• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.167-170
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• 2005

대부분의 폐광산 주변 농경지 토양은 비소 및 여러 중금속으로 오염되어 있으며, 이러한 중금속들의 지속적인 용출에 의해 주변 지하수 오염과 재배 농산물의 중금속 축적이 우려되고 있다. 오염토양에서의 중금속 용출에 의한 오염을 막기 위하여 본 연구에서는 개량제를 이용한 안정화 공법을 선택하여 하부로 배출되는 중금속의 용출율을 감소시키는 실험을 실시하였다. 생석회(CaO)를 개량제로 이용하여 실제 오염 농경지 현장과 비슷한 대형칼럼을 제작한 후 인공강우를 주입, 하부로 용출되는 중금속의 농도를 측정함으로써 생석회 첨가에 의한 용출율 감소를 규명하였다. 개량제를 비오염토와 혼합하여 오염토양 상부에 복토한 것과 오염토와 혼합하여 객토한 칼럼을 각각 제작하였으며 투입되는 생석회의 양도 $2{\sim}10%$로 다양하게 적용 하였고, 첨가된 개량제의 성상도 분말과 입상으로 나누어 실험하였다. 주입하는 인공강우는 연구지역 주변의 10년간의 연 평균 강수량을 토대로 산정하였으며, 복토와 객토를 하지 않은 오염토양도 같은 조건에서 용출을 실시하였다. 실험결과 생석회의 성상에 따른 중금속 용출율의 차이는 없었으며, 개량제 함량은 5%가 적당한 것으로 나타났다. 복토와 객토를 비교하였을 때 용출되는 중금속의 농도는 객토가 복토에 비해 낮아 중금속 용출율 감소효과가 매우 큰 것으로 나타났으며, 중금속의 종류에 따라 용출율 감소의 차이를 나타내었다. 복토법의 경우 As의 용출율은 분말 생석회를 5% 복토한 경우 용출율이 10배 감소하고 Cd의 경우 2%와 5% 복토한 경우 각각 25배와 161배 감소하는 것으로 나타났다. Pb의 경우 생석회로 5%로 복토한 경우 10배정도의 용출율 감소를 보였고 Zn의 용출율은 분말, 입상 생석회를 5% 복토한 경우 80배$\sim$155배 감소하는 것으로 나타났다. 객토법의 경우 입상생석회를 5% 복토한 경우 Cd과 Zn 각각 200배에서 400배의 용출율 감소를 나타내었다.

• 한국환경생태학회지
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• 제14권2호
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• pp.119-126
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• 2000

충남 사문암 지역인 광천, 홍성, 백동, 대흥 및 유구지역의 토양, 식물체(참억새, 쑥, 리기다소나무) 및 지표수, 갱내수의 중금속 함량을 분석한 결과 사문암 토양의 Ni, Cr 및 Co 원소가 변성암 토양에 비하여 10~13배높았으며 이 원소들이 serpentine factor로 생각된다 사문암 지역간에는 이들원소의 차이가 뚜렷하지 않았다 변성암 토양식물에서보다 사문암 토양 식물에서 Ni, Cr, Co등이 높았다 리기다소나무의 원소 흡수량은 비교적 낮았고 3종 식물에서 대체로 뿌리의 원소 함량이 지상부 함량보다 높았으며 사문암 토양에서는 Ni, Cr, Co, Mo, Sc, As 및 Fe 원소들이 쑥보다 참억새에서 높았다 사문암 토양에서 생육하는 식물체 지상부의 생물학적 흡수계수는 Ni, Cr, Co, Zn, Sc, As 및 Fe 원소는 참억새에 높고Zn은 쑥에서 높았다,. 사문암 토양에서 뿌리로부터 지상부로의 원소 전이는 Ni, Cr, Co, Zn As 및 Fe 원소에 대해 쑥에서 높았고 Mo와 Sc 원소는 리기다소나무에서 높았다. 따라서 사문암 토양에서 참억새가 중금속의 흡수율은 높고 중금속에 대한 내성은 강할 것으로 사료된다 대흥지역에서 광산의 오염이 지표수 및 갱내수의 Ni. Cr, Co, Zn 및 Fe 등의 원소 농도를 높게 하였으며 비오염 계류는 오염계류의 원소 농도를 희석시켰다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권10호
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• pp.1072-1080
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• 2005

과거 납제련소 부지의 중금속으로 오염된 토양을 EDTA, citrate, HCl의 세가지 용매를 이용하여 토양세척법으로 처리한 경우 중금속의 추출특성에 대하여 중금속의 추출율과 화학적 결합형태별 변화를 중심으로 살펴보았다. EDTA를 이용한 토양세척실험에서 중금속의 추출은 Pb에 특히 효과적이었다. EDTA/HM의 물비가 증가할수록 Pb의 제거율도 증가하였고 EDTA/HM의 몰비 6.5에서 효율적인 제거가 가능하였다. Citrate를 이용한 토양세척실험에서 중금속의 추출은 다른 중금속들 보다 Zn의 추출에 효과적이었다. HCl은 모든 중금속에 대하여 전반적으로 높은 추출율을 나타내었으며 0.3N 농도에서 가장 효율적인 추출이 가능하였다. EDTA로 토양세척법 처리 전후 중금속의 결합형태별 변화는 교환성과 탄산염 형태와 같이 결합력이 약한 형태로 존재하는 중금속이 대부분 추출되었다. Citrate와 HCl 처리 후 중금속의 결합형태별 변화는 네가지 중금속 모두 유사한 경향을 보였으며 Pb은 처리 전보다 처리 후에 교환가능성 형태가 증가하는 현상이 관찰되었다. Citrate 처리시 중금속 추출효율은 비결정성 형태의 함량과 거의 일치하는 결과를 나타내었다. EDTA와 HCl을 이용한 경우는 중금속 추출효율과 중금속의 결합형태의 비교결과 Zn을 제외한 나머지 중금속의 경우 비잔류성 형태의 대부분을 제거할 수 있었다. 처리 후 토양의 TCLP 결과는 EDTA로 처리한 경우에 Pb의 USEPA 기준인 5 mg/L를 만족시켰다.

• 지질공학
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• 제12권2호
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• pp.203-214
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• 2002

벤토나이트의 중금속 흡착에 대한 다양한 실험적 조건을 만족시키기 위하여 박스-벤켄(Box-Benken)의 통계적 모델을 적용하였다. 모델에 의하여 pH, 중금속의 초기농도, HCO$_3$을 변수로 하고, 각 변수에 대한 농도를 3차원으로 설정하여 벳치 실험을 실시하였다. 실험에 선택된 중금속은 Pb, Cu, Zn, Cd 4종이다. 중금속의 흡착거동에 대한 각 변수들의 영향을 표면반응 분석을 통하여 3차원으로 모델링하였다. 중금속의 흡착제거에 중금속의 초기농도와 pH가 거의 비슷한 정도로 큰 영향을 미치고 중탄산은 큰 영향을 미치지 못한다. 중금속간의 흡착경쟁은 Pb>Cu>Zn>Cd의 순서를 보인다. 아울러 pH 변화가 중금속 흡착에 미치는 영향을 실험적 및 열역학적 분석을 통하여 알아보았다. 중금속의 수산화 화합물과 탄산염 복합체의 형태로 침전이 흡착제거에 중요한 변수임이 밝혀졌다. WATEQ4F 열역학 프로그램에 의한 종분포 모델링 결과가 흡착실험결과와 다소 상이함을 보이므로 프로그램의 열역학 자료의 수정이 필요하다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권4호
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• pp.311-325
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• 2007

오늘날 중금속으로 오염된 토양의 위해도 평가 및 오염토양 복원을 위한 기술의 적용에 있어서 점차 중금속의 생물유효도(bioavailability)가 총함량보다 중요하게 생각되고 있다. 그 결과 많은 연구자들은 토양과 토양수 내의 생물에 유효한 중금속의 함량을 조사함과 더불어 이 유효도에 영향을 미치는 주요 토양환경인자를 연구하고 있다. 따라서 본 총설은 일반적으로 유효도 평가에 이용되는 기존의 여러 방법들을 비교평가하고 중금속 유효도의 중요성을 이에 영향을 미치는 토양 인자와 함께기술하였다. 현재까지 다양한 유효도 측정 방법이 개발되어 많은 연구에 적용되고 있는데, 이에는 화학적 침출 방법 (chemical based extraction)과 이온 선택성 전극 (ion selective electrode, ISE) 및 확산구배막(diffusive gradient in the thin film, DGT)을 이용한 중금속 화학종 분리방법 등을 들 수 있다. 그러나 이와 같이 개발된 다양한 기술이 유효도 측정에 있어서 괄목할 만한 성과를 내고 있음에도 아직 국제적으로 인증되고 있는 기술이 있는 것은 아니다. 게다가 토양 중 중금속의 유효도는 토양의 종류 및 특성 그리고 측정 대상인 중금속의 종류에 따라 매우 다양한 양상을 보여준다. 토양 중 중금속의 유효도 변화는 주로 토양과 토양수 사이에서 일어나는 이온교환 반응을 통한 중금속 흡착(adsorption)과 탈착(desorption)에 의하여 일어나며 이 반응은 토양 pH, 유기물, 토양수 중 유기탄소(dissolved organic carbon, DOC), 유기산(low-molecular weight organic acids, LMWOAs) 및 주요 양이온과 같은 토양환경인자의 변화에 영향을 받는다. 예를들어 토양 pH의 증가는 탈수소화(deprotonation) 작용을 통해서 토양표면의 중금속 흡착능력을 높여 결과적으로 유효도를 감소시킨다. 토양중 유기물은 중금속 유효도를 감소시킴과 동시에 유기탄소 및 유기산의 원천으로서 유효도를 증가시키기도 한다. 즉, 유기물은 주로 음으로 하전된 표면을 가지고 있어 중금속을 고상으로 흡착시켜 유효도를 감소시킨다. 반면에 유기물에서 녹아 나온 토양수중 유기탄소 및 유기산은 강한 킬레이트(chelate)로서 토양표면으로부터 중금속을 떨어져 나오게 하여 유효한 중금속 함량을 높여준다. 이와 같은 중금속 이온과 토양인자 사이의 상호반응은 토양의 종류 및 중금속의 종류에 따라 매우 다양하다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1997년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.59-65
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• 1997

Bench Scale급 석탄가스화기에서 배출된 slag의 거동을 살펴보기 위해서 Drayton탄(호주)과 Kideco탄(인도네시아)으로부터 생성된 slag의 조성, 형상, 잔존탄소함량 및 중금속 성분들을 분석하였다. Drayton탄 slag는 표면이 매끄럽고 다공성을 띄며 crack이 거의 없었고 결정구조가 비정형(amorphous)인 반면에, KIDECO탄 slag의 경우는 표면이 거칠고 crack이 상당히 많이 존재하는 것으로 나타났다. Slag중에 함유된 잔존탄소함량은 두 대상탄 모두 1% 이하를 보임으로써 slag의 재활용 기준인 3%를 만족하였다. Slag 재활용시 중금속의 2차적인 환경오염을 우려하여 석탄중에 포함된 중금속 함량 분석결과 대부분의 중금속이 slag중에 용융되어 안정한 화합물로 존재하고 있었으며, slag의 용출수 분석결과 중금속으로 인한 2차 환경오염 문제는 없을 것으로 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권8호
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• pp.728-734
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• 2002

전기로 더스트를 점토 또는 백토와 혼합하여 소성온도에 따른 전기로 더스트 내에 존재하는 Cr, Cd, Cu, Pb, Fe, Zn 중금속들의 거동을 조사하였다. 전기로 더스트를 점토와 백토에 각각 0∼50 wt%씩 첨가하였고, 소성은 $200^{\circ}C$ 간격으로 $200∼1200^{\circ}C$ 범위 내에서 수행하였다. 소성된 시편은 TCLP법에 의한 용출실험을 거친 후 ICP-AES로 분석하였다. 중금속표준용액을 이용한 양이온 교환능 실험결과 점토와 백토가 기존의 중금속 흡착제인 제올라이트와 비슷한 중금속 양이온 교환능을 보였으며, Cr에 대해서는 더 우수한 교환능이 관찰되었다. TCLP법에 의한 용출실험 결과 Cr과 Fe는 모든 시편에서 거의 용출되지 않았으며, Cd과 Zn은 소성온도가 증가하고 전기로 더스트의 함량이 적을수록 용출량이 감소하였다. 점토 또는 백토와 전기로 더스트를 혼합 소성 시 일차적으로 양이온 교환능에 의해 중금속이 준안정화되고 이차적으로 공융반응에 의하여 중금속들이 완전하게 고정화되어 중금속 용출을 억제하는 것으로 추정된다. 본 연구에서 백토가 점토 보다는 전기로 더스트 중금속의 안정화에 더 효과적이었다.

• 한국환경농학회지
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• 제5권1호
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• pp.30-34
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• 1986

하상(河床) 퇴적오니(堆積汚泥)의 중금속(重金屬) 오염현황(汚染現況)과 하천수(河川水)의 수질오염(水質汚染)이 하상(河床) 퇴적오니(堆積汚泥)에 미치는 영향(影響)을 파악(把握)하고자 대저시(大邸市)를 관류(貫流)하는 금호강(琴湖江)과 그 지류(琴湖江)들의 하상(河床) 퇴적오니(堆積汚泥)에 대해서 몇가지 중금속(重金屬) 함량(含量)과 그 화학적(化學的) 형태(形態) 및 추출(抽出)에 미치는 pH의 영향(影響)을 조사(調査)하였다. 하상(河床) 퇴적오니(堆積汚泥)의 중금속(重金屬) 오염(汚染)은 신천(新川), 공단천(工團川) 및 달서천(達西川)에서 가장 높았으며 $0{\sim}5cm$의 표면부분(表面部分)에 대부분(大部分)의 중금속(重金屬)이 분포(分布)되어 있었다. 오니중(汚泥中)의 중금속(重金屬)들의 화학적(化學的) 형태별(形態別)로 fractionation해 본 결과(結果) 유기물(有機物)에 결합(結合)됐거나 잔류형태(殘留形態)의 중금속(重金屬)이 주된 fraction이었다. pH를 조정(調整)한 용액(溶液)으로 오니중(汚泥中)의 중금속(重金屬)을 추출(抽出)했을 경우(境遇) pH가 낮을수록 더 많은 양의 중금속(重金屬)이 추출(抽出)됐으며 유기물(有機物)을 연소(燃燒), 회화(灰化)시킨 시료(試料)에서 더 많은 중금속(重金屬)이 검출(檢出)되었고 pH의 용액(溶液)에서도 상당량(相堂量)의 중금속(重金屬)이 추출(抽出)되지 않았다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제42권1호
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• pp.73-78
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• 1999

Pyrite의 산화과정에서 생성되는 황산 때문에 발생하는 산성 광산 유출수는 다량의 중금속들을 함유하므로 적절한 처리 과정을 거친 후 배출되어야 한다. 산성 광산 유출수의 중화과정에서 발생하는 침전물은 주로 철과 알루미늄의 수산화물인대, 이 두 침전물은 2단계 중화과정을 거치면 분리될 수 있다. 본 연구에서는 대구시 달성군 가창면에 위치한 폐중석광산의 유출수를 이용하여 철과 알루미늄의 침전물에 의한 중금속의 제거 현상을 조사하였다. 유출수의 pH는 3.2였으며 As, Cd, Cu, Mn, Pb, Zn 등의 함량이 하천수질기준이나 폐수배출허용기준을 상회하였다. 1단계 중화에서는 $Ca(OH)_2$를 이용하여 철이 먼저 침전되도록 하였으며, 철을 100% 침전시켰을 때 납은 상당부분 침전으로 제거되었으나 대부분의 중금속은 제거되지 않았다. 2단계 중화에서는 1단계 중화 후의 상등액을 pH 7.5까지 적정하였는데, 이 때 As, Cd, Cu, Mi, Mn, Zn 등의 중금속들이 하천으로 방류가 가능한 수준으로 제거되었다. 1단계 중화에서 발생한 철 침전물은 특별한 처리 없이 폐기될 수 있을 것이며, 2단계 중화에서 생성된 침전물은 중금속을 함유하므로 특정폐기물로 취급하여 처리하여야 할 것이다. 이러한 두 단계 중화과정을 거치면 효과적인 중금속의 제거와 함께 산성 광산 유출수의 처리 후 발생하는 중금속 함유 침전물의 처리에 따른 비용의 절감이 가능할 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제28권2호
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• pp.105-113
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• 1995

토양(土壤)의 구성성분(構成成分) 중 많은 부분(部分)을 차지하고 있는 철(鐵) 및 알루미늄의 수산화물(水酸化物)에 의한 중금속(重金屬)ion들의 흡착(吸着) mechanism을 구명(究明)하기 위하여, 무정형(無晶型) Fe 및 Al 수산화물(水酸化物), Goethite 및 Gibbsite에 의한 중금속(重金屬)ion들의 흡착(吸着) mechanism을 조사(調査)하였다. 1. 철(鐵) 및 알루미늄의 수산화물(水酸化物)에 의한 중금속(重金屬)ion들의 흡착등온선(吸着等溫線)은 Langmuir식(式)에 잘 부합되었으며, 이들의 최대흡착량(最大吸着量) 및 흡착(吸着)에너지는 무정형(無晶型) 수산화물(水酸化物)이 결정형(結晶型) 수산화물(水酸化物)보다 또 알루미늄 수산화물(水酸化物)이 철수산화물(鐵水酸化物)보다 많았다. 2. 중금속(重金屬)ion별(別) 최대흡착량(最大吸着量) 및 흡착(吸着)에너지는 Cu>Zn>Cd의 순(順)으로 CEC, 비표면적(比表面積) 및 하전밀도(荷電密度)와 정(正)의 상관(相關)이 인정(認定)되었다. 3. Goethite 및 Gibbsite에 의한 중금속(重金屬)ion들의 첫번째 흡착(吸着) mechanism은 $Cl^-$를 수반하는 nonspecific adsorption으로 1 Mole의 중금속(重金屬)ion이 흡착(吸着)되는데 대하여 표면(表面) aquo group이나 hydroxo group으로 부터 1 Mole의 H가 탈착(脫着)되었으며, 회응비율(灰應比率)은 pH가 증가(增加)할수록 감소(減少)되고 흡착(吸着)된 중금속(重金屬)ion들은 치환성양(置煥性陽)ion에 의하여 재치환(再置換)될 수 있었다. 4. Goethite 및 Gibbsite에 의한 중금속(重金屬)ion들의 두번째 흡착(吸着) mechanism은 $Cl^-$을 수반하지 않는 specific adsorption으로 1 Mole의 중금속(重金屬)ion이 흡착(吸着)되는데 대하여 표면(表面) aquo group이나 hydroxo group으로부터 2 Mole의 $H^+$가 탈착(脫着)되었으며. 흡착반응(吸着反應)의 비율(比率)은 pH가 증가(增加)할수록 증가(增加)되었으며 흡착(吸着)된 중금속(重金屬)들은 置換性 陽ion에 의하여 再置煥되지 않았다.