국내 대수층 특성을 반영한 포화대 내 유류오염물질 거동 개념 모델에서 수리동역학적 및 반응 입력인자 민감도 평가

주진철,이동휘,문희선,장선우,이수형,이은희,남경필,Joo, Jin Chul,Lee, Dong Hwi,Moon, Hee Sun,Chang, Sun Woo,Lee, Soo-Hyoung,Lee, Eunhee,Nam, Kyoungphile 한국지하수토양환경학회 2020 지하수토양환경 Vol.25 No.1

Sensitivity analysis of hydrodynamic and reaction parameters in conceptual model reflecting aquifer characteristics of Korea was performed to evaluate the uncertainty in the predicted concentrations. Among the hydrodynamic input parameters, both hydraulic conductivity (K_x) and hydraulic gradient (I) affected transport behaviors of contaminants, and resulted in same convergence concentrations with continuous injections of contaminant. However, longitudinal dispervisity (α_L) affected both transport behaviors and the convergence concentrations of contaminants. Compared to the hydrodynamic parameters, growth kinetic and degradation parameters (μ_m & K_c) more significantly affected both transport behaviors and the convergence concentrations of contaminants, indicating those parameters had higher sensitivity indices causing the uncertainties of model predictions. Considering that the sensitivity indices of both hydrodynamic and reaction parameters were a function of transport distance of groundwater, the parameters with higher sensitivity indices, a priori, need to be investigated using conceptual model reflecting site-specific aquifer characteristics before field investigation. After determining the parameters with higher sensitivity indices, the detail field investigations for the selected hydrodynamic and reaction parameters were warranted to reduce the uncertainties of model predictions.

복잡한 혼합 유기오염물의 거동 예측을 위한 실용적인 오염물 집략화 모델링 기법 개발

주진철,송호면,Joo, Jin-Chul,Song, Ho-Myeon 한국지하수토양환경학회 2009 지하수토양환경 Vol.14 No.5

다양한 물리화학적 특성을 지닌 12개의 유기오염물이 저표면적의 무기물 지반 수착제로 수착 시 12개의 유기오염물을 적은 수의 pseudocompound로 집략화하는 접근법(lumped approach)의 타당성과 정확성을 평가하였다. 집략화 접근법은 복잡한 혼합 유기오염물의 수착 거동을 근거로 통계적인 처리방법인 집략분석(cluster analysis)을 통해 개발되었다. 집략화 접근법을 이용해 수용액상에서 복잡한 혼합 유기오염물이 친수성 무기물로 수착 시 감소된 수의 집략화된 오염물(pseudocompound)과 집략화된 오염물의 수착 매개변수($K_f$, n)를 이용하여 복잡한 혼합 유기오염물의 수착을 설명할 수 있었다. 또한, 실험을 수행하지 않고(a priori) 복잡한 혼합 유기오염물 내 각 유기오염물의 특성(${\gamma_w}^{sat}$)을 근거로 pseudocompound를 예측할 수 있었다. 따라서 집략화 접근법은 복잡한 혼합 유기오염물의 수착거동을 단순화하여 반응관련 매개변수 산출에 필요한 시간과 비용을 감소시켜주고 통계적으로 정확성이 동일한 범위 내의 실용적인 수착 결과를 제공해 줄 수 있다. 향후 더 많은 반응 인자소결합크기, 수착제 내 반응 지점 수 및 반응성 그룹 등)를 고려한 다중회귀분석(multiple regression analysis)을 통해 집략화 접근법(lumped approach)의 정확도를 높일 필요가 있다고 판단된다. Both feasibility and accuracy of lumped approach to group 12 organic compounds in mixtures into a fewer number of pseudocompounds in sorption processes were evaluated using mixtures containing organic compounds with various physicochemical properties and low-surface-area mineral sorbents. The lumped approach for sorption to simulated mineral sorbents was developed by cluster analysis from statistics. Using the lumped approach, the sorption estimated from both reduced number of pseudocompounds and their sorption parameters (i.e., $K_f$, n) can approximate sorption behavior of complex organic mixtures. Additionally, the pseudocompounds for various mixtures to different types of low-surface-area mineral sorbents can be estimated a priori from the physicochemical properties of organic compound (i.e., ${\gamma_w}^{sat}$). Therefore, the lumped approach may help to simplify the complex fate and transport model of organic contaminant mixtures, reduce experimental efforts, and yet provide results that are statistically identical for practical purposes. Further research is warranted to enhance the accuracy of lumped approach using the multiple regression analysis considering the H-bonding capacity, site concentrations, functional groups for mineral sorbents.

남극 장보고기지 건설 시 온실가스 배출량 산정

주진철(Jin Chul Joo),윤정임(Jeong Im Yun),이승은(Seung Eun Lee),김유민(Yu Min Kim),채창우(Chang U Chae),김영석(Young Seok Kim) 大韓環境工學會 2012 대한환경공학회지 Vol.34 No.4

본 연구에서는 남극 장보고기지 건설 시 발생하는 온실가스 배출량을 자재생산단계와 시공단계로 구분하여 산정하였다. 또한, 시공단계의 배출원은 각각 해양수송과 내륙수송, 건설장비 사용, 건설캠프 운영으로 분류하여 온실가스 배출량을 구체적으로 산정하였다. 전과정평가 개념을 도입해 남극 장보고기지 건설에 투입되는 자재생산을 통해 배출되는 온실가스 배출량은 기지 건설에 따른 전체 온실가스 배출량의 23.8%에 해당하는 8,933 ton (as CO₂eq)으로 산정되었으며, 향후 남극 신규기지의 건설 시 자재생산을 통한 온실가스 배출이 반드시 고려해야 할 대상인 것으로 판단되었다. 남극 장보고기지 시공단계(총 2단계)에서의 온실가스 배출량은 1단계에 비해서 2단계에 비교적 많이 배출되었으며, 이는 2단계 때 수송화물선이 부산까지 회항하여 정박하므로 연료사용량이 증가하기 때문인 것으로 사료된다. 또한, 시공단계의 온실가스 배출원 가운데 해양수송이 내륙수송, 건설장비 사용 및 건설캠프 운영에 비해 다량의 온실가스를 배출하는 것으로 판명되었다. 남극 장보고기지 건설에 따른 자재생산단계와 시공단계를 통합한 전체 온실가스 배출량은 총 34,486 ton (as CO₂eq)으로 기존 남극기지 포괄적 환경영향평가(CEE)상에 제시된 온실가스 총배출량과 비교 시 다량의 온실가스가 배출되는 것으로 나타났다. 이는 기존 CEE상에 제시된 온실가스 배출량 산정 시 건설에 투입되는 자재생산을 통해 발생하는 온실가스 배출량 산정이 고려되지 않고, 단순히 자재수송 및 시공단계만을 고려하여 온실가스 배출량을 개략적으로 산정하였기 때문으로 판단된다. In this study, greenhouse gas emissions occurring from the construction of Jangbogo Antarctic research station were estimated in terms of material production stages and building stages, respectively. In detail, greenhouse gas emissions during the building stages were estimated in terms of marine transportation, inland transportation, construction equipment utilization, and construction camp operation, respectively. As a result, greenhouse gas emissions from material production stages with life cycle assessment were 8,933 ton (as CO₂eq), equivalent to the 23.8% of total greenhouse gas emissions from the construction of Jangbogo Antarctic research station, and these results indicate that greenhouse gas emissions occurring from material production stages should not be ignored. During the building stages, greenhouse gas emissions occurring from first year were greater than those from second year due to the increase in fuel consumption of freighter during second year. Additionally, marine transportation compared to inland transportation, construction equipment utilization, and construction camp operation was found to be the greater contributor for greenhouse gas emissions during the building stages. The total greenhouse gas emissions estimated from both material production stages and building stages was 34,486 ton (as CO₂eq), and greater than those estimated from comprehensive environmental evaluation (CEE) of existing other research stations, This difference is mainly attributed from approximate estimation of greenhouse gas emissions of existing other research stations without considering material production stages.

석탄저회를 활용한 건설현장 탁수제어 효율 평가: 실내 반응조실험

주진철 ( Jin Chul Joo ),강은비 ( Kangeunbi ),방기웅 ( Giwoong Bang ),박병욱 ( Byunguk Park ),김진호 ( Jinho Kim ),최종수 ( Jungsoo Choi ),김용혁 ( Yonghyok Kim ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2018 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2018 No.-

복잡한 혼합 유기오염물의 거동 예측을 위한 오염물 집략화 모델링

주진철(Joo Jin Chul),송호면(Song Ho-Myeon),서수현(Seo Sou Hyun) 대한토목학회 2009 대한토목학회 학술대회 Vol.2009 No.10

상수도 원격검침시스템의 현장 적용성 평가 및 가정용수 사용량 분석

주진철(Jin Chul Joo),안호상(Ho Sang Ahn),안창혁(Chang Hyuck Ahn),고경록(Kyung Rok Ko),오현제(Hyun Je Oh) 大韓環境工學會 2012 대한환경공학회지 Vol.34 No.10

본 연구를 통해 개발된 15mm 구경 자기저항(magneto-resistance) 방식의 디지털 수도계량기를 활용해 인천시 B구 S동 일대 아파트 단지 내 96가구에 상수도 원격검침시스템을 설치 후 현장적용성을 검토하였다. 현장 성능시험은 2011년 7월부터 2011년 12월까지 수행되었고 데이터의 평균 정상 수신율은 와이브로망의 불안정으로 인한 통신 두절, 계량기 보호함 및 설치 환경에 따른 통신 음영지역 발생, 유무선 공유기의 일시적 오작동으로 인해 84.6%로 비교적 낮은 수신율을 나타냈다. 현장 성능시험에 참여한 수용가 중 세대구성원수가 각각 1∼5명에 해당하는 대표 세대를 층화추출법(stratified random sampling)으로 추출하여 총 10가구의 가정용수 사용량을 분석한 결과, 8월에 가정용수를 가장 많이 사용한 반면, 9월에는 가정용수 사용량이 감소되고 다시 11월에 증가한 후 12월에 감소되는 추세를 보였다. 이는 계절의 변화에 따른 기상요인(온도, 습도 등)이 가정용수 사용량에 영향을 미치기 때문인 것으로 판단된다. 세대수를 30세대로 증가시킨 후 계절별 1인 1일 용수 사용량(Lpcd)을 분석 후 다항식(polynominal function)을 활용한 회귀곡선을 통해 추세선을 도출한 결과, 1인 1일 용수 사용량(Lpcd)은 세대의 총 가정용수 사용량과 유사하게 계절적 주기성을 나타냈으며, 구성원수가 적은 가구(1인, 2인의 구성원)일수록 명확한 계절적 주기성을 나타냈다. 연구에 참여한 96가구 수용가 전체가구의 세대 구성원별 1인 1일 용수 사용량(Lpcd)을 분석한 결과, 세대 구성원이 1인 증가함에 따라 1인 1일 용수사용량이 약 14%씩 감소하는 것으로 조사되었다. 이러한 결과는 1인이 거주하는 세대에서도 사용할 수밖에 없는 세탁, 음료, 취사, 청소용수 등의 생활에 필히 요구되는 가정용수 사용량이 있는 반면, 거주 인원이 많은 경우 공동 활용을 통해 이를 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있기 때문으로 판단된다. After the construction of waterworks automatic meter reading with 15 mm diameter digital water mater with magnetoresistance sensor developed in this study at 96 households of apartment complexes located in Incheon-City B-Gu S-Dong, the feasibility of field application of waterworks automatic meter reading was evaluated. The field application of waterworks automatic meter reading was performed from July to December in 2011, and average reception rate was as low as 84.6% due to the instable wibro networks, the existence of communication blackout and temporary malfunction of router. After the extraction of 10 households with one to five residents out of 96 households by using stratified random sampling method and analysis of domestic water use, it was found that domestic water use was significant at August and showed a decreasing trend at September, followed by increase in domestic water use at November and decrease in domestic water use at December. This phenomenon should be attributed to weather factors (temperature, humidity, etc.), which significantly affected domestic water use. Similar trend in domestic water use in terms of weather factors was obtained in case of Liter per capita day of water use after the extraction of 30 households out of 96 households by using stratified random sampling method. After analysis of Liter per capita day for 96 households, single residents increases resulted in reduction of domestic water usage by about 14% of Liter per capita day. These results might be due to the fact that domestic water usage such as laundry, beverages, catering, cleaning, etc. should be required for even the household with one resident, whereas domestic water usage for those common utilization can be significantly saved for the household with more than one resident.

A Study of the Association of Humic Acid with Metal (Hydr)Oxide-Coated Sands at Solid-Water Interfaces

주진철(Joo Jin Chul),서수현(Seo Sou Hyun) 대한토목학회 2008 대한토목학회 학술대회 Vol.2008 No.10

Feasibility analysis of lumped approach for fate and transport of total petroleum hydrocarbon in subsurface systems

Jin Chul Joo(주진철),Hee Sun Moon(문희선),Dong Hwi Lee(이동휘),Chae Min Ahn(안채민),Hyeon Woo Go(고현우),Jin Seon Jang(장진선) 대한환경공학회 2020 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.11

회전브러쉬와 혼탁방지막을 활용한 수륙양용형 Scrub/흡입 준설장치의 개발과 현장적용

주진철(Jin Chul Joo),김원태(Wontae Kim),김현승(Hyunseung Kim),김현설(Hyunseol Kim),송호면(Ho Myun Song) 대한환경공학회 2017 대한환경공학회지 Vol.39 No.9

도시물순환시스템 내 10 cm 내외로 퇴적된 오염물질과 자갈이나 다양한 구조물에 부착된 부착조류와 협잡물을 쓸어내어(scrubbing) 제거가 가능하며, 오염물질이 주변으로 방출․확산되어 수체의 2차 오염을 방지할 수 있는 덮개(housing)와 혼탁 방지막(turbidity barrier)이 설치된 회전 브러쉬(rotating brush)를 활용한 저혼탁 scrub/흡입(suction)방식의 수륙양용형 퇴적토 준설장치를 개발하였다. 현장적용 검증을 통해, 저수위와 고수위에서 저혼탁 scrub/흡입 준설장치를 이용해 준설 중 수체 내 부유물질(SS)과 탁도(turbidity)의 증가는 매우 미미하며(p>0.05), 일부 부유물질로 인해 발생한 탁도도 준설 후 20분 이내에 빠르게 안정화되는 것으로 조사되었다. 총질소(TN)와 총인(TP)의 농도도 준설 전, 준설 중과 준설 후에 농도 변화가 시간대별 및 수심별로 통계학적으로 유의한 의미는 없는 것으로 조사되어(p>0.05), scrub/흡입 준설을 통해 호수 저면에 축적된 영양염류가 확산되어 수체오염을 유발하지 않는 것으로 조사되었다. 또한, 저혼탁 scrub/흡입 준설장치의 직접 준설을 통한 오염물질 제거량이 수처리시설의 운영을 통한 오염물질 제거량 대비 높은 것으로 산정되어, 수처리시설과 저혼탁 scrub/흡입준설의 연계 적용이 도시물순환시스템의 수질관리에 효율적인 것으로 평가되었다. 최근에는 GPS 기반 실시간 scrub/흡입 준설장치의 추적 및 유지관리 프로그램을 개발해 등록하고 다양한 도시물순환시스템에 현장 적용하였으며, 추가적으로 준설장치 운전자를 보조 또는 제한된 환경에서 스스로 운전하는 협력형 주행시스템(driver cooperative autonomous driving system)의 개발을 현재 진행 중이다. An amphibious scrubbing/suction dredging machine with cylindrical rotating brush, housing, and turbidity barrier was newly-developed to remove both sediments with about 10 cm thickness and periphyton attached on various structures in urban water-circulating systems through the scrubbing, suction, and dredging processes. Based on the field application and long-term monitoring, the increase in both suspended solids (SS) and turbidity of water during the scrubbing, suction, and dredging processes was negligible (p>0.05). In some cases, the turbidity of water initially increased, however, the turbidity was stabilized within 20 minutes from the start of dredging processes. The concentration changes in TN and TP of water were not statistically different (p>0.05) before and after the scrubbing, suction, and dredging processes, indicating that benthic nutrients released from sediments were not significantly diffused, and were not supposed to cause significant water pollution. Also, water treatment facilities along with an amphibious scrubbing/suction dredging machine could be more effective since the removal of contaminant loadings through the scrubbing, suction, and dredging processes was much greater than that through simple coagulation/precipitation processes. Finally, GPS-based realtime tracking and operation program have been developed and applied in various urban water-circulating systems, and development of driver cooperative autonomous driving system is in progress to eliminate the need for manual driving of an amphibious scrubbing/suction dredging machine.

국외 상수도 원격검침시스템의 개발동향 및 시사점 도출

주진철 ( Jin Chul Joo ),김주환 ( Juhwan Kim ),이두진 ( Doojin Lee ),최태호 ( Taeho Choi ) 한국물환경학회 2017 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2017 No.-