Earticle

본 연구에서는 제올라이트에 도입된 양이온의 종류에 따른 수중 암모니아의 제거 성능 실험을 수행하여, 향후 제올라이트를 이용한 수중 암모니아 제거 방법 중 선택성이 뛰어난 양이온이 도입된 제올라이트를 선별하는 연구를 수행하였다. Na-LTA (Linde Type A) 제올라이트와 이를 K+ 및 Ag+ 이온으로 이온교환하여 K-LTA 및 Ag-LTA를 제조하였다. 이렇게 준비된 총 3종 류의 제올라이트(Na-LTA, K,Na-LTA, Ag,Na-LTA) 시료들은 XRD, FE-SEM, EDS 분석을 통해 LTA 제올라이트의 결정 구조 변 화를 확인하였다. 또한, 동일한 LTA 골격구조를 가지는 제올라이트에 도입된 양이온의 종류에 따른 수중 암모니아 제거 성능은 이온크로마토그래피(IC, ion chromatograph)를 이용하여 분석하였다. XRD 분석 결과, 3종류의 제올라이트는 도입된 양이온의 성 분과 관계없이 모두 LTA 결정구조를 유지하고 있었으나, Ag+ 이온교환된 Ag,Na-LTA 제올라이트는 결정성이 감소된 것으로 나 타났다. EDS 분석결과, 이온 교환된 K,Na-LTA 및 Ag,Na-LTA 제올라이트 내에 각각의 양이온들의 분포가 확인되었다. IC 분석 결과 3종류의 제올라이트 모두 수중 암모니아 제거에 활성을 가지며 그중 Ag,Na-LTA 제올라이트가 가장 높은 제거 성능을 가 지는 것으로 확인되었다. Na-LTA 제올라이트와 K+ 및 Ag+ 이온교환으로 제조된 K,Na-LTA 및 Ag,Na-LTA 제올라이트 모두 수 중 암모니아 제거에 활성을 가지며, 그 중 효율적인 수중 암모니아 제거를 위해 Ag,Na-LTA 제올라이트의 활용 가능성이 큰 것 으로 보인다.

In this study, we performed the experiment of the capability of cations introduced into the LTA (Linde Type A) zeolites to remove ammonia in water in order to select cations in zeolites, which have excellent selectivity from among ammonia removal methods using zeolites. K+ and Ag+ ion-exchanged K,Na-LTA and Ag,Na-LTA zeolites were prepared by using Na-LTA zeolite. These three zeolite samples (Na-LTA, K,Na-LTA, and Ag,Na-LTA) were analyzed by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), and energy dispersive X-ray spectrometry (EDS) to identify changes in crystal structure of LTA zeolite after ion exchange. The amount of removed ammonia in water by various cations in LTA zeolite was analyzed by ion chromatograph (IC). From XRD results, all three zeolites samples maintained the LTA framework structure regardless of cation contents in LTA zeolite, but the crystallinity of LTA zeolite containing Ag+ decreased. The distribution of cation contents in K,Na-LTA and Ag,Na-LTA was evaluated by EDS analysis. IC analysis demonstrated that all three zeolites possess ability to remove ammonia in water, among them, the Ag,Na-LTA exhibited the highest capability. Na-LTA zeolite and K,Na-LTA and Ag,Na-LTA zeolites prepared by K+ and Ag+ ion exchange are active in ammonia removal in water, among them, the Ag,Na- LTA zeolite can be used for effective removal of ammonia in water.

동복호 유역의 오염 배출부하량은 2017년 기준으로 BOD 893.4 kg/일, T-N 729.3 kg/일, T-P 55.9 kg/일로 산정되었다. 오염원별로는 토지계와 축산계가 가장 많은 양을 차지하였으나, 생활계 점오염원이 차지하는 비율도 BOD 기준으로 12.4%였고 이는 거의 대부분이 하수미처리구역에서 발생하는 것으로 나타났다. 동복호 유역에 설치·운영 중인 공공하수 처리시설은 34개소가 있으며, 이들에 의한 수질오염물질 처리효율은 BOD 90.6%, T-N 53.9%, T-P 58.7%로 나타났고 이 에 따라 공공하수처리시설들을 거쳐 방류되는 오염부하량은 총 점배출부하량 중에서 BOD 1.0%, T-N 13.2%, T-P 12.3% 를 차지하고 있다. 한편, 동복호 유역에는 총 7개소의 비점오염저감시설(인공습지)이 있으며, 강우시 인공습지 평균 제거 효율은 BOD 2.8%, COD -14.9%, SS 71.7%, T-N 42.5%, T-P 22.1%로 나타났으며, 이 시설의 설치·운영에 따른 평상시 (비강우시)의 수질개선 기여율은 BOD -1.5%, T-N 3.0%, T-P 0.4%로 매우 낮은 것으로 나타났다.

The pollutant load discharged in Dongbok lake watershed was estimated as BOD 893.4 kg/day, TN 729.3 kg/day and TP 55.9 kg/day in 2017 year. The largest amount of the load was the livestock and land-based pollutants, but the domestic wastewater-based amount also accounted for 12.4%, most of which were originated from the non-treated sewage in the living system. The number of public sewage treatment facilities installed to Dongbok lake watershed was 34, and the average removal efficiency of pollutant by them was BOD 90.6%, T-N 53.9% and T-P 58.7%. As a result, the load discharged from the facilities accounted for 1.0% of BOD, 13.2% of T-N and 12.3% of T-P in the total amount discharged from point sources. Meanwhile, 7 artificial wetland facilities for non-point pollutant treatment were installed and operated in the watershed. The average removal efficiency of the wetland during rainfall was BOD 2.8%, COD -14.9%, SS 71.7%, T-N 42.5%, and T-P 22.1%, but the contribution rate of water quality improvement during normal (non-rainy) day by these facilities was very low: BOD -1.5%, T-N 3.0%, and T-P 0.4%.

본 연구는 남한강 유역중 여주, 강천, 여주1, 능서, 대신 지역의 2012년 9월부터 2018년 12월까지의 부영양화에 미치는 영향을 경로분석으 로 분석하였다. 이를 위해 클로로필a를 이용하여 부영양화 지수를 산출하였고 상류인 여주부터 연속적으로 하류인 강천, 여주1, 능서, 대신지 역의 부영양화 지수를 연속적 인과관계로 설정하였다. 그리고 각 지역에 유입되는 축산 오폐수와 공장폐수를 원인변수로 설정하였다. 분석결 과 상류지역의 부영양화 지수는 하류의 부영양화 지수에 통계적으로 유의하게 영향을 미치고 있었다. 표준화 경로계수로 확인하였을 때, 여주 지역의 부영양화 지수는 바로 하류지역인 강천의 부영영화지수에 0.792±0.024(p<0.001)로 정(+)의 영향을 미치고 있었다. 이것은 여주지역의 부영양화 지수가 1 표준편차만큼 증가하면 하류인 강천의 부영양화 지수는 0.792만큼 증가한다는 의미이다. 마찬가지로 강천의 부영양화 지 수는 그 하류인 여주의 부영양화 지수에 표준화 경로계수 0.848±0.018 (p<0.001)만큼 영향을 미치고 있었다. 여주→능서, 능서→대신의 부영 양화 지수의 표준화 경로계수는 각각 0.754±0.025(p<0.001), 0.817±0.020(p<0.001)의 수치를 보이고 있었다. 각 지역의 부영양화 지수에 미치 는 축산 오폐수와 공장폐수의 영향을 확인하였을 때, 강천의 부영양화 지수에는 축산고형물이 표준화 경로계수 0.169±0.084(p=0.04)로 통계 적으로 유의한 정(+)의 영향을 미치고 있었다. 그리고 대신에서는 산업폐수가 부영양화 지수에 표준화 경로계수 -0.172±0.049로 부(-)의 영향 을 미치고 있었다. 이것은 강천의 부영양화 지수를 제어하기 위해서 축산고형물의 영향을 제어해야 한다는 의미를 가지며, 대신지역에서 산업 폐수가 잘 제어되고 있음을 암시한다. 원인변수의 결과변수에 대한 영향력인 R-제곱은 강천이 0.641, 여주1 0.733, 능서 0.566, 대신 0.682로 매우 높은 수치를 보이고 있었다. 이것은 원인변수가 결과변수를 각각 64.1%, 73.3%, 56.6%, 68.2%를 설명할 수 있다는 의미이다. 본 연구는 처음으로 남한강의 부영양화 지수가 상류에서 하류로 영향을 미친다는 것을 통계적으로 분석하였다. 본 연구에 의하면 상류지역의 부영양화 에 대한 원인을 제어하는 것이 강 전반의 부영양화를 제어하는데 매우 중요함을 알 수 있었다. 본 연구는 남한강의 수질측정 지점중 5개를 대 상으로 하였다. 향후 보다 많은 지역에 대해 연속적 인과관계에 대한 연구가 가능할 것으로 사료된다.

This study analyzed the effects of Yeoju, Gangcheon, Yeoju 1, Neungseo, and Daesin in the Namhan River basin on eutrophication (chlorophyll-a trophic state index: TSI) from September 2012 to December 2018 by path analysis. Depend on the standardized path coefficient, the Yeoju area had a positive (+) effect at 0.792±0.024 (p<0.001) on the Gangcheon. Likewise, Gangcheon’s TSI had an effect on the downstream TSI of Yeoju 1 by the standardization path coefficient of 0.848±0.018 (p<0.001). The standardization path coefficients of Yeoju 1→Neungseo, Neungseo→Daesin were 0.754±0.025 (p<0.001) and 0.817±0.020 (p<0.001), respectively. The livestock solids waste in Gangcheon had a statistically significant positive (+) effect with a standardization path coefficient of 0.169±0.084 (p=0.04). The R-square, the influence of the causal variable on the outcome variable, was very high with 0.641 in Gangcheon, 0.733 in Yeoju, 0.566 in Neungseo, and 0.682 Daesin. According to this study, it was found that controlling the cause of eutrophication in the upstream region is very important in controlling eutrophication of the entire river. This study was conducted on 5 of the Namhan River water quality measurement points. It is thought that continuous causality research will be possible in more regions in the future.

본 연구에서는 일조모델을 이용하여 고층신축건물 건설에 따른 그림자의 형성이 인근 아파트 단지의 일조환경에 미치 는 영향을 평가하였다. 이를 위하여 GIS(Geographic Information System) 자료를 기반으로 대상영역의 3차원 지표경계 자료를 구축하여 모델에 반영하였으며, 2019년 춘분, 하지, 추분, 동지에 대한 태양의 위치와 그림자 영역을 계산하고 일 조장애를 분석하였다. 태양의 방위각과 고도각은 한국천문연구원에서 제공하는 자료와 비교·검증하였으며, 0.3° 미만의 평균제곱근오차와 0.999 수준의 매우 우수한 상관을 보였다. 대상영역에서 형성되는 그림자의 면적은 신축건물 건설에 의해 계절에 따라 48.6%~87.6% 증가하는 것으로 평가되었다. 신축건물의 영향으로 인접 아파트 단지의 남향 벽면에 형 성되는 연직그림자에 의한 층별 일조장애를 일조권의 법적수인한도를 고려하여 분석한 결과, 동지일 08시에서 16시를 기 준으로 총 일조 4시간 이상을 충족하지 못하는 경우가 8층 이하의 구역에서 나타났고, 동지일 09시에서 15시를 기준으 로 연속일조 2시간 이상을 충족하지 못하는 경우가 6층 이하의 구역에서 나타나는 것으로 평가되었다.

In this study, the blocking effect of building shadows on sunshine environments was assessed for the new construction of high-rise buildings, using a numerical model of sunshine duration. Three-dimensional surface boundary of buildings in the target area was numerically constructed, based on the geographic information system (GIS) data. The solar positions and the shadow areas were calculated for the target area on spring equinox, summer solstice, autumn equinox and winter solstice in 2019. The azimuth and altitude angles of the sun calculated in this study were compared with the data provided by Korea astronomy and space science institute (KASI), and evaluated as the root mean square errors (RMSE) below 0.3° and the correlation 0.999. The gross shadow area in the target area was estimated as the increase rate of 48.6% ~ 87.6% by the construction of new buildings. The blocking effect of vertical building shadows on sunshine duration was assessed for the apartment complex located adjacent to the construction site of new buildings, by considering the legal limit of sunshine duration. The layers less than the eighth floor were not satiated with 4-hours of the total sunshine duration during the time from 08 to 16 on winter solstice. The layers less than the sixth floor were not satiated with 2-hours of the continuous sunshine duration during the time from 09 to 15 on winter solstice.

본 연구에서는 산업단지에서 미세먼지 2차 생성 원인물질인 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs) 을 효율적으로 관리하기 위해 진행하였다. 실시간 대기질 측정장비인 선택적이온질량분석기(Selected Ion Flow Tube Mass Spectrometers, SIFT-MS)를 장착한 차량을 이용하여 산업단지의 VOCs를 측정하였다. 측정지점별 VOCs 농도를 분석하여 주로 발생되는 VOCs를 분석하고 해당 지역의 주요 입주 업종을 조사하였다. 다양한 업종의 대기배출사업장이 있는 시화산업단지에서 2019년 11월부터 2020년 2월까지 2회간 측정을 진행하였다. VOCs 측정한 결과 화학물질제조업, 잉크제조업, 도장 및 기타 피막처리업 등이 위치한 지역에서 톨루엔, 메틸에틸케톤이 100 ppb 이상이 나타났으며 해당 물 질을 제외한 대부분의 VOCs는 10 ppb 이내의 측정값이 나타났다. 본 연구를 통해 실시간 대기질 측정장비를 이용하여 VOCs 고농도 배출지역을 선별한다면 산업단지 대기배출원을 효율적으로 관리할 수 있을 것으로 판단된다.

This study was conducted to efficiently manage volatile organic compounds (VOCs), which are secondary sources of fine dust in industrial complexes. VOCs in industrial complexes were measured using a vehicle equipped with a Realtime Air Quality Measurement Equipment Selected Ion Flow Tube Mass Spectrometers (SIFT-MS). The concentration of VOCs was analyzed to analyze VOCs that are mainly generated in industrial complexes, and major industries in highconcentration areas were investigated. Measurements were conducted from November 2019 to February 2020 at the Sihwa Industrial Complex, which has various types of air emission plants. As a result of measuring VOCs, toluene and methyl ethyl ketone were found to be 100 ppb or more in areas where chemical manufacturing, ink manufacturing, Coating and similar treatment of metals are located. Other VOCs were measured within 10 ppb. Through this study, it is judged that it is possible to efficiently manage air emission sources in industrial complexes by selecting high-concentration emission regions of VOCs using real-time air quality measurement equipment.