• 한국광물학회지
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• 제23권2호
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• pp.125-139
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• 2010

광물학적 지구화학적 방법을 이용하여 송천 금은광산 광미 내 중금속 및 비소의 거동특성에 대해 연구하였다. 광미 내 광물조성은 X-선 회절분석, 에너지 분산분광분석, 전자탐침미세현미분석(EPMA)을 이용하여 조사하였고, 중금속과 비소의 농도와 화학적 존재형태는 각각 왕수분해법과 연속추출법으로 분석하였다. 광물학적 연구결과, 방연석, 섬아연석, 황철석, 석영, 그리고 스코로다이트로 구성된 수지상 광물집합체가 관찰되었으며, 특히 스코로다이트는 기질의 형태로 나타났다. 이러한 광물집합체 내 다양한 황화광물의 풍화반응 정도를 평가하고자 EPMA 분석을 실시하였으며 그 결과, 유비철석, 방연석, 섬아연석, 황철석 순으로 풍화반응성이 높은 것으로 평가되었다. 방연석의 풍화는 이차광물로 이루어진 누대구조가 특징적으로 관찰되었으며, 이러한 누대구조에서 다량의 앵글레사이트와 소량의 보이단타이트를 관찰하였다. 그리고 유비철석은 거의 모두 스코로다이트로 변질되어 스코로다이트가 기질의 형태로 존재하였으며 이러한 기질 내에서 유비철석보다 풍화반응성이 떨어지는 방연석, 섬아연석, 황철석 등이 관찰되었다. 유비철석으로부터 스코로다이트로 변질되는 과정 중 일부 비소는 용출되어 주변 환경에 악영향을 끼쳤을 것으로 판단된다. EPMA 정량분석결과로 볼 때, 이러한 스코로다이트는 안정도가 비교적 높음을 알 수 있었으며, 또한 안정한 스코로다이트는 광미를 피복하여 광미 내 다른 일차광물들의 풍화를 억제하는 것으로 생각된다. 이러한 원인으로 송천광미가 지표환경에 장기간 노출되었음에도 불구하고 초기 풍화진행단계의 특성을 보이는 것으로 판단된다. 본 연구의 광물학적, 지구화학적 연구결과를 종합해보면 현재 납과 비소가 이동성이 높은 형태로 존재하기 때문에 광미가 지표에 계속 노출되어 풍화반응이 지속된다면 그러한 유해원소들의 용출 가능성이 클 뿐만 아니라 스코로다이트의 안정도가 감소하여 비소의 재용출 가능성도 높아 송천광산의 환경위해성이 큰 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제14권1호
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• pp.1-20
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• 2004

본 연구는 2000년 시드니올림픽사이트의 해안가를 따라 인위적인 매립으로 인한 지하수 내 수리화학적인 특징을 규명하는데 그 목적이 있다. 올림픽게임지역을 3개의 지역, 즉 간척지역(reclaimed area, 과거에는 강구하였으나 폐기물로 매립되어 있으며 현재는 조수간만 보다 높은 지역), 매립지역(landfill area, 해수면 위에 폐기물을 매립한 지역), 그리고 자연 상태지역(non-infilled area, 폐기물의 매립이 전혀 없었던 지역))으로 나누어 조사하였다. 또한 시추공 심도별로 심부시추공, 천부시추공 및 스텐드파이프로 구분하여 상대적인 농도들의 거동을 상오 비교하였다. 그 결과 간척지역 내 지하수는 Na, K 그리고 Mg 이온이 지배적이지만 매립지역은 Na 그리고 K가 지배적인 이온이다. 또한 간척지역 및 자연 상태지역의 지하수는 Mg 및 Ca 농축이 특징이지만, 매립지역은 K 및 $NO_3$의 농축이 특징이다. 그러나 시추공심도 별로 살펴보면 심부시추공 지하수는 Na와 Mg가 지배적이지만 천부시추공 및 스텐드파이프 지하수는 Na와 K가 지배적인 원소로 나타났다. 간척지역, 매립지역 그리고 자연 상태지역 지하수 내 전기전도도와 중금속 농도와는 명확한 상관관계를 보여 주지 않는다. 간척지역 및 자연 상태지역과 비교 시 매립지역 지하수의 Fe 및 Mn의 농도는 pH가 감소함에 따라 현저히 증가하는 양상을 보여준다. 심부시추공과 천부시추공 지하수 내 평균 전기전도도 값은 스텐드파이프보다 높지만 스텐드파이프 지하수 내 전기전도도 값의 최대 및 최소 값은 현저한 차이를 보이는데 이는 국부적인 공동의 영향으로 사료된다. 심부시추공, 천부시추공, 그리고 스텐드파이프 지하수 내 pH 대비 중금속(Cu, Pb, Zn, Cr) 농도사이의 상관관계는 없었지만 이들 지하수 내 Fe와 Mn은 pH가 감소하면 농도가 증가하는 양상을 보여준다. 지하수 내 농축된 중금속 농도는 매립된 폐기물의 성상과 밀접한 관계를 보이며 해안가를 따라 매립되어 있는 지역의 토양 내 중금속의 용출은 주변 환경에 대한 잠재적인 환경위험을 결정 시 중요한 역할을 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권1호
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• pp.33-42
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• 2000

중금속은 토양 내에서 비보존성 화학물질로 작용하므로 흡착에 의해 지연효과가 발생할 수 있고 흡착은 pH에 영향을 받는다고 보고된 바 있다. 그러므로 토양 및 지하수 오염을 예방하고 복구하기 위해서는 다양한 pH조건에서 중금속의 이동형태를 파악하는 것이 중요한 연구과제가 된다. 본 연구에서는 사질토양에서 pH에 따른 중금속의 이동특성을 연구하기 위하여 배치실험과 주상실험올 수행하였다. 배치실험의 경우 초기농도별로 11가지의 $ZnCl_2$ 40 mL 용액과 사질토양 10g을 교반기에서 72시간 반응시켜 평형상태에 도달하게 한 후 용액을 채취하여 Zn, Ca, Mg의 세 가지 양이온을 ICP-AES로 분석하였다. 주상실험은 3가지 pH조건 (7.7, 5.8, 4.1)에서 10 g/L의 KCl과 $ZnCl_2$를 추적자로 사용하여 순간주입 (pulse injection) 형태로 토양시료 상부에 투입한 후 Time Domain Reflectometry (TDR)를 사용하여 10 cm 깊이에서 잔존수농도를, EC-meter와 ICP분석을 통하여 20 cm 깊이의 하부 경계면에서 침출수농도를 분석하였다. 배치실험 결과, Zn은 Ca, Mg와 이온교환의 형태로 흡착이 발생하였고 등온 흡착방정식의 각 모델 (Linear, Freundlich, Langmuir)별로 최저 1.2에서 최고 614.1의 지연계수를 나타냈다. 주상실험에서도 모든 pH조건에서 Zn이온이 이온교환을 하여 흡착이 발생하였으나, 잔존수와 침출수 형태의 파과곡선 모두에서 Zn이용의 첨두농도 도달시간이 K이온과 일치하여 지연효과는 발생하지 않은 것으로 나타났다. 이는 정상류 상태로 부과한 낮은 배경농도의 용탈수내에 Zn보다 강한 이온교환능을 가지는 원소가 존재하지 않아 Zn의 탈착이 발생하지 않았기 때문이다. pH가 낮을수록 Zn는 용액내 수소이온 ($H^+$)의 증가로 치환능이 감소하여 첨두농도가 높게 나타났고, 상대적으로 치환되는 Ca, Mg의 양은 줄어들었다. 따라서 본 연구에 적용된 배치실험과 주상실험의 조건하에서는 Zn이온이 이온교환반응에 의한 흡착이 발생하였으나 지연효과는 발생하지 않았고 가장 낮은 pH에서 첨두농도가 최고 12.7배까지 증가하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제37권4호
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• pp.211-217
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• 2016

낙동강에는 휴 폐광산의 관리 소홀로 인하여 광미, 광산폐기물, 침출수 등이 산재되어 있으며 여름철 집중 호우기 동안 이 같은 오염물들이 수계에 유입될 수 있다. 경상북도 봉화군 석포면에서 시작해 안동시 안동호 상류에 이르기까지 낙동강에 영향을 미칠 수 있는 광산은 총 105개로 금속광산 60개, 비금속 광산 45개에 달한다. 이를 확인하기 위해서 1년 동안 건기와 우기에 퇴적물, 배출수, 하천수를 채취하였다. 광산의 활동으로 낙동강 주변에 전반적으로 심각한 수준의 중금속 오염을 보이는 퇴적층이 산재해 있음을 확인했다(101개의 시료채취 지점 중 중금속농도를 바탕으로 한 오염지수 10 이상 지점 68개). 하천수 분석 결과에서는 승부, 삼보, 옥방, 장군 광산 등의 지류 시료에서 비소와 카드뮴 농도가 우기 때 증가하는 양상을 보였으며 광산의 배출수와 광미 퇴적층으로 인한 오염이 우려된다. 그러나 광미 퇴적층과 하천수의 화학조성만으로는 오염의 근원이 되는 광산의 유입정도를 분리해 내기 어렵고 이러한 문제는 광해 방지를 어렵게 한다. 광산 활동으로 인한 오염을 효과적으로 방지하기 위해서는 각 오염근원으로부터의 유입비를 분리해 낼 수 있어야 하는데, 그 방법으로써 안정동위원소를 사용하고 이를 통한 오염원 추적 분석 기술 개발에 대한 연구가 필요하다.

• 자원환경지질
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• 제34권3호
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• pp.283-299
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• 2001

공주시 금흥 생활쓰레기 매립지의 중간 복토재와 차수재에서 채취한 시료에 대해 0.1N HCI 용축, 전함량 분석 및 연속추출분석을 실시하여 As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Sr, Ti와 Zn 함량을 ICP-AES로 분석하였다. 또한, 비교를 위해 오염되지 않은 토양과 퇴적물 시료를 분석하였다. 연속추출 결과, Cu는 유기물이 용해되는 단계에서 우세하였으며, As, Ni, Sr, Ba와 Mn은 이온교환단계에서 우세하였다. 대부분의 Zn와 Mn은 산화광물, 탄산염광물 및 규산염광물과 수반되었다. Cd와 Pb는 주로 산화광물과 유기물과 수반되었다. Co, Cr, Fe와 Ti의 주요 운반자는 규산염광물이었으며, 다음으로 중요한 운반자는 산화광물이었다. 중간복토재와 차수재 시료에서 유기물과 수반된 금속의 백분율은 Cu(48%)〉Ti(42%)〉Pb(27%)〉As(25%)〉Cd(20%)의 순이었다. 연속추출결과를 근거로 추정하면, 중간복토재와 차수재에 함유된 금속의 이동도는 다음과 같이 제시되었다. : Cd〉Sr〉Ni〉Mn〉Ba〉Cu〉Pb〉Zn〉〉Co〉Ti〉Fe〉Cr. 'Geoaccmulation index'와 'enrichment factor'에 근거하면, 금흥 매립지와 농경지에서 채취한 시료들은 Cu, Ni과 Cr의 오염수준이 의미가 있었다. 이들 원소의 농집은 오염에 기인하였다.

• 분석과학
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• 제9권3호
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• pp.310-319
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• 1996

한국산 맥반석의 원소분석 결과, 다공성과 밀접한 관계가 있는 강열감량은 수안보, 예천, 안강, 경산산 맥반석 순으로 각각 7.03, 3.68, 2.09, 0.73%였다. 미네랄 용출은 수안보산과 경산산 맥반석이 0.5~2.0%, 안강산은 1.5% 농도 이하에서 탈이온수에 첨가하여 180rpm 에서 3시간 교반했올 때 음용수 수질기준에 적합하였고, 예천산 맥반석은 철분이 다량 검출되어 부적합하였다. 최적화된 농도를 이용한 중금속 제거효과는 단일 용액에서 납의 경우 3%의 맥반석을 사용했을 때 수안보, 예천, 안강산 등이 4시간만에 약 99%가 제거되었고, 카드뮴은 7% 맥반석을 사용한 수안보산이 반응 1시간 후 약 98%가 감소하였다. 그리고 구리는 저농도의 맥반석에서 매우 탁월했는데, 특히 안강산 맥반석의 경우 0.4% 농도에서 4시간만에 약 99% 이상이 이온교환되었다. 그러나 전반적으로 한국산 맥반석들을 이용한 비소 제거효과는 극히 낮았다.

• 한국토양비료학회지
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• 제10권4호
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• pp.205-210
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• 1978

중금속원소중(重金屬元素中) 크롬(Cr)에 의(依)한 배추의 피해정도(被害程度) 및 그 피해대책(被害對策)으로 석회시용(石灰施用) 및 석회(石灰)와 퇴비(堆肥)의 혼합시용(混合施用)에 의(依)한 효과를 구명(究明)하기 위하여 pot시험(試驗)한 결과(結果). 1. 크롬 첨가(添加)에 따른 배추의 지상부(地上部) (생총중(生總重)) 수량(收量)은 첨가(添加)된 크롬의 농도(濃渡)가 증가(增加)함에 따라 비례(比例)하여 현저(顯著)히 감소(減少)하는 경향(傾向)을 보였다. 2. 크롬을 첨가(添加)한 토양(土壤)에 석회시용(石灰施用)은 유의적(有意的)인 증수효과를 보였으며 퇴비(堆肥)와 시용(施用)은 더욱 현저(顯著)한 효과를 보였다. 3. 크롬 첨가(添加) 토양(土壤)에 석회시용(石灰施用) 및 석회(石灰)+퇴비(堆肥)의 시용(施用)에 따른 식물체중(植物體中) 크롬함량(含量) 및 토양중(土壤中) N/2-HCl 가용(可溶) 크롬함량(含量)은 공(共)히 현저(顯著)한 감소(減少)를 보였다. 4. 토양중(土壤中) N/2-HCl 가용(可溶) 크롬함량(含量) 및 식물체중(植物體中) 크롬함량(含量)과 배추의 지하부(地下部) 수량(收量)과 5%의 유의적(有意的) 부(負)의 상관관계(相關關係)를 보았다. 5. 크롬의 첨가(添加)는 식물체중(植物體中) 질소(窒素), 인산(燐酸), 석회(石灰) 및 고토(苦土)의 함량(含量)을 감소(減少)시키는 경향(傾向)을 보였다.

• 자원환경지질
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• 제42권6호
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• pp.549-559
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• 2009

연구 목적은 미생물기원으로 추측되는 나선형구조물과 협막구조물에 형성된 침철석과 레피도크로사이트의 광물화작용, 그리고 철수산화물 중에 함유된 중금속함량의 특성을 해석하고자 하였다. 오염된 지하수와 비오염된 지하수의 Cl과 Br의 함량 그리고 Cl/Br의 비율을 이용하여 본 지하수의 오염 정도를 비교해본 결과 인간 활동에 의하여 오염이 진행된 것으로 나타났다. 황갈색 철수산화물을 구성하는 주성분은 $Fe_2O_3$와 $SiO_2$로 나타났다. $Fe_2O_3$ 함량은 58.57wt.%에서 75.73 wt.% 범위이고, $SiO_2$ 함량은 5.8 wt.%에서 16.17 wt.% 범위로 나타났다. 황갈색 철수산화물에 고 함량으로 함유된 중금속원소는 Zn(최대 6,160 mg/kg), Pb(최대 377 mg/kg), U(최대 503 mg/kg), Cr(최대 203 mg/kg) Cu(최대 77 mg/kg), V(최대 162 mg/kg) 및 Ni(최대 105 mg/kg) 등이다. 래스상과 엽편상의 결정들 그리고 침상의 결정들이 나선형구조물과 협막구조물에 발달 돤 것이 관찰되었다. 황갈색 철수산화물에 대한 x-선 회절분석에서 침철석, 석고 및 레피도크로사이트가 관찰되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제29권4호
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• pp.419-423
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• 1996

대구 달서천 하수종말처리장에서 부생되어 나오는 도시하수오니의 유기질 비료자원으로서의 활용 가치를 보기 위하여 알타리무를 공시작물로 하여 시험한 결과는 다음과 같다. 1. 오니중 유기물, 질소, 인산 등의 함량이 각자 53.59, 2.87. 3.50%로 유기질 비료자원으로서 활용가치가 있는 것으로 기대되나, 카드뮴 및 납 함량이 각각 1.10, 28mg/kg이었다. 2. 오니의 시용으로 토양의 pH, 유기물 함량, 전질소 함량, 유효 인산 함량, 치환성 석회 및 고토 함량, 양이온치환용량 등이 증가되었으며, 중금속(Cd, Pb등) 함량도 다소 증가되는 경향이었다. 3. 오니의 시용으로 수확기 식물체중 질소 및 인산 함량이 증가되었으며, 중금속 원소인 카드뮴 및 납 함량도 증가되었으나, 그 정도는 카드뮴에서 현저하였다. 4. 오니의 시용은 알타리무의 수량을 증가시켰으나 표준시비량에 오니 2.000kg/10a 및 3.000kg/10a구와 오니 6.000kg/10a 단용구에서는 수량이 감소되어, 오니의 과다 시용은 작물 생육에 피해가 있는 것으로 판단되었다.

• 자원환경지질
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• 제42권3호
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• pp.207-216
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• 2009

폐광지역 광산폐기물 적치장에서 발생하는 산성 침출수 및 이의 영향을 직접적으로 받는 하부 지하수의 수질변화 양상을 자동계측자료 및 시기별 시료 분석으로 평가하였다. 연구지역은 충북 옥천군의 폐광산인 거풍광산이며 한차례 복토작업이 이루어졌으나 산성배수 발생은 지속되었다. 건기의 지하수 시료는 강산성(pH 3.3${\sim}$4.6) 및 높은 총용존고형물질 함량(338${\sim}$3330 mg/L)으로서 전형적인 산성배수의 특성을 보였으며 우기에 중금속 함량 증가(TDS 414${\sim}$4890 mg/L)와 pH 2.7${\sim}$3.6으로 보다 강한 산성을 나타내었다. 지표침출수 시료도 유사한 수질변화양상을 보이며 강우시 지표 유거수는 폐석과의 직접 반응으로 강산성(pH 3.0${\sim}$3.4)을 나타내었다. 시료내 주성분 및 중금속원소들 간의 상관성이 전반적으로 높게 나타났으며 개별 성분들의 건우기 함량 증감양상 외에 전체 시기별 수질조성의 큰 변화는 보이지 않았다. 연구지역 광산폐기물 표면에는 금속 수화황산염 등의 다양한 2차 염류가 풍부하게 생성되어있으며 이들의 강우에 용해되어 침출수 및 하부 지하수의 수질에 직접적으로 영향을 주는 것으로 판단한다. 향후 보다 심각한 기후조건에서도 우수한 효율을 나타낼 수 있는 복토 및 처리기법이 요구된다.