[논문]유류로 오염된 부지의 원인자 판단을 위한 현장조사 평가

박정준; 김성환

doi:10.15683/kosdi.2018.06.30.141

유류로 오염된 부지의 원인자 판단을 위한 현장조사 평가
Field Investigation for Identification of Contamination Sources in Petroleum-Contaminated Site 원문보기

한국재난정보학회논문집 = Journal of the Society of Disaster Information, v.14 no.2 = no.40, 2018년, pp.141 - 153

박정준 (Incheon Disaster Prevention Research Center, Incheon National University) , 김성환 (Exploratory and Creative Educational Program for Future City Design, Incheon National University)

초록
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연구목적 : 본 연구 대상부지는 1973년에 해안매립이 완료되어 30여 년 동안 선박 수선업 등의 사업활동이 진행되어 왔다. 연구방법 : 2013년에 실시한 토양정밀조사결과, 대상부지의 오염면적은 $10,000m^2$, 오염심도는 GL(-) 3.0 m의 고농도 TPH로 유류오염이 확인되었고, 시간경과에 따라 오염범위가 확산되고 있었다. 연구결과 : 정제된 석유제품에 의한 토양오염은 종종 생태계와 인간의 건강에 해로운 영향을 미치기 때문에 신속한 정화가 이루어져야 한다. 결론 : 따라서 고농도의 TPH로 오염된 대상 부지에 대하여 수리지질학적 조사를 통해 지하수유동과 오염의 확산방향을 평가함으로써 잠정적인 오염원인자를 추정할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose : The subject site selected in this study was a place that was prepared through the reclamation of foreshore completed in 1973. Since then, the site has been occupied by the industry of ship repair for over 30 years. Method : The results of a precise soil examination conducted in 2013 showed that the site was seriously contaminated with TPH over an area of $10,000m^2$ and GL(-)3.0m in depth, with an expanding coverage of contamination. Results : The soil contamination by refined petroleum products often results in adverse effects to human health and ecological systems, thus the contamination should be purified as soon as possible. Conclusion : Hydrogeological investigation can be employed to assess the groundwater movement and propagation of contamination to determine the potential agents or contaminants in the soil contaminated with high concentration TPH.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

2017년 현재 대상부지의 상부 건축물 및 기초바닥, 야적된 폐기물 등을 모두 처리하여, 과거 시료채취가 불가능했던 일부 지점의 시료채취 및 분석이 가능한 상태이다. 이에 현 시점의 정확한 토양오염농도 및 범위를 확인하고, 토양 및 지하수 조사 등의 현황을 분석하여 오염원인자 규명을 위한 현장조사를 실시하였다

제안 방법

MT3D(Modular Three-Dimensional Multispecies Transport Model)을 이용하여 과업대상 부지 내에 격자를 구성하고(Fig. 12), 오염부지 내 3구역(A, B, C) 에 대하여 해당 셀(cell)안에 부지 내 지하수 농도를 고려한 값(5 mg/L)를 입력 후 어느 지점에서 오염원의 확산 및 이류가 시작되었는지를 확인하였다.
관할지자체에서 제공하는 위성사진을 활용하여 약 30년간 (1986년 ~ 2015년)의 연구대상 부지 및 주변 지역의 변화를 검토하였다. ○○살베지(주) 영업 시기인 1986년부터 1994년 상반기까지의 위성사진을 검토한 결과, 부지 내에는 각종 폐기물이 상부에 야적되어 있으며, 규모가 작은 선박이 일부 확인된다(Fig.
본 연구에서 사용한 모델링 프로그램(MODFLOW)는 3차원 유한차분 지하수 프로그램으로 다양한 수리지질학적 구조를 보다 쉽게 적용하고 해석할 수 있도록 개발되었다. 국외에서는 일반 지하수 전문 연구기관 및 미국 지질조사국(United States Geological Survey, USGS)에서 가장 활용도 높은 프로그램이며, 국내의 경우 법률적인 문제가 관여되는 경우 사용되는 신뢰성 높은 모델링 프로그램으로 알려져 있다(Brahana and Mesko, 1988; De Weiest, 1966; Johnson, 1967).
본 연구의 “3장 수리지질특성 조사” 결과 값을 바탕으로 지층특성 및 분포에 따라 Layer를 분리 후 Fig. 9와 같이 수리전도도에 따라 층서를 구분하였다.
부지 내 시추조사 지점은 Fig. 4와 같이 대표성을 확보하기 위하여 중앙을 기점으로 사방위지점을 굴착하고 지반의 수직적 특성을 확인하였다. 중앙지점은 최대 33.
안정된 지하수위를 확인하기 위하여 시추작업이 완료된 시점으로부터 약 12시간 및 72시간이 경과한 시점에 2차례에 걸쳐 공내 지하수위를 측정하였다. 측정결과 Table 2와 같이 투수성이 높은 부지 특성상 시간 경과에 따라 큰 차이를 보이지 않았으며, BH-1, 3번 공내 지하수위가 약 4.

대상 데이터

모델링에 사용된 지하수 함양량은 국토교통부(2012년) 자료인 “지하수 관리기본계획”의 한강서해유역의 함양률인 11.35 %와 20년 평균 강수량인 1261.1 mm/year를 산술한 143.1 mm/year를 적용하였다.

성능/효과

1973년 매립 준공 이후 ○○살베지(주)가 1978년부터 1994년까지, ○○○살베지(주)가 1995년부터 2013년까지 부지 사용하였으며 부지 내 취급하였던 특정토양오염관리대상시설은 없는 것으로 확인되었다. 다양한 지하수시험을 종합적으로 검토한 결과, 투수량계수(T)의 범위는 0.
○○○살베지(주) 허가 시기인 1995년부터 2013년까지의 위성사진을 검토한 결과, Fig. 2와 같이 부지 영업 초기인 1995년부터 1998년경까지는 북측통로와 함께 남측통로부터 사업부지 내로 선박을 이동시킨 경로(정박위치 및 임시통로 등)를 확인할 수 있다. 1997년에는 소각로를 매입하여 부지 내 매립폐기물을 소각·처리했으며 2005년경 북측부지는 지속적으로 살베지 영업을 하면서 남측부지는 수조(활어보관) 임대용으로 활용하기 시작하였다.
다양한 지하수시험을 종합적으로 검토한 결과, 투수량계수(T)의 범위는 0.12 ~ 81.02 cm2 / sec(avg. 20.69 cm2 / sec), 저류계수(S)는 2.784 × 10-3~ 8.512 × 10-3 (avg. 4.913 × 10-3), 투수계수는 1.530 × 10-4~1.066 × 10-1 cm/sec (avg. 2.161 × 10-2 cm/sec)의 값으로 확인되었다.
161 × 10^-2 cm/sec)의 값으로 확인되었다. 또한 주 유향은 SW ~ SWW 또는 S ~ SW 방향 으로 흐르는 유동특성을 보이며, 부지 내 지하수위는 1.1 ~ 4.7 m 에 분포하고 있는 것으로 확인되었다.
시추공 굴착 시 매립층(심도 1.0m~3.0m)을 대상으로 현장투수시험을 수행한 결과, BH-1, 2, 3번 지점에서 투수계수가 1.02E-03 ~ 1.39E-03 cm/sec로 BH-4, 5번 지점에서의 투수계수인 7.75E-04 ~ 9.85E-04 cm/sec보다 높은 특성을 보였다.
○○살베지(주)가 1978년부터 1994년까지, ○○○살베지(주)가 1995년부터 2013년경까지 해당부지에서 사업 활동을 영위하였으며 2013년 2월 토양 오염도 검사결과 토양오염 우려기준을 초과하여 2013년 3월 관할 지자체로부터 토양정밀조사 행정명령을 받은 바 있다. 이에 2013년 7월에 실시한 토양오염 정밀조사결과 부지 내 전체적인 오염이 확인되었으며, 2015년 10월 추가 정밀조사를 실시한 결과 시간이 경과함에 따라 오염범위가 확산되고 있는 것으로 확인되었다. 2017년 현재 대상부지의 상부 건축물 및 기초바닥, 야적된 폐기물 등을 모두 처리하여, 과거 시료채취가 불가능했던 일부 지점의 시료채취 및 분석이 가능한 상태이다.
부지 내 오염이력사항에 대하여 확인할 수 있는 위성사진 및 문서 자료 등을 종합적으로 검토한 결과, 해당부지는 1973년 매립 준공 후 ○○살베지(주) 및 ○○○살베지(주) 등 2개의 업체가 1978년부터 선박과 관련한 영업을 2013년경까지 지속적으로 영위하여 왔다. 이후 토양 및 지하수 오염조사 결과, 해당 기준치를 초과하는 유류오염이 확인되었으며, 상층부 오염의 농도 및 분포가 넓게 나타나는 것으로 보아 상층부로부터 오염이 하부로 확산된 것으로 판단된다. 상기 결과로 유추해볼 때 선박해체・제거 작업을 위하여 선박을 육상으로 이송하거나 선박 분리 작업 시 발생한 유류의 영향으로 추정된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	국가 환경관리 측면에서 토양오염을 시급한 환경 문제로 제기하지 않은 이유는?	국가 환경관리에서 토양오염은 물, 대기, 폐기물 등의 다른 환경오염에 비해 오염의 피해가 덜 직접적이고 완만하게 발생하는 요소를 지니고 있어 그동안 시급한 환경 문제로 제기되지 않았다. 이와 같은 토양환경 보전의 중요성과 특성을 고려하지 않은 택지개발과 도시화, 산업단지조성, 토양오염물질의 배출 등은 많은 토양오염 문제를 발생시킨다.
	두 개의 토양오염 정밀조사결과로 추측하는 오염원인은 무엇인가?	이후 토양 및 지하수 오염조사 결과, 해당 기준치를 초과하는 유류오염이 확인되었으며, 상층부 오염의 농도 및 분포가 넓게 나타나는 것으로 보아 상층부로부터 오염이 하부로 확산된 것으로 판단된다. 상기 결과로 유추해볼 때 선박해체・제거 작업을 위하여 선박을 육상으로 이송하거나 선박 분리 작업 시 발생한 유류의 영향으로 추정된다.
	최근 국내에서 이슈가 되었던 유류에 의한 토양 및 지하수 오염의 특징은 무엇인가?	특히, 최근 국내에서 이슈가 되었던 유류에 의한 토양 및 지하수 오염은 에너지원의 운반 및 저장과정에서 발생되었으며, 일반적으로 오염 면적이 광범위하고 지속적으로 확산된다. 방치된 유류오염물질은 토양 지표 및 지중으로 확산되거나, 지하수와 접촉하여 주변지역으로 확산되어 토양, 하천수, 지하수, 하상퇴적물 등으로 피해범위가 넓어지고 복구에 많은 시간과 비용이 소요된다.

참고문헌 (10)

Brahana, J.V., Mesko, T.O. (1988). Hydrogeology and preliminary assessment of regional flow in the Upper Cretaceous and adjacent aquifers, northern mississippi embayment: U.S. Geological Survey Water Resources Investigations Report 87-4000, p.65.
De Weiest, R. J. M. (1966). On the storage coefficient and the equation of groundwater flowin nonuniform homogeneous media. Water Resources Research, 71-4.
Freeze, R. A. and Cherry, J. A. (1979), Groundwater, Hemel Hempstead, Prentice Hall
Johnson, A. I. (1967). Specific yield-compilation of specific yields for various materials. U.S. Geological Survey Water Supply Paper 1662-D, 74.
Kang, H.H., Kim, J.H., Chung, Y.S. and Park, J.J. (2017). "Characteristics of Soil Stress using Expansion Liquid Sheet." Journal of the Korea Society of Disaster Information, Vol. 13, No. 1, pp.43-50.

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Moon, Y. S. (2011). Analysis of Soil Contamination and Its Future Prediction in Incheon Area. Master's thesis, Incheon University, Korea.
Shin, E. C. and Park, J. J. (2009). Geoenvironmental Engineering. CIR, p.400.
Shin, E. C., Lee, S. C and Park, J. J. (2011). "The comparison of Remediation Efficiency for Contaminated Soils under Vertical Drain System by Numerical Analysis Method." Journal of Korean Geosynthetics society, Vol. 10, No. 1, pp. 1-8.
U.S. Environmental Protection Agency(2000), Integrated Risk Information System(IRIS), National Center for Environmental Assessment, Online Database at http;//www.epa.gov/iris/index.html.
Zheng, C. (1990). A modular three-dimensional transport model for simulation of adjection, dispersion and chemical reactions of contaminants in ground water systems. S.S. Papadopulos & Associates, Inc.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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