• 자원환경지질
• /
• 제46권2호
• /
• pp.165-178
• /
• 2013

이 연구는 충남 보령 정전 및 오천 지역 석면 광상의 성인적 차이에 대해서 이다. 두 광산은 지난 수십년 동안 석면 광산으로 개발이 되었던 곳이다. 정전광산의 모암은 사문암이고 오천광산의 모암은 백운암이다. 석면 시료 및 모암시료가 야외 조사에서 채취 되었고, 석면의 종류 및 원소 함량을 알아보기 위해 광학 현미경 및 주사전자 현미경으로 관찰되었고, X-선 회절분석기, 에너지 분산 분광장치를 이용하여 분석 되었다. 석면들은 열수의 유입통로로 추정되는 층리, 균열, 열극을 따라 발견이 되나, 둘 사이에서는 두드러진 특성 차이를 보인다. 정전의 사문암은 백석면, 투각섬석 석면, 양기석 석면을 포함한다. 비석면형의 투각섬석과 양기석도 발견이 된다. 백석면은 맥에서 교차 섬유, 미끌림섬유로서 산출되고, 수 mm에서 cm의 두께의 균열에서 산출된다. 투각섬석과 양기석 석면은 수 cm에서 수 십 cm 두께의 균열 및 열극을 따라 발견이 된다. 이는 정전지역의 석면이 사문암과 열수의 반응에 의해 형성되었음을 암시한다. 오천 지역의 백운암은 투각섬석 및 양기석 석면을 포함한다. 이 석면들은 층리, 균열, 열극에서 산출된다. 이는 오천 지역의 석면이 백운암과 열수의 상호 작용에 의해 형성 되었음을 암시한다. 위의 결과 들은 같은 행정 구역인 보령 지역에서도 두 다른 모암을 갖는 석면 광산이 위치함을 보여 주고 있다. 이들은 성인의 차이를 반영하여 석면광물에서도 차이를 보인다.

• 자원환경지질
• /
• 제47권5호
• /
• pp.489-496
• /
• 2014

본 연구는 충청남도 서산시 웅도 백운암에서 산출되는 석면에 대하여 박편관찰, X-선 회절분석, 주사전자현미경 관찰 등을 통해 석면의 광물학적 및 형태적 특성을 규명하고, 백운암의 광물학적 특성과의 상관관계를 통해 석면의 형성과정을 알아보고자 하였다. 연구 결과, 석면을 함유하고 있는 모암은 열수 변질 및 변성작용을 받았으며, 광물학으로는 주로 백운석과 소량의 방해석, 석영, 활석, 각섬석, 휘석 등으로 이루어진 백운암인 것으로 밝혀졌다. 모암 내 존재하는 석면은 섬유상-침상 입자형태를 가진 양기석-투각섬석계 석면이었으나, 변성정도에 따라 주상 및 침상형태를 가진 비석면형의 양기석-투각섬석도 존재하는 것이 확인되었다. 주상이나 침상 형태의 광물을 전자현미경으로 분석한 결과, 주상의 경우 벽개면을 따라 더 작은 침상 또는 주상의 입자로 쪼개지는 특성을 나타내어, 풍화과정에 의한 쪼개짐 현상에 의해 석면입자로 산출될 수 있음을 알 수 있었다. 특히 양기석-투각섬석 광물군에서 너비가 $1{\mu}m$ 이하인 휘어진 형태의 섬유상 석면 입자가 발견되었다. 기존 연구에서는 백운암 내에서 거의 발견되지 않았던 석면 입자가 웅도 백운암에서 검출되었고, 광물학적 분석 결과 석면광물은 Ca, Mg를 함유한 백운암질 석회암이 열수 변질을 받는 과정에서 형성되었으며, 주로 양기석-투각섬석 석면형태로 존재하는 것으로 밝혀졌다.

• 한국광물학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.111-118
• /
• 2013

제천시 수산면의 고생대 백운암에는 속성기원 흑색 처트 단괴들이 함유되어 있으며, 흑운모 화강암 관입과 관련된 접촉변성작용으로 백운석과 처트가 반응하여 단괴 주위로 변질대가 형성되었다. 변질 초기에 활석 및 방해석이 처트와 백운암을 교대하며 생성되었지만, 후기에 투각섬석이 활석과 방해석을 교대하였다. 처트 단괴들이 밀집한 백운암 층준에서는 회백색 투각섬석이 다량으로 산출된다. 주사전자현미경 및 광학현미경 관찰결과, 투각섬석은 다양한 종횡비의 신장된 입자 형태를 보이며, 수 mm의 좁은 공간에서 같이 산출된다. 침상-섬유상 입자들이 다발을 이루는 석면상 투각섬석도 있으나, 주상 입자들도 흔히 존재함이 확인되었다. 따라서 자연 유래 석면물질의 경우, 모든 투각섬석이 석면상 투각섬석은 아니므로 석면 정량 시 유의해야 한다. 수산 지역에서 석면상 각섬석의 산출 환경은 함처트 백운암, 열원, 수용성 유체의 존재가 투각섬석 석면의 지질학적 생성 조건이 될 수 있음을 지시한다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제37권6호
• /
• pp.371-379
• /
• 2015

본 연구에서는 주로 건축자재에 많이 사용된 백석면과 갈석면을 대상으로 산 및 열처리 과정에 따른 두 석면의 특성변화를 살펴보았다. 연구결과, 산처리 과정에 따른 백석면의 굴절률, 신장부호, 소광특성은 대체로 산처리하지 않은 백석면 초기 특성과 유사하게 나타났지만 pH 1.2의 강한 산성용액에서 8주 경과 후, 미지의 입자가 형성되는 등 백석면 고유의 특성이 소실되었다. 산처리 과정에 따른 백석면 구성성분의 중량비(%)는 규소의 경우, 크게 변하진 않았지만, 산소와 마그네슘의 경우, 중량비(%)가 다소 변동하였다. 갈석면의 경우, 굴절률, 신장부호, 소광특성은 pH 및 경과시간과 상관없이 산처리하지 않은 갈석면과 동일하게 나타났으며, 갈석면 구성성분의 중량비(%)는 철의 경우, 산처리 과정에 따라 다소 증가하는 경향을 보였으며, 산소는 이와 반대로 감소하는 경향을 보였고, 규소와 마그네슘은 산처리 전 후 유사하게 나타났다. 열처리 과정에 따른 백석면 굴절률은 온도가 높아질수록 수평방향, 수직방향의 굴절률이 모두 증가하였으며, 신장부호는 $1,100^{\circ}C$에서 10분간 가열했을 때 (+)에서 (-)로 변하였고, 소광특성은 변하지 않았다. 열처리 과정에 따른 백석면 구성성분의 중량비(%)는 규소의 경우, 중량비(%)는 크게 변하진 않았지만, 산소와 마그네슘의 경우, 온도별 열처리 과정에 따라 중량비(%)가 크게 변동하였다. 갈석면의 경우, 굴절률은 온도가 높아질수록 수평방향, 수직방향 모두 증가하는 경향을 보였으며, 열처리 과정에서 신장부호 및 소광특성은 변하지 않았다. 갈석면 구성성분의 중량비(%)는 산소와 철의 경우, 온도별 열처리 과정에 따라 중량비(%)가 크게 변동하였지만, 규소와 마그네슘은 전반적으로 온도 및 가열시간과 상관없이 열처리하지 않은 갈석면과 유사하게 나타났다.

• 자원환경지질
• /
• 제47권5호
• /
• pp.507-515
• /
• 2014

석면이 발암물질로 지정 되면서 물리화학적 처리를 통하여 석면광물을 비섬유형으로 변형시키거나 또는 상전이시킴으로 광물 종을 변화시켜 무해화하는 연구가 진행되고 있다. 하지만 국내에서는 석면의 광물학적 특성과 함께 무해화가 가능함을 제시하는 연구만 진행되었을 뿐, 열처리에 따른 석면광물의 형태 및 결정구조 변화에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 산출되는 백석면(chrysotile)과 석면형 투각섬석(asbestiform tremolite)에 대하여 열처리 전 후 석면의 형태 변화와 상전이에 따른 광물학적 특성을 전자현미경법으로 연구하였다. 백석면은 $850^{\circ}C$에서 2시간 동안 열처리된 후 감람석으로 상전이 되었으며, 석면형 투각섬석은 $1050^{\circ}C$에서 2시간 동안 열처리된 후 투휘석으로 상전이 되었다. 이러한 광물 상전이를 전자현미경법으로 연구한 결과, 두 석면은 섬유상 및 침상의 형태를 보이는 섬유다발이 열처리에 의해 끝이 매끄러운 주상의 형태로 변형되었으며, 분쇄하여도 벽개면, 섬유다발 등과 같은 형태로 발달하지 않음을 확인하였다. 또한 열처리에 따른 광물의 주 구성성분 변화 없이 결정구조의 변화가 일어남을 확인하였다. 이는 함수 규산염광물인 석면이 열에 의해 수산기(OH)가 제거되면서 광물의 상전이와 결정구조의 변화가 나타난 것으로 사료된다. 이처럼 전자현미경법은 석면의 형태, 화학성분, 그리고 결정구조의 변화를 동시에 확인 할 수 있어 광물 상전이에 따른 석면의 무해화를 연구하는데 효과적인 방법으로 판단된다.

• 자원환경지질
• /
• 제49권2호
• /
• pp.77-88
• /
• 2016

백석면[Chrysotile, $Mg_3Si_2O_5(OH)_4$]은 사문석군 광물에 속하는 1:1 층상규산염광물로 섬유상의 형태와 구조적 특성으로 인해 다양한 이용과 연구가 진행되었으나, 근래에는 1급 발암물질로 선정되면서 백석면의 분해에 따른 본질적인 무해화를 위한 연구의 관심도가 높아졌다. 따라서 이 연구는 열처리에 따른 백석면의 광물학적 특성 변화를 관찰하여 열분해에 따른 무해화 과정을 알아보고자 하였다. 실험은 캐나다 LAB Chrysotile 광상에서 산출되는 백석면을 이용하여 $600-1,300^{\circ}C$ 범위에서 2시간 동안 열처리를 하였으며, TG-DTA, XRD, FT-IR, SEM-EDS, TEM-EDS 분석을 통해 백석면의 결정구조, 형태 및 화학성분의 변화를 확인하여 광물학적 특성변화를 관찰하였다. 열분해 실험 결과, 섬유상의 hollow tube 구조를 가지는 백석면은 약 $600-650^{\circ}C$에서 흡열반응이 일어남에 따라 팔면체판(MgOH)에서 수산기(OH)가 제거되면서 백석면은 비정질 광물의 형태로 변화하였다(탈수화 1단계). 약 $820^{\circ}C$에서는 발열반응이 관찰되었으며 이는 Mg, Si, O의 재배열 결과 주상의 고토감람석(forsterite, $Mg_2SiO_4$)으로 상전이에 영향을 준 것으로 사료된다(탈수화 2단계). 또한 $800^{\circ}C$ 이상으로 열처리한 일부 시료에서 고토감람석 내 결정구조의 변화가 시작되었고, $1,000^{\circ}C$ 이상에서는 온도 상승에 따라 점진적인 재결정 작용 결과 3차원적으로 성장하여 구형광물로 형태 변화가 나타나며 완화휘석(enstatite, $MgSiO_3$)을 형성하였다. 따라서 이 연구는 다양한 분석법의 적용과 2시간 동안의 열처리를 통하여 백석면의 탈수화 반응에 따른 결정구조의 붕괴와 섬유상 형태의 변형을 확인하였으며, 백석면은 무해 광물인 고토감람석과 완화휘석으로 상전이 됨을 통해 백석면의 무해화 과정을 제시 할 수 있었다.

• 광물과 암석
• /
• 제36권4호
• /
• pp.233-257
• /
• 2023

충남 서부 홍성 및 비봉 사문석 광산의 암석 및 토양에는 석면이 산출된다. 이 지역은 기반암인 선캠브리아기의 편마암류 및 변성퇴적암류가 있고, 이들 암체를 관입하는 중생대의 화성암류, 그리고 시대 미상의 편마암류, 중생대 퇴적암류로 구성되어 있다. 상세한 지질조사와 더불어 사문암과 각섬암 시료를 채취하였고, 석면으로 추정되는 부분에서 광물시료도 채취하였다. 이들 중 대표시료에 대해 PLM, XRD, SEM, EPMA 분석을 실시하였다. 사문암은 급경사 단층으로 인접한 편마암 및 변성퇴적암과 NNE 방향을 이루며 발견되고 있고, 반복적인 사문암화와 활석화 작용이 사문암의 정치 방향에 따라 발생하였다. 각섬암은 선캠브리아기의 복합체내에서 관입암 또는 층상으로 산출된다. 사문암 및 각섬암에서 각섬석은 석면형 또는 비석면형으로 산출된다. 사문암들은 백석면과 트레모라이트 석면, 악티노라이트 석면을 포함하는데, 이 석면들은 단구, 벽개, 층상면을 따라 발견이 되고 산출상은 교차, 미끄럼, 덩어리 형이다. 각섬암들에는 트레모라이트 석면, 악티노라이트 석면이 덩어리 형으로 산출된다. 전체적인 결과 사문석 광산에서 온 암석들은 사문석계와 각섬석계 석면을 포함하며 이는 열수의 변질에 기인 한 것이다. 광산 지역의 건설상황 및 석면의 환경적 위해성을 고려시 추가적인 토지 관리 방안이 필요하다.

• 한국광물학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.15-39
• /
• 2019

안동 지역에 하나의 초염기성암 복합체가 격리된 안구상 형태로 산출된다. 이 초염기성암 복합체는 초염기성암에서 염기성암이며, 대부분은 페리도타이트이다. 이 복합체는 수 km로 동북동 방향으로 안동 단층을 따라 신장되어 있다. 이 연구는 안동 초염기성암 복합체 중 페리도타이트에 대한 암석지화학과 이곳에서 산출되는 석면의 특징에 대해서이다. 이 페리도타이트는 화성기원으로, 레조라이트에서 웨를라이트이고 높은 포스테라이트 조성의 감람석과 마그네슘 비의 단사휘석, 트레몰라이트에서 체마카이트질 조성의 각섬석을 포함한다. 지화학적으로 이들 암석은 높은 마그네슘비, 전이원소 함량과 낮은 알칼리 원소 함량을 보인다. 이 페리도타이트는 백석면, 트레몰라이트 및 악티노라이트 석면을 포함하나, 후자가 우세하다. 이들 각섬석계 석면은 소 단층면, 수 cm에서 십 cm 폭의 벽개, 단구에서 미끄럼 및 경사 섬유로써 산출이 되고, 백석면들은 수 mm~cm 폭의 맥 및 벽개에서 교차 및 미끄럼 섬유로서 산출이 된다. 이들 결과들은 PLM, XRD, SEM 결과로서 확인이 된다. 전체적인 안동 초염기성암 복합체 중 초염기성암의 특징과 석면의 산출 양상은 각각 전 세계의 알파인형 초염기성암과 충남 지역의 사문암화된 초염기성암의 특성과 유사하다.

• 자원환경지질
• /
• 제52권6호
• /
• pp.627-635
• /
• 2019

슬레이트는 석면을 이용한 대표적인 건축자재 중 하나로써 백석면(10~20%)과 시멘트 성분을 결합하여 만든 제품이다. 슬레이트에 포함되어 있는 석면은 인체에 유입되면 세포 손상이나 변형을 일으키고 체외로 잘 배출되지 않아 폐암, 석면폐, 악성중피종 및 흉막비후 등과 같은 질병을 일으키는 원인이 되는 것으로 입증되어 1977년 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)에서는 1군 발암물질로 지정하였다. 현재 이러한 슬레이트는 대부분 지정매립장에 매립하여 처리하고 있으나 매립용량이 한계에 다다르고 있고 매립한다고 하여도 추후 외부환경으로 노출될 수 있는 잠재적인 위험성이 있어 매립 처리방법 이외에 슬레이트에 포함된 석면을 무해화하여 안전하게 처리할 수 있는 방법이 필요하다. 따라서 이 연구에서는 발열반응 촉매제와 열처리를 이용하여 슬레이트에 함유된 석면 무해화 가능성을 확인하고자 하였다. 실험은 석면해체·제거 사업장에서 발생한 석면함유 슬레이트를 이용하였고 발열반응 촉매제는 염화칼슘(CaCl₂), 염화마그네슘(MgCl₂), 수산화나트륨(NaOH), 규산소듐(Na₂SiO₃), 카올린[Al₂Si₂O₅(OH)₄)], 활석[Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂]을 이용하여 총 6가지의 촉매제를 제조하였다. 6가지의 촉매제를 슬레이트에 각각 도포한 후 열중량-시차열분석(TG-DTA)을 실시하여 분석결과를 토대로 슬레이트 무해화를 위한 열처리 온도를 750℃로 결정하였다. 슬레이트에 6가지 촉매제를 각각 도포한 후 750℃에서 2시간 열처리하여 X-선 회절 분석(XRD), 주사전자현미경 분석(SEM-EDS), 투과전자현미경 분석(TEM-EDS)을 한 결과 슬레이트 내 백석면[chrysotile, Mg₃Si₂O₅(OH₅)]이 주상의 고토감람석(forsterite, Mg₂SiO₄)으로 상전이 됨을 확인하였다. 또한, 슬레이트 원시료와 발열반응 촉매제 도포 후 열처리한 시료에 물리적인 힘을 가하여 광물의 형상 변화를 비교 관찰한 결과, 슬레이트 내 백석면은 섬유형을 유지하였으나 촉매제 도포 및 열처리를 한 시료는 무정형 형태로 깨지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 발열반응 촉매제와 열처리를 통하여 낮은 온도에서 경제적으로 석면함유 슬레이트를 안전하게 처리할 수 있는 하나의 방안을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제9권2호
• /
• pp.223-228
• /
• 2021

석면 건축자재 최종 처리 방법은 폐기물 관리법에 의하여 지정폐기물 매립장에 매립 처리 하여야 한다. 그러나 2044년까지 연간 40만 톤 이상 배출이 예상되는 석면 폐기물을 전량 매립 처리하기에는 국내 지정폐기물 매립장 확보가 어려운 상황이다. 본 연구는 백석면을 3~7% 함유한 밀도 1.0~1.2g/cm³의 천장재를 대상으로 무해화 처리를 실시하고 이를 압출성형 패널의 보강섬유로 활용한 것이다. 옥살산 30%와 이산화탄소를 이용한 반응 공정을 통하여 무해화 처리가 된 것을 확인하였으며, 압출성형 후에도 이러한 무해화 성질은 유지하는 것으로 확인되었다. 다만, 석면 섬유의 완전한 무해화 처리를 위하여 초기 1mm 미만으로 분쇄를 실시함에 따라 섬유에 따른 보강성능 역할이 높지 않은 것으로 나타났다. 따라서 압출성형 공정에서 무해화 석면 섬유를 활용할 경우에는 보강성능 보완이 가능한 5mm 길이 이상의 섬유를 보완하여 사용하여야 할 것으로 사료된다.