Temperature Effect on Effective Diffusion Coefficients of Zn and Cd through Column Diffusion Tests

본 연구에서는 아연 및 카드뮴의 확산계수에 미치는 온도영향에 대한 연구를 위해 15℃와 55℃에서 확산실험을 수행하였다. 온도변화에 따른 유효확산계수의 변화를 비교할 경우 두 금속 모두에서 55℃에서의 유효확산계수가 15℃에서의 확산계수에 비해 최대 10배까지 큰 것으로 나타났다. 그리고 온도증가에 따른 확산속도의 증가와 더불어 중금속들의 흡착량 또한 증가하는 것으로 나타났다. 그러므로 지연인자를 얻는 방법의 차이에 따라 비교적 흡착량을 과다하게 평가하는 흡착실험을 통해 얻은 지연인자를 이용하여 유효확산계수를 산정할 경우 확산계수를 과대평가 할 수 있다. 그리고 연속추출 실험 결과, 아연의 경우에는 탄산염 형태로의 분배경향이 가장 크게 나타났고, 카드뮴의 경우에는 이온교환형태로의 분배가 가장 크게 나타났다. 특히 실험을 수행한 온도가 증가함에 따라 아연 확산실험의 경우에는 탄산염 형태와 유기물 형태로의 분배가 증가하는 것으로 나타났다. 반면 카드뮴 확산실험의 경우에는 온도변화와 무관하게 60%이상이 이온교환 형태로 분배됨을 알 수 있었다

Effect of Temperature on Cu Adsorption and Competitive Adsorption of Zn and Cu onto Natural Clays using Combined Adsorption-sequential Extraction Analysis(II)

본 연구에서는 자연점토에 대한 구리 흡착 및 구리와 아연의 경쟁 흡착 시 온도변화에 따른 흙의 각 구성성분별 흡착거동을 살펴보기 위해 혼합 흡착-연속추출법(combined adsorption-sequential extraction analysis, CASA)을 사용하였다. 실험결과 중금속 아연의 경우 농도에 따른 차이는 있지만 온도증가에 따라 주로 이온교환 형태로 흡착되는 것을 알 수 있고, 구리와 경쟁흡착의 경우 이러한 경향은 더욱 커져서 약 80~90%정도가 이온교환형태로 흡착되어진다. 반면 구리의 경우 실험을 수행한 거의 모든 농도 범위에서 약 50%이상이 탄산염 형태로 흡착되어진다. 탄산염형태로의 흡착 양상은 단일 흡착의 경우 온도증가에 따라 약 5% 증가하는 경향을 보이고, 경쟁흡착의 경우에는 약 10%정도 증가하는 경향을 나타내었다. 그리고 자연점토에서의 아연과 구리의 각 구성성분 별 흡착거동은 이온 교환 형태로 분배되는 경우를 제외하고는 온도증가에 따라 흡착량이 증가하는 흡열반응(\DeltaH0>0)인 것으로 나타났다

Effect of Temperature on Adsorption of Zinc(II) onto Natural Clay by Combined Adsorption-sequential Extraction Analysis

자연점토지반에서의 중금속 흡착시 온도변화에 따른 영향은 지금까지 2차적인 것으로 간주되었다. 그러나 최근 몇몇 연구자들에 의하면 온도변화가 중금속 흡착 거동에 큰 영향을 미친다고 보고하였다. 따라서 본 연구에서는 자연점토 지반에 대한 중금속 아연(Zn) 흡착시 온도변화에 따른 흙의 각 구성성분별 흡착거동을 살펴보기 위해 혼합 흡착-연속추출법(combined absorption-sequential extraction analysis, CASA)을 사용하였다. 실험결과 중금속 아연의 농도가 저농도(50mg/L 미만)일 경우 자연지반에서의 분배양상은 주로 탄산염 형태로 존재하고, 또한 온도의 증가에 따라 탄산염 형태의 흡착량이 증가하는 것을 알 수 있다. 하지만 고농도(50mg/L 이상)의 경우 분배양상은 주로 이온교환형태로 존재한다는 것을 알 수 있다. 그러나 고농도에서의 이러한 분배형태는 온도의 증가에 따라 탄산염형태의 흡착량이 약 20%정도 증가하는 결과를 얻었다. 결론적으로 중금속 아연의 자연점토지반의 각 구성성분 별 흡착거동은 이온교환 형태를 제외하고 온도증가에 따라 증가하는 흡열반응(ΔH0>0)인 것으로 나타났고, 또한 고농도에서의 분배형태는 이온교환 형태에서 탄산염 형태로 변화되는 것을 알 수 있다. 그리고 이온교환 형태의 경우 온도변화에 따라 독립적인 거동을 보였다

Geotechnical Property of the Segregated Soil of Filled Waste

일반적으로 쓰레기 매립지반의 지반공학적 특성에 관한 연구는 상당히 미진하며, 지반공학적인 측면에서 다양한 쓰레기의 공학적인 특성들이 자세히 알려져 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 부산-화명 지역의 분리토 고형 폐기물 시료에 대한 공학적인 물성을 평가하기 위하여 지반공학 시험이 수행되었으며, 함수비, 비중, 아터버그 한계, 입도분포, 다짐, 압밀, 삼축 및 전단 시험이 포함되어 있다. 본 연구에서 수행된 실험결과들을 기존의 실내 및 현장시험에 대한 문헌 결과들과 서로 비교함으로써, 건물부지 혹은 도로의 기초지반 등과 같이 쓰레기 매립지반의 재활용 시에 요구되는 분리토 쓰레기의 지반공학적 특성을 검토하고자 하였다. 압축지수, Cc는 소형압밀시험(직경=70mm) 및 대형압밀시험 (직경=250mm) 에 대하여 각각 0.04와 0.09으로 구해졌다. 이차압축계수, Ca 값은 응력수준에는 영향을 받지 않는 반면에, 쓰레기의 매립연한이 커질수록 즉 숙성 정도가 커질수록 감소하는 경향을 보였다. 본 연구에서 얻어진 유효 마찰각 값들이 기존의 현장시험결과에서 역해석된 값과 실내시험 값들에 비해 대략 15o정도 크게 구해졌다

Estimation of Nonlinear Adsorption Isotherms and Advection-Dispersion Model Parameters Using Genetic Algorithm

본 연구에서는 아연 및 카드뮴을 대상으로 수행된 흡착실험과 칼럼확산실험 결과를 바탕으로 유전자 알고리즘을 이용한 최적화 과정을 통하여 비선형 흡착 모델 및 이류-확산 모델식의 파라미터들을 추정하여 보았다. 수행결과 비선형 흡착 식 (Langmuir 흡착모델과 Freundlich 흡착모델) 들의 모델파라미터 추정은 이들 흡착식 들의 선형화 과정을 거쳐 얻어진 파라미터들과 거의 일치하는 결과를 얻을 수 있었다. 오염물질의 이동 해석을 위해 수행된 이류-확산 모델의 유한요소해석과 모델 파라미터 추정을 위해 수행된 최적화 과정을 통해 얻은 아연과 카드뮴의 확산계수는 선형 분배계수를 이용할 경우 두 금속 모두에서 약 10-7cm2/s 차원의 확산계수를 얻을 수 있었다. 또한 비선형 흡착 모델로부터 얻어진 지연인자를 이용할 경우 두 금속 모두에서 10-6~10-5cm2/s 범위의 확산계수 값을 얻을 수 있었다. 결론적으로 유전자 알고리즘을 이용한 최적화 과정을 통한 비선형 흡착식 및 이류-확산 모델의 파라미터 추정은 성공적으로 수행될 수 있었고, 실측값과 최적화 과정을 거쳐 예측된 값 사이의 상관계수는 0.9 이상으로 높은 상관성을 보이는 것으로 나타났다

Development of a Computer Program to Estimate Landfill Liner Thickness

본 연구에서는 여러 연구자들에 의해 제안된 단일 점토 및 혼합 차수재를 통한 유기 및 무기 오염물질 이동에 관한 연구결과를 정리하여 보았고, 이러한 연구결과를 바탕으로 오염물질 유출 기준을 만족하는 차수재의 두께를 산정할 수 있는 차수재 설계 프로그램을 개발하였다. 본 프로그램을 이용하여 점토 차수재를 통한 Cl-이온의 이동성에 바탕을 둔 매립지 두께를 산정해본 결과 비교적 합리적인 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 본 연구에서 개발된 프로그램을 이용할 경우에는 비교적 간편한 방법으로 매립지 차수재의 예비설계를 수행할 수 있을 것으로 사료된다

Effects of temperature on transfer of heavy metals through natural clay liner

학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 건설환경공학과, 2002.2, [ vi, 150 p. ]한국과학기술원 : 건설환경공학과

Development of equivalent model for analyzing the behavior of drainage-installed soft deposit

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 토목공학과, 1995.2, [ iv, 47 p. ]한국과학기술원 : 토목공학과

Azisymmetric Nonlinear Consolidation Analysis for Drainage-Installed Compressible Deposits

연약지반 처리방법으로 압밀을 촉진시키고, 이로 인한 전단강도를 증진시키기 위하여 선행압밀하중공법과 병행된 배수공법이 널리 사용되어 오고 있다. 본 연구에서는 배수재가 설치된 연약지반의 압밀과정동안에 유발되는 간극비의 감소로 인한 압축성과 투수계수의 변화를 고려할 수 있는 축대칭 비선형 압밀이론을 제안하였다. 제안된 축대칭 비선형 압밀이론을 명백한(explicit) 유한차분법을 적용하여 해석용 프로그램(AXICON)을 개발하였으며 현장지반의 교란효과나 층으로 이루어진 지반을 해석할 수 있도록 보완하였다. 또한 현장지반의 단계적 시공절차를 고려하여 하중을 적용할 수 있도록 하였다. AXICON 해석결과를 기존의 Hansbo와 Barren의 해석적인 해와 비교 검토하였으며 현장지반에서 계측된 침하량과 과잉 간극수압의 자료와 비교하였다