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굴 껍데기 피복에 따른 조간대 점토질 퇴적물의 투수성 변화에 관한 연구
우희은,김종오,김경회 한국해양환경·에너지학회 2024 한국해양환경·에너지학회지 Vol.27 No.2
본 연구에서는 굴 껍데기가 점토질 연안 퇴적물의 투수도 향상에 미치는 영향을 조사하기 위해 굴 껍데기(OS)와 모래(SAND)로 피복한 점토질 퇴적물의 변수위 투수시험을 수행하였다. 변수위 투수시험 후 점토질 퇴적물의 최종 투수계수는 SAND와 OS에서 각각 4.2×10cm/sec, 11.0×10cm/sec로 나타났다. 상대적으로 높은 OS의 투수도는 굴 껍데기에서 용출된 칼슘 이온에 의해 점토 입자의 응집력이 높아진 데 기인한 것으로 판단된다. 실험 후 퇴적물 간극수의 용존무기인(DIP) 농도는 SAND에서 1.10 mg/L인 반면, OS에서는 0.86 mg/L로 감소하였다. 이는 변수위 투수시험 중 OS에서의 투수성 증가에 따른 DIP 유출량 증가와 굴 껍데기에 의한 DIP 흡착량 증가에 의한 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 굴 껍데기 피복은 오염된 조간대 점토질 퇴적물의 환경개선에 적합한 방법임을 확인하였다. In this study, we investigated the effect of oyster shells on enhancing the permeability coefficient of clayey coastal sediment through a variable permeability test. The clayey sediments capped with oyster shells (OS) and sand (SAND) were prepared for the permeability test. The permeability coefficient of the clayey sediment was determined to be 4.2×10cm/sec in the SAND and increased to 11.0×10 cm/sec in the OS. The increase of permeability in OS is due to the increase of calcium ions supplied by the oyster shells, which causes flocculation of the clay particles. After the permeability test, the concentration of dissolved inorganic phosphorous(DIP) in the SAND was 1.10 mg/L, whereas it was 0.86 mg/L in the OS. This reduction in the OS is attributed to both the outflow of DIP and the adsorption of DIP onto the oyster shell. These findings suggest oyster shells can be used as a sustainable solution to address physicochemical challenges in intertidal habitats.
굴 패각의 전처리 조건에 따른 인산염 제거효율에 관한 연구
우희은,김경민,이인철,김경회 해양환경안전학회 2018 해양환경안전학회지 Vol.24 No.2
굴 패각과 같은 반응성 재료는 사용 목적에 적합한 전처리 조건을 선택할 필요가 있다. 본 연구에서는 인 농도 제어를 목적으로 효율적인 굴 패각 사용을 위한 전처리 조건을 제안하는데 목적을 둔다. 굴 패각의 전처리(소성 온도, 소성 시간, 입자 크기)에 따른 인산염 제거 효율을 조사하였다. 또한 XAFS 분석 및 등온 흡착 실험을 통해 굴 패각의 인산염 제거특성에 대해 조사하였다. 실험결과 소성 온도는 600°C, 소성 시간은 6h, 입자 크기는 0.355~0.075mm에서 우수한 제거 효율을 확인하였다. 등온 흡착 실험 결과 Langmuir 모델이 굴 패각의 흡착에 적합한 것으로 나타났다. XAFS 분석 결과 600°C에서 소성시킨 굴 패각에는 인산칼슘이 생성된 것이 확인되었다. 즉 굴 패각의 칼슘 이온 용출에 의한 인산칼슘 형성이 인산염의 농도 감소에 기여하고 있음을 확인하였다. In this study, we investigated phosphate removal efficiency according to pretreatment (pyrolysis temperature, pyrolysis time, particle size) of oyster shells as a basic study for their recycling. And XAFS analysis and isothermal adsorption experiments were performed to investigate the phosphate removal characteristics of oyster shells. As a result, the removal efficiency was good at 600°C pyrolysis temperature with 6 hour pyrolysis time and 0.355~0.075mm particle size. Isothermal adsorption experiments showed that the Langmuir model is suitable for adsorption of oyster shells. XAFS analysis showed that calcium phosphate formed on the oyster shell pyrolyzed at 600°C. In other words, it was confirmed that the formation of calcium phosphate by the calcium ion elution of the oyster shell contributes to the decrease of phosphate concentration.
굴 패각의 소성온도 및 입경에 따른 연안 점토질 퇴적물의전단강도 변화에 관한 연구
우희은,정일원,이인철,김경회 한국지하수토양환경학회 2021 지하수토양환경 Vol.26 No.1
In order to investigate change of shear strength of coastal muddy sediment by mixing pretreated oyster shells withdifferent pyrolysis temperatures and particle sizes, a vane shear test was carried out. The shear strength of the sedimentwith oyster shells pyrolyzed at 800oC was twice higher than that of the control, with a maximum shear strength of ca. 0.2kPa. The Ca2+ concentration in the pore water was the highest at sediment with oyster shells pyrolyzed at 800oC with aconcentration of ca. 790 mg/L. From the above results, it is concluded that the application of the oyster shells pyrolyzed at800oC can affect the increase in shear strength of coastal sediments through the aggregation of clay particles andpozzolanic reactions with sediments.
수산부산물 활용에 따른 통영 북신만 오염 퇴적물의 환경 특성 변화
우희은(Hee-Eun Woo),김종오(Jong-Oh Kim),김경회(Kyunghoi Kim) 한국해양환경·에너지학회 2021 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.5
통영 북신만은 양식장이 다수 분포하고 있으며 육지로부터의 오염물질 유입이 많은 해역이다. 본 연구에서는 수산부산물을 활용하여 북신만의 저질 개선을 위하여, 퇴적물 표층에 수산부산물인 굴 패각을 피복하고, 모니터링을 실시하였다. 2020년 10월 굴 패각 피복 후 모니터링을 수행한 결과, 북신만의 해수와 퇴적물의 인산인 농도는 대조구 대비 90% 이상 감소한 것을 확인하였다. 마찬가지로 해수와 퇴적물의 암모니아성 질소 농도 역시 대조구 대비 90% 이상 감소하였다. 북신만 퇴적물의 미생물 군집 분석 결과, 대조구 및 실험구의 최우점종인 Proteobacteria는 실험구에서 대조구보다 2배 이상 높게 나타났으며, 혐기성 박테리아인 Chlorobi은 대조구 대비 실험구에서 90% 이상 급감하였다. 이상의 결과를 바탕으로 저서환경 개선을 위한 굴 패각의 활용은 수산부산물의 재활용을 촉진시키고 연안의 오염된 저질을 개선하기 위한 비용을 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다. Buksin Bay is a contaminated sea area with a large amount of pollutants from fish farms and land. In this study, in order to improve the contaminated sediments, the surface of the contaminated sediments was covered with oyster shells, which are fishery by-products, and seasonal monitoring was conducted. Monitoring after covering oyster shells in October 2020, it was confirmed that the phosphate concentration in the seawater and sediments of experimental site decreased by more than 90% compared to the control. Similarly, the concentration of ammonia nitrogen in seawater and sediments was also reduced by more than 90% compared to the control. As a result of the microbial community analysis of the sediments of the Buksin Bay, Proteobacteria, the dominant species of the control and experimental site, was more than twice as high as that of the control in the experimental site, and the anaerobic bacterium Chlorobi decreased more than 90% in the experimental site compared to the control. The above results are expected to promote the recycling of fishery by-products and reduce the cost to improve the contaminated sediment of the coast.