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생물혼합 특성을 반영한 퇴적물 내 흡착제의 안정화 성능 예측모델 : 작동 원리 및 적용 사례를 중심으로
이현민,LE THI NGOC QUYNH,박서연,최용주 한국퇴적환경준설학회(구 한국환경준설학회) 2024 한국환경준설학회 학술대회논문집 Vol.2024 No.4
오염된 퇴적물의 효과적인 관리와 복원은 지속 가능한 환경 보전을 위한 중대한 과제이다. 이러한 문제에 효과적으로 대응하기 위해서는 오염된 퇴적물 내 다양한 오염원의 거동을 이해하고 예측할 수 있는 기술이 필수적이다. 이를 위해, 오염물질의 거동을 수치적으로 표현하는 모델이 개발되었다. 이 모델을 활용함으로써, 흡착제의 안정화 성능을 높은 정확도로 예측할 수 있다. 그러나, 실험실 규모에서의 안정화 성능 측정 실험은 실제 현장 조건과는 다를 수 있는 한계를 지닌다. 특히, 현장의 퇴적물에서는 다양한 저서 생물의 활동으로 인해 퇴적물과 안정화제가 물리적으로 혼합되는 현상이 발생하며, 이는 안정화 성능에도 중요한 영향을 미친다. 본 연구에서는 미생물의 안정화제 혼합 활동과 같은 생물학적 요소를 안정화 성능 예측 모델에 포함시켜 저서 생물이 활동하는 퇴적물 내에서 흡착제의 안정화 성능을 예측할 수 있는 모델을 개발하였다. 나아가 생물 혼합 특성을 모델에 적용하는 원리를 상세히 분석하고, 이를 다양한 실제 실험 결과와 비교 검증함으로써, 모델의 예측 능력을 실질적으로 입증하였다. 연구에서는 안정화제를 혼합한 퇴적물에 Lumbriculus variegatus를 주입한 후 14일, 28일 차에 총 유기 탄소(TOC)를 측정하여 안정화제의 층별 혼합율을 분석하였다. 또한, 기존에 개발한 안정화 성능 예측 모델에 생물 혼합 인자인 dt_bio를 추가하여 기간별 안정화제의 혼합율을 계산하였다. 실험 결과를 바탕으로 캘리브레이션을 진행하고, 실험 조건을 가장 잘 반영하는 dt_bio 값을 도출하였다. 이를 통해 퇴적물 오염 관리 및 안정화 기술의 이론적 기반을 강화하고, 실제 환경 복원 작업에 직접적으로 적용될 수 있는 실질적인 방법론을 제시할 것으로 기대된다.
박진근,박해성,권희원,손지민,홍현표,박윤석,김종건,김정진,김영훈 한국퇴적환경준설학회(구 한국환경준설학회) 2022 한국환경준설학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.11
영주댐은 수질사고를 계기로 하여 낙동강 중·하류 지역의 수질 개선을 위한 하천유지용수 공급, 홍수피해 경감, 용수공급 등의 목적으로 건설되었다. 영주댐은 내성천 및 지류에서 유입되는 물의 흐름을 막아 건설되었으며, 댐 내 부영양화에 따른 대규모 녹조발생. 유사의 감소 등 자연생태계에 변화가 일어나고 있다. 본 연구는 영주댐의 퇴적물에 다양한 오염물질을 포함하고 있을 수 있어 수질 및 수생태계의 건강성에 직접적인 영향을 미치는 매체로 판단되어 퇴적물의 오염도 및 퇴적물 용출실험을 수행하여 수생태계의 변화 및 미치는 영향을 예측하고 대책마련을 위해 퇴적물오염현황을 조사하였다. 3년간 영주댐 퇴적물 모니터링 결과 퇴적물의 성상은 시간이 지남에 따라 모래 및 자갈들이 입도가 매우 작은 점토 형태로 퇴적되었다. 퇴적물 중금속 분석결과 As와 Hg의 오염도가 소폭 증가하였으며, 이는 유속이 느려지고 체류시간이 길어짐에 따라 일부 오염물질도 함께 퇴적되고 있는 것으로 판단된다. 퇴적물 용출실험 결과 영양염류(COD, TOC, T-N, T-P, PO4-P)의 용출율이 매우 낮았다.