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다공성 매질내에서 CMC로 표면개질된 영가철 나노입자의 이동 특성에 관한 연구
조윤철,최상일,Cho, Yun-Chul,Choi, Sang-Il 한국지하수토양환경학회 2009 지하수토양환경 Vol.14 No.6
카르복시메틸 셀룰로즈(carboxymethyl cellulose, CMC)와 같은 안정화제는 오염된 지하대수층에서 영가철 나노입자의 이동을 촉진할 수 있다. 본 연구에서는 CMC로 개질된 영가철 나노입자의 이동성을 컬럼실험을 통해 조사하였다. CMC로 개질된 100 mg/L 영가철 나노입자는 모래로 이루어진 공극매체에서 이동이 가능하였다. 하지만 비개질된 영가철 나노입자는 제조된 용액에서 쉽게 엉김현상이 나타났고, 모래로 이루어진 공극매체에서 통과하지 못했다. pH가 7일 때 영가철 나노입자 약 80%가 컬럼을 통과하여 흘러나왔다. pH가 5이하로 감소할 때는, 100%의 CMC로 개질 된 영가철 나노입자는 100%가 흘러나왔다. 이온강도세기 실험에서 $Na^+$과 $Ca^{2+}$ 이온의 농도가 증가함에 따라 CMC로 개질된 영가철의 이동성이 다소 감소하는 것으로 나타났다. 점토과 자연유기물(natural organic matter, NOM) 영향 실험에서는, 1과 5%의 점토와 100과 1000 mg/L의 자연유기물질은 CMC로 개질된 영가철 나노입자의 이동성에는 크게 영향을 주지 못하는 것으로 나타났다. 본 실험의 결과로부터 CMC로 개질된 영가철 나노입자는 다양한 이온세기, 자연유기물농도 및 점토함량을 가진 토양내에서도 효과적으로 이동될 것으로 기대된다. Carboxymethyl cellulose (CMC) as stabilizer is expected to facilitate in-situ delivery of zero-valent iron (ZVI) nanoparticles in a contaminated aquifer because it increases dispersity of ZVI nanoparticles. This work investigated the transport of CMC-stabilized ZVI nanoparticles (CMC-Fe) using column breakthrough experiments. The ZVI nanoparticles (100 mg/L Fe) were transportable through sand porous media. In contrast, non-stabilized ZVI nanoparticles rapidly agglomerate in solution and are stopped in sand porous media. At pH 7 of solution approximately 80% CMC-Fe were eluted. When the pH of solution is below 5, 100% CMC-Fe were eluted. These results suggest that the mobility of CMCFe was increased as pH decreases. In the mobility test under different ionic strengths using $Na^+$ and $Ca^{2+}$ ions, there was no signigficant difference in the mobility of CMC-Fe. Also, in the experiments of effect of clay and natural organic mater (NOM) on the mobility of ZVI, there was no significant difference in the mobility of CMC-Fe not only between 1 and 5% clay, but 100 and 1000 mg/L NOM. The results from this work suggests that the CMC-Fe nanoparticles could be easily delivered into the subsurface over a broad range of ionic strength, clay and NOM.
연속 안정화 공법을 이용한 중금속 오염 농경지 토양 안정화 처리를 위한 Column 실험 연구
박동혁,조윤철,최상일,Park, Dong-Hyeok,Cho, Yun-Chul,Choi, Sang-Il 한국지하수토양환경학회 2010 지하수토양환경 Vol.15 No.4
In order to treat paddy soils contaminated by Pb, Cd, and As near the abandoned mine, $H_2PO_4$ was used for stabilization of Pb ($PO_4$/Pb mole ratio of 2/1). In addition, $CaCO_3$ and $FeSO_4$ were used as stabilizers for treating Cd and As (2% w/w), respectively. Leaching tests were conducted with artificial rain in the column to assess the heavy metal stabilization efficiency. The mass of heavy metals in the effluents passed through the columns were analyzed. The remaining heavy metals in the soils were also analyzed as Korean soil standard method, phytoavailability test and sequential extraction test. Lead in the effluent was not detected when $H_2PO_4$ was used as a stabilizer. This result suggests that $H_2PO_4$ is efficient for Pb stabilization. In addition results of sequential extraction scheme suggest that heavy metals are present as residual forms which is not easily extracted.
예비패커를 이용한 오염지하수 관정 상.하부 대수층의 지하수 수질 평가
조희남,조윤철,김주영,최상일,Cho, Heuy-Nam,Cho, Yun-Chul,Kim, Joo-Young,Chol, Sang-Il 한국지하수토양환경학회 2009 지하수토양환경 Vol.14 No.6
Two different aquifers with different characteristics developed in the study area - a lower and upper aquifer zone. Nitrate contamination of the lower aquifer zone was likely due to infiltration of nitrate-contaminated groundwater of the upper aquier zone through abandoned groundwater wells. In order to evaluate the feasibility of a preliminary packer designed to prevent nitrate migration through abandoned groundwater wells NO3-N concentrations of the upper and lower part of preliminary packer installed at four sampling sites were measured. Nitrate concentrations of the and lower part of Yechun sinwolri were 10.3 mg/L and 5.0 mg/L, respectively. Yechun eosinri, Yechun jeowooriis, and Andong hoegokri were $NO_3$-N concentrations in the upper (11.3, 11.0, and 14.6 mg/L) and lower (8.8, 1.6, and 8.0 mg/L), respectively. $NO_3$-N contents of all groundwater samples in the lower part after the preliminary packer installation showed 22~85% lower than those of the upper part. 연구대상지역내에는 지하수수질이 상이한 상 하부 대수층이 각각 발달되어 있었다. 하부 대수층내 지하수의 주 오염원인은 상부의 질산성질소로 오염된 천부지하수가 지하수공 내로 유입되었기 때문으로 사료된다. 폐기 또는 방치지하수공을 통한 질산성질소의 하부 대수층으로 오염 확산 억제를 위하여 예비팩커를 공 내부에 설치하고 패커 상, 하부의 질산성질소 함량을 측정하였다. 예비패커 설치후 상, 하부 구간의 질산성질소 함량은 예천군 신월리 경우, 상부는 10.3 mg/L 이었으나 하부는 5.0 mg/L로 상부에 비해 50% 낮은 함량을 나타내였다. 예천군 어신리는 상부는 11.3 mg/L 이었으나 하부는 8.8 mg/L로 상부에 비해 22% 낮은 함량을 보였다. 예천군 저우리는 상부는 11.0 mg/L이고 하부는 1.6 mg/L로 상부에 비해 85% 낮은 함량을 보였다. 안동시 회곡리는 상부는 14.6 mg/L 이었으나 하부는 8.0 mg/L로 상부에 비해 45% 낮은 함량을 나타내였다. 연구지역에서 예비패커를 적용한 결과 패커 하부의 질산성질소 함량은 상부에 비해 22~85% 낮게 나타내였다.
IP 기반 전술네트워크를 위한 효율적인 Link-K 메시지 통합 및 전송기법
윤선중,성윤경,조윤철,고영배,Yoon, Sun-Joong,Sung, Yun-Kyung,Cho, Youn-Chul,Ko, Young-Bae 한국군사과학기술학회 2010 한국군사과학기술학회지 Vol.13 No.6
Korea Department of Defense has been developing Link-K, Korean Joint Tactical Datalink, to support their independent joint operations and trying to enlarge the scope of Link-K tactical message delivery to nodes in IP based tactical networks for sharing situation awareness more broadly. A Link-K tactical message size is too small to fit into an IP packet, inefficiently wasting most of the IP packet space of the low bandwidth IP-based tactical networks. This paper proposes a new Link-K tactical message aggregation and delivery method when tactical messages need to be sent to some nodes located at IP-based tactical networks. With numerical analysis and OPNET simulation studies, we prove the effectiveness and efficiency of the proposed method.
이채영(Lee, Chae-Young),지형섭(Jee, Hyeong-Sub),정재우(Chung, Jae-Woo),김상현(Kim, Sang-Hyoun),조윤철(Cho, Yun-Chul),강석태(Kang, Seok-Tae) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.5
본 연구에서는 지하수내에 존재하는 휘발성 유기물 제거를 위한 탄소계 나노물질인 팽창흑연의 흡착제 가능성을 평가하기 위해 일련의 흡착실험을 수행하였다. 황산처리 후 600℃∼1,000℃에서 1분동안 팽창시킨 팽창흑연의 최적 팽창조건은 800℃였으며, 팽창부피는 195배에 이르렀다. 입상 활성탄과의 흡착능력을 비교한 실험결과, 팽창흑연의 비표면적은 92.4m<SUP>2</SUP>/g 으로 나타나 활성탄의 1/10에 불과하였으나, 대상 오염물질인 p-Xylene 흡착은 5분 이내에 평형농도에 도달한 반면 입상 활성탄의 경우 평형농도에 이르는 시간이 7일 이내로 나타났다. 이는 팽창흑연의 공극구조가 주로 중간공극 및 거대공극으로 이루어져 물의 혼합에 의한 대류현상으로 흡착이 일어난 반면, 활성탄에 존재하는 공극은 대부분이 미세공극으로 이루어져 확산을 통한 느린 흡착이 진행되었기 때문으로 사료된다. 팽창흑연의 등온흡착 실험결과는 langmuir식과 일치하였으며, 최대 흡착량은 24.0mg/g, 흡착상수는 7.94로 나타났다. 결론적으로 휘발성 유기오염물에 대한 활성탄과의 비교 실험결과, 팽창흑연은 작은 비표면적으로 인해 활성탄에 비해 비흡착량은 작았으나 흡착속도는 1차속도식 기준으로 500여배가 큰 것으로 나타나 빠른 흡착제거가 필요한 공정에서 유용할 것으로 판단된다. In this study, adsorption characteristics of expanded graphite (EG) were investigated by a series of batch adsorption tests using p-Xylene as a model volatile organic compounds (VOCs). After acid treatment, graphite were expanded at various temperature from 600℃ to 1000℃ for one minute. The optimal temperature was 800℃, where the expansion ratio reached 195 times of original volume. The BET specific surface area of EG was 92.4 m<SUP>2</SUP>/g, which was only 1/10 of granular activated carbon (GAC), however the adsorption of p-Xylene by EG was almost completed within 5 minutes while that of GAC continued for 7 days because the majority of pores of EG was consisted with meso- and macro-pores. According to the Langmuir isotherm analysis, the maximum specific adsorption of p-Xylene onto EG was 24.0 mg/L with the adsorption constant of 7.94. In conclusion, the adsorption capacity of EG was much less than that of GAC due to the significantly lower specific surface area, but the first order kinetic constant was more than 500 times larger than GAC. Overall, EG might be effective where the fast adsorption is required.