두 지역의 하철수 및 지하수에서 (Na+K)-Cl, Ca-(Cl, SO$_4$, Ca-Cl유형들이 나타나 외부 오염 물질의 유입을 보였다. 하수 무단방류지는 면소재지 발생하수가 하천수에 유입됨에 다라 COD, T-N, T-P 오염이 심각했고, 인접한 지하수는 하철수의 유도함양 결과, 화학비료 기원의 NO$_3$-N 오염이 진행 중이었다. 공장밀집지는 T-N, NO$_3$-N 오염이 심각했고, 공장지역 정화조 액상오수의 무단방류가 NO$_3$-N오염의 원이이었다. 축산시설개발지역에서는 가축분뇨에서 기원한 유기물이 하천수 및 지하수에 유입되어NO$_3$-N, Mn오염을 보였다. 농약은 골프장을 비롯한 전체 빈오시설 지역에서 불검출 되었고, SAR(Sodium Adsorption Ratio)-전기전도도 분석 결과,연구지역 용수를 관개용수로 사용 시 알칼리도 및 염도에 대한 위해가 없는 것으로 나타났다. 실버타운, 레저관광지, 골프장 주변 지역의 용수는 대체적으로 수질이 양호했다. 결론적으로 연구지역 내 수질 오염은 국지적인 비농업시설 설치지에서 발생하였으나, 이러나 오염수가 연구지역의 최종 집수지인 A저수지에 유입되면, 타 수계의 청정수와 혼합 희석에 의해 A 저수지에서는 수질 오염이 거의 나타나지 않았다. 그러나 향후 연구지역에 비농업시설이 난립할 경우 A저수지의 희석효과를 기대하기 어려우므로, 농촌개발과 병해할 수 있는 농촌 용수 수질관리 계획이 수립되어 청정한 농촌용수 수질관리가 이루어질 필요가 있다. This study was objected to identify the effect on water quality and contamination by non-agricultural facilities in 'A' reservoir watershed located in OO city, Kyounggi-do, Korea. Ground- and stream water samples showed (Na+K)-Cl, Ca(Cl, SO$_4$) and Ca-Cl type in an illegally discharging area of sewage and a densely industrial area indicating water contamination. Stream water of an illegally discharging area of sewage had high COD, T-N and T-P. In this area, direct incoming of sewage into stream water was induced ground water system by well pumping, and it made a progress of ground water contaminations with those components. Groundwater of a densely industrial area showed high concentrations of T-N, NO$_3$N. From a nitrogen isotope analysis, stream water of an illegally discharging area of sewage has ${\delta}^{15}N-NO_3$values of 0.7%0 was strongly affected by nitrogen originated from agrochemicals, and a densely industrial area of 19.7%0 from septic system. Ground- and stream water of a livestock fanning area were contaminated with NH$_3$-N and Mn, which was affected by intensive livestock facilities. SAR-conductivity plot indicates the water does not pose either alkalinity or salinity hazard for irrigation. COD, T-N, T-P, NO$3$-N, NH$_3$N and Mn concentrations from contaminated areas were diminished by mixing with 'A' reservoir water. There were no water contaminations in silver towns, vacationlands around reservoir and golf links. Consequently, it should be made a plan of systematic managements for past and- present possible contaminants and sewage systems in preventing water contamination by non-agricultural facilities.

백색침출수 용출지역의 수리지질학적 고찰

김만일 ( Man Il Kim ),박영규 ( Young Gyu Park ),김을영 ( Eul Young Kim ),김양빈 ( Yang Bin Kim ),용환호 ( Hwan Ho Yong ),지원현 ( Won Hyun Ji ) 대한지질공학회 2010 지질공학 Vol.20 No.4

본 연구는 백색침출수 용출구간에 대한 수리지질학적 특성을 파악하기 위한 목적으로 수행되었다. 이를 위하여 지표지질조사를 통해 지질특성을 분석하였으며, 백색침출수 용출구간의 지질구조를 파악하기 위한 전기비저항탐사와 시추공 공내촬영을 통해 암반의 불연속면 분포특성을 분석하였다. 연구지역 내 백색침출수 용출지점을 중심으로 갈수기와 풍수기로 구분하여 강우사상에 따른 지하수위 변동을 시추공별로 측정하였다. 이상의 연구결과에서 백색침출수 용출구간에서의 전기비저항특성은 비용출구간에 비해 상대적으로 낮은 값으로 나타났으며, 이는 심부에 파쇄대 내지 석회암 공동대의 존재를 확인하였다. 이들 지역에서의 강우사상에 따른 지하수위 변동을 지하수 유형분석을 통해 분석한 결과, 강우가 직접적으로 지하수 함양에 영향을 주는 것으로 파악되었다. 또한 일평균 유출량과 강우량의 상관관계 분석에서 0.83~0.97로 높은 상관성을 갖는 것으로 나타났다. This study assessed the hydrogeological characteristics of a seepage area of white leachate. The geological characteristics of the leachate were determined by a surface survey, and an electrical resistivity survey and borehole image processing system (BIPS) were applied to estimate the distribution of discontinuities, to assess the geological structure of the seepage areas. Fluctuations in groundwater level within boreholes were measured during periods of precipitation in the dry and wet seasons. The results show that electrical resistivity is lower in the seepage section than in non-seepage sections. The distribution of fracture zones and limestone cavities was inferred from the logging data and BIPS data. Variations in groundwater level and groundwater recharge, related to rainfall events, show the direct effect of rainfall events during the rainy season. We obtained a strong relationship between seepage amount and rainfall (correlation coefficients of 0.83-0.97).

독립영양 황탈질 미생물을 이용한 관정형 반응벽체의 현장적용성 연구

이병선,엄재연,이규연,문희선,김양빈,우남칠,이종민,남경필,Lee, Byung-Sun,Um, Jae-Yeon,Lee, Kyu-Yeon,Moon, Hee-Sun,Kim, Yang-Bin,Woo, Nam-C.,Lee, Jong-Min,Nam, Kyoung-Phile 한국지하수토양환경학회 2009 지하수토양환경 Vol.14 No.3

독립영양 황탈질 미생물 Thiobacillus denitrificans를 이용한 질산염 오염지하수 정화 기술을 개발하고자, 3열의 관정형 반응벽체(길이 $\times$ 너비 $\times$ 깊이 = $3m\;{\times}\;4\;m\;{\times}\;2\;m$)를 한국농어촌공사 수리시험장(길이 $\times$ 너비 $\times$ 깊이 = $8m\;{\times}\;4\;m\;{\times}\;2\;m$)에 설치하고 현장적용성을 검토하였다. 전자공여체로 총 80 kg의 황입자를, 탈질미생물로 Thiobacillus denitrificans를 준비하였다. 황입자 표면에 Thiobacillus denitrificans를 부착하는 1톤 용량 물통 실험에서, Thiobacillus denitrificans는 질산염 농도 375 mg/L(6.1 mM)의 오염수를 11일 경과 후 ~12% (0.7 mM), 18일 경과 후 ~24%(1.3 mM), 32일 경과 후 ~45%(2.4 mM), 그리고 부착 종료 시(60일)까지 ~52%(2.8 mM)를 제거하며 황입자 표면에 성공적으로 부착 증식하였다. 이후, Thiobacillus denitrificans가 부착된 황입자를 3열의 관정형 반응벽체(각 열 간격 1 m)에 주입하여 황탈질 미생물 관정형 반응벽체를 설치하였다. 초기 질산염 농도 평균 181 mg/L 인 인공오염지하수에 대하여 28일 간 1차 정화실험을 실시하였고, 평균 281 mg/L 인 인공오염지하수에 대하여 14일 간 2차 정화실험을 실시하였다. 1차 실험의 인공오염지하수(2.9 mM)는 1열 반응 후 ~2%(0.06 mM), 2열 반응 후 ~9%(0.27 mM), 3열 반응 후 ~15%(0.44 mM)의 질산염이 제거되었다. 2차 실험의 인공오염지하수(4.5 mM)는 1열 반응 후 ~1%(0.02 mM), 2열 반응 후 ~6%(0.27 mM), 3열 반응 후 ~8%(0.37 mM)가 제거되었다. 실험 기간 중 인공오염지하수의 주입용량은 $1.24\;m^3/d$, 유속은 0.44 m/d를 유지하였고, pH는 6.7~8.3, DO는 0.9~2.8 mg/L 범위로 큰 변화가 없었다. 본 관정형 반응벽체 실험의 낮은 정화효율의 원인은 인공오염지하수에 대한 Thiobacillus denitrificans의 탈질 소요 시간 부족, 관정형 반응벽체의 개별 관정사이로 빠져나가는 인공오염지하수체, 그리고 질산염 환원효소의 활성 및 생성을 억제시키는 용존산소의 상대적으로 높은 농도 때문으로 추정된다. 황탈질 관정형 반응벽체의 현장적용시에는 탈질반응에 필요한 체류시간, 관정형 반응벽체의 개수 및 간격, 그리고 용존산소 농도 등 해당 오염부지의 고유 특성을 고려한 설계가 필요하다. The applicability of a well-type autotrophic sulfur-oxidizing reactive barrier (L $\times$ W $\times$ D = $3m\;{\times}\;4\;m\;{\times}\;2\;m$) as a long-term treatment option for nitrate removal in groundwater was evaluated. Pilot-scale (L $\times$ W $\times$ D = $8m\;{\times}\;4\;m\;{\times}\;2\;m$) flow-tank experiments were conducted to examine remedial efficacy of the well-type reactive barrier. A total of 80 kg sulfur granules as an electron donor and Thiobacillus denitrificans as an active bacterial species were prepared. Thiobacillus denitrificans was successfully colonized on the surface of the sulfur granules and the microflora transformed nitrate with removal efficiency of ~12% (0.07 mM) for 11 days, ~24% (1.3 mM) for 18 days, ~45% (2.4 mM) for 32 days, and ~52% (2.8 mM) for 60 days. Sulfur granules attached to Thiobacillus denitrificans were used to construct the well-type reactive barrier comprising three discrete barriers installed at 1-m interval downstream. Average initial nitrate concentrations were 181 mg/L for the first 28 days and 281 mg/L for the next 14 days. For the 181 mg/L (2.9 mM) plume, nitrate concentrations decreased by ~2% (0.06 mM), ~9% (0.27 mM), and ~15% (0.44 mM) after $1^{st}$, $2^{nd}$, and $3^{rd}$ barriers, respectively. For the 281 mg/L (4.5 mM) plume, nitrate concentrations decreased by ~1% (0.02 mM), ~6% (0.27 mM), and ~8% (0.37 mM) after $1^{st}$, $2^{nd}$, and $3^{rd}$ barriers, respectively. Nitrate plume was flowed through the flow-tank for 49 days by supplying $1.24\;m^3/d$ of nitrate solution. During nitrate treatment, flow velocity (0.44 m/d), pH (6.7 to 8.3), and DO (0.9~2.8 mg/L) showed little variations. Incomplete destruction of nitrate plume was attributed to the lack of retention time, rarely transverse dispersion, and inhibiting the activity of denitrification enzymes caused by relatively high DO concentrations. For field applications, it should be considered increments of retention time, modification of well placements, and intrinsic DO concentration.

경기도 지역 농경지의 천부 지하수 내 질산염 오염특성과 변화

이은재,우남칠,이병선,김양빈,Lee, Eun-Jae,Woo, Nam-Chil,Lee, Byung-Sun,Kim, Yang-Bin 대한자원환경지질학회 2008 자원환경지질 Vol.41 No.4

이 연구는 우리나라의 농촌지역에서 유기비료로 살포되는 축산 분뇨가 농경지 지하수의 수질과 오염에 미치는 영향을 시공간적 변화를 중심으로 규명하기 위하여 수행되었다. 연구는 경기도의 한 농경지에서 200길 2월, 4월, 6월, 10월에는 관측정을 통한 지하수위 관측과 함께 지하수질 모니터링을 수행하였다. 그 결과 봄-여름-가을로 이어지는 계절과 축분을 뿌리는 시기에 따라서 지하수의 수질과 오염현상의 변화는 축분을 가장 많이 뿌리는 시기인 4월에 질산성 질소 농도가 가장 높게 나타났다. 그리고 지하수 내 Mn, Fe 등의 농도와 용존 유기물함량(DOC) 등을 모니터링 함으로써 천부 지하수의 산화-환원상태와 대수층 내 미생물의 활성도가 연구부지 지하수 내 질산성 질소의 농도변화에 가장 중요한 요인으로 작용하는 것으로 유추할 수 있다. Hydrogeochemistry of groundwater was studied in order to identify the influence of cow manure, distributed to a farmland as organic fertilizer, on nitrate concentrations in shallow groundwater and its spatio-temporal variations. From monitoring wells, water levels were measured using automatic data loggers, and water samples collected and analyzed in Feb., April, June and Oct. 2007. The average electric conductivity and concentration of nitrate in the groundwater show the highest levels in April and decline in subsequent sampling times. Decreases in dissolved oxygen(DO) and nitrate concentrations from April to Oct. and corresponding increases in $HCO_3$ concentrations indicate denitrification processes by microorganisms. Spatial variation of nitrate concentration appeared to be affected by the redox conditions of groundwater controlled by geochemical reactions of Mn, Fe and DOC contents.

Physical Aquifer Model (PAM)을 이용한 불균질 대수층 내 계면활성제 이송에 관한 연구

임동철 ( Dong Cheol Lim ),권수열 ( Soo Youl Kwon ),김양빈 ( Yang Bin Kim ),이규상 ( Gyu Sang Lee ),김영 ( Young Kim ) 한국물환경학회 ( 구 한국수질보전학회 ) 2008 공동 추계학술발표회 Vol.2008 No.-

환경자료를 이용한 간척지 하부 해안유출지하수 탐사

이병선(Lee Byung Sun),송성호(Song Sung Ho),엄재연(Um Jae Yeon),김양빈(Kim Yang Bin),남택우(Nam Taekwoo),남경필(Nam Kyoungphile) 대한토목학회 2009 대한토목학회 학술대회 Vol.2009 No.10

소규모 저수지 제체 그라우팅 보강 효과 검증: 지표 및 시추공 전기비저항 탐사를 중심으로

송성호 ( Sung Ho Song ),용환호 ( Hwan Ho Yong ),김양빈 ( Yang Bin Kim ) 한국지구물리탐사학회 2009 지구물리와 물리탐사 Vol.12 No.3