토양 중에 존재하는 무기 오염물질의 용출 특성을 조사하였다. 현재 토양환경보전법에서 오염물질로 규정하고 있는 중금속들을 중심으로 As, Cd, Cu, Pb, Zn, Cr 등 6성분에 대하여 그 오염도를 측정하는 과정에서 수반되는 용출 시험의 기초자료 확보와 오염토양 분석법 개선을 위해 모래, 점토 및 양토 시료에 대해 다양한 용출 조건 변화에 따른 각 오염성분들의 용출 특성을 조사하였다. 용출 특성에 가장 큰 영향을 주는 요소는 용출시험시 사용되는 산 농도와 토양시료 자체의 흡착능력을 좌우하게 되는 구성 광물의 조성인 것으로 나타났다. 반면, 산의 종류나 용출 시간 및 토양을 구성하고 있는 입자의 크기는 용출 효율에 크게 영향을 주지 않았다. 실험 전반에 걸쳐 Cd 성분은 토양종류에 상관없이 매우 낮은 산 농도에서도 높은 용출 효율을 나타내었고 As 성분은 가장 낮은 용출 효율을 보였다.
Mineral dust in the polar snow plays an important role both in the climate system of the Earth and in global biogeochemical cycles. Analysis of the concentration and the particle size distribution of mineral dust has been carried out in the snow from the Antarctic surface snow and the Greenland snowpit. Among the various particle size determination techniques, a Multisizer 3 Coulter Counter in a class 100 clean bench counted all particles between 1.1 and $30.0{\mu}m$ with a $50{\mu}m$ aperture tube. The aperture tube size, the concentration of electrolytes and the accuracy of the particle size distribution were determined in this study. The number concentrations from the Antarctic surface snow were 81,843 particles $mL^{-1}$, but those from the Greenland snowpit were 10,666 particles $mL^{-1}$. In the volume distribution, the distributions of mineral dust in both the Antarctic surface snow and the Greenland snowpit showed lognormal distribution in the size interval 1.1 to $6.0{\mu}m$ with the mode, 3.562 and $3.836{\mu}m$, respectively. The analysis technique using a coulter counter for mineral dust could be used for reconstructing paleoclimates from polar ice cores.
북극 다산기지가 있는 니알슨 인근 해역인 Kongsfjorden만은 일부 해역이 해빙으로 덮혀 있는 반폐쇄적인 만으로 수심이 평균 200m 이상 된다. 이곳 북극 지방은 하절기 라도 태양의 고도가 낮아 해색위성분야의 극지활용에 대한 가능성 여부도 명확하게 알려져 있지 못하다. 따라서 본 연구에서는 북극 다산기지가 위치한 스발바드 군도의 니알슨 주변 해역(Kongsfjorden 해역)을 중심으로 2006년 8월 현장관측된 자료들을 유사한 시기의 한반도 주변 해역에서 현장관측된 자료들과 비교/분석하여 해양환경적 특성과 해수광학적인 특성이 어떤 차이가 있는지를 비교 분석하였다. 또한 북극 지방에서 인공위성을 이용한 해색위성자료의 극지활용이 가능한지를 검토하였다. 해수의 광 특성으로, 니알슨 주변 해역의 ${\alpha}^*_{ph}(440)$ 최대값은 $0.1m^2/mg$으로 한반도 주변해수의 ${\alpha}^*_{ph}(440)$ 최대값보다 약 2배정도 높게 측정되어 플랑크톤의 광 흡수효율이 중위도보다 상대적으로 높은 것으로 분석되었다. ${\alpha}^*_{ss}(440)$ 값은 $0.04-0.1m^2/g$으로 동중국해와 유사하며,한반도 주변해수보다 높은 값을 나타냈다. 이것은 Kongsfjorden 해역의 부유물질(SS) 구성성분이 동중국해와 유사한 무기광물 입자로 주로 구성되어 있음을 보여주고 있다. ${\alpha}_{dom}(400)$ 값은 $0.08-0.25m^{-1}$로 한반도 주변해수의 ${\alpha}_{dom}(400)$이 값과 유사하고 연안해역의 ${\alpha}_{dom}(400)$ 값보다 낮은 값을 나타냈다. $E_d(460)$의 평균값은 Konsfjorden 해역 $40mW/cm^2/{\mu}m$, 동중국해 $120mW/cm^2/{\mu}m$, 황해남부 $110mW/cm^2/{\mu}m$, 남해연안 $100mW/cm^2/{\mu}m$, 진해만 $100mW/cm^2/{\mu}m$이었다. 이와 같은 현장관측결과를 토대로 분석한 북극 다산기지 주변 해역의 해수광학적인 환경 특성은 용존유기물의 흡광도를 기준으로 볼 때 대양(Open Sea)의 광 특성과 유사하였다. 또한 북극지방에서 태양의 해수 입사 광량은 중위도의 약 40%정도이지만 해색위성자료의 극지활용이 가능하다고 판단되었다.
시멘트 입도계수(CFM)란 시멘트의 입자크기 분포를 정수로 표현하는 방법으로서 시멘트의 화학성분이나 광물조성은 변화시키지 않고, 시멘트 분쇄과정의 조정으로 CFM을 변화시킨다면 조강, 중용열 및 저열 등의 다양한 시멘트로의 접근이 가능할 것으로 추측된다. 따라서 본 연구에서는 CFM 변화를 활용한 특수 시멘트의 제조 가능성을 분석하기 위한 기초적 연구로서 CFM이 콘크리트의 기초적 특성에 미치는 영향에 대하여 검토하고자 하였다. 그 결과를 요약하면 굳지 않은 콘크리트의 배합특성으로 CFM이 커질수록 목표 유동성을 확보하기 위해 잔골재율 및 단위수량은 증가시켜 주어야 하고, AE제 및 SP제 사용량은 감소시켜 주어야 했다. 응결시간은 CFM이 커질수록 지연되었고, 압축강도는 초기재령에서는 상대적으로 낮았으나, 후기재령으로 갈수록 압축강도의 차이는 작아져 3년 정도가 되면 동등한 수준의 압축강도가 발현되었다.
상동지역 중석광 광미의 품질 특성을 파악하기 위해 XRD 및 PSA를 사용하여 광물학적인 특성을 검토하였다. XRD분석 결과 상동지역 중석광 광미내에는 석영(quartz), 녹니석(chlorite), 회장석(anorthite) 그리고 코디에라이트(cordierite) 등이 함유되어 있는 것으로 파악되었다. 또한, 상동지역 중석광 광미의 용출 특성을 파악하기 위해 광미를 혼합한 모르터를 제작하여 KSLT의 규정에 의해 실험한 결과 폐기물 관리법 시행규칙에 제시된 유해물질 함유 기준값 보다 낮은 결과를 나타내었으며, 특히, 고루슬래그 미분말의 혼합률이 증가할수록 중금속의 농도는 감소함을 알 수 있다.
본 연구에서는 수용액에서 Pb(II)를 흡착 제거하기 위하여 커피찌꺼기(spent coffee grounds; SCG)와 점토광물인 견운모(sericite)를 혼합하여 복합흡착제(SS)를 제조하였다. FT-IR 분석결과 SS의 주요 관능기는 O-H, C=O와 C-N 그룹이었다. SS의 비표면적, 기공직경 그리고 양이온 치환 용량은 SCG와 sericite보다 크고, 높았다. SS 흡착제 제조를 위한 최적의 조건은 소성온도 $300^{\circ}C$, SCG : sericite 비율 8 : 2, 입자의 크기는 0.3 mm이었다. SS 흡착제를 이용하여 Pb(II)를 제거하기 위한 실험에서는 Langmuir 흡착식이 Freundlich보다 적합하였으며, Langmuir 등온흡착식에 의한 Pb(II)의 최대 흡착용량은 44.42 mg/g이었다. 또한, 열역학 분석에 의하면 SS 흡착제를 이용한 Pb(II)의 흡착 공정은 물리적인 흡착이었으며, 자연적인 발열반응이었다. SS 흡착제의 흡착-탈착 실험에서는 88-92%를 회수할 수 있었으나, 탈착 횟수가 증가할수록 SS 흡착제의 활성사이트는 감소하였다. 위의 실험결과 SS 흡착제는 전처리 없이 저렴하고, 효율적으로 Pb(II)를 수용액에서 흡착 제거할 수 있다.
최근 건설용 골재의 소비량이 증가하여 쇄석골재의 수요량이 급격히 늘어남에 따라 , 광산 현장에 적치 되어 있는 폐석을 효율적으로 활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 연구의 목적은 강원도삼화 지역에 분포하는 쇄석 골재용 석회암을 대상으로 암석 기재학적 화학적, 역학적 특성을 구명하여 건설용 골재로서의 적합성을 알아보고, 또한 부가가치가 높은 건설자재와 첨단산업소재 제품 개발의 원료로 활용할 수 있는 기초자료를 제공하는데 있다. 삼화지역에 분포하는 쇄석골재용 석회암은 크게 담회색의 세립질 석회암과 담갈색의 조립질 석회암으로 구분할 수 있었으며, 이중 양적으로 우세한 세립질 석회암은 돌로마이트가 함유되어 있어 MgO와 $SiO_2$의 함량이 높게 나타났고, 물성 및 역학적 특성을 고려할 때 보통암에 해당된다. 따라서 연구 지역의 쇄석골재용 석회암은 구성광물과 입자들의 크기 및 화학성분 등을 고려할 때, 대체로 시멘트 콘크리트용보다는 아스팔트 콘크리트용이나 도로 포장용 또는 철도용으로 이용하는 것이 더 좋을 것으로 판단된다.
Soil samples collected in an area of Gahak Mine were investigated for the characterization of mineralogical and physicochemical properties of contaminants in soils. It is found that soils in the study area are contaminated by lead (Pb), copper (Cu), zinc (Zn), cadmium (Cd), in which their concentrations are 595.3 mg/kg, 184.9 mg/kg, 712.8 mg/kg, and 10.64 mg/kg, respectively. All the concentrations exceed the concern criteria of Korean standard. Upon distribution patterns of metals identified by the sequential extraction procedure, our results show that more than 50% of metals are found as a residual type, and 30% are accounted for the association of Fe/Mn oxides. Interestingly, XRD results show that minium (Pb3O4) and cuprite (Cu2O) are identified in the soil samples, suggesting that the sources of the contaminants for Pb and Cu are these minerals. In SEM images, tens of µm of Pb oxides and Pb silicate-minerals are observed. We, therefore, note that the contamination of metals in the study area results from the direct influx and disturbance of tailings. Our findings indicate that the characterization of physicochemical and mineralogical properties of contaminated soils is a critical factor and plays an important role in optimizing recovery treatments of soils contaminated in mine development areas.
본 연구에서는 점성토 지반의 지반공학적 특성의 개량을 목적으로 ${\bigcirc}{\bigcirc}$지역에서 채집한 점성토와 이에 대한 대표적 점토광물인 Kaolinite 및 Na-Bentonite에 대하여 최적 생석회 첨가량 결정법(ASTM C 977-22) 방법에 의거하여 각 시료에 대하여 생석회 첨가량을 결정하였다. 이에 대한 지반공학적 특성인 아터버그한계, 일축압축강도의 변화에 대하여 분석하였으며, 시간경과에 따른 Ca 이온 변화 및 점토입자의 미세결정구조 변화를 관찰, 분석하였다. 본 실험 결과 점성토 지반의 지반공학적 특성 개선을 위하여 첨가되는 생석회 첨가량은 최적 생석회 첨가량 결정법에 의해 효과적으로 결정할 수 있고, 시간에 따른 $Ca^{2+}$ 이온 변화 측정치는 점성토 지반의 지반공학적 개선효과 추정에 활용 가능함을 확인하였다.
천연 규산 알루미늄 광인 할로이사이트 광물로부터 고순도 ${\alpha}-Al_2O_3$을 합성하기 위해 ${\alpha}-Al_2O_3$의 전구물질인 수산화 알루미늄과 암모니움 명반을 합성하였다. 이들에 대한 열분해 반응기구는 열분석, XRD 및 IR 측정으로부터 규명되었고, 열분해로부터 얻어진 ${\alpha}-Al_2O_3$의 미세구조 및 비표면적은 SEM 및 BET 측정에 의해 수행되었다. 이때 ${\alpha}-Al_2O_3$ 입자의 크기는 모두 ${\phi}$ = 0.1∼0.5 ${\mu}$m이었으나, 비표면적의 크기는 암모니움 명반으로부터 얻어진 경우(89.0 m$^2$/g)가 수산화 알루미늄으로부터 얻어진 경우(7.3 m$^2$/g)보다 매우 높은 결과를 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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