$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

오염부지 위해성평가 시 오염물질 노출이동경로 평가를 위한 수치모델 적용에 관한 연구
Numerical Study of Contaminant Pathway for Risk Assessment in Subsurface of Contaminated Sites 원문보기

지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment, v.24 no.3, 2019년, pp.13 - 23  

장선우 (한국건설기술연구원) ,  문희선 (한국지질자원연구원) ,  이은희 (한국지질자원연구원) ,  주진철 (한밭대학교) ,  남경필 (서울대학교)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study is to suggest conceptual models based on finite numerical method that can be used to assess contaminant transport through subsurface and estimate exposed concentration at contaminated site. This study tested various assumptions of the numerical models for contaminant transp...

주제어

표/그림 (12)

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구는 오염부지 위해성 평가시 활용할 수 있는 포화대 및 불포화대 오염물질 이동 경로 평가를 동일한 수치모의 방식을 적용해 수행하고자 하였다. 이를 위해 본 연구에서는 불포화대에 위치해있는 오염원에서 포화대를 거쳐 노출되는 용질 수송 과정의 모의를 MODFLOW (McDonald and Harbaugh, 1988)와 MT3D(Zheng, 1999)를 이용하여 유한차분 모델을 구축하고 대표적인 오염물질인 벤젠을 대상으로 노출 경로 시나리오를 적용하여 지하수에서의 노출농도를 모의하였다.
  • 본 연구는 오염부지 위해성평가 시 오염물질 노출이동경로 평가를 위한 수치모델 적용에 관한 연구를 진행하였다, 포화대의 모델을 1차원에서 3차원까지 다양한 차원의수치모의 결과 해석 및 기존 위해성평가에서 사용하는 산식과의 비교를 통해 본 연구의 결론은 다음과 같다.
  • 본 연구에서 불포화대 경우는 5 m 깊이의 불포화대를 토양오염물질이 통과하여 지하수위로 도달하는 경로를 모의하였다. Fig.
  • 본 연구에서는 토양유출수 CL가 불포화대 경로에 유입되는 시점의 토양유출수 농도를 1 mg/L로 설정하고 상대적으로 저감 및 희석되는 농도 분포를 관측한다. 본 연구에서 적용한 불포화대 모델은 1차원 이송분산 모형이기 때문에 유한차분 격자를 짜지 않더라도 이송방정식만을 풀어내는 다양한 방법을 사용하여 지하수 유입농도를 계산해낼 수 있으나 본 연구는 유한차분 수치모의 활용예를 제시하기 위하여 1차원 격자를 구성하여 모델의 결과값을 제시하고자 하였다.
  • 분산지수는 오염물질이 지하수와 혼합되는 과정에서 오염운이 주변으로 퍼지면서 농도가 감소하는데 영향을 미치는 정도를 나타내는 값으로서 값이 클수록 높은 혼합을 의미한다. 분산지수는 횡분산지수와 종분산지수로 구분할 수 있으며 본 연구에서는 유속 방향의 분산 정도를 고려한 횡분산지수 값을 달리하면서 분산이 오염물질 경로에 미치는 영향을 알아보았다. Fig.
  • 이 과정에서 오염부지 위해성평가시 오염물질 노출이동 경로 평가를 위한 현장 개념 모델 구축 방식 및 매개 변수 적용 방식을 다양화한 여러 시나리오 적용을 통해 수치 모의의 현장 적용성을 알아보고 각 시나리오별로 다르게 적용한 불포화대 및 포화대 모델 연계 방식이 위해성농도 도출에 미치는 영향을 알아보고자 하였다 마지막으로 기존 위해성 평가에서 사용하는 해석식과 기존 선행연구에서 채택했던 단순화된 개념모델이 수치모델로 구현되는 경우 주의할 점을 알아보고자 하였다.

가설 설정

  • 0186 m/m에 의해 지하수가 유입된다. 두 방향으로 유입된 지하수는 모델 영역을 통화해 오른쪽 경계로 배출되며 것으로 가정하며 오른쪽 경계에서 시간에 따른 오염물질 농도 변화를 관찰하였다. 모의영역을 행방향길이 50 m, 층방향길이 10 m로 설정하였다.
  • 관정이 오염원 근처에 가까이 위치하여 오염부지를 벗어난 이후에 관정까지의 거리를 0으로 설정한다. 또한 오염부지에 위치한 오염원은 고갈되지 않아 시간이 지나도 농도가 일정한 것으로 가정한다.
  • 1은 오염 부지 내 오염물질 이동 및 노출경로를 평가하는데 사용하는 부지개념모델의 수평 수직 방향의 단면이다. 본 모델의 불포화대 모델은 토양 매질 내 흡착/용해/휘발의 평형 상태이며, 정상상태의 수분 침투율과 함께 오염물질이 정속도로 지하수면을 향해 수직방향으로 이동한다고 가정한다. 오염원 자체의 두께는 고려하지 않으며 오염물질 오염경로에서 오염물질의 총질량 감소 및 이에 의한 최고 농도값(peak concentration)의 변화, 그리고 부산물의 생성을 야기할 수 있는 생분해기작은 고려하지 않는다.
  • 식 (6)에서 사용되는 지연계수는 다음과 같이 식 (7)으로 계산하며 지연계수의 값은 오염물질의 이동 속도가 지연되는 정도에 영향을 끼친다. 본 연구에서는 선형 등온 흡착(linear isotherm)을 가정한다.
  • 불포화대에서의 가장 단순한 가정은 오염물질이 희석 및 저감, 확산이 일어나지 않은 채 토양 유속과 같은 속도로 수직방향으로 이동하는 것으로 본 연구에서는 이와 같은 설정을 지연침투(delayed infiltration)로 명명하였다. 지연침투는 수치모의 없이 불포화대 침투 유속으로 지연 시간을 계산하였다.
  • 세 가지로 구분한 경우 중에 우선 지연 침투에 의한 오염물질 유입시간의 단순 지체를 가정한 경우는 오염물질이 유속의 흐름과 같은 속도로 불포화대를 통과하는 것을 가정한다. 본 연구에서 채택한 모델에서의 유속은 0.
  • 일반적이고 보수적인 위해성평가에 사용하는 노출농도 산정식은 토양에서 용출되는 오염물질이 지하수로의 이동 과정에서 전혀 희석 및 저감이 일어나지 않고 그대로 지하수 포화대에 전달됨을 가정한다(EPA, 1996). 이 설정에서는 비포화대 오염물질의 농도는 깊이에 따라 변하지않는 값이며 포화대 오염물질 농도는 지하수의 혼합대에서 고르게 분산된다는 가정에 따라서 희석되는 시간을 고려하지 않는 정상상태의 해석식으로 계산한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
위해성이란? 위해성이란 인체나 생태계의 구성요소인 수용체가 오염물질에 노출될 경우 발생할 수 있는 악영향의 가능성으로 정의되며 위해성평가는 이러한 가능성에 대한 정량적으로 측정하는 과학적인 과정이다(Ministry of Environment, 2006). 환경 위해성평가는 인체위해성평가와 생태 위해성 평가로 나눌 수 있으며, 그 중 오염부지에 대한 인체위해성평가는 오염원(source), 이동경로(pathway), 수용체(receptor)의 시스템에서 토양에서 대기로 확산되어 나간오염물질의 흡입에 대한 인체 위해성평가, 토양에서 지하수 및 지표수로 이동한 오염물질의 섭취에 대한 인체 위해성평가 및 토양에서 자란 작물을 사람이 음식물로 섭취하였을 때의 위해성평가를 포함한다(Korean Society of Soil and Groundwater Environment, 2008).
환경 위해성평가의 종류는? 위해성이란 인체나 생태계의 구성요소인 수용체가 오염물질에 노출될 경우 발생할 수 있는 악영향의 가능성으로 정의되며 위해성평가는 이러한 가능성에 대한 정량적으로 측정하는 과학적인 과정이다(Ministry of Environment, 2006). 환경 위해성평가는 인체위해성평가와 생태 위해성 평가로 나눌 수 있으며, 그 중 오염부지에 대한 인체위해성평가는 오염원(source), 이동경로(pathway), 수용체(receptor)의 시스템에서 토양에서 대기로 확산되어 나간오염물질의 흡입에 대한 인체 위해성평가, 토양에서 지하수 및 지표수로 이동한 오염물질의 섭취에 대한 인체 위해성평가 및 토양에서 자란 작물을 사람이 음식물로 섭취하였을 때의 위해성평가를 포함한다(Korean Society of Soil and Groundwater Environment, 2008). 미국 환경보호청(USEPA)과 유럽화학물질국(European Chemical Bureau, ECB)은 이미 오염부지 위해성 평가에 대한 지침을 마련하여 적용하고 있으며(Korean Society of Soil and Groundwater Environment, 2008), 국내에서도 이러한 선진국의 위해성평가 절차를 바탕으로 토양환경보전법제 15조의 5규정에 따라 2006년 처음 ‘토양오염 위해성평가지침’을 제정하였으며(Ministry of Environment, 2006), 그 이후 수차례의 개정을 거처 최근 총석유계탄화수소(TPH)가 위해성평가 대상물질로 추가되면서 2018년 ‘토양오염물질 위해성평가 지침’이 일부 개정되어 현재에 이르고 있다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (12)

  1. ASTM, 2000, Standard guide for risk-based corrective action, standard E2081-00 (Reapproved 2004), ASTM International, West Conshohocken, PA, USA, P.95 

  2. KEI, 2006, Improving Coherence between Soil and Groundwater Quality Standards, RE-14. 

  3. Kim, M. and Park, J.-W., 2007, Contaminant Fate and Transport Modeling for Risk Assessment, J. Soil Groundw. Environ., 12(1), 44-52. (In Korean) 

  4. Korean Society of Soil and Groundwater Environment, 2008, Soil risk assessment, Donghwa Technology Publishing Co.Paju, Korea. (In Korean) 

  5. Ministry of Environment, 2006, Soil contamination risk assessment guideline, No.283 (In Korean) 

  6. Mazzieri, F., Di Sante, M., Fratalocchi, E. et al., 2016, Modeling contaminant leaching and transport to groundwater in Tier 2 risk assessment procedures of contaminated sites, Environ Earth Sci, 75, 1247. https://doi.org/10.1007/s12665-016-6043-1 

  7. McDonald, M.G. and Harbaugh, A.W., 1988, A Modular Three-dimensinal Finite-difference Ground-water flow model: Techniques of Water-Resources Investigations of the U.S. Geological Survey, Book 6, Chapter A1, 586p. 

  8. Ryu, H., 2010, Development of realistic risk assessment framework for organic contaminants incorporating desoption-limited bioavailability and dilution attenuation factors, Ph.D. Dissertation, Seoul National University. 

  9. U.S. EPA., 1996a, Soil Screening Guidance: User's Guide, Office of Emergency and Remedial Response, Washington, DC. EPA/540/R-96/018. NTIS PB96-963505. 

  10. U.S. EPA., 1996b, Soil Screening Guidance: Technical Background Document. Office of Emergency and Remedial Response, Washington, DC. EPA/540/R-96/128. NTIS PB96-963502 

  11. Verginelli, I. and Baciocchi, R., 2013, Role of natural attenuation in modeling the leaching of contaminants in the risk analysis framework, J. Environ Manage, 14, 395-403. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2012.10.035. 

  12. Zheng C. and Wang P.P., 1999, MT3DMS: A modula threedimensional multispecies transport model for simulation of advection, dispersion, and chemical reactions of contaminants in groundwater system; Documentation and user's guide, Contract Report SERDP-99-1, US Army Corps of Engineers, Washington, DC, USA. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

BRONZE

출판사/학술단체 등이 한시적으로 특별한 프로모션 또는 일정기간 경과 후 접근을 허용하여, 출판사/학술단체 등의 사이트에서 이용 가능한 논문

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로