KR20150120833A - 토양 샘플링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토양 샘플링 장치 및 그 장치의 사용 방법에 관한 것으로서, 상기 토양 샘플링 장치는, 토양이나 지하수에 포함된 피검물질을 채취하여 분석하기 위한 토양 샘플링 장치로서, 상기 피검물질을 흡착할 수 있는 흡착재가 수용된 내부 공간을 포함하는 용기형 부재로서, 외부로부터 상기 내부 공간으로 상기 토양이나 지하수가 유입될 수 있도록 형성된 흡착 모듈;을 포함하며, 상기 흡착 모듈은, 서로 탈착 가능하게 결합되어 있으며, 상기 흡착재가 수용되는 내부 공간을 각각 구비하는 복수 개의 흡착 셀을 포함하고 있으며, 상기 복수 개의 흡착 셀은 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로 상하로 나열되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 흡착 모듈에 대하여 특정한 흡착 셀을 용이하게 분리하거나 장착할 수 있으며, 흡착 셀 각각에 다양한 종류의 채움물질이 수용될 수 있는 장점이 있다.

Description

토양 샘플링 장치 {Soil Sampling Apparatus}

본 발명은 토양 샘플링 장치 및 그 장치의 사용 방법에 관한 것으로서, 특히 흡착 모듈에 대하여 특정한 흡착 셀을 용이하게 분리하거나 장착할 수 있으며, 흡착 셀 각각에 다양한 종류의 채움물질이 수용될 수 있는 토양 샘플링 장치 및 그 장치의 사용 방법에 관한 것이다.

본 발명은 환경부 및 한국과학기술연구원의 토양지하수오염방지기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다. [과제고유번호: The GAIA Project-2013000540005, 과제명: 최적 오염정화를 위한 토양·지하수 미세환경 분석 및 평가기술개발]

최근 급속한 도시화 및 산업화 진행으로 토양·지하수 오염이 증가하고 있어 철도부지, 군부대 주변 오염토양 내 존재하는 유류 및 중금속 오염물질을 처리하기 위한 다양한 NT(Nano Technology), BT(Bio Technology), ET(Environment Technology) 관련 정화기술이 개발되고 있다.

이러한 정화기술을 적용하기 이전에 우선 고려되어야할 사항은 토양·지하수 오염현장의 오염특성 및 물리·화학·생물 학적 현장특성을 정확하게 파악하는 것이다.

그러나, 현재까지는 토양·지하수오염을 개략적인 조사를 통해 오염원의 범위, 정도 등을 확인하는데 그치고 있다. 이러한 개략적 조사결과인 단순 지표를 바탕으로 한 정화공법의 적용으로 많은 문제점이 발생하며, 국내 토양·지하수의 매우 불균질한 특성상 기술적용에 있어 많은 어려움이 존재한다.

오염물질의 환경매질 내 용출 및 이동은, 비가시적이며 복잡·다양한 구조를 가지는 지하특성 때문에, 오염범위 및 오염 정도에 대한 관측과 오염물질의 거동 예측이 매우 어렵다. 또한, 토양·지하수의 다양한 물리·화학·생물학적 특성에 의해 조절되기 때문에 오염물질 거동 예측과 성공적인 토양·지하수 정화를 위하여 토양·지하수 환경에 대한 물리적(밀도, 투수성, 함수량, 확산, 유속 등), 화학적(pH, 전기전도도, 산화 환원 전위, 양이온 교환능력, 유기 탄소/질소, 유기물함량 등), 생물학적(미생물 종/군집 분포, 바이오 매스량 등) 특성을 정확하게 이해할 수 있는 샘플링 기술이 요구되고 있다.

종래에는 정화사업을 시작하기 위한 단계에서의 토양·지하수 시료채취는 정형화된 방식을 따르는데, 토양의 경우 토양오염도(오염물질의 종류, 오염범위 등)를 정량적으로 평가하기 위하여 시료채취지점의 선정방법, 시료채취 심도, 시료의 채취 및 보관의 단계로 수행하게 된다.

상기 시료채취지점은 오염이 확인된 지점, 오염의 우려가 있는 지점, 수리지질 상황 등을 고려하여 대상부지 토양오염의 3차원 분포를 통해 법적 근거의 시료채취 지점 수를 선정하게 되며, 시료채취지점 선정 후 표토, 표토 아래 0.5m, 1m, 2m, 3m, 4m, 5m의 7개 심도를 기본으로 시료채취를 하고 시료채취 방법은 목적에 따라 적정 선택을 할 수 있으나, 회전식, 타격식, 수동식 및 기계식 간이 시료채취 방법 등이 주로 사용된다.

원위치(In-situ) 현장특성을 조사하기 위한 토양샘플링 방법으로 타격식, 수동식 및 기계식 시료채취 방법이 있으나, 이러한 방법들은 외부오염물질 또는 미생물에 의한 오염가능성이 존재하며, 오염물질 농도의 모니터링을 위해서는 기존의 시추공을 이용할 수 없고 매번 다른 공을 시추해야 하므로 비효율적이고 비경제적이라는 문제점이 있다.

또한, 지하환경의 불균질성으로 인해 근거리에서 새로 시추된 공이라도 획득된 토양 내 오염물질 및 물리·화학적 특성은 기존에 시추된 공에서 획득된 샘플 내 특성과 상이하게 되며, 원위치(In-situ) 토양오염 정화 현장에서 토양·지하수환경을 교란시키지 않고 분석하기 위한 샘플링 기법 개발이 요구되는 상황이다.

특히, 토양 샘플링의 경우 현장조건을 그대로 반영하고, 정화공법적용 진행 중 또는 진행 후 물리·화학적 특성을 분석할 수 있는 샘플링 기법 개발이 필요하다.

토양 지하수 내 미생물을 피검물질로 하여 샘플링을 하는 경우, 이러한 토양·지하수 내 미생물은 지하수 내 부유미생물과 토양 내 부착미생물로 구분할 수 있으며, 대부분의 미생물은 토양에 부착해서 서식한다. 따라서, 토양·지하수미생물 조사를 위해 사용되었던 종래의 지하수 샘플링 후 필터링을 수행하는 미생물 조사방법은, 토양에 부착하여 서식하는 미생물의 대부분을 반영하지 못하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명에서는 종래의 토양·지하수 샘플링의 문제점을 해결하고, 원위치 현장을 대표할 수 있는 토양·지하수 샘플링을 위한 현장매질(원위치 채움물질)을 이용한 다심도 토양·지하수 샘플링 장치와 방법을 고안하기에 이르렀다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 흡착 모듈에 대하여 특정한 흡착 셀을 용이하게 분리하거나 장착할 수 있으며, 흡착 셀 각각에 다양한 종류의 채움물질이 수용될 수 있도록 구조가 개선된 토양 샘플링 장치를 제공하기 위함이다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 토양 샘플링 장치의 사용 방법을 제공하기 위함이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 토양 샘플링 장치는, 토양이나 지하수에 포함된 피검물질을 채취하여 분석하기 위한 토양 샘플링 장치로서, 상기 피검물질을 흡착할 수 있는 흡착재가 수용된 내부 공간을 포함하는 용기형 부재로서, 외부로부터 상기 내부 공간으로 상기 토양이나 지하수가 유입될 수 있도록 형성된 흡착 모듈;을 포함하며, 상기 흡착 모듈은, 서로 탈착 가능하게 결합되어 있으며, 상기 흡착재가 수용되는 내부 공간을 각각 구비하는 복수 개의 흡착 셀을 포함하고 있으며, 상기 복수 개의 흡착 셀은 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로 상하로 나열되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 흡착 셀은, 양단부 중 적어도 하나가 개방된 관 형상의 부재로서 복수 개 마련되며, 외주면에는 상기 내부 공간과 연통된 다수 개의 관통공이 형성되어 있는 그물망;을 포함하며, 상기 그물망의 개방된 양단부 중 적어도 하나에 탈착 가능하게 결합되는 부재로서 복수 개 마련되어 있는 연결캡;을 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 연결캡은 상기 그물망의 개방된 양단부 중 적어도 하나를 폐쇄하도록 형성되며, 상기 연결캡에 의하여 상기 흡착 셀들의 내부 공간이 서로 격리되어 있는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 그물망의 양단부 중 적어도 하나에는 제1 나사부가 형성되어 있으며, 상기 연결캡의 적어도 하나의 일면에는 상기 제1 나사부와 나사 결합되는 제2 나사부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 흡착 셀은, 테프론 재질 또는 스테인리스 스틸 재질로 제조되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 흡착 모듈은, 복수 개 마련되며, 미리 정한 간격만큼 서로 이격된 상태로 연결됨으로써 상하로 나열되어 있는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 흡착 모듈을 미리 정한 깊이의 시추공에 투입하기 위하여, 상기 흡착 모듈에 결합되며, 길이 표시가 되어 있는 주 로프를 포함하며, 상기 흡착 모듈은 상기 주 로프를 따라 슬라이딩 이동되어 미리 정한 지점에 고정될 수 있는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 흡착재는, 상기 시추공에서 채취한 원위치 채움물질을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 토양 샘플링 장치 사용 방법은, 상기 토양 샘플링 장치를 사용하는 방법으로서, 시추공을 통하여 획득한 토양 코아를, 원형 그대로 보존하기 위하여 상기 토양 코아를 토양 코아 라이닝 튜브에 수납한 후, 3 내지 5℃ 이하의 온도에서 내장 보관하는 토양 코아 냉장 보관 단계; 상기 냉장 보관된 토양 코아의 외피를 혐기성 챔버 안에서 미리 정한 두께로 제거한 후, 상기 토양 코아의 내부 내용물을 획득하는 토양 코아 외피 제거 단계; 필요한 분석 횟수에 따라 상기 흡착 셀의 개수를 결정하여 형성하는 흡착 모듈 구성 단계; 상기 흡착 셀의 각 내부 공간에 흡착재를 삽입하는 흡착재 삽입 단계; 상기 흡착재를 포함하는 흡착 모듈을 상기 시추공에 미리 정한 깊이로 투하하는 흡착 모듈 투하 단계; 상기 흡착 모듈을 미리 정한 시간 동안 상기 시추공 내에서 배양하는 흡착 모듈 배양 단계; 상기 흡착 모듈을 상기 시추공으로부터 회수한 후, 복수 개의 흡착 셀 중 적어도 하나에 수용된 흡착재를 회수하는 흡착재 회수 단계; 상기 시추공으로부터 회수한 흡착 셀로부터 분리된 흡착재를 분석하는 흡착재 분석 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 흡착재 삽입 단계에서는, 상기 흡착재가 흡착 셀의 각 내부 공간에 삽입되기 전에, 상기 토양 샘플링 장치 및 흡착재가 멸균처리되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 흡착재 삽입 단계에서는, 상기 원위치 채움물질이, 상기 흡착 셀의 각 내부 공간에 삽입되기 전에, 거름채와 같은 도구를 이용하여 입도별로 분리되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 미리 정한 간격만큼 이격되어 상하로 나열된 상태로 서로 탈착 가능하게 결합되어 있으며 흡착재가 수용되는 내부 공간을 각각 구비하는 복수 개의 흡착 셀을 구비하는 흡착 모듈을 포함함으로써, 흡착 모듈에 대하여 특정한 흡착 셀을 용이하게 분리하거나 장착할 수 있으며, 흡착 셀 각각에 다양한 종류의 채움물질이 수용될 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 토양 샘플링 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 토양 샘플링 장치의 분리사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 흡착 모듈이 복수 개 연결되어 있는 토양 샘플링 장치의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 토양 샘플링 장치의 사용상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 토양 샘플링 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예인 토양 샘플링 장치 사용 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 토양 샘플링 장치의 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 토양 샘플링 장치의 분리사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 흡착 모듈이 복수 개 연결되어 있는 토양 샘플링 장치의 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토양 샘플링 장치는, 토양(G)이나 지하수(W)에 포함된 미생물이나 오염물질과 같은 피검물질을 채취하여 분석하기 위한 토양 샘플링 장치로서, 흡착 모듈(100)과, 주 로프(40)를 포함하여 구성된다.

상기 흡착 모듈(100)은, 상기 피검물질을 흡착할 수 있는 흡착재(미도시)가 수용된 내부 공간(S)을 포함하는 용기형 부재로서, 외부로부터 상기 내부 공간(S)으로 상기 토양이나 지하수가 유입될 수 있도록 형성되어 있다.

상기 흡착 모듈(100)은, 3개 마련되며, 미리 정한 간격만큼 서로 이격된 상태로 주 로프(40)에 의하여 연결됨으로써, 상하로 나열되어 있다.

본 실시예에서 상기 흡착 모듈(100)은, 흡착 셀(10)과, 연결캡(20)과, 마개(30)를 포함하여 구성된다.

상기 흡착 셀(10)은, 양단부 중 적어도 하나가 개방된 원형 관 형상의 부재로서 복수 개 마련되며, 외주면에는 상기 내부 공간(S)과 연통된 다수 개의 관통공(13)이 형성되어 있다.

본 실시예에서는 상기 흡착 셀(10)이, 상기 다수 개의 관통공(13)이 형성되어 있는 테프론 재질 또는 스테인리스 스틸 재질의 원형 관 형상의 그물망(11)과, 상기 그물망(11)의 양단부에 형성된 수나사 형상의 제1 나사부(12)를 포함하고 있다.

상기 그물망(11)의 관통공(13)의 크기는, 내부 공간(S)에 수용된 흡착재(미도시)가 외부로 빠져나가지 않도록, 0.0001 mm 내지 2.0 mm 간격으로 제작되는 것이 바람직하다.

상기 연결캡(20)은, 상기 흡착 셀(10)의 개방된 양단부 중 적어도 하나를 폐쇄하는 원판형 부재로서, 상기 흡착 셀(10)의 개방된 양단부 중 적어도 하나에 탈착 가능하게 결합되는 부재이다.

상기 연결캡(20)은, 복수 개 마련되어 있으며, 상하 양면의 테두리에는 상기 그물망(11)에 양단부에 형성된 상기 제1 나사부(12)와 탈착 가능하게 나사 결합되는 암나사 형상의 제2 나사부(21)가 형성되어 있다.

상기 연결캡(20)은, 상기 흡착 모듈(100)의 내부 공간(S)을 서로 격리된 복수 개의 내부 공간(S)으로 분리하기 위한 부재로서, 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로 상하로 나열되어 있다.

상기 연결캡(20)의 중앙부에는, 상기 주 로프(40)가 슬라이딩 가능하게 관통하는 로프 관통공(22)이 형성되어 있다.

상기 흡착 셀(10)들은, 상기 연결캡(20)에 의하여 서로 탈착 가능하게 결합되는 상태가 된다.

상기 흡착 셀(10)들 중 최상단 및 최하단에 위치한 흡착 셀(10)에는 마개(30)가 탈착 가능하게 장착되어 있다.

상기 마개(30)는, 상기 흡착 셀(10)의 개방된 양단부 중 적어도 하나를 폐쇄하는 원판형 부재로서, 일면의 테두리에는 상기 그물망(11)에 양단부에 형성된 상기 제1 나사부(12)와 탈착 가능하게 나사 결합되는 암나사 형상의 제3 나사부(31)가 형성되어 있다.

상기 마개(30)는, 상기 연결캡(20)과 마찬가지의 기능을 하는 부재이나, 상기 흡착 셀(10)의 양단부 중 하나에 장착된다는 점에서 차이가 있다.

상기 마개(30)의 중앙부에는, 상기 주 로프(40)가 슬라이딩 가능하게 관통하는 로프 관통공(32)이 형성되어 있다.

상기 연결캡(20)과 마개(30)에 의하여, 상기 흡착 모듈(100)의 내부 공간(S)은 서로 격리된 복수 개의 내부 공간(S)으로 분리되며, 상기 복수 개의 흡착 셀(10)은 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로 상하로 나열되는 형상을 가지게 된다.

상기 흡착 셀(10) 각각의 내부 공간(S)에는, 동종 또는 이종의 상기 흡착재(미도시)가 각각 수용된다.

상기 흡착재는, 시추를 통해 발생하는 자연매질이나, 모래, 점토 등 표준물질, 또는 흡착 및 반응성이 잘 알려진 오염정화물질 등 채취 목적에 따라 다양한 물질이 사용될 수 있다.

상기 흡착재는, 원위치 현장을 대표할 수 있는 토양·지하수와 같은 현장 매질 즉 상기 시추공(H)에서 채취한 원위치 채움물질, 또는 미리 인공적으로 제조된 인공 채움물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 본 실시예에서는 상기 흡착재로서 원위치 채움물질만이 사용되고 있다.

상기 인공 채움물질로서는, 유리 또는 금속 재질의 알갱이(beads), 유리 또는 금속 재질의 실 가닥(strands), 유리 섬유(glass wool)등이 사용될 수 있다.

상기 마개(30)에는, 상기 주 로프(40)가 관통한 상태로 고정될 수 있는 로프 고정 장치(50)가 마련되어 있다.

상기 로프 고정 장치(50)는, 이에 결합되는 로프의 길이를 용이하게 조절할 수 있는 구성을 가지며, 본 실시예에서는, 상기 주 로프(40)가 슬라이딩 가능하게 관통할 수 있도록 수직하게 형성된 로프 관통공(52)과, 상기 로프 관통공(52)에 수용된 상기 주 로프(40)를 가압하여 고정할 수 있도록 전후 운동 가능한 고정 나사(51)를 포함한다.

상기 고정 나사(51)를 조이면 상기 로프 고정 장치(50)가 상기 주 로프(40)에 위치 고정되고, 상기 고정 나사(51)를 풀면 상기 로프 고정 장치(50)가 상기 주 로프(40)에 대하여 슬라이딩하면서 상대 이동 가능하게 된다.

상기 주 로프(40)는, 상기 흡착 모듈(100)들을 미리 정한 깊이의 시추공(H)에 투입하기 위하여 사용되는 로프로서, 길이 방향을 따라 투입 깊이를 측정하기 위한 길이 표시가 외주면 상에 마련되어 있다.

결국 상기 흡착 모듈(100)의 고정 나사(51) 2개가 모두 풀린 상태에서, 상기 흡착 모듈(100)은 상기 주 로프(40)를 따라 슬라이딩하면서 상하 위치 이동이 가능하며, 상기 고정 나사(51) 2개가 모두 조여지면 상기 흡착 모듈(100)은 상기 주 로프(40)에 단단히 위치 고정된다.

이하에서는, 상술한 구성의 토양 샘플링 장치를 사용하는 방법의 일례를 설명하기로 한다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 지상(G)에 형성된 시추공(H)을 통하여 획득한 원기둥형 토양 코아(미도시)를, 원형 그대로 보존하기 위하여 상기 토양 코아를 원통형 토양 코아 라이닝 튜브(미도시)에 수납하고, 3 내지 5℃ 이하의 온도에서 내장 보관한다. (토양 코아 냉장 보관 단계, S10)

이어서, 상기 냉장 보관된 토양 코아의 외피를 혐기성 챔버 안에서 미리 정한 두께로 제거한 후, 상기 토양 코아의 내부 내용물을 획득한다. (토양 코아 외피 제거 단계, S20)

토양 분석의 성질이나 분석 목적에 따라 필요한 분석 횟수를 결정하고, 그 분석 횟수에 따라 상기 흡착 모듈(100) 1개당 포함되는 상기 흡착 셀(10)의 개수를 결정하고 상기 흡착 모듈(100)을 부분적으로 조립한다. (흡착 모듈 구성 단계, S30)

이어서, 상기 흡착 셀(10)의 각 내부 공간(S)에 흡착재를 삽입하게 되는데, 본 실시예에서는 모든 흡착 셀(10)에 투입되는 흡착재로서, 원위치 채움물질인 상기 토양 코아 외피 제거 단계(S20)에서 획득한 토양 코아의 내부 내용물이 사용되고 있다.

본 실시예에서는 상기 흡착재가 흡착 셀(10)의 각 내부 공간(S)에 삽입되기 전에, 상기 토양 샘플링 장치 및 흡착재가 멸균처리되며, 상기 원위치 채움물질이 상기 흡착 셀(10)의 각 내부 공간(S)에 삽입되기 전에, 체와 같은 별도의 도구를 이용하여 입도별로 걸러서 분리시키는 공정을 수행한다. (흡착재 삽입 단계, S40)

이렇게 상기 흡착재가 상기 흡착 셀(10)들에 삽입된 후, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 흡착재를 포함하는 흡착 모듈(100)들을 상기 시추공(H)에 미리 정한 깊이로 투하하고, 상기 주 로프(40)의 타단부를 지상(G)에 고정한다. (흡착 모듈 투하 단계, S50)

상기 흡착 모듈(100)들을 상기 시추공(H)에 투하한 후, 상기 흡착 모듈(100)들을 수일 내지 수년 동안 상기 시추공(H) 내에 두면, 상기 흡착 셀(10) 내부 공간(S)에 수용된 흡착재가 시추공(H)의 주변 토양이나 지하수와 동일한 조건에서 배양된다. (흡착 모듈 배양 단계, S60)

상기 흡착 모듈 배양 단계(S60)가 완료된 후, 상기 흡착 모듈(100)들을 상기 시추공(H)으로부터 꺼내어 회수하고, 복수 개의 흡착 셀(10)들 중 적어도 하나에 수용된 흡착재를 외부로 꺼내어 회수한다. (흡착재 회수 단계, S70)

상기 시추공(H)으로부터 회수한 흡착 모듈(100)로부터 분리된 흡착재는, 실험실로 옮겨져 상기 흡착재에서 배양된 미생물이나 오염물질을 분석함으로써, 시추공(H)이 형성된 지점의 토양과 지하수의 물리·화학·생물학적 특성을 파악함으로써, 상기 토양 샘플링 장치의 사용이 완료된다. (흡착재 분석 단계, S80)

상술한 구성의 토양 샘플링 장치는, 피검물질을 흡착할 수 있는 흡착재가 수용된 내부 공간(S)을 포함하는 용기형 부재로서, 외부로부터 상기 내부 공간(S)으로 토양(G)이나 지하수(W)가 유입될 수 있도록 형성된 흡착 모듈(100)을 포함하며, 상기 흡착 모듈(100)은, 서로 탈착 가능하게 결합되어 있으며, 상기 흡착재가 수용되는 내부 공간(S)을 각각 구비하는 복수 개의 흡착 셀(10)을 포함하고 있으며, 상기 복수 개의 흡착 셀(10)은 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로 상하로 나열되어 있으므로, 상기 흡착 모듈(100)로부터 특정한 흡착 셀(10)을 용이하게 분리하거나 반대로 특정한 흡착 셀(10)을 상기 흡착 모듈(100)에 용이하게 장착할 수 있으며, 상기 흡착 셀(10) 각각에 다양한 종류의 채움물질이 수용될 수 있는 장점이 있다.

따라서, 상기 토양 샘플링 장치를 사용하면, 종래의 샘플링 장치에 비해 지중 환경의 특성을 더욱 정확하게 대표하는 토양(G) 및 지하수(W)의 채취가 가능하며, 상기 흡착 셀(10)의 개수를 조절함으로써 샘플링 횟수의 조절이 용이한 장점이 있다. 또한, 상기 흡착 셀(10)의 개수를 조절함으로써 채취부피 즉 상기 흡착 모듈(100)의 내부 공간(S)의 크기를 용이하게 변화시킬 수 있는 장점이 있다.

그리고, 상기 토양 샘플링 장치는, 상기 흡착 셀(10)이, 양단부 중 적어도 하나가 개방된 관 형상의 부재로서 복수 개 마련되며 외주면에는 상기 내부 공간(S)과 연통된 다수 개의 관통공(13)이 형성되어 있는 그물망(11)을 포함하며, 상기 그물망(11)의 개방된 양단부 중 적어도 하나에 탈착 가능하게 결합되는 부재로서 복수 개 마련되어 있는 연결캡(20);을 포함하므로, 상기 흡착 셀(10)을 낮은 제조 원가로 대량 제조할 수 있으며, 상기 흡착 셀(10)의 분리 및 장착이 매우 용이하다는 장점이 있다.

또한, 상기 토양 샘플링 장치는, 상기 연결캡(20)이 상기 그물망(11)의 개방된 양단부 중 적어도 하나를 폐쇄하도록 형성되며, 상기 연결캡(20)에 의하여 상기 흡착 셀(10)들의 내부 공간(S)이 서로 격리되어 있으므로, 상기 흡착 셀(10)에 수용된 흡착재들이 서로 격리된 환경에서 배양될 수 있는 장점이 있다.

그리고, 상기 토양 샘플링 장치는, 상기 그물망(11)의 양단부 중 적어도 하나에는 제1 나사부(12)가 형성되어 있으며, 상기 연결캡(20)의 적어도 하나의 일면에는 상기 제1 나사부(12)와 나사 결합되는 제2 나사부(21)가 형성되어 있으므로, 나사 결합에 의하여 상기 흡착 셀(10)의 구성이 간단하게 이루어질 수 있으며, 상기 흡착 셀(10)의 분리 및 장착이 매우 용이하다는 장점이 있다.

또한, 상기 토양 샘플링 장치는, 상기 흡착 셀(10)이, 테프론 재질 또는 스테인리스 스틸 재질로 제조되므로, 장기간 시추공(H)에서 배양되더라도 내식성, 내열성 및 내구성이 우수하다는 장점이 있다.

그리고, 상기 토양 샘플링 장치는, 상기 흡착 모듈(100)이, 복수 개 마련되어, 미리 정한 간격만큼 서로 이격된 상태로 주 로프(40)에 의하여 연결됨으로써, 상하로 나열되어 있으므로, 원하는 특정한 심도에서의 채취뿐만 아니라 미리 정한 여러 깊이에서의 다중 심도 채취가 용이한 장점이 있다.

또한, 상기 토양 샘플링 장치는, 상기 흡착 모듈(100)을 미리 정한 깊이의 시추공(H)에 투입하기 위하여, 상기 흡착 모듈(100)에 결합되며 길이 표시가 되어 있는 주 로프(40)를 포함하므로, 상기 시추공(H) 내의 정확한 심도에 상기 흡착 모듈(100)을 배치할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 상기 토양 샘플링 장치는, 상기 흡착재가, 상기 시추공(H)에서 채취한 원위치 채움물질을 포함하고 있으므로, 원위치(In-situ) 토양오염 정화 현장에서 토양이나 지하수 환경을 교란시키지 않고 채취 작업을 수행할 수 있는 장점이 있다.

상술한 토양 샘플링 장치 사용 방법은, 시추공(H)을 통하여 획득한 토양 코아를, 원형 그대로 보존하기 위하여 상기 토양 코아를 토양 코아 라이닝 튜브에 수납한 후, 3 내지 5℃ 이하의 온도에서 내장 보관하는 토양 코아 냉장 보관 단계(S10)과, 상기 냉장 보관된 토양 코아의 외피를 혐기성 챔버 안에서 미리 정한 두께로 제거한 후, 상기 토양 코아의 내부 내용물을 획득하는 토양 코아 외피 제거 단계(S20)을 포함하므로, 산화되지 않은 원위치 채움물질을 언제든지 쉽게 획득할 수 있는 장점이 있다.

그리고 상기 토양 샘플링 장치 사용 방법은, 필요한 분석 횟수에 따라 상기 흡착 셀(10)의 개수를 결정하여 형성하는 흡착 모듈 구성 단계(S30)을 포함하고 있으므로, 상기 흡착 셀(10)의 개수를 조절함으로써 샘플링 횟수의 조절이 용이한 장점이 있다. 또한, 상기 흡착 셀(10)의 개수를 조절함으로써 채취 부피 즉 상기 흡착 모듈(100)의 내부 공간(S)의 크기를 용이하게 변화시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 상기 토양 샘플링 장치 사용 방법은, 상기 흡착 모듈(100)을 미리 정한 시간 동안 상기 시추공(H) 내에서 배양하는 흡착 모듈 배양 단계(S60)와, 상기 흡착 모듈(100)을 상기 시추공(H)으로부터 회수한 후, 복수 개의 흡착 셀(10) 중 적어도 하나에 수용된 흡착재를 회수하는 흡착재 회수 단계(S70)와, 상기 시추공(H)으로부터 회수한 흡착 셀(10)로부터 분리된 흡착재를 분석하는 흡착재 분석 단계(S80)를 포함하므로, 원위치(In-situ) 토양오염 정화 현장에서 토양이나 지하수 환경을 교란시키지 않고 채취 작업을 수행한 후 피검물질을 분석할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 상기 토양 샘플링 장치 사용 방법은, 상기 흡착재 삽입 단계(S40)에서, 상기 흡착재가 흡착 셀(10)의 각 내부 공간(S)에 삽입되기 전에, 상기 토양 샘플링 장치 및 흡착재가 멸균처리되므로, 토양 및 지하수 내의 미생물을 피검물질로 하여 샘플링을 하는 경우에 정확한 검사가 가능하다는 장점이 있다.

또한, 상기 토양 샘플링 장치 사용 방법은, 상기 흡착재 삽입 단계(S40)에서, 상기 원위치 채움물질이, 상기 흡착 셀(10)의 각 내부 공간(S)에 삽입되기 전에, 거름채와 같은 도구를 이용하여 입도별로 분리되므로, 토양 분석의 성질이나 분석 목적에 따라 필요한 입도의 흡착재를 선별할 수 있는 장점이 있다.

본 실시예에서는, 상기 흡착 셀(10)들의 전부에 원위치 채움물질이 삽입되고 있으나, 상기 흡착 셀(10)들의 일부에는 인공 채움물질이 삽입될 수도 있으며, 원위치 채움물질과 인공 채움물질을 혼합한 채움물질을 사용할 수도 있음은 물론이다.

본 실시예에서는, 상기 그물망(11)이 테프론 재질 또는 스테인리스 스틸 재질로 제조되어 있으나, 그외 합성 수지 및 금속 재질로 제조될 수도 있음은 물론이다.

이상으로 본 발명을 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것임은 명백하다.

＊ 도면의 주요부위에 대한 부호의 설명 ＊
100 : 흡착 모듈 10 : 흡착 셀
11 : 그물망 12 : 제1 나사부
13 : 관통공 20 : 연결캡
21 : 제2 나사부 22 : 로프 관통공
30 : 마개 31 : 제3 나사부
32 : 로프 관통공 40 : 주 로프
50 : 로프 고정 장치 51 : 고정 나사
52 : 로프 관통공 H : 시추공
G : 토양 W : 지하수

Claims (8)

1. 토양이나 지하수에 포함된 피검물질을 채취하여 분석하기 위한 토양 샘플링 장치로서,
   상기 피검물질을 흡착할 수 있는 흡착재가 수용된 내부 공간을 포함하는 용기형 부재로서, 외부로부터 상기 내부 공간으로 상기 토양이나 지하수가 유입될 수 있도록 형성된 흡착 모듈;을 포함하며,
   상기 흡착 모듈은, 서로 탈착 가능하게 결합되어 있으며, 상기 흡착재가 수용되는 내부 공간을 각각 구비하는 복수 개의 흡착 셀을 포함하고 있으며,
   상기 복수 개의 흡착 셀은 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로 상하로 나열되어 있는 것을 특징으로 하는 토양 샘플링 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 흡착 셀은,
   양단부 중 적어도 하나가 개방된 관 형상의 부재로서 복수 개 마련되며, 외주면에는 상기 내부 공간과 연통된 다수 개의 관통공이 형성되어 있는 그물망;
   을 포함하며,
   상기 그물망의 개방된 양단부 중 적어도 하나에 탈착 가능하게 결합되는 부재로서 복수 개 마련되어 있는 연결캡;을 포함하는 것을 특징으로 하는 토양 샘플링 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 연결캡은 상기 그물망의 개방된 양단부 중 적어도 하나를 폐쇄하도록 형성되며,
   상기 연결캡에 의하여 상기 흡착 셀들의 내부 공간이 서로 격리되어 있는 것을 특징으로 하는 토양 샘플링 장치.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 그물망의 양단부 중 적어도 하나에는 제1 나사부가 형성되어 있으며,
   상기 연결캡의 적어도 하나의 일면에는 상기 제1 나사부와 나사 결합되는 제2 나사부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 토양 샘플링 장치.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 흡착 셀은,
   테프론 재질 또는 스테인리스 스틸 재질로 제조되는 것을 특징으로 하는 토양 샘플링 장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 흡착 모듈은,
   복수 개 마련되며, 미리 정한 간격만큼 서로 이격된 상태로 연결됨으로써 상하로 나열되어 있는 것을 특징으로 하는 토양 샘플링 장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 흡착 모듈을 미리 정한 깊이의 시추공에 투입하기 위하여, 상기 흡착 모듈에 결합되며, 길이 표시가 되어 있는 주 로프를 포함하며,
   상기 흡착 모듈은 상기 주 로프를 따라 슬라이딩 이동되어 미리 정한 지점에 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 토양 샘플링 장치.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 흡착재는, 시추공에서 채취한 원위치 채움물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 토양 샘플링 장치.

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