• 자원환경지질
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• 제35권2호
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• pp.103-112
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• 2002

토양 산성화에 따른 알루미늄 독성현상과 관련하여 자연환경에서의 존재 가능성이 제기되어온 $Al_{13}$-tridecamer 의 열역학적 생성조건에 대한 고찰을 Al-함유 광물상을 다량 함유하고 있는 제주도 나디졸 토양 Bo층 시료의 실내 평형실험 결과를 기초로 실시하였다. 대강토양은 평형상태일 경우 $Al(OH)_{3}$, 이모골라이트 혹은 프로토-이모골라이트가 반응액의 알루미늄 총활동도를 조절하는 주 고상인 것으로 나타났다. 이 경우 반응액의 알루미늄 총활동도는 pH 5~7환경에서 $10^{-6}$~$10^{-8}$~M 로 매우 낮게 나타난다. 기존의 열역학 자료들을 이용한 $Al_{13}$-tridecamer생성조건 고찰 결과, 알루미늄의 총활동도가 $Al_{13}$-tridecamer의 생성 여부를 결정하는 가창 주요 요인으로, 예를 들어, 그 활동도가 $10^{-5}$/M이 되기 위하여는 pH=5~7 구간에서는 약 $2{\times}10^{-5}$M, pH=4에서는 약 $3{\times}10^{-3}$M 이상치 알루미늄이 자연수에 용해되어 있야 한다. 따라서 $Al(OH)^{3}$, 이모골라이트 혹은 프로토-이모골라이트 등에 의해 알루미늄 총활동도가 제안되는 토양계에서는 평형조건에서 $Al^{13}$/-tridecamer 생성을 위한 알루미늄 총활동도 조건을 충족시키지 못한다 이러한 결과는 Al-함유고상들에 의해 알루미늄 총활동도가 조절되는 평형조건에 근접한 자연계 토양에서는 $Al_{13}$-tridecamer치 생성확인 가능성이 배우 낮음을 제시하며, 단지 pH 3 내외의 산성화가 심화된 극히 일부 토양, 또는 산성환경에서 형성된 높은 일루미늄 총활동토플 갖는 용액이 부분적으로 중화되는 비평형 환경 등, 극히 제한적인 환경에서만이 다량의 $Al_{13}$-tridecamer생성이 가능할 것이다. 이러한 열역학적 고찰 결과는 깁사이트 및 이모 라이트가 알루미늄 거동의 주요 영향인자인 안디졸 및 스포도졸 토양에서의$Al_{13}$-tridecamer의 인지 가능성은 매우 희박함을 지시해 주며, 따라서 이 같은 토양에서의 $Al_{13}$-tridecamer에 의한 독성현상은 그 가능성은 극히 낮을 것으로 생각된다.

• 지질공학
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• 제29권2호
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• pp.163-183
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• 2019

충청북도 단양 월악산국립공원 상류지역의 봉양폐탄광으로부터 발생하는 산성광산배수의 오염 특징과 침전물의 특성을 수질화학분석, XRD, 주사전자현미경(SEM), 적외선분광분석(IR), 핵자기공명분석($^{27}Al$ NMR)을 이용하여 연구하였다. 수질은 pH와 용존이온의 침전에 따라서 변화하며, 포화지수 계산 결과 철, 알루미늄 광물종이 다수 과포화되어 있다. 오렌지색 침전물은 슈베르트마나이트와 침철석으로 구성되며, Leptothrix orchracea 박테리아가 생장한다. 백색 내지 회백색의 침전물은 대부분 독성이 강한 알루미늄 계열이 주를 이루는데, 배스알루미나이트는 결정도가 매우 낮다. 이 백색질 알루미늄광물에서는 소량의 Al-중합체 $Al_{13}$-Tridecamer가 확인된다. 봉양폐탄광의 산성광산배수를 저감, 제어하기 위해서는 무엇보다 함알루미늄 광물의 침전과 용해도를 조절하는 것이 중요하다.

• 지질공학
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• 제29권4호
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• pp.579-598
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• 2019

강원도 태백산국립공원 구역에 인접한 동해폐탄광으로부터 발생하는 산성광산배수(AMD)에 대하여 수질오염과 하상퇴적물 내 Fe, Al의 거동특성을 화학분석, XRD, 적외선분광분석(IR), 핵자기공명분석(²⁷Al NMR)을 이용하여 연구하였다. 산성광산배수의 수질은 pH와 용존이온의 침전에 따라서 변화하며, 포화지수 계산에 따르면 대부분 다양한 철, 알루미늄 수산화광물종에 과포화되어 있다. 하상의 적갈색 침전물은 슈베르트마나이트, 페리하이드라이트와 침철석으로 구성된다. 백색침전물은 대부분 알루미늄광물인 배스알루미나이트로 구성되는데, 이것의 결정도는 매우 낮다. 배스알루미나이트에서는 Al-중합체 Al₁₃-Tridecamer가 소량으로 함유되어 있다. 동해폐탄광의 산성광산배수를 저감하기 위해서는 단순한 저류조 운영보다는 적극적인 제거법을 적용하여 철, 알루미늄 광물의 침전과 용해도를 조절할 필요가 있다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2000년도 춘계 공동학술발표회
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• pp.83-83
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• 2000

• 한국광물학회지
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• 제24권2호
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• pp.145-149
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• 2011

• 한국광물학회지
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• 제32권2호
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• pp.79-86
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• 2019

산성광산배수에서 흰색 알루미늄 침전물은 pH가 상대적으로 높은 하천수와 만나 섞일 때 주로 발생한다. 이 침전물을 구성하는 광물은 산성광산배수 내 중금속 등을 흡착 공침하여 이들 중금속의 거동을 조절하는 중요한 역할을 한다. 이러한 흰색 침전물을 구성하고 있는 광물들은 추후 상변화를 거치며 그러한 과정 중에 중금속의 용해 재흡착 등이 일어날 수 있다. 본 연구는 이러한 흰색 침전물의 상전이 과정에 대한 기본적인 정보를 얻기 위하여 수행되었다. 본 연구에서는 도계광업소 주변의 하천에서 채취한 흰색 침전물을 대상으로 서로 다른 pH와 온도의 조건에서 시간이 지남에 따라 일어나는 광물상의 변화를 살펴보았다. 흰색 침전물은 주로 basaluminite와 비정질 $Al(OH)_3$ 및 미량의 $Al_{13}$-tridecamer의 혼합물로 구성되며, basaluminite의 부조화용해가 먼저 일어나 비정질 $Al(OH)_3$의 함량이 증가한 이후, pseudoboehmite의 전구물질 단계를 거쳐서 pseudoboehmite가 최종 침전되는 상전이 과정을 거친다. $80^{\circ}C$의 온도에서는 이러한 일련의 과정이 잘 나타났지만, 비교적 낮은 온도에서는 basaluminite와 비정질 $Al(OH)_3$가 공존하는 초기 침전물 상태로 남아있었다. 그리고 높은 pH는 basaluminite의 $SO{_4}^{2-}$기의 탈착을 유도하여 pseudoboehmite 전구물질로의 상전이를 촉진하였다. 시간이 지남에 따라 광물의 용해 및 상전이에 의하여 용액의 pH는 낮아지는 경향을 보였으며, 최종산물인 pseudoboehmite가 형성되어도 약간의 입자의 크기 증가만 관찰되고 완전한 결정질의 형태는 보이지 않았다.