• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.30-30
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• 2018

스마트 도금공장을 구축하기 위해서는 도금액 내부의 화학 물질 농도 변화를 측정할 수 있는 화학 센서 기술이 필수적으로 요구된다. 와트욕은 대표적인 고속 니켈 도금액 중 하나로 기본적으로 황산니켈, 염화니켈, 보릭산의 염과 함께 케리어(type-1 광택제), 광택제(type 2-광택제), 응력 제어제 등의 유기 첨가제로 구성되어 있다. 이러한 유기 첨가제는 전차된 니켈층의 두께 균일도, 조도, 미세 구조, 내부 응력 등 다양한 특성을 제어하며, 정밀한 농도 관리가 필수적으로 요구되나, 분석 기술의 부재로 인하여 지금까지도 대부분의 액관리는 할셀법이나 작업자의 경험에 의존하고 있다. Cyclic voltammetry stripping(CVS) 방법은 전기화학 분석 과정에서 나타나는 첨가제의 가속, 감속 특성 등과 여기에 수반되는 stripping peak의 변화를 이용하여 개별 첨가제의 농도를 측정하는 방법이며, 지금까지 인쇄회로기판의 비아필 공정, 전해 동박 제조, 반도체 배선 등 구리도금 산업 전반에 걸쳐 첨가제 관리에 효과적으로 적용되고 있다. 그러나 수소 발생으로 인한 stripping 효율 문제로 인하여 니켈, 주석, 아연 등 표준 환원 전위가 높은 금속 도금액 내부 첨가제 농도 측정은 아직 어려운 상황이다. 본 연구에서는 이 문제를 극복하기 위해 염소를 과량 첨가한 구리 도금액을 CVS 분석의 base 용액으로 이용하여 니켈 도금액 내부 여러 광택제 (polyetylene glycol(PEG) 계열, thiourea 계열, 2-butyne-1,4-diol 등) 농도를 측정하는 법을 제시하였다. 제시된 방법은 CVS 분석 과정에서 구리-염소 사이의 상호 작용으로 인해 생성되는 3가지 stripping peak의 상대적인 크기 변화가 첨가제 농도에 따라 영향을 받는다는 사실에 기반하였다. 본 연구에서는 여기에 관한 원인에 대해 고찰하였으며, 제시된 방법을 통해 광택제 계열 첨가제 농도 측정을 선택적으로 할 수 있다는 것을 증명하였다.

• 자원환경지질
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• 제53권3호
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• pp.235-244
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• 2020

폐광산 지역에서 발생하는 광산배수의 오염원소중 하나인 구리(Cu)는 낮은 농도에서도 독성을 지니고 있어 수계환경에 노출되기 전에 처리되어야 한다. 본 연구에서는 경남 고성군 S광산의 갱내수 정화시설의 Cu 제거효율을 개선하기 위해 석회석과 폐상퇴비를 혼합한 자연정화 기반의 반응조를 이용하여 약 9개월 동안 현장 파일럿실험을 수행하였다. 반응조별 유입수 대비 pH 증가량과 Cu 제거효율은 Successive Alkalinity Producing System (SAPS) > Reducing and Alkalinity Producing System (RAPS) > 석회석반응조 순으로 나타났다. SAPS조와 RAPS조에서는 석회석의 영향과 동시에 유기물의 분해로 인한 알칼리도의 부과로 석회석반응조보다 높은 pH 환경을 조성하였다. pH가 증가할수록 Cu 제거효율이 높아지는 결과를 통해 pH 상승이 Cu를 처리하는 주된 기작임을 확인할 수 있었다. 또한 황산염환원박테리아(Sulfate Reduction Bacteria, SRB)가 SAPS조에서 가장 많이 활성화 된 것을 확인 할 수 있어, 황산염환원반응도 Cu를 제거시키는 기작에 관여함을 판단할 수 있었다. 본 연구는 S광산에서 발생하는 광산배수의 특성에 알맞은 맞춤형 정화공정을 도출하기 위해 현장 그대로의 조건에서 실험을 수행한 것에 의의가 있으며, 향후 정화시설의 개선에 있어 공법 선정에 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제7권4호
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• pp.35-41
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• 2021

천연염색은 전통적으로 세계 여러 나라에서 사용되어 왔으며, 천연염색이 다양해짐에 따라 염색 패턴의 다양성도 확대되고 있다. 본 연구는 4가지 천연염료에 대한 염료와 매염제의 색상 변화를 보다 정확하게 분석하여 사물인터넷에 정량화된 정보를 제공할 수 있는 수치를 제공함으로써 표준화를 마련하고자 했다. Juglans regia Linn에서 추출한 염료에 구리 아세테이트, 철 II 황산염 및 중크롬산 칼륨을 첨가하면 갈색의 원래 색상이 각각 보라색, 카키색 및 암갈색의 다른 색상으로 변경되었다. Sophora japonica L. 또는 Phellodendron amurense Ruprecht에 첨가된 중크롬산 칼륨을 제외하고는 다른 매염제의 농도는 감소되었지만 염색된 실크의 색상 차이는 매우 컸다. 그러나 정도의 차이는 있지만 초산구리와 황산철은 각각 35%와 15%의 색변화를 유도하였다. 종합해볼때, J. regia Linn, S. japonica L.과 P. amurense Ruprecht에는 copper acetate 15 gram을 Phytolacca americana에는 150 gram의 iron이 정확히 첨가된 것이 가장 높은 색상변화를 유도할 수 있다고 확인되었다. 본 연구의 결과는 다양한 매염제에 의한 정확한 색상 변화가 염료 및 매염제에 의한 보다 정확한 색상 유도를 가능하게 하는 중요한 정보로 활용될 수 있음을 시사하였다.

• 자원환경지질
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• 제51권6호
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• pp.473-483
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• 2018

경남 밀양시에 소재한 납-아연 스카른 광상인 국전광산의 갱내 벽면을 따라 지하수로부터 침전된 청-녹색의 광물들이 암반을 피복하고 있는데, 이 광물들은 과거 문헌에서 남동석과 공작석으로 기재되어 왔으나, 최근 연구를 통해 녹색의 광물은 데빌린(devilline), 청색의 광물은 수화구리아연황산염 광물들로 보고되었다. 그러나 자세한 연구가 이루어지지 않아 정확한 동정이나 광물학적 특성은 알려지지 않았다. 본 연구에서는 청-녹색 이차 광물들을 외형적 특징에 따라 5개 그룹으로 구분하고, X-선회절분석와 주사전자현미분석을 실시하여 정확한 광물 동정과 광물학적 특성을 규명하였다. GJG-1은 밝은 청록색을 띠는 그룹으로 브로칸타이트(brochantite)와 석영, GJG-2는 연두색을 띠며 쉽게 부스러지는 특징을 가지는 그룹으로 슐럼버가이트(schulenbergite)와 소량의 석고(gypsum)로 확인되었다. 연한 청색의 GJG-3와 유리광택을 가지는 청록색의 GJG-4는 외형적 특징은 달랐지만 구성 광물은 서피어라이트(serpierite)와 석고로 동일하고, 석고의 함량이 달라 특징이 다르게 나타난다. GJG-5는 연한 청색과 진한 청색의 광물들이 혼합된 겔(gel)상으로 하이드로우드워다이트(hydrowoodwardite), 글로코세리나이트(glaucocerinite), 베체러라이트(bechererite), 서피어라이트와 석고로 구성된다. 국전광산에서 산출되는 6가지의 녹-청색 광물들은 Cu:Zn 비, (Si+Al) 함량 및 Si:Al 비, Ca 함량 등에 의해 구분될 수 있으며, 각 광물들의 형성 환경은 주변 유체 내에서 이와 같은 지화학적 요인들에 의하여 조절된 것으로 사료되고, 추가적인 연구를 통해 정확한 형성 환경을 밝혀낼 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서 확인된 서피어라이트, 글로코세리나이트, 베체러라이트 등의 수화황산염 광물들은 국내에서 최초로 보고되며, 해외에서도 보고된 사례가 매우 적어 광물학적으로 큰 의의가 있다.

• 자원환경지질
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• 제55권6호
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• pp.717-726
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• 2022

이 연구는 폐금·은광산 주변의 토양과 수계에서 비소(As), 카드뮴(Cd), 구리(Cu), 납(Pb), 안티모니(Sb), 아연(Zn)의 지구화학적 분산 특성을 확인하였다. 토양시료 내 각 원소의 지구화학적 오염도는 enrichment factor (EF), geoaccumulation index (Igeo), pollution load index (PLI)와 같은 지화학 지수를 이용해 평가하였다. 수계의 지구화학적 오염도는 광물찌꺼기 적치장에서부터 거리에 따른 중금속 및 황산염(SO₄^2-)의 농도 변화를 이용하여 평가하였다. 지화학 지수를 이용한 토양의 오염도 평가 결과 광산 및 광물찌꺼기 저장시설과 가까운 지역에서 As, Cd, Pb, Zn의 농축지수가 높게 나타났으며, Sb는 모든 토양시료에서 높은 농축지수를 보였다. 이러한 결과는 광산 활동으로 대표되는 인위적인 요인에 의해 주변의 토양으로 중금속의 분산이 진행되었음을 보여주는 결과이다. 수계에서 중금속 농도 및 SO₄^2-의 농도 변화를 확인한 결과 특정 지점에서 As, Cd, Zn, 그리고 SO₄^2- 농도의 이상점이 나타났으며, 거리에 따라 점차 각 원소의 농도가 감소하였다. 이는 수계의 오염이 광물찌꺼기 적치장과 그 인근의 황화광물의 풍화에 기인한 것을 의미한다. 조사를 수행한 지역에서는 과거에 중금속으로 오염된 토양의 복원사업이 진행되었지만, 그 이후에도 잠재적인 오염원인 광물찌꺼기 적치장 인근에서부터 오염이 다시 진행되고 있는 것으로 판단된다. 따라서 복원을 완료한 지역에서도 토양과 수질시료를 대상으로 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제39권3호
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• pp.213-227
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• 2006

자연저감의 메커니즘을 설명하기 위하여 납과 비소 함량이 높은 세창광산 지역의 광산배수, 침출수 및 지표수의 지구화학적 변화를 연구하였다. 주요 오염원인 폐광석에서 미량원소의 분산 및 물리화학적인 조건의 변화에 따른 미량원소의 이동도를 평가하기 위하여 총함량 분석 및 연속추출을 수행하였다. 이러한 광산배수, 침출수 및 지표수의 화학성분은 시료채취의 위치 및 시기별로 변화가 컸으며, 특히 pH가 매우 낮고(pH 2.1-3.3), 황산염(최대 661mg/l) 및 미량원소의 함량(최대 169mg/l Zn, 27mg/l As, 3.97mg/l Pb, 2.99mg/l Cu and 1.88mg/l Cd)이 매우 높은 경우가 관찰되었다. 그러나 지표수에서의 비소와 미량원소의 함량은 특별한 처리를 하지 않아도 광산배수와 침출수가 배출되는 지점으로부터 가까운 거리인 지류와 합류되는 지점(8번, 16번)에서 자연배경값과 거의 유사한 함량으로 낮아졌다. 철-황화광물의 산화작용과 가수분해에 따른 비정질 철-2차광물의 침전작용은 하천으로 유입되는 미량원소의 이동을 크게 감소시켜주는 효과적인 자연저감 메커니즘이었다. 또한 오염되지 않은 지표수와의 합류에 의한 희석효과도 미량원소의 함량을 감소시키고 점진적으로 pH를 증가시켰다. 한편, 가장 용해성이 높은 원소인 아연은 pH가 거의 중성에 가까워질 때까지 상당량이 용해된 용질상태로 남아있었다. 환경독성학적인 관점으로 볼 때, 세창광산 지역에서는 아연에 의한 오염에 특별한 관심을 가져야 한다. 이러한 것은 수분을 함유한 폐광석에서 아연의 대부분이 양이 온교환형(전체 함량의 65-89%)으로 존재하고, 납은 전체함량의 65-89%가 산화광물 및 탄산염광물형태와 수반되었으며, 카드뮴, 구리 및 비소는 잔류형태가 우세한 것으로 나타난 연속추출실험 결과에 의해서도 확인되었다. 건조상태의 폐광석에서는 전체 납 함량의 34-48%가 쉽게 용출될 수 있는 양이온교환형태로 존재하였다. 양이온교환 및 탄산염광물 수반된 금속의 비율을 고려하면 각 미량원소의 상대적인 이동도는 Zn>Pb>Cd>As=Cu의 순서로 감소하는 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제36권1호
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• pp.110-123
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• 2008

환경 오염 및 인체 유해성으로 사용이 금지된 목재 방부제인 CCA를 대체하고 최근 CCA 대체방부제로 주로 사용되고 있는 고가의 구리 아졸화합물계(CUAZ)과 구리 알킬암모늄계(ACQ) 방부제를 대체하기 위하여 유기 폐기물인 두부비지를 이용하여 환경친화적인 목재방부제를 제조하였다. 목재 내로 유효성분의 용이한 주입을 위하여 다양한 농도의 황산으로 두부비지를 가수분해하였으며, 가수분해된 비지를 $CuSO_4$, $CuCl_2$, Borax 등의 금속염과 반응시켜 최종적으로 목재 방부제를 조제하였다. 이렇게 조제된 방부액은 감가압방법을 통해 목재내로 주입하였고 주입된 시편에 대한 용탈 실험을 실시하여 각 방부제의 주입능과 용탈성을 비교하였다. 비지의 산가수분해물의 이용과 암모니아수를 이용한 일시적인 해리를 통해 방부제의 유효성분이 효과적으로 주입되었으나 비지를 가수분해하기 위해 사용된 산의 농도가 높을수록 용탈량이 증가되었다. Borax의 첨가는 주입능과 용탈성에 부정적인 영향을 미쳤으나 가수분해 온도에 따른 주입능과 용탈성에는 차이가 없었다. 결과를 종합하면 비지의 1% 산가수분해물에 금속염으로 $CuCl_2$를 사용하였을 경우 생산 비용 및 환경적인 측면에서 목재방부제로 사용하기에 최적의 제조조건으로 생각되며 두부비지로 조제된 방부제의 주입능과 용탈성을 CuAz에 비교한 결과 차이가 없거나 우수한 것으로 나타나 환경친화적인 목재 방부제로서 사용가능성을 충분히 보여주었다.

• 분석과학
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• 제31권2호
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• pp.71-77
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• 2018

혈흔의 탐색은 과학수사에 있어서 매우 중요하고, 혈흔이 육안으로 관찰되지 않을 때 흔히 루미놀이 사용된다. 최근, 루미놀을 기반으로 새로운 혈흔 탐지 시약 제조법이 개발되었고, 기존의 블루스타 제품보다 높은 활성 지속력이 보고되었다. 본 연구에서는 보고된 새로운 혈흔 탐지 시약 제조법 두 가지를 선별(이하 블러드플레어A, B)하여 특이성과 디엔에이에 미치는 영향을 관찰하였고, 기존의 블루스타와 비교하였다. 블러드플레어A, B는 혈흔 외 다른 인체분비물에서 위양성 반응이 없었으나, 채소, 구리황산염, 철황산염 및 차아염소산나트륨이 함유된 표백제에 대하여 위양성 반응이 관찰되었으며, 이는 블루스타와 동일한 양상을 보였다. 디엔에이에 미치는 영향을 관찰하고자 추출 과정, 반응 시간에 의한 디엔에이 분해, 디엔에이 프로필 검출에 미치는 영향을 시험하였고, 블러드플레어는 비교적 디엔에이에 안정적이며, 법과학적 적용이 가능할 것으로 판단하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제12권2호
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• pp.87-94
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• 1979

수영만 해역에 있어서 오탁이 어느 정도 어느 범위까지 확산되어 있는 가를 파악하기 위하여 탁도, 수명도, 영양염류, 용존산소, 중금속류, pH, 염화이온, 황산물, n-헥산가용물질들을 조사하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 대조시가 소조시보다 각성분량의 변동범위도 크고 평균값도 높았다. 2. 수영강에서 유입되는 육수는 대조시에는 거의 전해역에 확산되어 있고, 소조시에는 수영강 하구역에만 확산되어 있다. 3. 해역별로 보면 수영강 하구 해역인 A해역이 각 성분량의 변동범위도 크고 평균값도 컸으며, B, C, D해역순으로 육수의 영향이 적었다. 4. 수영강 하구의 A해역은 수산용수로서는 적합하지 않다. 전해역의 탁도, COD값도 일본 수산용수 기준치보다 높았다. 5. 수영만은 COD값이 높고 중금속중 철, 구리 및 수은의 농도가 높았으며, 이들은 수영강에서 유입되는 것이다. 6. 암모니아, 아질산염, 질산염, 인산염은 수영강에서만 유입되는 것이 아니고, 수영만 인접 주택지역에서도 많은 량이 유입된다. 7. 해운대해수용장수질에는 수영강의 오탁은 영향을 미치지 않는다. 이 조사를 하는데 있어 많은 수고를 해준 수질분석실 여러분에게 감사드립니다.

• 생물환경조절학회지
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• 제13권4호
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• pp.233-239
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• 2004

본 연구는 딸기 시설재배에서 토양 pH 변화를 수반한 제염방법이 딸기 생육 및 무기원소 흡수에 미치는 영향을 구명하기 위하여 수행하였다. 토양 pH는 제염전 6.0으로 측정되었으나 제염 후 $5.8\~6.2$로 측정되어 처리간 차이가 크지 않았고, 유의차도 인정되지 않았다. 그러나 EC는 제염 전 토양이 $1.82dS{\cdot}m^{-1}$이었으나 지하수로 용탈한 처리(A)에서 $1.65dS{\cdot}m^{-1}$, 생석회를 $500g{\cdot}200L^{-1}$로 용해시킨 후 그 상등액을 관주하여 pH를 상승시키고 3주간을 기다렸다가 용탈한 처리에서 (B)에서 1.72, 황산알루미늄을 $0.75g{\cdot}L^{-1}$로 용해시킨 용액을 관주하여 pH를 저하시킨 후 3주간을 기다렸다가 용탈한 처리(C)에서 1.71, 그리고 pH 상승(B 방법) 후 저하시킨(C 방법) 처리(D)에서 $1.83dS{\cdot}m^{-1}$로 측정되었다. (D) 처리에서 토양 암모늄 농도가 높았고, (A) 처리의 토양 인산농도가 낮았다. 정식 80일 후의 생육에서 초장은 (C) 처리에서 20.4cm로 가장 컸으나 기타 생육지표에서는 처리간 차이가 뚜렷하지 않았다. 80일 후의 식물체내 무기원소 함량에서 다량원소는 처리간 차이가 크지 않았으나, 미량요소인 철, 망간, 아연, 구리 및 붕소는 (C) 처리에서 식물체내 함량이 높았다. 딸기의 수량 및 품질은 (C) 처리에서 50식물체 당 약 137개의 특대과를 생산하였고 과중도 3,784g으로 조사되어 우수함을 알 수 있었다. (B) 처리의 경우에도 특대과의 비율에서 비교적 우수한 성적을 나타내었다. (C) 처리에서 103당 3,123kg의 수확량 및 2,489 kg의 상품과를 생산하여 가장 우수하였으며, (B) 처리에서도 2,820kg/10a으로 비교적 수량이 많아 pH 변화 후 관수하여 용탈시킬 경우 효과적인 제염방법이 될 수 있음을 나타내고 있다.