국내 최대 간척지인 새만금 방조제 내부에는 간척토지 28,300ha가 조성되어 있으며 이 중 30% 용지를 농업용지로 활용하는 계획이 수립되었다. 농업용지의 토지이용 계획이 당초 수도작 운영계획에서 전작 위주 토지이용 계획으로 변경되면서 논과 밭은 영농 및 용수체계가 다르므로 이에 대한 용수체계 및 유입 부하량 변화에 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 전작화에 따라 새만금 농업용지 특성에 부합하는 작부체계를 고려하여 수도작 대비 오염부하 배출량을 비교·분석하고자 하였다. 새만금 농생명용지 토지이용계획 및 이에 따른 작부·용수체계를 반영하기 위해 농업용지의 특성에 부합하는 합리적인 작부시나리오를 제안하였으며 이를 적용하여 최신 구축된 HSPF 모델링시스템을 적용하여 평가하였다. 주요 결과로는 전작운영 여건을 고려하여 새만금 지역의 기상조건에 적합한 작부체계 시나리오를 고안하여 채소작물, 사료작물, 식량작물로 구성된 이모작 작부체계 를 제안하였다. 또한, 제안된 작부체계를 반영하여 새만금 농생명 용지 전작화에 따른 수도작 대비 오염부하 배출량을 비교한 결과 BOD와 TN 농도는 증가하지만 배출부하량은 감소하고, TP의 경우 농도와 부하량 모두 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 새만금 농생명용지 토지이용 구상에 따른 오염부하량 산정을 통한 새만금호 수질환경문제와 경제성을 고려한 합리적이고 지속가능한 토지이용계획을 수립할 수 있으며, 새만금호 수질보전을 위한 유역관리대책의 정밀한 평가 보완필요성 검토를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

This study focused on using indirect filtration through riverbeds to produce high-quality drinking water. Data on water quality from a water intake facility(capacity 10,000 m3/day) and nearby rivers were collected over a three-year period. The average intake facility specifications were found to be a specific surface area of 58 balls/m2, a mean particle size of 24 mm, an inflow velocity of 2.2 cm/sec, and a burial depth of 5 m. The water quality improvement rate was assessed as grade Ia, surpassing the adjacent river’s water quality. Correlation analysis showed a weak correlation between opening ratio, Suspended Solid (SS), and Biochemical Oxygen Demand (BOD) compared to total coliforms and fecal coliforms. The correlation coefficient R value of SS was -0.614, BOD was –0.588, total coliforms -0.870, and fecal coliforms -0.958. The R value shows a negative value, which showed that the larger the opening rate, the lower the removal rate of water pollutants. The correlation coefficient R values according to the depth of burial were found to be BOD 0.914, SS-0.124, total coliforms 1.000, and fecal coliforms 0.866. The deeper the burial depth, the higher the removal rate of BOD and microbial groups.

The characteristics of pollutant emission for non-premixed flames with LCG 8000 and LCG 6000 represented as low calorific gases were investigated by numerical simulation. Commercial software (ANSYS 16.2 - FLUENT) is used to predict 2-D pollutant emission with GRI 3.0 detailed reaction mechanism. In addition, the addition of hydrogen to LCG 6000 was also considered. As result, the flame length and temperature of LHVGs were decreased with decreasing calorific value at the same condition. In addition, NO concentration was decreased as temperature decreased. However, CO concentration for LCG 8000 predicted to be slightly higher than that for methane due to the high propane concentration. In the case of LCG 6000 with added hydrogen, the flame length was the shortest and NO concentration was the highest due to the highest flame temperature, but CO concentration decreased rapidly due to the addition of the carbon-free fuel.

연안오염총량관리제는 지자체에 오염물질부하량을 할당하고, 오염부하 삭감뿐만 아니라 바람직한 지역발전에 있어서 아주 중 요하다. 본 연구에서는 광양만특별관리해역의 총량관리 도입에 앞서 해역으로 유입하는 오염물질의 유입부하와 광양만 해역의 수질상태 를 조사하였고, 현재 연안오염총량관리를 실시하고 있는 다른 해역의 장기적인 현황을 살펴보았으며, 수회에 걸쳐 광양만 특별관리해역 환경자문위원회의 의견을 수렴하였다. 그 결과, 광양만에도 총량관리의 필요성이 인정되었으나, 시행에 앞서 우선 COD, TN, TP, 중금속, PAHs의 지속적인 모니터링과 함께 총량관리 도입의 경제성과 효율성과 같은 타당성 검토가 이루어져야 할 것으로 판단되었다.

본 연구는 국내 항구도시 인천, 목포, 광양, 부산, 울산의 대기오염물질 배출특성, 대형선박 배기가스 배출량 및 사회적 비 용을 산정하여 배출가스 저감방안의 필요성을 제시하였다. 부산은 선박 입항수가 많고 목포는 선박 입항수는 적지만 선박 배기가스에 의한 배출기여도는 두 항구도시 모두 높았다. 울산은 세계적 수준의 중화학공업, 광양은 제철소, 인천은 제조업과 선박 입항수가 목포 보다 많았지만 배출기여도는 낮았다. 선박 배기가스 배출량 산정 결과, CO2의 배출량이 가장 많고 다음으로는 NOx, SOx으로 배출량이 많았다. 선종별로는 부산, 울산, 인천은 유조선, 광양은 일반화물선, 목포는 여객선에서 각각 많았다. 사회적 비용 결과, 부산은 배출량 이 많은 영향으로 사회적 비용이 높았으며, 항목별로는 PM이 높았다. 저황유 사용으로 PM, SOx 배출량을 직접적으로 줄이고, NOx의 배출량을 간접적으로 줄 일수 있다. 하지만 선박 배기가스 중 가장 많은 배출량을 보인 CO2를 저감하기 위해서는 저황유의 보급만으 로는 부족하다. CO2 배출량 감축을 위해서는 육상전원공급장치(Alternative Maritime Power)를 사용하는 등 화석연료를 사용하지 않는 저 감방안 수립의 필요성을 제기하였다.

In recent years, on average, 270 domestic marine pollution accidents are occurring a year and especially, damage by oil outflow accidents is extremely serious. These large-scale oil outflow accidents bring about a very huge damage to marine living resources and recovery of nature and it takes a long period of time to restore. Therefore, this study aims to examine the increase in the marine pollution control staff over the last decade focusing on the Maritime Pollution Response Bureau that is an organization affiliated to Korea Coast Guard run by the state and compare the number of marine accidents and marine pollutant outflow. Over the past decade, the pollution staff has increased to 110, which is 30 percent higher than the total number of employees and excepting the large-scale outflow accident of a specific year, the outflow has slowly decreased by nearly 55 percent. Although marine pollution accidents have partially grown, most of them are slight careless faults in small fishing vessels with a weight of 50 tons or under. In conclusion, the increase in the marine pollution control staff has led to the decrease in outflow, which means obviously, increasing the marine pollution control staff has had a positive influence on improvement in marine pollutant outflow.

미세먼지 등 대기오염이 일상화되고 국민 건강을 위협하면서 육상뿐만 아니라 해상 선박에서 발생하는 대기오염물질에 대한 관리 필요성이 대두되고 있다. 이에 본 연구는 선박 배출량 현황을 바탕으로 해양경찰 업무 중심의 선박 대기오염물질 점검 실태를 진단 하고 배출 저감을 위한 국가 관리 대책을 제안한다. 최근 국립환경과학원(NIER, 2018)에 따르면 선박에서 배출된 총량(CO, NOx, SOx, TSP, PM10, PM2.5, VOCs, NH3, BC)은 국내 전체 발생량의 6.4 %로 나타났고, 이 중 NOx는 13.1 %, SOx는 10.9 %, 미세먼지(PM10/PM2.5)는 9.6 %를 차지하고 있다. 선박 발생량 중에서는 국내외 입출항 화물선이 50.6 %로 가장 많은 배출을 보였고, 어선의 배출 비율도 42.6 %로 적지 않 음을 알 수 있었다. 지역적으로 해양경찰 관할 5개 권역을 기준으로는 부산항, 울산항을 포함한 남해권 44.1 %와 광양항, 여수항을 포함한 서해권 24.8 % 순으로 배출이 많았다. 해양경찰은 대기오염물질 관리를 위해 승선 점검을 통한 선박 배출 상황을 관리하고 있지만, 각종 배출 장치의 가동이나 연료유 기준 등의 실측에는 많은 시간과 노력이 필요하고, 또한 선박의 바쁜 운항스케줄에 따른 제약으로 대부분 서류상의 점검으로 진행됨으로써 관리에 한계가 있다. 따라서 선박 대기오염물질 관리를 위해서는 대기오염물질 발생을 실측 점검으로 바꾸도록 규제를 강화하고 해경 함정 등을 활용한 해역별 모니터링 시스템을 구축하여 실질적 현장 데이터에 기초한 관리가 이뤄지도록 하는 한편, 장단기적으로 환경친화적 선박 도입을 위한 기술 개발과 법·제도적 지원이 필요하다.

국토의 환경생태적 평가 등급과 환경부에서 제공하는 도시대기 측정망의 대기오염물질들 농도와의 상관관계를 분석하여 환경생태적으로 우수한 지역이 대기오염물질의 농도 저감에 영향을 미치는지를 살펴보고자 했다. 이를 위해 본 연구에서는 우리나 라 전체 260개 시군구를 대상으로 2013년부터 2018년까지 측정된 환경부 도시대기 측정망 자료와 보간법 중 하나인 IDW를 적용하여 2013년부터 2018년까지의 각 시군구별 대기오염물질 평균 농도와 환경생태적 평가 등급의 면적 비율과의 피어슨 상관분석을 수행했다. SO2, CO, NO2, PM10, PM2.5의 농도 값은 환경생태적으로 우수한 지역인 1등급의 비율이 높은 지역일수록 상대적으로 음의 상관성이 뚜렷하게 나타났다. 반대로, 환경생태적 평가등급이 낮은 5등급의 비율이 증가할수록 오히려 대기오염물질과 높은 양의 상관성을 보였다. 즉, 환경생태적으로 우수한 지역의 비율이 높을수록 대기오염물질의 농도가 낮으며, 그 반대의 경우에는 대기오염물질의 농도가 높았다. 이는 녹지 중에서도 환경생태적으로 우수한 녹지의 면적이 차지하는 비율이 높을수록 대기오염물질 의 농도 감소에 긍정적 영향을 미칠 수 있음을 보여준다. 따라서 국민의 건강에 직접적 영향을 미치는 대기오염물질의 농도를 감소시키기 위해서는 환경생태적 우수지역의 면적을 충분히 확보할 필요가 있을 것이라 판단되며, 향후 도시계획 단계에서 환경생 태 우수지역과 연계된 계획의 수립이 필요하다고 판단된다. 후속 연구에서는 이러한 오염물질들의 특성 및 환경생태적 우수지역의 패치 면적, 패치 분포 등 다양한 사항들을 고려하여 추가적인 상관분석을 수행하고, 분석 결과를 국가 정책에 반영해야 할 것으로 생각된다.

본 연구에서는 CMB(Chemical Mass Balance) 모델을 이용하여 PM2.5에 대한 오염원 확인 및 오염원별 기여도를 분석하였다. A시의 배출원별 기여도 순위는 비산먼지(30.1%) > 생물성 연소(21.9%) > 2차 오염물질(21.1%) > 도로이동오염원(19.3%) > 면오염원(7.6%) 순이고, CMB 모델 기여도와 CAPSS(Clean Air Policy Support System) 배출자료 기여도 비교에서 증가한 배출원은 생물성 연소와 2차 오염물질이고, 감소한 배출원은 도로이동오염원, 비산먼지, 면오염원으로 분석되었다.

수영만 해역의 오염원 관리를 위해 유입되는 육상기인 오염물질의 체류특성을 분석하였다. 오염물질의 체류특성은 해수유동 모델과 입자추적 모델을 활용하여 분석하였다. 오염물질은 입자로 표현되며, 입자의 양과 오염물질량은 비례하도록 나타내었다. 체류특성은 각 오염원별로 부하량, 해역에서 체류하는 오염물질량, 부하량 대비 해역에 체류하는 오염물질량을 비교하여 분석하였다. 수영만 해역에 체류하고 있는 오염물질량을 오염원별 순으로 나타내면 수영하수처리장, 남부하수처리장, 수영강 등의 순이었다. 오염부하량이 적고 만 내측에서 멀어질수록 해역에 체류하는 오염물질량이 적었다. 오염원 중에서는 남부하수처리장에서 유입되는 부하량이 가장 많았다. 하지만, 유입 부하량 대비 해역에 체류하는 오염물질량은 수영만으로 유입되는 오염원 중 가장 낮은 값을 보였다. 이는, 해역의 특성과 각 오염원의 지형적인 특성에 따라 오염물질이 해역에 미치는 정도가 다르다는 것을 의미한다.

Cu(II) can cause health problem for human being and phosphate is a key pollutant induces eutrophication in rivers and ponds. To remove of Cu(II) and phosphate from solution, chitosan as adsorbent was chosen and used as a form of hydrogel bead. Due to the chemical instability of hydrogel chitosan bead (HCB), the crosslinked HCB by glutaraldehyde (GA) was prepared (HCB-G). HCB-G maintained the spherical bead type at 1% HCl without a loss of chitosan. A variety of batch experiment tests were carried out to determine the removal efficiency (%), maximum uptake (Q, mg/g), and reaction rate. In the single presence of Cu(II) or phosphate, the removal efficiency was obtained to 17 and 16%, respectively. However, the removal efficiency of Cu(II) and phosphate was increased to 50~55% at a mixed solution. The maximum uptake (Q) for Cu(II) and phosphate was enhanced from 11.3 to74.4 mg/g and from 3.34 to 36.6 mg/g, respectively. While the reaction rate of Cu(II) and phosphate was almost finished within 24 and 6 h at single solution, it was not changed for Cu(II) but was retarded for phosphate at mixed solution.

Two climate change scenarios, the RCP (Representative Concentration Pathways) 4.5 and the RCP 8.5 in the fifth Assessment Report (AR5) by Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), were applied in the Yocheon basin area using the SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model to estimate changes in flow rates and pollutant loadings in the future. Field stream flow rate data in Songdong station and water quality data in Yocheon-1 station between 2013~2015 were used for model calibration. While R2 value of flow rate calibration was 0.85 and R2 value of water qualities were in the 0.12~0.43 range. The total study period was divided into 4 sub periods as 2030s (2016~2040), 2050s (2041~2070) and 2080s (2071~2100). The predicted results of flow rates and water quality concentrations were compared with results in calibrated periods, 2015s (2013~2015). In both RCP scenarios, flow rate and TSS (Total Suspended Solid) loadings were estimated to be in increasing trend while TN (Total Nitrogen) and TP (Total Phosphorus) loadings showed decreasing patterns. Also, flow rates and pollutant loadings showed larger differences between the maximum and the minimum values in RCP 4.5 than RCP 8.5 scenarios indicating more severe effect of drought and flood, respectively. Dependent on simulation period and rainfall periods in a year, flow rate, TSS, TN and TP showed different trends in each scenario. This emphasizes importance of considerations on time and space when analyzing climate change impacts of each variable under various scenarios.