[논문]유류오염부지 정밀조사에 기반한 부지개념모델 구축 및 개선

배민서; 김민경; 김주희; 이순재; 권만재; 조호영

doi:10.7857/jsge.2023.28.2.012

[국내논문] 유류오염부지 정밀조사에 기반한 부지개념모델 구축 및 개선
Construction and Refinement of Conceptual Site Model Based on Scrutiny of Oil Contaminated Site 원문보기

지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment, v.28 no.2, 2023년, pp.12 - 29

배민서 (스마트 지중환경 관리 기술 연구단) , 김민경 (스마트 지중환경 관리 기술 연구단) , 김주희 (스마트 지중환경 관리 기술 연구단) , 이순재 (스마트 지중환경 관리 기술 연구단) , 권만재 (스마트 지중환경 관리 기술 연구단) , 조호영 (스마트 지중환경 관리 기술 연구단)

Abstract ▼ AI-Helper

Conceptual site model (CSM) development and enhancement for contaminated sites assists in identifying data gaps during the site investigation process. In this study, CSM was developed and enhanced for a contaminated site in Korea as a case study. Site Y was scrutinized four times previously. The site profiles for each scrutiny were reorganized based on the scrutiny reports, and the relevant data was utilized to develop and enhance CSMs. CSM for the first investigation was developed in various forms including table, flowchart, diagram, and narrative formats. CSM was enhanced in a stepwise manner by incorporating the updated profile information obtained in next investigation to existing CSM. The hypothetical data gap analysis between each investigation step was established to meet the purpose of the follow-up investigation. This case study showed that CSM is a useful tool to identify the history and current status of contaminated sites and thereby help in planning supplementary investigations for better site characterization.

Keyword

표/그림 (22)

표 Table 1. Checklist for major pathway analysis at various site investigation phases in 2012
표 Table 2. Checklist for major pathway analysis at various site investigation phases in 2017, 2019
표 Table 3. Checklist for major pathway analysis at various site investigation phases in 2020
그림 Fig. 1. Flowchart CSM for describing contaminant pathways at 2012.
표 Table 4. Table CSM for source-pathway-receptor identification at 2012
그림 Fig. 2. Diagrammatic CSM for describing processes of contaminant fate and transport at 2012.
표 Table 5. Narrative CSM at 2012
표 Table 6. Probable data gap analysis for CSM at 2012
표 Table 7. Table CSM for source-pathway-receptor identification at 2017
그림 Fig. 3. Flowchart CSM for describing contaminant pathways at 2017.
그림 Fig. 4. Diagrammatic CSM for describing processes of contaminant fate and transport at 2017.
표 Table 8. Narrative CSM at 2017
표 Table 9. Probable data gap analysis for CSM at 2017
표 Table 10. Table CSM for source-pathway-receptor identification at 2019
표 Table 11. Narrative CSM at 2019
그림 Fig. 5. Flowchart CSM for describing contaminant pathways at 2019.
그림 Fig. 6. Diagrammatic CSM for describing processes of contaminant fate and transport at 2019.
표 Table 12. Probable data gap analysis for CSM at 2019
그림 Fig. 7. Flowchart CSM for describing contaminant pathways at 2020.
표 Table 13. Table CSM for source-pathway-receptor identification at 2020
그림 Fig. 8. Diagrammatic CSM for describing processes of contaminant fate and transport at 2020.
표 Table 14. Narrative CSM at 2020

AI 본문요약
AI-Helper

제안 방법

2012년, 2017년, 2019년, 2020년에 수행된 오염부지 조사자료를 해석하여 부지개념모델 작성을 위한 요소정보를 추출하였다. 조사 연도에 해당하는 부지개념모델 구축을 위해서 조사별 자료 해석을 별도로 수행하였으며, 이를 통합하여 Supplementary Table 1에 제시하였다.
2012년, 2017년, 2019년, 2020년에 수행된 오염부지 조사자료를 해석하여 부지개념모델 작성을 위한 요소정보를 추출하였다. 조사 연도에 해당하는 부지개념모델 구축을 위해서 조사별 자료 해석을 별도로 수행하였으며, 이를 통합하여 Supplementary Table 1에 제시하였다.
부지개념모델은 부지내 오염의 원인과 경로 및 인체 및 생태에 미치는 영향에 관련된 환경적 조건 및 과정에 대한 표현방법으로서 오염부지에 대한 이해를 돕고, 의사결정을 지원하기 위한 도구로서 개발되었다. 부지개념모델 작성을 국내에 도입하여 정착시키기 위해서는 부지개념모델의 효용성을 평가하기위한 사례가 필요하기에, 본 연구에서는 4차에 걸쳐 토양 정밀 조사가 진행된 국내 Y부지를 대상으로 부지개념모델의 작성 및 개선 사례를 구축하였다. 다양한 형식의 부지개념모델 작성 및 개선된 사례는 부지개념모델의 작성이 국내에서도 오염부지의 이력 및 현황 파악과 보완조사 계획에 유용함을 보여주었다.
연차별 조사자료 요약(Profiles)과 주요 경로 분석을 토대로 작성한 부지개념모델 작성과 검토 및 개선 과정을 제시하였다. 부지개념모델을 구성하는 정보는 주요 경로 분석용 체크리스트에서 확인된 항목을 반영한 것이다.
오염 개연성이 확인된 이후 정밀한 조사가 처음 이루어진 시점에서, 조사 이전까지 부지에 대해서 알려진 정보를 모두 수집하고 조사를 새롭게 수행한 결과를 요약한 부지개념모델을 작성하였다. 오염원과 경로, 수용체 등이 미확인 상태인 항목이 다수 있으며, 이는 Table 4와 Fig.
2017년에는 부지 범위가 확대되고 보다 정밀해진 조사 결과가 이전 결과를 대체하여 부지개념모델에 반영되었다. Y역 철도시설과 관련한 오염이 심각할 것으로 추정되는점을 고려하여 주요 개선 사항으로 Y역 부근 부지 조사 정보를 설정함으로써, 데이터갭 해석을 통한 개선 사항 제안에 활용되었다(Table 9).

대상 데이터

연구부지는 경상북도에 위치한 Y부지로 1960년부터 주한미군기지로 사용되었으며, 유류 저장 및 운반을 위한 송유관이 존재했던 곳이다. 주요 오염개연성 시설은 지상유류저장탱크(AST) 2기와 지하유류탱크(UST) 6기, 대용량 지하유류탱크(UST) 7기 그리고 송유관 시설이 있다.

성능/효과

부지개념모델(Conceptual Site Model, 이하 CSM)은 부지의 오염원-경로-수용체에 대한 실제/잠재적 물리적, 화학적, 생물학적 과정을 글, 그림 등으로 표현한 것을 말한다. 부지개념모델은 오염부지 관리 단계를 따라서 개선된다. 오염부지 특성, 오염 상태, 수용체로의 노출 경로, 환경적 위해성 등에 대한 추가적인 조사가 이루어진 경우, 이를 의사결정 과정에 반영하기 위해서 부지개념모델 개선이 수행된다.
오염부지 특성, 오염 상태, 수용체로의 노출 경로, 환경적 위해성 등에 대한 추가적인 조사가 이루어진 경우, 이를 의사결정 과정에 반영하기 위해서 부지개념모델 개선이 수행된다. 단계별 부지개념모델은 오염원-경로-수용체 표 CSM; 위해성 평가의 절차적 요구조건을 흐름도의 형식으로 정리한 위해성평가용 흐름도 CSM; 부지 조사 결과에 대해 요약하고 데이터 격차 또는 불확실성에 대한 논의가 포함될 수 있는 서술적 CSM 등으로 작성될 수 있다. 부지개념모델이 개선됨에 따라 각 항목의 내용이 대체 및 추가되는 방식으로 동일한 형식의 부지개념모델 상에서 조사 단계별 보완 사항을 반영할 수 있다.
오염부지의 조사범위는 조사 차수가 증가함에 따라 넓어지며, 토양시료 채취 또한 구역을 나누어 수행하고, 수직적 오염도를 알기 위해 세분화하여 수행함을 확인할 수 있다. 따라서 부지특성은 점점 상세해지고, 지속적으로 보완되는 방향으로 개선되는 것을 확인할 수 있다.
오염부지의 조사범위는 조사 차수가 증가함에 따라 넓어지며, 토양시료 채취 또한 구역을 나누어 수행하고, 수직적 오염도를 알기 위해 세분화하여 수행함을 확인할 수 있다. 따라서 부지특성은 점점 상세해지고, 지속적으로 보완되는 방향으로 개선되는 것을 확인할 수 있다. 오염원의 경우, 2012년의 오염조사에서는 오염원을 특정할 수 없었으나 2017년 조사에서 반지하저장시설 및 배관 등이 오염원임을 확인하였다.
2, 4, 6, 8),’ ‘서술식 CSM(Table 5, 8, 11, 14)’으로 구분하였다. 오염원-경로-수용체 표 CSM은 체크리스트에서 확인된 항목이 부지개념모델 구성 요소중 어느 항목을 구성하고 있는지 명확하게 파악하는 데에 효율적이다. 위해성 평가용 흐름도 CSM은 수용체에 미치는 위해성을 평가하기 위해 이전에 수행되어야 하는 시나리오별 용량/반응 평가, 노출 평가용 오염 및 노출 정보를 순차적으로 반영하기에 유용한 형태의 부지개념모델이다.
부지개념모델 작성을 국내에 도입하여 정착시키기 위해서는 부지개념모델의 효용성을 평가하기위한 사례가 필요하기에, 본 연구에서는 4차에 걸쳐 토양 정밀 조사가 진행된 국내 Y부지를 대상으로 부지개념모델의 작성 및 개선 사례를 구축하였다. 다양한 형식의 부지개념모델 작성 및 개선된 사례는 부지개념모델의 작성이 국내에서도 오염부지의 이력 및 현황 파악과 보완조사 계획에 유용함을 보여주었다.
지반특성을 파악을 위해 시추자료를 확인하였으나, 얕은 시추심도와 적은 시추 수로 인한 정보의 부족으로 심도별 층서특성 및 지반 추정에 어려움이 있었다. 또한 수용체 관련 정보의 부재로 위해성 평가 대상이 불분명한점이 개선될 필요가 있었다.

후속연구

부지개념모델은 오염부지 관리 단계를 따라서 개선된다. 오염부지 특성, 오염 상태, 수용체로의 노출 경로, 환경적 위해성 등에 대한 추가적인 조사가 이루어진 경우, 이를 의사결정 과정에 반영하기 위해서 부지개념모델 개선이 수행된다. 단계별 부지개념모델은 오염원-경로-수용체 표 CSM; 위해성 평가의 절차적 요구조건을 흐름도의 형식으로 정리한 위해성평가용 흐름도 CSM; 부지 조사 결과에 대해 요약하고 데이터 격차 또는 불확실성에 대한 논의가 포함될 수 있는 서술적 CSM 등으로 작성될 수 있다.
단계별 부지개념모델은 오염원-경로-수용체 표 CSM; 위해성 평가의 절차적 요구조건을 흐름도의 형식으로 정리한 위해성평가용 흐름도 CSM; 부지 조사 결과에 대해 요약하고 데이터 격차 또는 불확실성에 대한 논의가 포함될 수 있는 서술적 CSM 등으로 작성될 수 있다. 부지개념모델이 개선됨에 따라 각 항목의 내용이 대체 및 추가되는 방식으로 동일한 형식의 부지개념모델 상에서 조사 단계별 보완 사항을 반영할 수 있다.
오염물질 또한 조사 차수에 따라 변화하였는데, 2012년에는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, TPH까지 네 가지 항목이었으나 2017년에 토양오염우려기준을 넘는 에틸벤젠과 납이 검출되었다. 이러한 형태의 조사자료 관리는 과거 부지 이력, 현재 부지 현황 파악 및 향후 오염 변화 예측을 통해 오염부지 관리를 위한 통합적 데이터 관리에 유용하게 사용할 수 있다.
부지개념모델을 구성하는 정보는 주요 경로 분석용 체크리스트에서 확인된 항목을 반영한 것이다. 미확인 항목은 해당 조사 단계에서의 데이터갭을 해석하는데 직접적으로 활용할 수 있으며, 후속 조사를 통해 보완/개선될 수 있다. 부지개념모델은 목적과 형식에 따라 ‘오염원-경로-수용체 표 CSM(Table 4, 7, 10, 13),’ ‘위해성 평가용 흐름도 CSM(Fig.
지반특성을 파악을 위해 시추자료를 확인하였으나, 얕은 시추심도와 적은 시추 수로 인한 정보의 부족으로 심도별 층서특성 및 지반 추정에 어려움이 있었다. 또한 수용체 관련 정보의 부재로 위해성 평가 대상이 불분명한점이 개선될 필요가 있었다. 이러한 데이터 갭 해석을 기반으로 한 개선 사항을 Table 12에 제시하였다.
또한 체계적이고 효율적인 부지관리를 위해서는 조사 데이터의 격차를 식별하는 “Data gap analysis”를 독립된 절차로 마련하는 것도 고려해볼만 하다.
지중환경의 오염은 인지, 조사, 의사결정, 복원 등의 관리과정에 오랜 시간이 소요되어, 장기간의 부지 관리가 요구된다. 이 과정에서 정밀부지특성화를 위해 보완, 반복되는 오염조사는 오염부지에 대한 정보를 지속적으로 갱신하며, 다수의 지점에서 다양한 시점에 다양한 항목에 대해 조사한 자료가 누적되게 되어, 오염부지의 이력과 현황은 파악하는데 어려움이 있을 수 있다. 정밀조사가 반복적으로 수행된 오염부지의 효율적인 부지 관리 전략 수립은 부지 조사자료 관리로부터 시작된다.
향후 국내에 부지개념모델 작성을 제도화 할 경우, 부지개념모델 작성을 위해 수행하는 부지정보의 요약(Profiles)이 조사결과의 정리에 특히 유용한 것으로 판단되며, 이때 사용하는 자료 분류체계는 지중환경관리를 위한 통합적 데이터 관리 체계에서 표준 자료 형식의 기초로 발전될 가능성이 높을 것으로 생각된다. 주제에 따라 다양한 형식으로 표현될 수 있는 부지개념모델의 표준적 형식이 제안될 경우 조사 보고서 작성의 통일성을 확보하고, 부지의 상태 변화를 식별하는데 도움이 될 것으로 기대된다.
향후 국내에 부지개념모델 작성을 제도화 할 경우, 부지개념모델 작성을 위해 수행하는 부지정보의 요약(Profiles)이 조사결과의 정리에 특히 유용한 것으로 판단되며, 이때 사용하는 자료 분류체계는 지중환경관리를 위한 통합적 데이터 관리 체계에서 표준 자료 형식의 기초로 발전될 가능성이 높을 것으로 생각된다. 주제에 따라 다양한 형식으로 표현될 수 있는 부지개념모델의 표준적 형식이 제안될 경우 조사 보고서 작성의 통일성을 확보하고, 부지의 상태 변화를 식별하는데 도움이 될 것으로 기대된다. 또한 체계적이고 효율적인 부지관리를 위해서는 조사 데이터의 격차를 식별하는 “Data gap analysis”를 독립된 절차로 마련하는 것도 고려해볼만 하다.
가장 통합적이고 구체적인 정보까지 포함할 수 있는 서술식 CSM은 다른 종류의 CSM에서 표현하기 어려운 불확실성/민감도 분석까지 포함하여 의사결정을 지원할 수 있는 부지개념모델이다. 이와 같이 제시된 종류의 부지개념모델이 아니더라도 부지개념모델의 구성 요소를 모두 포함하고 있다면, 필요에 따라 목적을 효율적으로 표현할 수 있는 형식의 부지개념모델 종류를 채택할 수 있다.

참고문헌 (8)

Bae, M.S., Kim, J.H., Lee, S., Kwon, M.J., and Jo, H.Y., 2022,？Development and enhancement of conceptual site model for？subsurface environment management, J. Soil Groundwater？Environ., 27, 1-18.
Dam, W.L., Campbell, S., Johnson, R.H., Looney, B.B., Denham, M.E., Eddy-Dilek, C.A., and Babits, S.J., 2015, Refining？the site conceptual model at a former uranium mill site in Riverton, Wyoming, USA, Environ. Earth Sci., 74, 7255-7265.

상세보기
Hwang, S.I. and Lee, Y.H., 2004, Developing an efficient information management system for soil contaminated sites, Korea？Environment Institute, 2004, 1-130.
ITRC, 2018, TPH Risk Evaluation at Petroleum-Contaminated？Sites, The Interstate Technology and Regulatory Council, https://tphrisk-1.itrcweb.org/5-conceptual-site-models-and-investigative-strategies/.
Kim. J.H., Bae, M.S., Kwon, M.J., Jo, H.Y., and Lee, S., 2022,？Construction of a preliminary conceptual site model based on a？site investigation report for area of concerns about groundwater？contamination, J. Soil Groundwater Environ., 27, 64-74.
NJDEP, 2019, Technical Guidance for Preparation and Submission of a Conceptual Site Model, New Jersey Department of？Environmental Protection.
USEPA, 2011, Environmental cleanup best management practices: Effective use of the project life cycle conceptual site？model, OSWER (5102G), EPA 542-F-11-011.
Utom, A.U., Werban, U., Leven, C., Muller, C., and Dietrich, P.,？2019, Adaptive observation-based subsurface conceptual site？modeling framework combining interdisciplinary methodologies: a case study on advancing the understanding of a groundwater nitrate plume occurrence, Environ. Sci. Pollut. Res., 26,？15754-15766.

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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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