낙동강 중류 고수부지내 매립폐기물 특성 연구

김영석(Kim Youngsug),최보람(Choi Boram),이원태(Lee Wontae),강성원(Kang Sungwon),안광호(Ahn Kwangho),이태윤(Lee Taeyoon) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.9

본 연구는 낙동강 준설사업 중 발견된 폐기물의 종류, 매립량, 지정폐기물 여부 및 안정화 상태를 파악하기 위하여 수행되었다. 발견된 폐기물의 정확한 분류는 향후 폐기물의 적정처리를 위해 필수적인 과정이다. 낙동강 중류지역 고수부지 내 굴착조사지점 159개 중 27곳에서 폐기물이 발견되었으며, 분석결과 이들 폐기물은 지정폐기물로 분류되지 않았다. 또한 60곳에서 점질토가 출토되었는데, 이들은 폐기물로 분류되지 않았고 일반토양과 같이 현장에서 재활용이 가능할 것으로 판단되었다. 일부 시료의 경우, 안정화되지 않고 유기물 분해가 일어나는 것으로 판명되었다. This study was performed to evaluate characteristics of illegally dumped wastes in the riversides of Nakdong river found during dredging of Nakdong river. Precise classification of the wastes found in the riversides is essential to proper treatment of the wastes. We tried to determine whether these wastes contained toxic compounds and stabilized. Wastes were found at 27 sampling points out of 159 segments investigated and these wastes were not classified as toxic wastes. In addition, clay soils were found at 60 sampling points, and these soils were not classified as wastes. Thus, these soils are thought to be recycled as construction materials. Some samples were not stabilized, which means biodegradation was still progressed in these areas.

인접국 원전사고로 인한 국내 방사능 영향특성

김솔(Sol Kim),오대민(Dae-min Oh),김영석(Youngsug Kim),김복성(Bok-seong Kim),강성원(Sung-won Kang) 대한환경공학회 2018 대한환경공학회지 Vol.40 No.3

인접국의 원전사고 발생시 바람의 영향으로 국내에 방사성물질이 유입될 수 있다. 이에 인접국의 원전사고가 국내에 미치는 영향을 분석하기 위하여 중국의 텐완 원전사고를 가정하여 모델링을 실시하였다. 대상 핵종으로 인공 방사성 핵종인 <SUP>137</SUP>Cs을 선정하였으며 <SUP>137</SUP>Cs의 대기를 통한 확산과 낙진에 의한 국내 영향을 분석하기 위하여 미국 해양대기청(NOAA)의 HYSPLIT 4 모델과 NOAA/ARL에서 제공하는 기상자료를 이용하였다. 가상원전사고의 발생 Scenario에 따른 <SUP>137</SUP>Cs의 배출량과 배출조건 및 강우 유무에 따른 영향을 살펴보기 위해 6가지의 시나리오를 작성하였다. 시나리오별 모의 결과 방출시간이 증가할수록 대기와 지면에 존재하는 137Cs의 농도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 Scenario I과 Scenario II의 <SUP>137</SUP>Cs 침적률(%) 산정을 통하여 시뮬레이션 기간 중 <SUP>137</SUP>Cs이 강우가 발생한 우기가 건기에 비하여 높은 비율로 침적되는 것을 확인할 수 있었다. In the event of nuclear accident in neighboring countries, radioactive materials may enter the country due to the effect of wind. In order to analyze the impact of nuclear accident in neighboring countries, we simulate model about Tianwan nuclear power plant accident in China. The <SUP>137</SUP>Cs was selected as the target radionuclides and The HYSPLIT 4 model of the NOAA and meteorological data which provided by NOAA/ARL were used to analyze the diffusion effect of <SUP>137</SUP>Cs and the effect of radionuclide fallout. 6 scenarios were developed to examine the effect of emission time of <SUP>137</SUP>Cs at a nuclear power plant accident and the effect of rainfall. As the simulation results showed that the higher the emission time, the higher was the concentration of <SUP>137</SUP>Cs present in the atmosphere and on the ground. Based on the calculation of the <SUP>137</SUP>Cs deposition rate (%) from Scenario I and Scenario II, it was found that the rainy season during the simulation period was deposited at a higher rate than during the dry season.

프러시안블루가 함침된 일라이트 기반 흡착제의 합성과 용존 방사성 세슘(<SUP>137</SUP>Cs)의 흡착 평가

김솔(Sol Kim),강성원(Sung-won Kang),김복성(Bok-seong Kim),오대민(Dae-min Oh),김영석(Youngsug Kim),정윤선(Yoon-suhn Chung),황유훈(Yuhoon Hwang),위효빈(Hyobin Wei) 대한환경공학회 2019 대한환경공학회지 Vol.41 No.1

Prussian blue (PB)는 세슘에 대하여 선택적이고 높은 흡착특성을 가지지만, 흡착 후 회수가 어려우며 2차적인 환경오염을 일으킬 우려가 있다. 이에 따라 본 연구에서는 지지체인 분말 일라이트에 PB의 안정적인 고정화를 위하여 acrylic acid (AA)를 가교물질로 사용하여 분말 일라이트의 표면을 개질한 소재(AA-illte)에 안정적으로 PB가 고정된 흡착제(AA-illte-PB)를 개발하고자 하였다. AA-illte-PB의 XRD 및 FT-IR 분석결과에서 일반적으로 PB의 특성을 나타내는 피크들이 관찰됨으로써 PB의 존재 여부를 확인하였으며, 흡착제의 고분자와 PB 함유율을 확인하기 위하여 TGA 분석 실시하였다. 또한 SEM (EDS)분석을 통해 AA-illte 표면에 AA가 효과적으로 합성되었다고 판단하였다. 합성된 AA-illte 표면에 다량의 PB를 고정하기 위한 방안으로 NaCl을 이용한 전처리를 수행하였으며, 이를 통해 합성한 AA-illte-PB의 세슘흡착성능평가를 수행하였다. NaCl 전처리를 수행한 AA-illte-PB의 경우 세슘 최대흡착량은 5.09 mg/g로 나타났으며, NaCl 전처리를 수행하지 않은 AA-illte-PB의 세슘 최대흡착량은 2.01 mg/g로 나타났다. 또한 <SUP>137</SUP>Cs 표준선원용액을 이용한 흡착실험 결과 NaCl 전처리를 수행한 AA-illte-PB의 경우 99%의 제거율을 나타내었으며, NaCl 전처리를 수행하지 않은 AA-illte-PB의 경우 88%의 방사성 세슘 제거효율을 보여 NaCl 전처리를 수행한 AA-illte-PB가 세슘흡착에 효과적인 것으로 나타났다. 추가적으로 AA-illte의 표면의 PB의 탈착 특성을 비교하기 위하여 UV-vis 분석을 수행하였다. Acrylic acid 처리 없이 PB를 일라이트에 부착한 소재(illite-PB)의 경우 5회에 걸친 세척시 다량의 PB가 탈착되었으며, AA-illte-PB의 경우 최초 1회 세척시 소량의 PB가 탈착된 후 탈착이 되지 않는 것으로 나타났다. 결과적으로 수중의 Cs을 제거하기 위한 PB가 안정적으로 고정화된 흡착제가 개발되었다. Prussian blue (PB) is a selective and highly adsorptive material for cesium. However, it is difficult to recover after adsorption and there is a possibility of secondary environmental pollution. In this study, the surface of illite powder was modified by using acrylic acid (AA) as a crosslinking agent for stable fixation of PB to illite powder. The aim of this study was development of adsorbent with stabilized PB at illite using AA (AA-illte-PB). In XRD analysis and FT-IR analysis results of AA-illte-PB, PB characteristic peak was founded. Those results show presence of PB in AA-illte-PB. TGA analysis was performed to confirm the polymer and PB content of the adsorbent. It was judged that AA was effectively synthesized on the surface of illite modified with AA (AA-illte) through the SEM (EDS) analysis. The PB adsorption performance of AA-illte-PB was evaluated after pretreatment of NaCl for immobilization of PB on AA-illte surface. In the case of AA-illte-PB pretreated with NaCl, the maximum adsorption amount of cesium was 5.09 mg/g and the maximum adsorption amount of cesium in AA-illte-PB without NaCl pretreatment was 2.01 mg/g. Also, results of cesium adsorption analysis using <SUP>137</SUP>Cs standard source solution showed 99% removal rate for AA-illte-PB pretreated with NaCl and 88% for AA-illte-PB un-pretreated with NaCl. The efficiency of AA-illte-PB pretreated with NaCl found to be effective for cesium adsorption. UV-vis analysis was performed to identify the desorbeed PB during washing. Illite attached with PB without AA (illite-PB) was detached from a large amount of PB through 5 washes. AA-illte-PB showed a small amount of PB desorbed by the first wash. As a result, an adsorbent with stable PB immobilization was developed.

화학 및 천연 응집제를 이용한 수중 Cs, Sr 제거

김성범(Seongbeom Kim),김영석(Youngsug Kim),강성원(Sungwon Kang),오대민(Daemin Oh),이원태(Wontae Lee) 대한환경공학회 2016 대한환경공학회지 Vol.38 No.12

응집/침전 기술로 지표수 내 방사성 핵종(Cs, Sr)의 제거 가능성을 평가하였다. 화학응집제는 Alum (aluminum sulfate), PAC (poly aluminum chloride), PACS (poly aluminum hydroxide chloride silicate)를 사용하였고, 광물계 천연응집제는 일라이트(illite)와 제올라이트(zeolite)를 사용하였다. 화학 및 천연 응집제는 각각 주입하거나 혼합 주입한 후 jar-test를 통하여 안정화된 방사성 핵종(<SUP>133</SUP>Cs, <SUP>88</SUP>Sr)의 제거율을 평가하였다. 응집/침전 공정에서 화학응집제(Alum, PAC, PACS) 주입만으로는 Cs과 Sr이 10% 미만으로 제거되었고, 고분자응집제(polyDADMAC)를 혼합하여 주입할 경우 Cs은 최대 23.1%, Sr은 최대 17.8%까지 제거가 가능하였다. 광물계 천연응집제(zeolite, illite)는 화학응집제(Alum, PAC, PACS)에 비하여 Cs과 Sr의 제거율이 높았는데, 화학응집제(PACS)와 고분자응집제에 zeolite를 추가로 주입(10~200 ㎎/L)한 경우 Cs 제거율은 최대 36.9%, Sr 제거율은 최대 17.1%로 증가하였다. This study investigated removal of radionuclides (Cs, Sr) in surface water by coagulation and precipitation. Jar tests were conducted with various chemical and natural coagulants to remove the stabilized radionuclides (133Cs, 88Sr). Chemical coagulants included aluminum sulfate, poly aluminum chloride, and poly aluminum hydroxide chloride silicate (PACS); natural coagulants (minerals) included illite and zeolite. Chemical coagulant alone could achieve removals of Cs and Sr less than 10%; The removals increased up to 23.1% for Cs and 17.8% for Sr with addition of poly-dimethyldiallylammonium chloride (polyDADMAC) along with the chemical coagulants. Compared with chemical coagulants, natural coagulants (minerals) could achieve higher removals of Cs and Sr. Addition of zeolite along with PACS and polyDADMAC increased the removal rates up to 36.9% for Cs and 17.1% for Sr.

방사성 세슘 및 요오드의 제거를 위한 alginate 기반의 organo clay가 함침된 듀얼 흡착제 개발

김복성(Bokseong Kim),강성원(Sungwon Kang),김영석(Youngsug Kim),유성종(Sungjong Yoo),오대민(Daemin Oh) 대한환경공학회 2020 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.11

일단위 강우량을 고려한 경사지의 토양유실량 분석

김원준(Won-Jun Kim),박범수(Bum-Soo Park),이재혁(Jae-Hyeok Lee),류지철(Jichul Ryu),장춘화(Chun Hwa Jang),김영석(Youngsug Kim),박화용(Hwa Yong Park),임경재(Kyoung Jae Lim) 충남대학교 농업과학연구소 2011 농업과학연구 Vol.38 No.4

The MUSLE was utilized in this study to estimate soil erosion using daily precipitation which was main influential factor in soil loss estimation. Various scenarios were simulated to evaluate how transition of slope, agricultural products and precipitation could affect soil loss in the field. It was found that slope was the most affecting factor in soil loss estimation. Especially 1.8 times the soil loss was expected with potato at 45% slope compared with codonopsis at same slope with MUSLE model. Fortunately, farmers had planted codonopsis at this slope to reduce soil erosion from this steep slope. As shown in this study, the MUSLE method could be utilized to determine optimum crop type for each field with various slope conditions to minimize soil erosion. This approach utilized in this study could be applied to other agricultural watersheds to evaluate various soil erosion conditions.

Multi-phase CFD 해석기법을 이용한 수중 방사형 임펠러의 최적화

오대민(Daemin Oh),김영석(Youngsug Kim),강성원(Sungwon Kang),유성종(Sungjong Yoo) 대한환경공학회 2018 대한환경공학회지 Vol.40 No.4

본 연구는 정체수역에 적용되고 있는 물순환장치 수중 방사형 임펠러의 혼합 및 확산해석을 위해 Multi-phase CFD기법을 활용하였다. 본 연구에 적용된 물순환장치 수중 방사형 임펠러는 수표면에서의 Jet흐름에 의한 대기접촉 및 흐름이 발생되며, 표층아래의 물을 표면으로 이송할 수 있도록 선회류를 발생시켜 혼합하는 기능이 있다. 따라서, 본 연구에 적용된 물순환장치의 특성이 반영된 CFD해석을 하기 위해 대기층과 물층 그리고 토출되는 Jet 흐름을 다른 층으로 구분하여 Multi-phase 기법을 적용하였다. 또한, 임펠러는 수면에서의 가동위치에 따라 Mode를 변경하고 회전속도를 가변할 수 있도록 만들었다. 본 연구에서는 model I를 기준으로 날개의 각도 및 크기, 유입부 각도, 토출부의 각도 등의 설계값을 변화시켜 임펠러의 최적화를 위한 CFD해석을 하였다. 또한, 정상상태 및 비정상상태 조건에서 각 model의 VOF 해석을 이용하여 토출량, 각도, 속도, 축동력을 분석하였으며, 동력대비 순환 확산 효율을 검증하고, 현장 적용이 가능한 임펠러 설계 최적화 인자를 도출하였다. This study used multi-phase CFD (Computational Fluid Dynamics) technique to analyze the underwater radial impeller of the water circulator applied to the stagnant watershed. The impeller of the water circulation system has a function of generating atmospheric contact and flow by the jet on the water surface and generating a swirling flow so that the water below the surface layer can be transferred to the surface. Therefore, we applied the multi-phase technique to separate the atmospheric layer, the water layer, and the discharged jet flow layers in order to perform the CFD analysis that reflects the characteristics of the water circulator applied to this study. In addition, the impeller was designed to change the mode and vary the rotational speed according to the position at the water surface. In this study, CFD analysis for the optimization of the impeller was performed by changing the design values such as the angle and size of the wing, the inlet angle, and the outlet angle based on the model I. In addition, the VOF(Volume of Fraction) analysis of each model was used to analyze the discharge amount, angle, speed, and shafting force in steady state and unsteady state condition.

부댐 최적지 선정을 위한 SATEEC, USPED, SHALSTAB 모형의 적용

강현우 ( Hyunwoo Kang ),류지철 ( Ji Chul Ryu ),김영석 ( Youngsug Kim ),강성원 ( Sungwon Kang ),유동진 ( Dong-jin Ryu ),남해욱 ( Haiuk Nam ),고주형 ( Joohyung Ko ),임경재 ( Kyoung Jae Lim ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

전 세계적으로 비점오염원에 의한 수질 악화로 효과적인 관리 방안에 대한 요구가 증대되고 있으며 하천, 호소 및 연안해역과 같은 유속감소 지역에서의 오염물질 관리 및 수생태 건전성을 확보하기 위하여 부댐에 대한 관심이 집중되고 있다. 부댐 설치에 따른 효과를 나타내기 위해서는 유역단위 비점오염 모형을 활용하여 부댐 설치 후의 유출 및 비점오염 거동 변화를 시·공간적으로 모의· 분석해야 하지만 이에 관한 연구는 거의 이뤄지지 않은 실정이다. 또한 부댐 설치를 통한 수생태 복원을 위해서는 유역의 생태 조사와 더불어 유역에서 발생하는 면상, 세류, 결리 침식 및 산사태 발생 가능성을 평가하여 부댐 위치를 결정해야 한다. 따라서 본 연구에서는 USLE 입력 자료만으로 토양 유실 모의가 가능한 SATEEC, USPED 모형을 이용하여 면상, 세류, 걸리 침식을 모의하고, Digital Elevation Model (DEM) 과 간단한 토양 속성만을 이용하여 산사태 모의가 가능한 SHALSTAB 모형을 이용하여 부댐 설치 지역 선정 시 다양한 형태의 토양 유실을 고려하도록 하였다. SATEEC, USPED, SHALSTAB 모형은 충주호에 임의로 선정된 3개의 소유역에 적용되었으며, 적용 결과 7번 소유역이 가장 많은 토양 유실과 산사태 발생으로 부댐 설치가 가장 필요하다고 판단되어 부댐 설치 최적지로 선정 되었다. 본 연구의 결과는 부댐 설치로 인한 비점오염 저감 효과를 극대화 할 수 있는 지역을 선정하는데 사용할 수 있을 것으로 기대되며, 이를 통해 하류 수체에서의 수질 개선 및 수생태계 건전성을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.

방사성 동위원소를 이용한 제염제 혼합확산장치의 유동특성분석

오대민(Daemin Oh),강성원(Sungwon Kang),김영석(Youngsug Kim),정성희(Sunghee Jung),문진호(Jinho Moon),박장근(Jangguen Park) 大韓環境工學會 2017 대한환경공학회지 Vol.39 No.5

본 연구의 목적은 방사능 사고로 인한 오염물질 유입으로 인한 영향을 최소화하기 위한 제염제의 혼합확산장치 개발에 앞서 장치 가동으로 인한 혼합 및 확산영향을 예측하는데 있다. 유동특성분석을 위해 사용된 추적자는 방사성 동위원소는 Gy, To이며, 이를 검측하기 위해 2인치 NaI 방사선 검출기를 사용했다. 본 연구에 적용된 제염제 혼합확산장치의 임펠러는 3가지 type으로 제작하였다. 방사혼합형 임펠러는 상향류 흐름을 이용하여 수표면으로 확산이 가능하며, 최적의 조건을 찾기 위해 핀 구조를 조정하였다. 방사능 동위원소를 이용한 제염제 혼합확산장치의 유동특성을 분석한 결과, 모델별 혼합확산과 유동패턴특성을 획득하였다. Model 3 type은 별도의 Fin유도부와 보조 Fin이 구성되어 있어 다른 type의 임펠러보다 확산속도가 크고 완전혼합에 도달하는 시간이 짧게 나타났다. The purpose of this study was predicted the effects of mixing and diffusion due to the operation of the apparatus before the development of the mixed diffusion device for the decontamination absorbent to minimize the influence of contaminant inflow due to radiation accident. The tracer used for the flow characteristics was <SUP>68</SUP> Ga, <SUP>99m</SUP> Tc, which is a radioactive isotope, and 2 inch NaI radiation detector was used to detect it. The impeller of the decontamination mixed diffusion system applied to this study was made into three types and the mixing diffusion effect was compared. As a result of analyzing the flow characteristics of the radio-isotope with decontamination mixed diffusion device, mixing, diffusion and flow pattern were obtained. The radial mixing type impeller was able to diffuse to the water surface by the upflow flow, and the fin structure was adjusted for finding optimal conditions. The model 3 type consists of a fin guiding part and an auxiliary fin so that the diffusion speed is higher than that of other types of impellers. It also showed a short time to reach complete mixing.

SATEEC, USPED, SHALSTAB을 이용한 충주호 유역 부댐(사방댐) 최적지 선정

장원석(Won Seok Jang),류지철(Jichul Ryu),강현우(Hyunwoo Kang),김기성(Ki-Sung Kim),이철(Chul Lee),김영석(Youngsug Kim),임경재(Kyoung Jae Lim) 강원대학교 환경연구소 2010 Journal of the Environment Vol.7 No.-

A check-dam has been known that it is good to manage pollutants and improve water quality in the areas where water flow is slow. However, the selection of the best site able to construct the check-dam is so important to maximize the effect after the construction, and one of the most important qualification to select the most appropriate spot is to estimate the accurate soil erosion including sheet/rill erosion, gully erosion, and landslide. In this study, the various types of soil erosion were estimated by overall consideration of Sediment Assessment Tool for Effective Erosion Control (SATEEC) system, Unit Stream Power-based Erosion/Deposition (USPED) model and Shallow Landsliding Stability (SHALSTAB) model to select the best site able to construct the check-dam among the 11 subwatersheds in Chungju-dam Watershed. As a result of this study, subwatershed 7 was selected to the most appropriate spot for the check-dam. The result of this study could be a guide to decide on the best site to construct the check-dam, and in order to get more objective and effective data for the check-dam, other various qualifications should be considered in the future study.