• 자원환경지질
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• 제43권1호
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• pp.13-20
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• 2010

휴 폐 광산으로부터 유출되는 산성광산배수는 낮은 pH와 다량의 중금속 이온을 포함하고 있어 지하수·하천 오염 및 주변 환경 파괴의 원인이 되고 있다. 본 연구는 자연정화시설에서 기질물질의 흡착 특성 평가에 중점을 두었다. 이를 위해 버섯퇴비에 의해 광미로부터 용출된 중금속이 흡착 처리 되는 과정에서 황산염환원균의 영향을 파악하였고, $Cd^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Pb^{2+}$, $Zn^{2+}$을 포함한 인공 광산배수와 버섯퇴비를 반응시켜 중금속 흡착 처리 효율 평가 및 등온흡착곡선에 관해 고찰하였다. 연구 결과 광미에서 용출된 Mn은 미생물 혹은 흡착에 의한 안정화가 이루어지지 않은 것으로 나타났으며. Zn의 경우 황산염환원균에 의한 제거 기작이 중요한 역할을 하고 있음을 보여주었다. Fe는 미생물을 제거한 경우보다 미생물이 존재할 경우 다량의 Fe가 용출되었으며 이는 철환원박테리아가 $Fe^{3+}$를 소모함에 따라 Fe를 포함한 광물이 용해되어 용출되었기 때문이라고 추측된다. 버섯퇴비 투여 시 산화환원전위 (Oxidation Reduction Potential) 와 pH 측정을 통해 환원 환경 및 중성 환경이 조성됨을 확인 할 수 있었다. 인공 광산배수를 사용한 흡착실험결과 pH 6 조건에서 버섯퇴비의 중금속 흡착 효율이 90% 이상으로 매우 높게 나타났으며, pH 3 조건에서는 보다 낮은 흡착 효율을 보였다.

• 자원환경지질
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• 제50권5호
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• pp.341-352
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• 2017

Cs-137 (반감기 : 30.17년)과 더불어 중요한 원자력발전소 주변 환경감시대상 방사성 핵종 가운데 하나인 순수한 베타방출체인 Sr-90 (반감기 : 28.8년)에 대한 신속하고 용이한 모니터링 방법을 연구하였다. 스트론튬은 칼슘과 같은 2족 알칼리 토금속에 속해 있어서 전자배치나 크기가 비슷하며 최외각전자를 2개 가지고 있기 때문에 화학적으로 칼슘과 치환될 수 있다. 이러한 유사한 화학적 성질로 인해서 환경으로 유출시 물, 토양 및 농작물을 통한 먹이사슬을 거쳐서 인체로 쉽게 유입될 수 있으며, 인체 유입 시 뼈에 쉽게 침적되어 장기간 (생물학적 반감기 : 약 50년) 동안 독성을 유발한다. 스트론튬은 매우 환원성이 있고 특이 반응으로 습식분석이 어려우며, 특히 원자력발전소에서 감시하고 있는 방사성 스트론튬은 복잡한 분석절차, 고가의 분석 장비 사용 및 화학 전처리약품 다량 사용 등으로 분석의 정확도 저하는 물론 고비용에 따른 문제를 안고 있다. 따라서 펄스에너지를 사용하여 시료에 플라즈마를 생성시켜 고유 스펙트럼을 이용해 시료내 원소를 분석하는 Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) 분석기법을 도입하여 전처리 과정 없이 수 초 내에 분석이 가능하고 현장에서 실시간으로 측정 가능한 스트론튬 원소의 정량분석 방법을 도출하였다. 다양한 분석에 필요한 시료기판을 개발하여 레이저, 파장 및 시간분해능의 최적화로 분석 감도를 향상시키고 방해이온에 대한 영향 평가로 액체시료의 정량분석을 가능하게 하여 신속한 모니터링 체계를 구축하게 하였다. 이는 원자력발전소로부터 방출되고 있는 방사성 폐수의 실시간 모니터링에 효과적으로 적용될 수 있으며, 더 나아가 후쿠시마 원전사고와 같은 비상시 모니터링 수단으로 적용 될 수 있다.

• 한국환경농학회지
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• 제24권3호
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• pp.222-231
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• 2005

광산주변의 광해대책 없이 방치된 대부분의 잔류광미는 광산지역의 하류 농경지뿐만 아니라 재배 작물의 중금속 오염의 주원인이 될 수 있다. 본 연구는 폐금속광산의 중금속 오염 특성을 평가하기 위하여 국내 25개 광산 주변에서 채취한 광미를 대상으로 수용성, 산가용성 및 전함량 중금속을 분석 검토하였다. 광미 중 수용성 무기이온들의 함량은 ${SO_4}^{2-}>Ca^{2+}>Mn^{2+},\;Na^+,\;Al^{3+}>Mg^{2+},\;Fe^{3+}>Cl^-$ 순으로 높았으며, 특히 pH, EC, ${SO_4}^{2-}$ 및 $Ca^{2+}$ 함량은 광산별로 큰 편차를 보였다. 광미중의 중금속 전함량은 Cd 31.8, Cu 708, Pb 4,961, Zn 2,275 및 As 3,235 mg/kg이었고, 중금속 중 Cd, Zn 및 As는 우리나라 토양환경보전법의 토양오염대책 기준을 초과하였다. 광미 중 전함량에 대한 수용성 중금속 비율은 Cd > Zn > Cu > Pb > As 순으로 높게 나타나 토양 환경내에서 이동성이 높은 순위와 일치하였다. 또한 0.1M-HCl 산가용성 침출비율은 각각 Cd 17.4, Cu 10.2, Pb 6.5, Zn 6.8 및 As 11.4%(1M-HCl 추출성)이었고, 광미 중 중금속 전함량에 대한 수용성 함량비율은 화학성분 조성과 관련성이 큰 것을 알 수 있었다. 광미중의 중금속 부화계수(EF)는 As > Pb > Cd > Cu > Zn 순이었고, 오염지순(PI)는 Au-Ag 광산이 다른 광산보다 높은 것으로 나타났다. 이러한 광산 주변 광미의 중금속 부화계수와 오염지수를 근거로 볼 때 심각한 수준으로 중금속이 농집되어 있어 폐광산 주변의 주요 오염원은 광미를 포함한 광산폐기물로 판단할 수 있었다. 따라서 폐광산 주변에서 중금속을 다량 함유된 광미의 유실 및 강우에 의한 유출은 하부 수계 및 농경지에 심각한 문제를 야기 시키며,특히 산성 황화물을 함유하는 광산폐수는 산성배수를 일으켜 중금속 용출 부화를 가중시킬 수 있어 이에 대한 대책이 강구되어야 할 것이다.

• 수산해양교육연구
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• 제23권3호
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• pp.410-424
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• 2011

품질이 보다 우수한 토마토 홍합 통조림을 제조하기 위하여, 최적조미조건을 관능검사를 통하여 설정하였으며, 홍합을 자숙한 후 301-3호관에 충전 밀봉하여 $118^{\circ}C$ 에서 Fo값이 8-12분이 되도록 토마토 홍합통조림을 제조하여 각 살균 조건별 시료에 대하여 내용물의 이화학적 성질의 변화 및 관능적 변화를 조사하였으며, 아울러 Fo 값이 8분인 토마토 홍합을 90일간 저장하연서 저장 중 품질변화에 대하여 살펴보았다. 1. Fo값 8, 10, 12 인 토마토홍합 통조림을 제조하여 각 살균 조건별로 가열처리에 의한 토마토 홍합 통조림의 품질차이를 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 즉, 살균조건별 pH의 변화는 거의 없었으며, VBN은 열처리 정도에 따라 상당량 증가하였다. 시료 홍합 통조림의 정미성분 중 유리아미노산은 Fo 값이 증가할수록 약간씩 증가하였다. 총아미노산과 유리아미노산의 주요 아미노산은 glutamic acid 및 aspartic acid 이었다. 엑스분 중의 주요 무기질 성분은 Na, K, P 및 Mg이었으며 Fo값이 증가할수록 상당량 감소하였다. 조직감 면에서는 고온에서의 열처리로 인한 조직의 변화보다는 가열 및 가압에 따든 수분의 유출로 인해 조직이 단단해지는 것으로 나타났다. 각 살균 조건별로 관능검사를 실시한 결과 색조, 냄새, 맛 및 조직감 등 시료간의 관능검사 점수가 차이가 나지 않았고, panel member 들이 관능적 차이를 구별하기 힘들다는 의견이 지배적이었다. 따라서 살균원가가 가장 저렴하고 상업적 살균 조건에도 만족되는 Fo 값 8분인 제품을 생산하는 것이 바람직하다고 판단되었다. 2. Fo 값 8분으로 제조한 토마토 홍합통조림의 저장 중 품질변화를 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 즉, 수분 (78.7~79.9%), 조단백질 (14.9~15.6%), 조지방(2.3~2.6%) 및 조회분(2.1~2.3%) 함량은 저장기간에 따른 변화가 거의 없었다. 또한 휘발성 염기질소 함량도 10.9~11.7mg/100g 으로 큰 차이는 보이지 않았다. 명도(L값 32.3~37.5)의 경우 저장 중 차이는 거의 없었으나, 적색 (a값, 18.3~6.5) 및 황색도(b값, 18.0~17.0)의 경우 저장기간이 길어질수록 점차 감소하였다. 한편, 육 색깔의 갈변도(${\Delta}E$값, 66.6~64.2)는 저장기간에 따른 차이는 거의 없었다. 지질의 산화정도를 알 수 있는 TBA값은 제조 직후 0.099에서 저장 90일에 0.123으로 증가하였다. 저장 중 토마토 홍합 통조림의 아미노 질소의 함량은 미미하나마 증가하였다. 유리아미노산의 총량은 저장 90일이 920.1mg/100g 으로 가장 높았으며, 주요 유리아미노산은 glutamic acid, taurine asparagine glycine 등 이었다. 토마토 홍합의 무기이온성분은 Na 및 K가 가장 많았으며, 다음이 P, Mg 및 Ca의 순 이었다. 관능검사에서 색/ 냄새 및 조직감의 평가에서는 저장기간에 따른 차이가 거의 없었으나, 맛 및 종합평가에서는 90일 저장한 토마토 홍합 통조림이 그 값이 가장 높았다.

• 한국산림과학회지
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• 제100권2호
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• pp.142-148
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• 2011

본 연구는 밤나무림, 소나무림 개벌조림지로 이용되고 있는 산지소유역에서 임상별 계류수질의 차이와 변화를 분석하고, 이를 먹는물 수질기준과의 비교를 통하여 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다. 세 임분의 계류수 pH는 소나무임분(pH 7.18) >밤나무임분(pH 6.90) >개벌조림지(pH 6.82) 순으로 나타났다. 전기전도도는 개벌조림지 >밤나무임분 >소나무임분의 순으로 높게 나타났다. 양이온은 세 조사구의 계류수 모두 $Ca^{2+}$, $Na^{+}$, $Mg^{2+}$, $K^{+}$, $NH_{4}{^{+}}$의 순으로 높게 나타났다. 음이온은 밤나무임분과 소나무임분 계류수에서는 $SO_{4}{^{2-}}$, $Cl^{-}$, $NO_{3}{^{-}}$의 순으로 높게 나타났으나, 개벌조림지 계류수에서는 $SO_{4}{^{2-}}$, $NO_{3}{^{-}}$, $Cl^{-}$의 순으로 높게 나타나 차이를 보이고 있다. 세 조사구의 계류수 간에 차이를 살펴보기 위하여 각 임분별 수질의 변화에 대한 다중검정을 실시한 결과 12개 항목 중에서 pH, EC, $NO^{3-}$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Na^{+}$, $Cl^{-}$, TNU, Color 9개 항목들은 임분 간에 유의성이 인정되므로 각 임분별 수질의 차이가 나타났다. 특히, 개벌조림지는 식재목 성장을 위한 비료의 시용으로 인하여 밤나무림과 소나무림에 비해 오염지표라 할 수 있는 EC, $NO{^{3-}}$, $SO_{4}{^{2-}}$, $Cl^{-}$, 탁도, 색도 등이 높은 것으로 보아 임지 이용에 따라 수질에 영향이 있는 것으로 나타났다. 각 임분별 계류수의 pH, $NH_{4}{^{+}}$, $Cl^{-}$, $SO_{4}{^{2-}}$, $NO_{3}{^{-}}$는 먹는물 기준이하를 나타내어 수질이 비교적 양호한 편으로 나타났으나, 탁도와 색도의 수치는 모든 임분에서 먹는물 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 따라서 도시주변 산림지역은 토사 유출로 인하여 탁수화 및 밤나무 재배지는 시비 등으로 수질오염이 예상되므로 계류수를 식수화하기 위해서는 간이 수질정화시설과 같은 적절한 대비책이 마련되어야 할 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제55권2호
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• pp.209-217
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• 2022

경작을 위해 토양에 공급하는 인산질 비료가 석회석을 이용한 안정화 적용 토양에서 비소의 용출에 미치는 영향을 회분식 실험과 칼럼실험을 통해 확인하였다. 토양은 폐석탄광인 옥동, 부국 탄광 주변 경작지에서 채취하였으며, 채취한 토양의 평균 비소 농도는 20.0 mg/kg으로 나타났다. 연속추출을 통해 비소의 지구화학적 이동성이 상대적으로 높은 토양을 선택하여 실험에 사용하였다. 석회석(3 wt%)과 토양을 혼합하여 안정화 적용 토양을 준비하고 농촌진흥청에서 제시한 경작지 토양 내 유효인산 기준을 바탕으로 인산질 비료(NH₄H₂PO₄)를 토양과 혼합하였다. 이때, 석회석과 혼합하지 않은 비교토양을 준비하여 대조군으로 활용하였다. 토양으로부터 용출되는 비소의 농도는 인산질 비료의 공급량과 양의 상관관계를 나타냈다. 이러한 결과는 안정화 유무에 따라 큰 차이를 보이지 않았다. 용출액 내 인산염(PO₄^3-)의 농도는 석회석을 혼합한 조건에서 상대적으로 낮은 결과를 보였는데, 이러한 결과는 PO₄^3-와 석회석에서 용해된 칼슘 이온(Ca²⁺)의 결합침전에 의한 것으로 판단된다. 지속적으로 관개 수를 공급하는 경작환경에서 인산질 비료가 비소의 용출에 미치는 영향을 확인하기 위해 칼럼실험을 진행하였다. 칼럼실험 초기 10 P.V.까지는 토양으로부터 비소의 용출량이 석회석 혼합조건에서 더 적었지만 이후에는 석회석 혼합조건과 상관없이 유출 수의 비소 농도가 점차 증가하였다. 칼럼실험 이후 잔류토양을 건조시켜 연속추출을 실시한 결과 안정화 조건에 상관없이 실험 전 토양과 비교하여 상대적으로 이동 가능한 형태의 비소의 분율이 증가하였다. 이러한 결과는 석회석을 이용하여 토양 안정화 공법을 적용하여도 경작과정에서 공급하는 인산질 비료에 의해 토양 내 비소의 지구화학적 이동도가 증가하여 안정화 효과가 감소할 수 있음을 보여준다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1B호
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• pp.51-60
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• 2006

산업활동으로 인해서 발생하는 제강슬래그와 최근 선진국에서 환경개선 및 오염방지를 위한 용도로 활용하고자 활발히 연구되고 있는 제올라이트 등의 다공성 재료를 오염된 하천의 정체수역에 설치하여 저비용으로 수질을 개선시킬 수 있는 기법은 폐기물의 재이용 측면과 하천수질개선 측면에서 매우 필요하다. 현재 제철소에서 발생하는 부산물인 제강슬래그의 화학적성분은 주로 CaO, $SiO_2$, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$ 등으로 이루어져 있으며, 침전유발물질 및 흡착성물질이 함유되어 있다. 제강슬래그는 다공질 형태의 비표면적을 가지고 있어서 정화용 필터나 흡착재로 이용하기에 좋은 이점을 지니고 있다. 그리고 제올라이트는 양이온 교환특성, 흡착특성, 촉매특성, 탈수 및 재흡수특성 등의 이점을 지니고 있어서 축산농가의 환경개선, 도시의 생활하수의 처리, 공업폐수 처리, 음료수 수질개선, 방사성폐기물 처리 및 방사성 물질의 오염방지 등에 응용되고 있다. 그러므로 제강슬래그나 제올라이트를 Mattress/Filter의 채움재 및 수질정화용 여재로 활용함으로써 수질개선 등 효과를 동시에 얻을 수 있다. 본 연구에서는 제강슬래그와 제올라이트가 정체수역에 설치되는 Mattress/Filter시스템의 채움재로 활용할 때 공극률에 따른 수질개선효과를 파악하기 위하여 공극률을 38.6%인 P1, 45.8%인 P2 및 49.8%인 P3로 변화시켜 각각의 유입수와 유출수의 pH, DO, T-N, T-P 등을 측정하여 비교하였다. 수질개선에 사용된 Mattress/Filter시스템은 오염된 하천수가 Mattress/Filter시스템의 공극사이를 통과하면서 채움재에 형성된 다공질에 의한 여과작용과 생물막에 의한 접촉작용, 흡착작용 및 생물분해작용 등을 촉진시키는 기능을 가지고 있음을 알 수 있었다. 제강슬래그 및 제올라이트를 채움재로 사용한 Mattress/Filter 시스템은 쉽게 생물막을 형성시키고 유기물의 흡착을 촉진시켜 오염물질을 정화하는데 필요한 자정작용의 효과를 증대시키고 수질개선을 촉진시킬 수 있는 자연환경에서 하천정화에 이용될 수 있는 시스템임을 확인할 수 있었다.