• 한국토양비료학회지
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• 제44권5호
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• pp.734-744
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• 2011

본 연구에서는 안정화공법을 이용하여 폐금속 광산 주변 비소 및 중금속 성분이 복합적으로 오염된 농경지를 효과적으로 복원하기 위해 안정화제로써 석회석과 제강슬래그의 처리효과와 적용성을 실내컬럼실험을 통해서 검토하였다. 대상토양 내 중금속의 존재형태 중 이동성이 높은 형태인 교환성 및 탄산염 형태의 분포비율은 여러 문헌들의 결과들과 유사하게 카드뮴 > 아연 > 납 순으로 높게 분포하는 것으로 나타나 광해로 인한 농경지의 오염성분들 중 카드뮴은 주변 환경에 미치는 영향이 가장 크며 상당한 주위가 필요한 성분인 것으로 판단되었다. 본 대상토양과 같이 pH가 매우 높은 토양도 갑작스럽게 변화하는 산성환경에 의해 일시적으로 토양의 pH 완충력이 감소하여 다량의 중금속 성분들이 용출될 가능성이 높은 것으로 나타났다. 반면 석회석과 제강슬래그로 처리한 처리구는 수질기준을 초과한 침출수 가 관찰되었던 대조구에 비해 모두 수질기준 이하로 중금속의 농도가 매우 낮게 나타났다. 비소의 경우는 비소 저감의 목적으로 적용한 제강슬래그의 혼합비가 증가할수록 오히려 농도가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 제강슬래그가 함유하고 있는 인 성분과 관계가 있는 것으로 판단되었으며, 비소와인의 경쟁적인 흡착 관계에서 그 우세함이 토양의 특성에 따라 상이할 수 있을 것으로 예상되었다. 석회석은 카드뮴, 납 그리고 아연 등의 중금속 성분에 대해서 모두 좋은 처리효과를 나타내어 토양의 중금속 처리에 있어서 효과적인 안정화제로 판단되었다. 제강슬래그의 경우는 비소를 효과적으로 저감하는 물질인 철 산화물을 많이 함유하고 있기 때문에 비소 처리에 있어서 활용 가능성이 높은 재료로 판단되나 복원 대상토양 내에서 철 산화물과 서로 강하게 흡착하려고 하는 비소와 인의 흡착선호도를 먼저 평가한 후에 적용여부를 검토해야 하며, 이와 관련된 연구가 필요할 것으로 판단되었다.

• 한국습지학회지
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• 제25권2호
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• pp.145-158
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• 2023

인공습지(CW)는 도시 폐수처리를 위한 효과적인 기술로, 물리-화학적 및 생물학적 자연처리과정을 통해 오염 물질이 제거된다. 본 연구는 서지학적 분석 방법을 통하여 인공습지의 현재까지의 연구 진행 상황과 향후 연구 동향을 조사하였다. 인공습지를 통한 페수 처리 성능 평가 분석을 위하여 최근 출판된 논문(오픈 액세스 학술지 포함) 100편을 기반으로 종합적 분석 및 검토를 수행하였다. 분석 결과, 스페인, 중국, 이탈리아, 미국이 논문 출판수가 두드러지는 것으로 나타났다. 논문에서 가장 많이 사용된 핵심용어는 수질(n=19), 식물 정화(n=13), 강우유출수(n=11), 인(n=11) 순으로 나타났으며, 수질개선과 영양염류 제거에 대한 인공습지의 효율성 관련 연구가 폭넓게 연구되고 있는 것으로 분석되었다. 검토된 다양한 유형의 인공습지 중 Hybrid 형태의 인공습지가 TSS(95.67%) 및BOD(88.67%)으로 오염물질 저감효율이 가장 높은 것으로 나타났으며, VSSF, HSSF는 TSS 제거(83.25% 및 78.83%)에 가장 효과적인 것으로 조사되었다. VSSF 습지는 가장 높은 COD 제거 효율(71.82%)을 보였다. 일반적으로 인공습지에서 물리적 처리(예: 침전, 여과, 흡착)와 생물학적 메커니즘(예: 생분해)은 TSS, BOD, COD 제거 효율에 영향을 미치기 때문이다. Hybrid 형태의 인공습지는 호기성 및 혐기성 조건, 다양한 식생 유형, 다양한 매체 구성 등의 다양한 인자와 여러 처리 과정을 통해 미생물 활성도 증가 및 질소 처리를 통해 TN(60.78%)의 높은 저감효과를 보였다. FWS 형태의 인공습지는 퇴적물에 결합된 인을 침전 및 식물의 흡수를 통해 높은TP 제거효율(54.50%)로 나타났습니다. 일반적으로 인공습지에는 식물 정화 능력이 뛰어난 Phragmites, Cyperus, Iris 및 Typha 이 적용되고 있다. 본 연구는 향후 도시 지역에서 발생되는 폐수 처리를 위한 지속 가능한 대안으로 제시 가능할 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1B호
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• pp.11-22
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• 2009

장기유출 해석은 저수지와 댐의 용량 결정, 가뭄대책 수립, 하천유지유량 결정 등의 이수계획과 용수공급을 위한 댐 및 저수지의 물 관리, 수리권의 허가 및 조정, 용수 분쟁 조정 등의 하천 물 관리 실무와 하천, 호소의 수질예측 등에도 필수적이다. 이를 위해 수문학자들은 수자원관리를 목적으로 강우-유출 모형을 가장 널리 이용하고 있으나 실제 유역 내에 위치하고 있는 댐과 저수지 등과 같은 인위적 저류시설물에 대한 고려가 미흡한 실정이다. 각 저류시설물의 수용 및 방류 능력은 국부적으로는 저수지 하류에, 광역적으로는 유역 전체에 상당한 영향을 미칠 수 있으며 이러한 관점에서 볼 때 강우-유출 모형을 이용하여 유출해석 시 유역 내 포함된 저수지나 댐과 같은 시설물을 고려하여 모형을 구성하는 것이 타당하다. 본 연구에서는 과거 집중호우 등으로 홍수피해를 경험한 바가 있으며 농업용 저수지가 다수 위치한 안성천 유역을 대상으로 농업용 저수지가 유출해석에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 본 연구에서는 현재 홍수조절 능력에 대한 논란이 일고 있는 안성천 유역의 농업용 저수지를 고려하여 준 분포형 강우-유출 모형인 SLURP 모형을 구성하고 농업용 저수지의 저류 효과에 따른 하류 지역에 대한 영향성을 검토하였으며, 유출해석 시 모형 내 저수지 반영 여부에 따른 차이에 대하여 비교 분석하였다. 모형 내 저수지를 고려하여 모의한 결과, 강우가 집중되지 않는 봄과 가을철에는 저류효과가 있는 것으로 나타났으나 강우가 매우 집중되는 시기에는 하류로의 유출이 더 크게 모의되어 저수지를 고려하지 않은 경우와 차이를 보였으며, 유황분석을 통해 저수지 유무에 따른 유량변동이 풍수량(95일)과 갈수량(355일)에서 특히 크게 분석되는 결과를 확인 할 수 있었다. 단, 본 연구에서 분석하고자 하는 기흥, 이동, 고삼과 금광 저수지의 자료는 안성천홍수예보시스템 개선(건설교통부, 2007b)에서 조사된 내용에 의거하여 각 저수지별 최대방류량을 입력 자료로 활용하였으므로 실제 저수지 운영에 따른 유출과 유황변동과는 차이가 있을 수 있음을 미리 밝히는 바이다.

• 환경생물
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• 제35권1호
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• pp.83-94
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• 2017

본 연구는 2015년 12월부터 2016년 2월까지 고온배수 배출시설에서 온배수가 유입되는 경기도 포천시 영북면에 위치한 부소천 일대에서 조사를 실시하였다. 조사지점은 온배수가 유입되는 혼합역과 혼합역을 기준으로 상 하류 지점을 선정하여 수질 분석 및 저서성 대형무척추동물의 종조성, EPT-group 개체 비율, 군집 분석, 기능군 분석, 생물학적 하천 건강성을 평가하였다. 조사기간 동안 출현한 저서성 대형무척추동물은 총 3문 4강 11목 30과 50종 4,015개체이며, 출현종 비율은 하루살이목이 6과 16종 (32.00)%, 개체수 비율은 파리목이 1,848개체 (46.03%)로 가장 높게 나타났다. 하루살이-강도래-날도래목 (EPT-group)이 조사기간 동안 총 17과 32종 1,876개체 (46.72%)가 출현하였으며, 1차에서 3차 조사기간 동안 혼합역에서 가장 낮은 출현율을 나타냈다. 군집 분석 결과 혼합역에서 비교적 넓은 수온대를 가지는 실지렁이 (Limnodrilus gotoi)와 깔따구 sp2.(Chironomidae sp.2)가 우점하는 것으로 분석되었으며, 네점하루살이 (Ecdyonurus levis), 민하루살이 (Cincticostella levanidovae), 민강도래 KUa (Nemoura KUa) 등이 우점종으로 분석된 상 하류 지점과 차이를 나타냈다. 섭식기능군 분석 결과 상류와 혼합역에서 Gathering-Collectors, 하류에서는 Filtering-Collectors의 비율이 가장 높은 것으로 분석되었고, 상류에서 하류로 갈수록 Shredders의 비율이 감소하였다. 서식기능군은 Clingers와 Burrowers가 대부분을 차지하였으며, 상류에서 하류로 갈수록 Clingers의 비율이 높아지는 것으로 분석되었다. 하천 건강성 평가 결과 평균 2.73 (${\pm}0.41$)으로 혼합역에서 가장 불량한 상태를 나타내는 것으로 분석되었다. 수온과 냉수성종의 상관성 분석 결과 수온이 증가할수록 냉수성 선호종 및 EPT-group은 감소하는 것으로 분석되었다. 혼합역에 유입되는 고온의 방류수는 하천생태계에 교란을 일으키는 요인으로써 저서성 대형무척추동물 군집과 냉수성 선호종 및 민감종의 분포에 부정적인 영향을 미치고 있는 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권11호
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• pp.887-898
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• 2007

본 연구에서는 분포형 모델링 기법인 SWAT 모형을 이용하여 유역내의 다양한 물리적 특성을 고려한 공간적인 유사량 해석을 통하여 충주댐 유역에 대한 유사 발생 특성을 살펴보았다. 먼저, SWAT 모형의 특성 및 모형내 유사량 모의방법에 대해서 검토하였으며, 대상유역에 대한 유출과 유사량 관련 보정 및 검증을 통해 유역 유사량 해석을 위한 모델링 시스템을 구축하고, 구축된 시스템을 통하여 유역 규모, 토지이용, 하도구간별, 월별 침식 및 유사량을 검토함으로써, 대상유역에 대한 시공간적인 유사 발생 특성을 분석하였다. 상류에서부터 배수면적 크기별로 비유사량을 도시한 결과, 일부 상류 소유역을 제외하고 $0.5{\sim}0.6ton/ha/yr$의 값을 보였으며, 배수면적이 $1,000km^2$ 이상에서는 약 0.51 ton/ha/yr의 비교적 일정한 값을 나타내었다. 토지이용별 단위면적당 연평균 유사 발생량은 밭에서 가장 크게 나타나고 논과 산림에서 작은 것으로 나타났으며, 기존 연구자들의 결과와 다소 차이는 있지만 경향은 비슷하게 나타났다. 하도구간별로는 상류 소유역 중 유역면적이 상대적으로 크고 밭의 비율이 높은 평창강과 주천강에서의 유사량이 많은 것으로 나타났으며, 월별로는 연 유사량의 62% 정도가 홍수기인 $7{\sim}8$월에 집중되고 있는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 유역면적별 비유사량의 일정한 관계를 도출할 수 있었으며, 토지이용별로 침식 영향을 판단할 수 있는 개략적인 평가를 할 수 있었다. 또한 하도구간별 월별 유사량 비교를 통하여 시공간적인 유사 발생 특성을 파악할 수 있었다.$ 농도를 유지하여 상대적으로 작은 품질변화를 얻을 수 있는 것으로 평가되나 냄새유출과 외부로부터의 오염 문제의 해결을 필요로 한다. 6배 이상, 생체량 밀도는 3배 이상 높았다. 연간 종풍도지수(R)와 종다양성지수(H')는 2001-2002년에 R=0.0160, H'=2.47에 비하여 2006-2007년에는 R=0.0038, H'=1.11로 낮아졌다. 물막이 공사 후 새만금호의 해수역이 줄어들고 수질이 변하면서 어류 서식에 부적합한 환경이 조성되어 종풍도 지수와 종다양성지수가 낮아지고, 소수 기회종의 우점도가 높아진 것으로 보인다.의 표면양상이 관찰되었고, 군간 별다른 차이가 없었다. 즉, 활성형 BR인 CS은 $C_{27}-BRs$, $C_{28}-BRs$의 생합성 과정뿐만 아니라 $C_{29}-BRs$의 생합성 과정을 통하여 생성되는 과정이 식물체내에 존재함을 확인 할 수 있었다.한 one-bottle 접착 시스템과 통계학적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.y tissue layer thinning은 3 군모두에서 관찰되었고 항암 3 일군이 가장 심하게 나타났다. 이상의 실험결과를 보면 술전 항암제투여가 초기에 시행한 경우에는 조직의 치유에 초기 5 일정도까지는 영향을 미치나 7 일이 지나면 정상범주로 회복함을 알수 있었고 실험결과 항암제 투여후 3 일째 피판 형성한 군에서 피판치유가 늦어진 것으로 관찰되어 인체에서 항암 투여후 수술시기는 인체면역계가 회복하는 시기를 3주이상 경과후 적어도 4주째 수술시기를 정하는 것이 유리하리라 생각되었다.한 복합레진은 개발의 초기단계이며, 물성의 증가를 위한

• 환경영향평가
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• 제30권5호
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• pp.271-296
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• 2021

댐 저수지 수온성층은 수직혼합을 억제하여 저층의 빈산소층 형성과 퇴적물 영양염류 용출을 일으키는 원인이므로 미래 기후변화에 따른 저수지 성층구조의 변화는 수질 및 수생태 관리 측면에서 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 대청댐 저수지를 대상으로 고빈도 자료기반의 통계적 저수지 유입 수온 예측 모델을 개발하고, RCP(Representative Concentration Pathways) 기후변화 시나리오를 고려한 미래 유입 수온변화와 대청호 성층구조의 변화를 예측하는 데 있다. 대청호 유입 수온 예측을 위해 개발한 Random Forest 회귀 예측모델(NSE 0.97, RMSE 1.86℃, MAPE 9.45%)은 실측 수온의 통계량과 변동성을 적절히 재현하였다. 지역 기후 모델(HadGEM3-RA)로 예측된 RCP 시나리오별 미래 기상자료를 Random Forest 모델에 입력하여 유입 수온을 예측하고 3차원 저수지 수리 모델을 이용하여 기후변화에 따른 대청호의 미래(2018~2037, 2038~2057, 2058~2077, 2078~2097) 수온성층 구조 변화를 예측하였다. 예측 결과, 미래 기후 시나리오별로 대기 온도와 저수지 유입 수온의 증가속도는 각각 0.14~0.48℃/10year와 0.21~0.43℃/10year의 범위로써 지속적으로 증가하였다. 계절별 분석 결과, RCP 2.6 시나리오의 봄과 겨울철을 제외한 모든 시나리오에서 유입 수온은 증가 경향이 통계적으로 유의하였으며, 탄소저감 노력이 약한 기후 시나리오로 갈수록 수온의 증가속도가 빨랐다. 저수지 표층 수온의 증가속도는 0.04~0.38℃/10year 범위였으며, 모든 시나리오에서 성층화 기간이 점진적으로 증가되었다. 특히 RCP 8.5 시나리오 적용 시 성층일수는 약 24일 증가하는 것으로 전망되었다. 연구 결과는 기후변화가 호소의 성층강도를 강화하고 성층형성 기간을 장기화한다는 선행연구 결과와 일치하며, 수온성층의 장기화는 저층 빈산소층 확대, 퇴적물-수체간 영양염류 용출량 증가, 수체 내 조류 우점종의 변화 등 수생태계 변화를 유발할 수 있음을 시사한다.

• 환경영향평가
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• 제32권3호
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• pp.166-175
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• 2023

본 연구는 용인시 내 하천 중 일부 지점 및 구간에서 발생하는 적수현상(물이 붉은 색을 띠는 현상)에 대한 원인 규명을 목적으로 하였다. 사전조사에서 적수현상이 타나나는 3개 지점을 조사지점으로 선정하였다. 조사결과 용인시 내 하천의 주요 적수 발생원인은 지역의 토색과 철 성분에 의한 것으로 판단된다. JPS, SBS, JJS 지점 모두 적갈색과 적황색이 주를 이루는 토색 특성을 보였다. Fe 농도 평균은 각각 1.31 mg/L, 10.85 mg/L, 13.75 mg/L로 나타났으며, 일반적인 하천수 중 Fe 농도가 0.5 mg/L 이하임을 고려했을 때 상당히 높은 농도임을 확인할 수 있었다. JPS, JJS 지점은 주로 정체된 곳에서 적수현상이 발생했으며, 이는 유기물 및 미생물 등이 반응하며 적수현상이 강화되는 것으로 판단된다. SBS의 경우 물이 적색을 띠고 있으나, 실제 물색을 관찰한 결과 관거에 침착된 철 성분으로 인해 진한 적색을 띠는 착시현상을 일으키는 것으로 판단된다. 또한, 대부분이 입자성 철 성분으로 유리섬유여지로 여과한 결과 95% 이상 감소하는 결과를 통해 입자성 철 성분 제거를 통해 일반적인 하천수 농도범위로 철 농도를 감소시킬 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구결과, 물이 정체되지 않고 유수의 흐름이 유지될 수 있도록 하도 관리가 필요하며, 식생 피복을 통한 uptake 작용과 입자상 철 처리를 위한 응집침전 및 응집여과 방법을 통해 조사지점의 적수 발생을 완화할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제32권1호
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• pp.105-117
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• 2018

금강의 하천관리의 실질적인 자료를 얻고자 본류와 미호천의 30지소에서 수변식생지수를 이용하여 건강성평가와 다변량식생분석을 하였다. 그 결과 금강본류와 미호천에서 출현한 식물군락은 54개이었고, 식물상은 75과 185속 243종 2아종 21변종 2품종 268분류군이었다. 수변식생지수는 평균 38.3(3.3;G-D1 ~ 66.7;G-U2, G-U4, G-M3)으로 이 지역의 하천의 건강성은 보통(C등급)으로 평가되었다. 하천의 건강성은 금강본류의 상류가 가장 높았고, 금강본류의 하류에서 가장 낮았다. 수변식생지수와 수질의 클로로필-a의 함량과의 관계는 관련성이 낮게 나타났다. 집락분석결과, 식생은 바랭이군락 그룹, 갯버들군락 그룹, 개망초군락 그룹, 환삼덩굴, 버드나무, 물억새 그리고 달뿌리풀 군락이 우점하는 그룹, 망초와 물피 군락이 우점하는 그룹 등의 5개 집단으로 나누어졌고, 지소들은 비슷한 건강상태를 갖는 것들끼리 가까이 나타났다. CCA분석결과, 식생의 분포에 영향을 주는 환경요인은 식생면적, 인공구조물 면적, 수로면적, 지점폭, 수로폭, 제방높이 등의 물리적인 조건과 생물학적 요인의 출현종수였다. 이상과 같이 하천의 건강성이 높은 지역은 모니터링을 통하여 하천 식생의 지속적인 유지관리가 필요하고 건강성이 낮은 지역은 생태복원과 같은 적극적인 시행이 필요하다고 판단된다.

• 한국유기농업학회지
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• 제26권2호
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• pp.297-316
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• 2018

본 연구는 왕우렁이의 생리 생태적 특성 및 논 잡초방제를 위하여 투입된 왕우렁이들의 집단패사 원인을 구명하기 위하여 수행하였다. 1983년 국내에 도입되어 양식과 논 잡초방제를 위하여 활용되고 있는 왕우렁이의 종(species)은 연체동물문(Mollusca), 복족강(Gastropoda), 중복족목(Mesogastropoda), Ampulariidae과, Pomacea속에 속하는 Pomacea canaliculata Lamarck이다. 왕우렁이의 생리 생태적 특성조사 결과 왕우렁이 성체들이 국내에서 월동되고 있으나 왕우렁이 알로는 월동되지 못하고 있다. 수컷과 암컷의 비율은 1:1.99~2.33배로 암컷의 구성비가 높았다. 생장량은 1일에 87.7 mg이었으며, 껍질은 각고가 0.31 mm, 각경이 0.33 mm씩 자랐다. 왕우렁이의 생장은 먹이의 조건 등에 따라서 차이가 있을 수 있으며, 매우 빠른 생장량을 나타내었다. 한편, 건조에 대한 저항성은 매우 강하여 3개월까지 생존율이 약 80%에 달하였다. 왕우렁이 서식에 따른 수질에 미치는 영향을 평가한 결과 다량의 서식 밀도에서는 약간의 영향을 줄 수는 있겠으나, 잡초방제를 위하여 투입되는 밀도에서는 전혀 영향이 없었다. 논 잡초방제를 위하여 벼 이앙초기에 투입되는 왕우렁이가 2~3일 이내에 일시에 집단 패사되는 직접적인 원인은 미소생물인 패충류(참씨벌레)에 의하여 발생되지 않는 것으로 판명되었다. 다만 패충류 (참씨벌레)에 의하여 패사되는 비율은 밀도에 따라 2.86%와 5.71%로 매우 미미하였고, 통계적인 유의적인 차이가 없었다. 논 잡초방제를 위하여 투입된 왕우렁이들은 벼 이앙시기가 빨라지고, 일교차가 커지면서 추운 저온의 날씨로 인하여 논의 흙속으로 들어가서 죽거나 일부는 새의 먹이가 되어 사라지기 때문에 다량이 죽은 것으로 오해되었다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제1권1호
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• pp.23-32
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• 1994

태백 탄전 지대에서 산출되는 비정질 철 수산화물 (AIO)에 대한 회귀 원소 흡착 반응의 총체적 평형 상수 $K_{ad,app}$를 계산하기 위해 시간-흡착 실험 및 pH-흡착 실험을 실시하였다. 이와 같은 두 실험 결과에 의하면, Pb을 제외한 모든 원소의 흡착 반응이 평형에 도달하여 계산된 $K_{ad,app}$값이 실제의 값일 가능성이 높음을 알 수 있다. 희귀 원소와AIO간의 흡착 반응에 대한 $K_{ad,app}$와 수소 이온의 반응 계수 x는 pH-흡착 실험 결과로부터 얻어진 log($\Gamma$/ ［ $M^{2＋}$］$_{aq}$ )와 pH에 대한 선형 희귀 식의 절편과 기울기로부터 계산되었다. 이 연구에서 계산된 $K_{ad,app}$는 $10^{－4.5}$에서 $10^{2.75}$ 범위의 값을 갖는데, 이는 다른 연구자들에 의한 단순 조성계에 대한 실험 결과와 많은 차이를 보인다. 이 연구에 의한 $K_{ad,app}$는 자연계의 다른 환경에서 평가된 것과 어느 정도 비슷한 값을 보이지만 정확히 일치하지는 않는다 이러한 사실은 연구 지역의 수계에서 $K_{ad,app}$가 독특한 그만의 값을 갖는 것을 나타내므로, 흡착 모델링 전에 반드시 연구 지역의 수계에 맞는 정확한 $K_{ad,app}$값이 평가되어야 함을 의미한다. 이 연구에 의한 x는 -0.3 내지 0.7의 값을 갖는데, 이 또한 일반적으로 지구화학자들 사이에서 받아들여지는 값과는 상당히 다른 것이다. 이러한 x값의 차이는 아마도 흡착 자리에 대한 다른 이온종간의 경쟁 또는 종류가 다른 여러 흡착 반응의 동시 진행에 의한 것으로 생각된다. 이 연구의 결과는 태백 지역에서의 탄광 폐수에 오염된 수계 내에서의 적절한 흡착 모델을 세우는데 도움을 줄 것이다. 이렇게 세워진 흡착 모델을 이용하여 수계 내에서의 흡착에 따른 금속 원소 함량 변화를 기술할 수 있을 것이며, 이는 태백 탄전 지역에서의 광산 폐수가 수질에 미치는 영향에 대한 연구에 중요한 부분이 될 것이다.