해양오염퇴적물 유효활용을 위한 현장 처리기술 적용 가능성

김경련(K.R.Kim),최진영(J.Y.Choi),심영섭(Y.S.Shim),정창수(C.S.Jung) 한국해양환경·에너지학회 2015 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5

본 연구에서는 해양오염퇴적물이 수거되는 현장에서 적용할 수 있는 정화기술을 개발하기 위한 과정으로서 세척과 입자분리에 기초한 새로운 통합 처리기술과 처리 산물의 유효활용 가능성을 검토하였다. 실험결과 퇴적물과 액상의 비 1:3 에서 첨가제로 5M H2O2와 0.05% Tween-80 조건에서 처리시간 10분 이상에서 정화 및 유효활용 가능성을 확인하였다. 한편 1M H₂O₂ 조건에서 63㎛ 미만 입자는 추가 정화가 필요하지만, 125∼63 ㎛ 입자들은 충분히 정화되어 유효활용 관련 기준에 위배되지 아니하였다. 그러므로 세척 기반 처리 후 필요한 입경별 분리를 기본 공정으로서, 이 공정을 필요한 횟수만큼 반복하여 적용한다면, 해양퇴적물의 정화를 위한 새로운 처리기술로서 활용되기에 충분할 것으로 사료된다. On-site treatment for the remediation of contaminated marine sediments was focused on the basis of washing technologies and particle separation to beneficially use for various purposes. If remediation process be conducted on-site or immediate area of target area followed by environmental dredging, the mass transportation hardship of dredged materials and the lack of treatment area will not take place.

다환방향족 탄화수소(PAHs)로 오염된 해양오염퇴적물의 유사펜톤 산화처리를 이용한 정화

최진영(J.Y.Choi),김경련(K.R.Kim),심영섭 한국해양환경·에너지학회 2015 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5

본 연구에서는 유사펜톤 산화반응 및 계면활성제를 이용하여 해양오염퇴적물 내의 다환방향족 탄화수소(PAHs)를 제거 가능성을 시험하였다. 본 시험을 위하여 퇴적물의 연속 흐름 반응조를 제작하였으며, 첨가제의 농도와 처리시간 조건의 변화에 따른 PAHs의 제거효율을 살펴보았다. 시험결과 조건에 따른 total PAHs의 제거율은 0-30%였으며, 시험된 산화제의 농도(1M, 3M, 4M, 5M H2O2) 중에서는 5M H₂O₂ + Tween 80의 PAHs제거효율이 가장 높은 것으로 나타났으며, 24시간 까지 처리 시 PAHs 제거효율은 처리시간에 비례하는 것으로 나타났다. PAHs의 결합구조에 따라 벤젠고리수가 증가 할수록, 그리고 PAHs의 분자가 고분자 일수록 처리효율이 높은 것으로 나타났다. It is evaluated that a certain effects of the application of Fenton-like remediation technology enhanced with surfactants in this research. Hydrogen peroxide was used as chemical oxidation reagent for Fenton-like reaction. A combination of using various concentrations of hydrogen peroxide and surfactants was evaluated to degrade PAHs in contaminated marine sediments and was yielded 0-30% removal of PAHs in the sediment for 1 hr duration of the treatment. The largest amount of removal was found in the case of applying 5M hydrogen peroxide and 0.5% Tween 80. The higher degradation efficiencies were generally observed after longer treatment time. The more PAHs can be destructed till 24 hours. The degradation efficiencies by hydrogen peroxide + 0.05% Tween 80 solution were generally higher for HMW PAHs than for LMW PAHs.Using these findings, we are currently designing bench scale pilot system to develop a commercial system to be used in harbors around the nation. The degradation efficiencies were generally higher for HMW PAHs than for LMW PAHs.

해양오염퇴적물 정화를 위한 산화공정에서 입자크기에 따른 중금속 제거 가능성

심영섭(Y.S.Sim),김경련(K.R.Kim),최진영(J.Y.Choi),김석현(S.H.Kim) 한국해양환경·에너지학회 2015 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5

본 연구에서는 해양오염퇴적물의 정화를 위한 산화공정에서 입자크기에 따른 총 중금속의 제거 정도와 가능성을 평가 하였다. 해양오염퇴적물 정화사업 대상인 N해역의 퇴적물을 채취하여 입도별로 분리한 뒤 과산화수소(H₂O₂, 1, 3, 5 M)와 비이온 계면활성제(Tween-80, 0.05%)를 넣어 반응시간(5, 10, 20, 30, 60, 90, 120 분)에 따른 총 중금속 제거 가능성 확인을 위한 실험실 규모의 실험(Lab-scale test)을 실시하였다. 고농도의 과산화수소의 경우 공정제어가 어려워 1 M이하의 과산화수소가 적합할 것으로 판단되며 입자크기 63 ㎛이상의 경우 1 M의 조건에서도 제거가 가능하였으나 63 ㎛이하의 경우 1 M의 조건에서 제거되지 않아 제거효율을 높일 수 있는 추가적인 공정이나 연구가 필요할 것으로 사료된다. In this study, heavy metals removal of marine sediments was investigated on the basis of particle size distribution using by washing technology in laboratory scale test. Contaminated marine sediments were collected at N area and were divided >63 ㎛, 63 μ㎛~32 ㎛ and > 32 ㎛ fraction. Above mentioned, each fraction of samples were mixed hydrogen peroxide(H₂O₂, 1, 3, 5 M) and non-ionic surfactant(Tween-80, 0.05 %). In this research reaction time was defined as 5, 10, 20, 30, 60, 90, 120 min. 1 M H₂O₂condition was mainly focused in this research in order to achieve easy control of reaction and cost-effectiveness. Higher than 63㎛ fraction was good removal ratio that 4.43~38.91 %. However heavy metals of <63㎛ fraction were not removed at 1 M H₂O₂ condition. Therefore additional process for improve removal efficiency was considered.

퇴적물에서 어류체내로의 DDT, DDE 이동예측과 위험평가

최진영(J.Y. Choi),김경련(K.R. Kim),홍기훈(G.H. Hong),양동범(D.B. Yang),정창수(C.S. Chung),김창준(C.J. Kim),김석현(S.H. Kim) 한국해양환경·에너지학회 2015 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5

DDT, DDE로 오염된 환경에 서식하는 어류를 섭취할 경우 인체에 미치는 위해도를 평가하였다. Aquaweb 모형을 사용하여 가상 오염퇴적물로부터 갈치(Trichiurus lepturus), 참돔 (Pagrus major ) 체내에 이동, 축적되는 DDT, DDE의 농도를 계산하였다. 어류 체내에 축적되는 오염물질의 농도는 어류의 종류, 기타환경조건에 따라 차이를 보였다. 이들 어류에 미치는 생태계 위해도는 최대무작용량에 기반한 독성지수 (NOAEL-TQ)를 사용하여 평가하였다. 인체에 미치는 비발암위해도와 발암위해도는 어류가 서식하는 환경조건에 따라 차이를 보였다. 오염퇴적물의 적절힌 관리대안을 수립하기 위해 생태계 먹이그물에서의 오염물질 이동, 축적에 대한 더욱 폭넓은 이해가 필요하다고 본다. The health risk was assessed for human population exposed to DDT and DDE by consuming fish dwelling in a contaminated aquatic environment. Aquaweb model was used to estimate the body burden of DDT and DDE in hairtail (Trichiurus lepturus) and red seabream (Pagrus major ) with the conceptual foodweb model. The body burden of pollutants varied depending on the fish species and the other environmental parameters. We assessed the ecological risk for these fish by calculating No-Observed-Adverse-Effect-Level based Toxicity Quotient (NOAEL-TQ). The carcinogenic risk and noncarcinogenic hazard indices (HI) for human population also varied widely with environmental conditions. Better understanding on the trophic transfer of contaminants in the food web would be necessary for the construction of ecosystem model for the management of contaminated sediments.

세척 기반 해양오염퇴적물 처리 공정에서 반응 시간에 따른 생물 이용 가능 중금속 저감 가능성

심영섭(Y.S.Sim),김경련(K.R.Kim) 한국해양환경·에너지학회 2014 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.11

산화제 및 계면활성제 세척에 의한 PCBs오염 해역퇴적물의 정화가능성

최진영(J.Y.Choi),김경련(K.R.Kim) 한국해양환경·에너지학회 2014 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.5

본 연구에서는 산화제와 계면활성제를 이용한 산화 및 세척처리방법의 해양오염퇴적물에 함유된 PCBs에 대한 처리 가능성과 그 정도를 평가하였다. 본 연구를 위하여 해양오염퇴적물 정화사업이 예정된 국내 세 해역을 선별하여 오염퇴적물시료를 채취하였다. 대상 오염퇴적물의 입경별 오염분포는 유기물 및 PCBs농도가 퇴적물의 입경이 작을수록 증가하는 경향을 보였다. 대상해역의 퇴적물의 처리는 산화제인 H₂O₂, KMnO₄ 5M과 계면활성제인 Triton X-100 0.05%를 퇴적물과 1:3의 비율로 각각 1시간동안 회분식 처리하여 퇴적물 내 PCBs제거효율을 확인하였다. 전체 퇴적물에서 H₂O₂, KMnO₄ 및 Triton X-100의 PCBs제거효율은 각각 평균 10, 24, 19%로 PCBs제거의 가능성을 확인하였으며 KMnO₄의 제거율이 가장 높았다. 그러나 미세입자의 PCBs 제거율은 미비하거나 오히려 PCBs농도가 증가하여, 해양오염퇴적물의 PCBs정화에 적용하기 위해서는 개선이 필요한 것으로 나타났다. Feasibility of marine sediments contaminated with PCBs was investigated on the basis of washing technology using oxidizers and surfactants. Tested sediment samples were collected from three contaminated marine sites in South Korea. The organic contents and PCBs in sediments were associated with grain size, and the highest level of the organic contents (COD, IL, TOC and TN) and PCBs were found in <32 ㎛ or 32-63 ㎛ fraction. Oxidizers, H₂O₂ and KMnO₄ (5M), and a non-ionic surfactant, Triton X-100 (0.05%), were used to remove PCBs in the contaminated marine sediments at 1:3 solid liquid ratio for 1 hour. The observed removal efficiency of PCBs by H₂O₂, KMnO₄ and Triton X-100 were 10, 24, and 19%, respectively. The experimental results suggest that KMnO₄ is most effective chemical to remove PCBs and TOC in contaminated marine sediments. However, PCBs in <63 ㎛ fraction did not be removed or even increased. Our experimental results elucidated that the remediation method of this research, based on washing technology using oxidizers and surfactants for PCBs removal from the contaminated sediments, could be possible however, further improvement and optimization might be also needed to remove PCBs from fine the particle fractions, <63 ㎛.

하나로 유동모의 시험설비의 노심채널 유동분포 해석

박용철(Y. C. Park),김경련(K. R. Kim) 한국전산유체공학회 2004 한국전산유체공학회 학술대회논문집 Vol.2004 No.-

The HANARO, a multi-purpose research reactor of 30 MWth open-tank-in-pool type, has been under normal operation since its initial criticality in February, 1995. Many experiments should be safely performed to activate the utilization of the HANARO. A flow simulated test facility has been developed for the verification of structural integrity of those experimental facilities prior to loading in the HANARO. This test facility is composed of three major parts; a half-core structure assembly, flow circulation system and support system. The half-core structure assembly is composed of plenum, grid plate, core channel with flow tubes, chimney and dummy pool. The flow channels are to be filled with flow orifices to simulate similar flow characteristics to the HANARO. This paper describes an analysis of the flow distribution of the core channel and compares with the test results. As results, the analysis showed similar flow characteristics compared with those in the test results.

분리 및 세척 처리기술을 이용한 해양오염퇴적물의 중금속 처리 가능성

심영섭(Y.S.Sim),김경련(K.R.Kim) 한국해양환경·에너지학회 2014 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.5

아산만 퇴적물에서 어류체내로의 PCB 이동축적량 예측

최진영(J.Y. Choi),원은지(E. J. Won),김경련(K.R. Kim),홍기훈(G.H. Hong),양동범(D.B. Yang),정창수(C.S. Chung) 한국해양환경·에너지학회 2016 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.5

Aquaweb 모형을 사용하여 아산만 퇴적물로부터 조피볼락 (Sebastes schlegeli ), 농어 (Lateolabrax japonicus) , 쥐노래미(Hexagrammos otakii ) 체내에 이동, 축적되는 PCB 138, PCB 153, PCB 180의 농도를 계산하였다. 먹이사슬의 개념모형을 사용하여 어류체내 오염물질 축적량을 추산하였고 결과는 사다리꼴 퍼지 숫자로 표시하였다. Aquaweb 모형에 의해 추산된 어류체내 PCBs 농도는 현장에서 채취하여 직접 측정한 어류 체내의 농도와 비슷한 분포를 보였다. 어류 체내에 축적되는 오염물질의 농도는 어류의 종류, 기타 환경조건에 따라 차이를 보였다. 오염퇴적물의 적절힌 관리대안을 수립하기 위해 생태계 먹이그물에서의 오염물질 이동, 축적에 대한 더욱 폭넓은 이해가 필요하다고 본다. Aquaweb model was used to estimate the body burden of PCB 138, PCB 153 and PCB 180 in rock fish (Sebastes schlegelii), sea bass (Lateolabrax japonicus) and greenling (Hexagrammos otakii) dwelling on the contaminated marine sediment of Asan Bay. The conceptual foodweb model was used for this estimation and results were presented as trapezoidal fuzzy numbers. The estimated fish body burdens by Aquaweb model were quite comparable to those measured on field-collected fish. The body burdens of pollutants varied depending on the fish species and the other environmental parameters. Better understanding on the trophic transfer of contaminants in the food web would be necessary for the construction of ecosystem model for the management of contaminated sediments.

흡입구 형상에 따른 램제트탄의 공기역학적 특성 연구

박순종,신필권,김경련,박종호,이성노 忠南大學校 産業技術硏究所 2002 산업기술연구논문집 Vol.17 No.2

The SEFJ(Soild Fuel Ram-Jet) propulsion is attractive for projectiles because of the combination of higher propulsive performance and lower system complexity than conventional projectiles. The Objective of the research is to characterize the inlet aerodynamic characteristics(centerbody & pitot type) in SFRJ. Diffuser static pressure & combustion chamber pressure is tested and the Angle of Attack(AoA) is changed from 0°to 4°at Mach number of 3.0 for performance estimate. The performance study of inlet is carried out with the Schlieren system and supersonic cold-flow system. A Computational fluid dynamic solution is applied to internal flow of inlet and the solutions are compared with experimental results.