• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.32 no.3
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• pp.213-222
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• 2019

Birnessite (birnessite, $7{\AA}$ manganate, ${\delta}-MnO_2$) is a major mineral comprising manganese nodule. Various synthetic methods have been studied and evaluated because it can be used as an ion exchange agent and a battery recharging material. However, it is difficult to obtain a single birnessite phase because it does not have a stoichiometric chemical composition. Feitknechtite (${\beta}-MnOOH$) is formed as an intermediate product during birnessite synthesis and in this study, the transition of this phase to birnessite was compared by using XRD and SEM. Two different methods, Feng et al. (2004) and Luo et al. (1998), based on redox reaction were used. It was possible to obtain the impurity-free birnessite for the sample aged 60 days at $27^{\circ}C$ by Feng et al. (2004) method and 3 days at $60^{\circ}C$ by Luo et al. (1998) method. The phase transition rate of the feitknechtite phase was slower in the case of $Mg^{2+}$ doped birnessite which was synthesized by Luo et al. (1998) method, and almost single phase almost single phase birnessite was identified at high temperature. Crystal surface and morphology also confirmed the difference between the samples synthesized by two methods.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.26 no.1
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• pp.55-64
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• 2013

The generation of staurolite from the mixed-phase muscovite and the metamorphic environment of shales in the Baekunsa formation, Hongsan, Buyeo, were studied using electron probe micro analysis (EPMA). The average chemical composition of mica-type mineral is $(K_{1.11}Na_{0.26}Ca_{0.04})(Al_{3.93}Fe_{0.21}Mg_{0.07})(Si_{6.08}Al_{1.92})O_{20}(OH)_4$, and shows a characteristics of the so-called illite with a low content of interlayer cations and Fe, Mg in octahedral sites. The mica-type mineral shows a typical chemical composition of the mixed-phase among muscovite, pyrophyllite, and chlorite (mixed-phase muscovite, $Mu_{70.5}Py_{23.5}Ch_{6.0}$). The staurolite, in general, occurs with the mixed-phase muscovites, pyrophyllites, and aluminosilicates in the rock. We consider that staurolite can be formed by a reaction involving pyrophyllite such as pyrophyllite+chloritoid. The chloritoid is formed by a reaction between pyrophyllite and chlorite and is supposed to be used up in the process of staurolite formation. As a result, the mixed-phase muscovite, formed during the transition of illite to muscovite, plays an important role for the generation of the staurolite. Considering that the reaction occurs at the temperature higher than $300^{\circ}C$ and pyrophyllites transform into aluminosilicates at $350^{\circ}C$, the shale in the Baekunsa formation can be considered to have been experienced a metamorphic temperature between $300{\sim}350^{\circ}C$.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.7 no.1
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• pp.49-61
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• 1994

As the groundwater flows along the fractures of crystalline rocks, it will be in contact with the fracture walls mostly coated by secondary minerals which are quite different form those of host rocks. The presence of fracture-filling minerals in crystalline rocks is important on the view point of radioactive waste disposal because of their great surface reactivity. The Surichi drill hole of 200 m in depth in the Yugu area composed mainly of Precambrian gneiss was selected to study the formation process of clay minerals on the fracture wall of gneiss, and their relation with present groundwater. The water-rock interaction in fractures resulted in the formation of gibbsite and clay minerals. They are formed by two different processes : (1) Incongruent dissolution of feldspar by groundwater diffused from a fracture path into rock matrix produced smectite and illite in situ, (2) on the wall of fracture, gibbsite, kaolinite, smectite and illite are formed by precipitation of dissolved species in groundwater. They show the paragenetic sequence such as gibbsite${\leftrightarrow}$kaolinite${\leftrightarrow}$smectite or illite. The paragenetic sequence of fracture-filling minerals was controlled by increase of pH of groundwater, decrease of fracture permeability by precipitation of fillings, and immobility of alkali or alkaline earths in groundwater. The groundwater from the Surichi borehole is a $Na-HCO_{3}$ type with pH range of 8.6-9.2. The sodium and bicarbonate in groundwater would be supplied by the dissolution of albite and calcite, respectively. The saturation index of groundwater and surface water calculated by WATEQ4F indicates that gibbsite and kaolinite are under precipitation to equilibrium state, and that smectite and illite are under equilibrium to redissolution environment. The stability relation of clay minerals in the $Na_{2}O-Al_{2}O_{3}-SiO_{2}-H_{2}O$ system shows that kaolinite is stable for all waters.

• Fire Science and Engineering
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• v.33 no.2
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• pp.30-38
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• 2019

Tracking, which is one of the main causes of electrical fires, is perceived as a physical phenomenon of electrical discharge. Hence tracking should be explained based on electric field analysis, conduction path by electron generation, and gas discharge physics. However, few papers have considered these details. This paper proposes a tracking mechanism including their effects on tracking progress. In order to prove this mechanism, a tracking experiment, an electric field analysis for the carbonization evolution model, and an explanation of the tracking process by gas discharge physics were conducted. From the tracking experiment, the current waveforms were measured at each stage of the tracking progress from corona discharge to tracking breakdown. The electric field analysis was carried out in order to determine the electric field on the surface of a dry-band and the high electric field region for electron generation during the generation and progress of carbonization. In this paper, the proposed tracking mechanism consisted of six stages including electron avalanche by corona discharge, accumulation of positive ions, expansion of electron avalanche, secondary electron emission avalanche, streamer, and tracking by conductive path. The pulse current waveforms measured in the tracking experiment can be explained by the proposed tracking mechanism. The results of this study will be used as the technical data to detect tracking phenomenon, which is the cause of electric fire, and to improve the proof tracking index.

• Journal of Conservation Science
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• v.29 no.3
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• pp.287-296
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• 2013

Excavated iron objects are preserved in stable condition through processes of conservation treatment because they are found in the form of various corrosion products. However, the conservation treatment leads to re-corrosion over time and accordingly, iron objects can be severely damaged, and therefore fundamental measures need to be prepared to control it. In this study, the types and characteristics of corrosion products were scientifically analyzed according to the re-corrosion of iron artifacts. In addition, the stability of the corrosion products was evaluated by exposing the standard samples under the re-corrosion environment. Re-corrosion proceeded with weeping in reddish brown on the cracks of iron artifacts. Weeping was detected akagan$\acute{e}$ite had a low hydrogen ion concentration and high chloride ion. The selection of standard sample goethite, lepidocrocite, hematite, and magnetite, were evaluated corrosive by weeping. After the samples were immersed in HCl(pH 1), $H_2SO_4$(pH 1), $H_2O$(pH 6) solution, they had been maintained for 180 days in relative humidity of 20%, 50%, 80% to investiage the changes of chemical components. As a result of analysis, the changes of chemical components were not showed in goethite, lepidocrocite, and hematite. But magnetite was changed to lepidocrocite in solution including chloride ion($Cl^-$) and to goethite and lepidocrocite solution including sulfuric acid($SO{_4}^{2-}$). Results of the study, in the case of magnetite known as s stable corrosion compound, it was identified the corrosion of magnetite occurs by corrosive ions, which means weeping generated in the iron artifacts can corrode magnetite as well as base metal.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.25 no.3
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• pp.202-212
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• 1992

This study reports on the genesis and mineralogical characteristics of the clay minerals in the soils derived from the five major parent rocks of granite, granite-gneiss, limestone, shale, and basalt in Korea. The investigation on the mineralogical aspects of primary and secondary minerals of the rocks and coarse fractions in the soils have been already reported. In this report, the identification of clay minerals in the soil clay fractions was done through the analyses of chemical, X-ray diffraction, and thermal methods. The studies showed clearly that much of the clay minerals was evolved by the weathering of primary minerals and some were further developed by the transformation of secondary minerals. Cation exchange capacity(CEC) of the clay fractions increased with higher amotunts of vermiculite, chlorite, and illite, however, decreased with higher hydroxy octahedral sheet within the interlayer spaces of vermiculite even if dominant clay with vermiculite. Feldspars in the granite and granite-gneiss might be completely transformed to kaolin mineral, Illite, chlolrite, and vermiculite formed by the alteration of micas, amphibole, augite, and primary chlorile seem to be subsequently transformed to the mixed layer minerals such as illite/vermiculite, illite/chlorite, and chlorite/vermiculite. These weathering products may be ultimately transformed into kaolin minerals. The smectite minerals in the clay fractions of the soils developed on the limestone are considerably present and they seem to be formed directly by the precipitation from high Mg solution and/or by the transformation of vermiculite from micas and chlorite in the parent materials. Abundant presence of illite in the soil clays developed on the shale is considered to have inherited from the fine particles and more resistant hydrous muscovite. The weathering sequences of the hydrous muscovite were as follows according to the degree of soil development ; hydrous muscovite ${\rightarrow}$ illite/vermiculite mixed layer(Inceptisols, Daegu series) and hydrous muscovite ${\rightarrow}$ illite/vermiculite mixed layer ${\rightarrow}$ vermiculite ${\rightarrow}$ kaolin mineral(Alfisols, Buyeo series). The plagioclase in the basalt might be mostly weathered to kaolin minerais. The augite in the basalt is likely to be transformed through progressive stage of weathering, augite ${\rightarrow}$ chlorite ${\rightarrow}$ chlorote/vermiculite mixed layer ${\rightarrow}$ vermiculite ${\rightarrow}$ kaolin. Another weathering sequence of augite could be expected, augite ${\rightarrow}$ chlorite ${\rightarrow}$ illite by the presence of illite and illite/vermiculite mixed layer in the clay fractions. Vermiculite and gibbsite were quantified from thermogravimetry(TG) and kaolin minerals, from both TG and differerential thermal analysis (DTA). Vermiculite in Jangseong series from the limestone was the dominant clay mineral of 21.7 percent and had a range in the order of 9.2 percent in Buyeo series to 5.4 percent in Daegu series from the shale. The rest soils ranged from 8.8 to 28.3 percent. Kaolin minerals were the dominant clay mineral of 32.7 percent in Asan series from the granite-gneiss and Gueom series of 32.0 percent from the basalt. The soils from the limestone ranged from 9.4 to 14.9 percent. The rest soils ranged from 8.9 to 28.6 percent. Gibbsite were 3.9 and 2.3 percent for Weoljeong and Chahang series from the granite, respectively. In Asan and Cheongsan series from the giranite-gneiss were 1.4 and 4.5 percent, respectively, and 3.6 percent in Jangpa series from the basalt.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1415-1419
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• 2006

메탄을 탄소원 및 에너지원으로 이용하는 메탄산화균은 물질대사과정 중에 다량의 세포외 고분자물질인 Extracellular polymeric substances(EPS)를 생성하는데, EPS는 카르복실기와 같은 표면흡착 기능을 가지고 있어 생체흡착제로 사용이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 메탄산화세균을 이용하여 중금속인 Cd의 흡착성능을 파악하여 활성슬러지의 흡착능과 비교하고, EPS 농도별, pH별 흡착량의 변화를 실험한 후 Freundlich 흡착모델식에 적용하여 흡착공정의 기본적인 설계인자를 도출하고자 하였다. 실험에 사용한 메탄산화세균은 매립지 복토층 상부 토양에서 분리하여 실험실에서 대량으로 배양하였으며, EPS 생성을 위해 메탄을 Head space의 20%를 주입하고 $30^{\circ}C$, 150rpm에서 질소원이 부족한 조건으로 48hr 동안 배양하였다. Cd의 흡착실험은 용액의 pH를 3에서 8까지 변화를 주면서 활성슬러지와 메탄산화세균의 시간별 흡착능을 측정하였다. 또한 중금속의 농도별 흡착능을 측정하여 흡착평형 상수를 파악하였으며, 중금속 흡착 전, 후 미생물의 SEM 촬영, FT-IR 분석, 전자현미분석(EPMA)을 통하여 무기성분 분석 및 표면관찰을 수행하였다. 실험결과 메탄산화세균에 의해 생성된 EPS 물질은 중금속에 대한 강한 결합능력이 있으며, Cd에 대한 최고 흡착능은 26mg Cd(Ⅱ)/g VSS의 값을 보였다. 이러한 미생물의 EPS의 흡착능은 pH와 칼슘이온의 영향을 많이 받았으며, 메탄산화세균의 FT-IR 분석결과 EPS에는 sulfate ester, pyruvate 등과 같은 작용기와 amino sugar, carboxyl 작용기들이 많이 존재하여 활성슬러지에 비해 중금속의 흡착능이 높은 것으로 사료되었다.X>${\mu}_{max,A}$는 최대암모니아 섭취률을 이용하여 구한 결과 $0.65d^{-1}$로 나타났다.EX>$60%{\sim}87%$가 수심 10m 이내에 분포하였고, 녹조강과 남조강이 우점하는 하절기에는 5m 이내에 주로 분포하였다. 취수탑 지점의 수심이 연중 $25{\sim}35m$를 유지하는 H호의 경우 간헐식 폭기장치를 가동하는 기간은 물론 그 외 기간에도 취수구의 심도를 표층 10m 이하로 유지 할 경우 전체 조류 유입량을 60% 이상 저감할 수 있을 것으로 조사되었다.심볼 및 색채 디자인 등의 작업이 수반되어야 하며, 이들을 고려한 인터넷용 GIS기본도를 신규 제작한다. 상습침수지구와 관련된 각종 GIS데이타와 각 기관이 보유하고 있는 공공정보 가운데 공간정보와 연계되어야 하는 자료를 인터넷 GIS를 이용하여 효율적으로 관리하기 위해서는 단계별 구축전략이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 인터넷 GIS를 이용하여 상습침수구역관련 정보를 검색, 처리 및 분석할 수 있는 상습침수 구역 종합정보화 시스템을 구축토록 하였다.N, 항목에서 보 상류가 높게 나타났으나, 철거되지 않은 검전보나 안양대교보에 비해 그 차이가 크지 않은 것으로 나타났다.의 기상변화가 자발성 기흉 발생에 영향을 미친다고 추론할 수 있었다. 향후 본 연구에서 추론된 기상변화와 기흉 발생과의 인과관계를 확인하고 좀 더 구체화하기 위한 연구가 필요할 것이다.게 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.는 초과수익률이 상승하지만, 이후로는 감소하므로, 반전거래전략을 활용하는 경우 주식투자기간은 24개월이하의 중단기가 적합함을 발견하였다. 이상의 행태적 측면과 투자성과측면의 실증결과를 통하여 한국주식시장에 있어서 시장수익률을 평균적으로 초과할 수 있는 거래전

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2009.11a
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• pp.177-177
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• 2009

사용후 핵연료의 건식처리 시 핵연료 다발을 절단하여 voloxidation 즉 휘발산화처리를 하면 고온에 의해 분리가 가능한 핵분열생성물의 분리와 우라늄의 산화에 의한 부피팽창으로 핵연료가 쪼개져서 입도가 작아지고 또한 핵연료가 피복재에서 쉽게 박리되게 된다. 그 결과 폐기물 처리 시에 발열핵종으로 폐기물의 저준위화시에 분리가 요망되는 Cs-137이 분리되는 장점이 있어 습식 재처리에 있어서도 바람직하다. 건식처리에 있어서는 voloxidation 으로 처리된 피복재에는 금속 지르코늄에 불순물로 함유된 우라늄의 의한 방사화 생성물과 피복재 표변에 부착/침투한 방사화 생성물이 방사능을 갖게 된다. 이러한 부착된 TRU 잔류물은 통상 1% 미만으로 알파핵종의 방사능이 원자로에서 배출시에는 고준위 기준치의 약 100배 수준이었다가 30년 냉각후에는 약 1/10 수준으로 저준위화 된다. 지르코늄 금속중에 불순물로 함유된 우라늄의 방사화로 생기는 방사능은 고준위 기준치의 10% 를 넘지 않아서 피복재의 저준위화시에 고려할 필요가 없다. 발생열은 방출시에 고준위 기준치의 약 30 배 수준에서 5년 냉각후에는 기준치 미만이 되며 30년후에는 1/8000 정도로 저준위화 된다. 사용후 핵연료를 습시처리시에 발생하는 고준위 폐기물 중 약 1/4 가 피복재 (hull) 임을 고려하면 피복재의 저준위화는 사용후 연료의 건식처리에 있어서도 필수적인 과정이다. 특히 미국의 고준위 폐기물 처분장 Yucca Mt.의 포기와 우리의 고준위 폐기불 처분장이 공론화되는 싯점에서 저준위화는 매우 필요한 기술이다. 피복재는 방사성 물질의 침투두께가 0.01mm 미만이 대부분으로 저준위화에는 표면제염에 의한 저준위화가 주로 연구되어왔다. 표면제염에 의한 저준화는 이온 빔, laser에 의한 방법, dry ice 분사에 의한 방법이 시도되었다. 염소기체를 이용하여 지르코늄의 산화막을 제거하고자 하였으나 이 산화막이 안정적이어서 표변의 연마, 아크릴 칼의 사용, 표면을 눌러서 처리하는 등 전처리하여서 염소기체 반응에 의한 표면제거 실험이 가장 효과적임이 실험적 결과이었다. 이러한 전처리로 방사능을 1/100 수준으로 낮춘다고 하더라도 지르코늄 금속중에 불순물로 함유된 우라늄의 방사화에 의해 중저준위 폐기물의 범주에서 벗어나지 않으므로 재활용에는 제한이 있다. 또한 전처리(표면제염)하여 분리되는 고준위는 다른 고준위 염폐기물과 함께 처리하여 발열 핵종을 제거하면 중저준위화가 가능하다. 저준위화 된 hull폐기물에는 지르코늄 금속에 불순물로서 함유되어있는 우라늄에 의한 방사능을 갖는데 이들의 제거나 분리는 지르코늄 합금 피복재 원료물질에 불순물로 함유하는 우라늄의 함량을 낮추는 것과 유사한 문제이다. 현재까지 지르코늄합금 피복재에 우라늄이 불순물로 함유된 것을 사용함으로 원자로내에서 방사화되어서 방사능을 갖게 되는 것은 피할 수가 없다. 따라서 저준위화 처리된 피복재는 장기 보관으로 방사능을 감쇠시켜서 재활용하도록 한다. 처리 방법으로는 초고압 압축저장, 시멘트 고화, 합성암석에 의한 고화법 등으로 장기간 보관 후에 금속으로서 재활용한다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.60 no.1
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• pp.34-38
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• 2016

In this paper, zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs) were synthesized using the sonochemical method, where equimolar amounts of zinc acetate dehydrate and sodium hydroxide were separately dissolved in deionized water, and then mixed for 30 min under magnetic stirring. The resultant white gel was sonicated for 60, 120, 180, 240, and 360 min with magnetic stirring. The obtained precipitates were centrifuged, repeatedly washed with ethanol to remove ionic impurities, and dried at 50 ℃ for 24 h. The formation of pure NPs was confirmed by X-ray diffraction, and their crystallinity and crystal phases were analyzed as well. Structural investigation was carried out by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The photocatalysis behavior of the ZnO NPs was investigated in a dark room under UV irradiation, using Rhodamine B. Spherical, rod, and flower-like ZnO NPs could be obtained by adjusting the sonication time, as observed by FE-SEM. The flower-like ZnO NPs exhibited excellent photocatalytic activity.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.15-15
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• 2023

2020년 기준 국내 상수도 보급률은 99.1% 차지하고 있으며(환경부, 2019), 수도관리차원에서 수돗물은 먹는 물로 시판되어질 만큼 우수한 관리체계를 유지하고 있다. 그 반면에 지하수는 생활용수, 식품가공, 농·축산, 양어, 군부대를 비롯한 전국지역에서 연간 10억 8천만톤 용수를 소비하고 있음에도 (환겨례 신문, 2013; 환경부, 2019) 사용되는 지하수의 약 65%가 음용수 불가판정을 받았으며, 최근 지하수의 오염비율은 급격히 증가하는 추세이다. 특히, 지하수관정의 관리부주의에 의한 수질오염 및 수인성 다제내성균(슈퍼박테리아) 등에 의한 오염사례가 국내는 물론, 국제적으로 다수 보고되고 있는 실정이다 (환경부, 2013). 현재 지하수 수질관리는 공공기관 및 지자체 지정기관을 통해 진행되고 있으며, 검사기간은 수질채취로부터 통상 7~15일정도 소요되어 수질 관리 및 기준, 검사주기에 대한 애로가 많다. 현장 지하수관정에서 실시간 수질을 모니터링하고 이에 연동된 자동 수처리 시스템의 개발 및 도입은 나날이 심각해지는 환경오염 상황에서 선제적 예방과 해결방법으로 중요한 요소기술이다. 현재 지하수오염 및 부적합 음용의 수질처리는 화학약품, 필터여과, UV살균, O₃ (플라즈마)을 이용하는 것이 대표적이나, 화학약품의 경우 2차 오염이나 식품 세척 및 가공에 있어 부적합성의 한계점이 있다. 필터여과의 대표적인 RO필터의 경우 약 50% 순손실이 발생하고, UV 살균의 경우 UV에 의한 사용관리자의 위험 및 장비의 광부식 문제, O₃ 의 경우 고압전류 사용에 따른 위험성 등의 한계점이 나타나고 있다. 지하수 수질정화를 위한 광유도 활성산소(¹O₂, ·O^-₂)는 광감응제에 가시광의 빛 조사를 통해 생성되는 활성산소로의 에너지 및 전자 전이가 동시 진행되어 단일항 산소(¹O₂)와 슈퍼옥사이드 이온(·O^-₂)을 생성하게 된다. 생성된 활성산소는 유해미생물 또는 유기화학물과 개열, 제거, 치환 반응 등을 통해 미생물사멸 및 유해화학물질들이 분해 가능하다. 이를 이용한 지하수 유해미생물 사멸기술, 장비, 실시간 지하수의 분석기술 및 정수처리, 지하수 물순환 시스템 개발뿐만 아니라 지하수 음용수 및 오염개선, 지하수 기저유출에 의한 오염원 저감으로부터 지류·지천, 하천 본류 수질개선 등의 대상지역에 활용 가능하다. 또한 광유도 활성산소는 기존 상수도 수처리에 있어 오존(O₃) 처리와 이산화티탄을 이용한 AOP과정을 단일처리 공정으로, 기존 O₃ 의 특성상 확산 거리가 매우 길어 사람을 포함한 생체 내에 유입 시 다양한 부작용 발생과 O₃ 차폐시설 요구의 문제점 극복의 대안으로 환경 및 인체에 무해한 광유도 활성산소 시스템을 적극적으로 도입 및 적용해야 한다. 본 연구 목적은 정류상태 흡광분광기술을 이용한 실시간 수질 모니터링과 광유도 활성산소를 이용한 유해 미생물의 멸균효능 및 지하수 수질관리 기술로의 적용 가능성을 제시하고자 한다.