• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.279-282
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• 2003

충적층 지하수 개발이 활발히 이루어짐에 따라 철, 망간이 충적층 지하수를 이용한 취수원 확보 시에 정수처리의 주요관심대상이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 기존 충적층 지하수의 개발이 이루어졌거나 검토되었던 지역을 중심으로 철, 망간의 분포특성을 고찰하여 보았다. 연구지역은 크게 금강권역, 낙동강권역, 영산-섬진강권역, 한강권역으로 나누었고, 조사 관정이 밀집된 권역들은 더 세분된 지구로 나누어 연구를 수행하였다. 철의 경우, 563개의 시료가 망간의 경우, 483개 시료가 수집 분석되었다. 수집된 충적층 지하수 시료들의 철, 망간 농도를 살펴보면, 철의 경우는 전체 조사 관정의 약 27%, 망간의 경우는 약 39%가 음용수 수질기준(WHO)을 상회하였다. 본 연구에서는 철, 망간의 분포특성을 고찰하기 위하여 철, 망간 농도에 대한 다양한 통계 분석을 수행하였다 수집 분석된 철의 산술평균 농도는 2.7ppm이며, 망간의 산술평균 농도는 0.4ppm로 이들 산술평균 역시, 모두 음용수 수질 기준을 상회하는 것으로 나타났다 그러나 철 및 만간 농도의 중간 값은 각 각 50 및 20 ppb이며, 실제 이들 농도가 기하학적 분포를 한다고 가정할 경우, 이들의 대표 값인 기하평균은 모두 먹는 물 수질기준을 만족하는 것으로 나타났다.

• 한국광물학회지
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• 제13권2호
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• pp.73-83
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• 2000

다덕 광산 폐석내 섬아연석과 함망간탄산염 광물의 풍화현상과 그에 따른 중금속의 거동을 조사 하였다. 섬아연석은 풍화초기에 극미립 산화철의 망상구조 집합체로 교대되었으며, 후기에는 자연황이 용해중인 섬아연석과 산화철 집합체 사이에 침전되었다. 산화철 집합체에는 As가 다량 함유되어 있다. 능망간석와 함망간 방해석은 함아연산화망간의 망상구조 집합체로 교대되었으며, 함망간방해서과 함아연산화망간 사이에는 스미소나이트가 침전되었다. 선택적 용해외 X선회절분석을 이용하여 감정한 결과, 함아연산화망간은 헤테롤라이트/하이드로헤테롤라이트인 것으로 판명되었다. Zn의 일부는 규산과 결합하여 입간 공극에 월레마이트로 침전되었다. 풍화 초기에 형성되는 극미립 산화철 및 함아연산화망간의 치밀한 망상 집합체는 풍화용액의 순환을 차단하여, 모광물의 풍화 반응을 지체시키는 지화학적 장벽 역할을 하였다. 이에 따라 망상구조 내에 조성된 국지적 미환경하에서 풍화중간산물들이 침전되었다. 이상의 연구 결과로 다음과 같은 사항을 추론할 수 있다. 섬아연석의 Fe와 함망간탄산염의 Mn은 각각 산화철과 산화망간으로 침전되어 산성화에 기여하였다. 폐광석 더미내 As의 활동도는 저결정질 산화철에의 흡착에 의해 조절되며, Zn의 활동도는 미소환경조건에 따라 하이드로헤테롤라이트/헤테롤라이트, 스미소나이트, 월레마이트 등의 다양한 이차광물의 용해도에 의하여 조절된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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• pp.125-128
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• 2002

강변 여과 취수 방식을 활용한 국내 충적층 지하수의 이용을 위해서는 망간에 대한 수처리가 주요 사항인 것으로 나타났다. 강변 여과 방식 취수 원수의 망간 함량은 먹는 물 수질 기준을 부분적으로 상회하지만, 이러한 망간에 대한 저감 처리는 기존의 지표수를 취수하여 처리하는 수처리 공정에 비해서는 상대적으로 효율적인 것으로 판단된다. 실제로, 국내 최초의 강변 여과 방식 취수를 활용하는 창원시 대산 지구 원수는 공기 포기, 급속 여과, 활성탄 여과를 통해, 먹는 물 수질 기준을 상회하는 망간을 효과적으로 처리하고 있는 것으로 평가되었다. 특히, 활성탄 여과가 망간제거 효과를 보이는 점은 특이한 현상으로, 활성탄 내에서도 철 관련 박테리아에 의한 망간 처리 가능성을 시사하고 있다. 또한 망간과 함께 나타나는 철 성분은 망간의 침전 처리에 긍정적인 면으로 작용하는 것으로 판단된다. 한편, 고령군 다산면에서의 실증 플랜트 실험은 전염소처리와 망간접촉여과를 통해 먹는 물 기준 이하의 망간 함량을 확보하는 데는 성공하였으나, 이러한 처리 기작이 안정화되는데 까지는 약 3개월 내외의 시간이 요구되는 것으로 나타났다.

• 한국광물학회지
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• 제25권4호
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• pp.313-322
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• 2012

몽골 우기누르 지역 철-망간 광상과 타미르골 지역 철 광상의 광체는 먼곤체지 층 내에 렌즈상으로 협재되는 특성을 갖는다. 이러한 광상은 캠브리아 기에서 실루리아기에 이르는 화산 기원의 퇴적형 광상인 타미르골-요루골 광상구에 해당된다. 우기누르 지역의 철-망간 광체와 타미르골 지역의 철광체는 주로 규암과 편암을 모암으로 하여 먼곤체지 층 내에 렌즈상으로 협재되어 있다. 우기누르지역의 편암이 주로 세리사이트 편암인 데 비해 타미르골 지역은 주로 백운모 편암이 나타나는 차이를 갖는다. 또한 우기누르 지역의 광석은 망간이10에서 12% 함유되나 타미르골 지역의 광석은 망간이 1% 이하로 함량이 낮은 특성을 갖는다. 우기누르 철 망간 광상의 철 광물은 주로 자철석, 적철석이 우세하게 나타나고 기타 철 산화물과 황철석이 미량으로 수반되어 나타나며, 망간 광물은 주로스페사틴, 버네사이트가 우세하게 나타나고 기타망간 산화물이 수반되어 나타난다. 타미르골 지역의 철 광석은 자철석이 우세하게 나타나고 적철석이 수반되며 황철석, 철 산화물, 탄산질 철 등이 미량으로 수반되어 나타난다. 우기누르 철-망간 광상에 대한 육상 자력탐사 결과 높은 자기 이상값을보이는 영역이 지표에서 확인된 광체의 방향과 같은 약 $N30^{\circ}W$ 방향으로 나타나며 지표에서 확인된 광체 이외에 지표에 드러나지 않은 부분에서도 연장되는 것이 확인되었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.561-564
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• 2003

강변여과수 개발 예정지역인 함안군 칠서지역의 수질특성을 알아보기 위해 2003년 4월과 2003년 8월 2회에 걸쳐 강변여과수 양수정, 관측정, 주변지역 지하수 및 낙동강 원수 등 총 38개의 물시료를 채수하여 분석하였다. 용존 이온 분석 결과 연구 지역 지하수의 경우는 Ca-HCO$_3$ 유형 또는 Ca-Cl 유형에 속하며, 조사 지점에 따라 충적층 및 암반 지하수의 특징이 확연히 구분되었다. 조사된 지하수의 경우, 질산성질소와 철, 망간의 농도가 다른 성분에 비해 상대적으로 높은 것으로 나타났으며, 그 외의 중금속의 오염은 미미한 것으로 나타난다. 낙동강 원수의 경우 질산성 질소, 철, 망간은 지하수에 비해 낮은 것으로 나타났으나, 조류의 영향으로 매우 높은 pH 값을 보여주었다. 채수된 전체 시료의 분석 결과, 질산성질소(39.1%), 철(13%), 망간(39.1%)이 주로 먹는 물 수질기준을 초과하는 항목으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2006년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.72-75
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• 2006

김해시 강변여과수 예정지역에 18개의 관측공에 대하여 수질 모니터링을 수행하였다. 그 결과 본 지역은 농업활동 등에 의한 비료의 사용으로 인하여 질산성 질소는 탈질작용이 철/망간은 용존상태로 존재할수 있을 정도의 강한 환원환경을 조성하고 있는 것으로 조사되었다. 따라서 질산성질소는 2.39 mg/L로 음용수기준(10 mg/L)에 적합한 값을 보였지만, 철/망간의 경우 음용수 기준(철/망간: 0.3 mg/L)에 10-20배 이상 초과하는 건으로 조사되었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제18권3호
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• pp.123-144
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• 1975

답토양(畓土壤)의 특징적(特徵的) 현상(現象)인 철(鐵) 및 망간의 이동집적(移動集積) 양상(樣相)을 그의 형태적(形態的) 특성(特性)과 관련(關聯)하여 추구(追求)하는 동시(同時), 철(鐵)의 집적증(集積層)을 정량적(定量)的)으로 판단(判斷)하는 방법(方法)을 모색(模索)하기 위(爲)하여 우리나라 답토양(畓土壤)의 표토중(表土中)에 함유(含有)하고 있는 활성철(活性鐵) 및 역환원성(易還元性) 망간 함량(含量)을 조사(調査)하였고 주요(主要) 답토양(畓土讓)의 형태(形態) 및 이화학적(理化學的) 특성(特性)과 층위별(層位別) 철(鐵) 및 망간의 관계(關係)를 검토(檢討)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 표토(表土)의 활성철(活性鐵) 및 역환원성(易還元性) 망간 함량(含量)은 토양(土壞) 배수(排水)가 불량(不良)할수록 많으며 동일배수조건(同一排求條件)에 있어서는 모래가 많을수록 적었다. 2. 표토(表土)의 활성철함량(活性鐵含量)은 배수조건(排水條件) 및 토성(土性)과는 관계(關係)없이 점토(粘土) 및 미사(微砂)의 총함량(總含豊)과 고도(高度)의 유의성(有意性) 있는 정(正)의 상관(相關)이 있었다. $$\hat{y}=0.3929+(0.0352{\times}clay%)+(0.0001023{\times}silt%)$$ 그러나 점토함량(粘土含量)과 역환원성(易還元性) 망간함량간(含量間)에는 상관(相關)이 없 었다. 3. 토양통별(土壤統別) 각(各) 층위(層位)의 활성철함량(活性鐵含量)(y)과 전철함량(全鐵含量)(x)간(間)에는 유의성(有意性) 있는 정(正)의 상관(相關)이 있어 다음과 같은 회귀식(回歸式)으로 표시(表示)할 수 있었다. $$y=0.361x-0.480(r=0.651^{**})$$ 그러나 역환원성(易還元性) 망간 함량(含量)은 전(全)망간 함량(含量)이 많아짐에 따라 증가(增加)하는 경향(傾向)은 있을 뿐 유의성(有意性)은 없었다. 4. 철(鐵) 및 망간의 집적(集積)은 어느 답토양(畓土壤)에서나 볼수 있으나 현저(顯著)한 집적(集穫)은 배수(排水)가 약간(若干) 양호(良好)한 식질(植質) 및 식양질토양(植壤質土壤)에 형성(形成)되며 배수(排水)가 불량(不良)한 답토양(畓土壤)에서는 토성(土性)에 관계(關係)없이 표토(表土)에 집적(集積)됨을 볼 수 있다. 5. 철(鐵)의 집적층판단(集積層判斷)은 단면관찰(斷面觀察) 또는 층위간(層位間) 활성철함량(活性鐵含量)만으로는 불충분(不充分)하며 전철(全鐵) 대(對) 활성철(活性鐵)의 비(比) 그리고 점토(粘土) 및 미사함량(微砂含量)으로 측정(推定)한 활성철함량(活性鐵含量)을 기초(基礎)로 하여야 하며 망간의 집적층(集積層)은 전(全)망간 및 역환원성(易還元性) 망간 함량(含量)과 그들의 비(比)로 추정(推定)하여야 할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.228-228
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• 2018

강변여과는 지하수 인공함양 방식 중 유도함양(induced recharge) 또는 간접함양 방식에 속한다. 이는 하천 및 강변 부근에 집수시설을 설치한 후, 미고결층 대수층(unconsolidated aquifer)의 자연 오염 저감능을 이용하여 지표수를 간접 취수하는 방식으로 수질이 불량한 지표수가 대수층을 관류하면서 희석, 화학적 이온 교환 및 반응, 흡착, 생물막(biofilm; 미생물에 의한 자연저감), 여과 등을 통하여 수질이 개선된다. 강변여과수내의 용존 농도가 높은 철과 망간은 수처리 비용증가, 용수관정 및 시설물의 수명단축을 초래한다. 따라서 강변여과 지역의 미고결 대수층에서 효과적인 철과 망간 동시 제거(vyredox)를 위해 에어서징(air surging)과 블록 서징(block surging)을 실시하기 위해서 실내 물탱크 모델(water tank model)에서 에어서징에 따른 공기 순환 우물시스템을 관찰하였으며, 이를 바탕으로 현장시험(Test bed)에 적용하였다. 미고결 대층수층에서의 철 망간은 음용수 기준치(각각 0.3 mg/L)를 초과하고 있으며, 강변여과 취수 개발 및 이용을 제한하는 요인이 되고 있다. 본 연구에서 사용된 에어서징과 블록서지 기술은 자갈층 및 미고결 대수층에 충진된 슬라임 및 폐색(clogging)을 제거함과 동시에 관정 주변의 대수층의 투수성 개선과 산화환경으로 치환되며, 대수층에 잔존하는 철/망간의 산화물들을 관정내로 빼낼 수 있는 방법이다. 따라서 서징에 따른 폐색 제거효율을 검토한 결과에서 철 망간 이온농도 저감효과와 관정 주변의 수리전도도(hydraulic conductivity) 및 저류계수(coefficient of storage)가 증가한 것으로 나타났다. 이와 같이 강변여과에 의한 폐색은 미고결층내 공기주입 및 블록서지를 통하여 철/망간 이온농도 저감 및 수리특성 개선 효과에 유용한 것으로 평가된다.

• 자원환경지질
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• 제51권5호
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• pp.401-407
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• 2018

폐광산에서 유출되는 광산배수 내 중금속을 처리하기 위해 자연정화법 및 물리화학처리 등 다양한 방법이 사용되고 있다. 특히 광산배수 내 중금속 중 망간은 처리되기 위해 pH 9 이상의 조건이 필요하기 때문에 처리하기 어려운 원소 중 하나이다. 본 연구에서는 광산배수 내 망간의 효율적인 제거방법을 연구하기 위해 다양한 제강슬래그 복합매질체 반응조(제강슬래그(S), 제강슬래그+석회석(S+L), 제강슬래그+망간코팅자갈(S+G))를 사용하여 경쟁원소인 철 유입에 따른 망간의 제거효율을 평가하였다. 철 유입이 없는 358일간의 실험에서는 평균 pH 6.7의 고농도 망간(30~50 mg/L)이 포함된 원수를 사용했으며 제강슬래그 반응조 유출수는 pH 8.9~11.4에서 평균 99.9%의 지속적으로 높은 망간제거효율을 보였다. 철 유입 없이 망간제거실험을 진행한 반응조를 이용하여 망간농도 40~60 mg/L의 원수에 철을 추가로 유입하여 237일간의 실험을 진행하였다. 망간 제거 이후 pH는 6.1~10.0 범위로 증가하였으며 철 유입 전에 비해 낮은 범위를 보였다. S반응조가 pH 7.1~9.9로 가장 높았으며 S+L 반응조, S+G 반응조가 그 뒤를 이었다. 하지만 망간제거효율은 비교적 낮은 pH 범위임에도 불구하고 S+L 반응조가 94~100%로 가장 높았으며 S반응조와 S+G 반응조는 약 68~100%의 범위의 효율을 보였다. S+L반응조가 철 유입에 가장 높은 저항성을 나타냈으며 이는 pH 이외에도 석회석에 의해 공급된 탄산염에 의한 $MnCO_3$의 형성 또는 자가촉매반응이 망간제거에 기여했다고 판단할 수 있다. X선 회절 분석을 통해 S+L 반응조 침전물에서 로도크로사이트(rhodochrosite, $MnCO_3$)를 확인할 수 있었다. 광산배수 내 망간을 처리하는데 가장 효율적인 반응조는 제강슬래그+석회석 반응조로 나타났으며, 본 연구결과는 철의 유입에 따른 비교적 낮은 pH(9 이하) 범위에서도 망간이 효율적으로 제거될 수 있는 공법을 선정하는데 기여 할 수 있다.

• 한국광물학회지
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• 제23권4호
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• pp.281-295
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• 2010

비오염토양, 폐광산 주변토양, 산업단지 주변토양을 채취하여 X-선 회절분석, pH, 전기전도도, 양이온교환능력, 작열감량, 산화철 산화망간 함량, 중금속 함량 및 중금속 존재형태와 토양대자율의 상관관계를 파악하였다. 시료의 X-선회절분석 정량분석결과 비오염지역 토양에서는 모암에 따라 다양한 광물이 분포하고 있지만, 적철석과 자철석은 거의 관찰되지 않았다. 폐광산 주변토양은 폐광석, 광물찌꺼기 등의 영향으로 적철석이 많이 확인되었고, 일부 시료에서는 자철석도 존재하였다. 산업단지 주변시료에서는 방해석과 철백운석 등의 탄산염 광물들이 대부분의 시료에서 확인되었다. 중금속의 존재형태를 파악하기 위한 연속추출 실험 결과, 폐광산 주변지역 토양시료에서 철, 망간, 중금속 원소들은 reducible, oxidizable, residual 단계별 추출 형태로 80% 이상, 산업단지 주변시료에서는 50% 이상 존재하였다. 산업단지 주변시료의 경우, 탄산염 광물의 영향으로 carbonate 형태가 높게 나타났다. 왕수로 추출된 철, 망간, 비소, 아연 함량은 산화철/산화망간 형태를 지시하는 dithionite-citrate-bicarbonate (DCB) 용출 함량과 매우 밀접한 정의 상관관계를 보여주었다. 철과 비소는 각각 왕수추출함량의 54%, 58%가 산화철/산화망간 형태과 함께 거동하는 것으로 나타났다. 대자율은 $0.005{\sim}2.131{\times}10^{-6}m^3kg^{-1}$의 범위로서, 시료 내에 적철석, 자철석 등 산화철 광물이 존재할 경우 대자율이 높게 측정되었다. 토양 내 중금속 함량과 대자율의 상관관계를 살펴본 결과 철 (r=0.608, p<0.01), 망간(r=0.615, p<0.01)과 유의한 정의 상관관계를 보였으며, 카드뮴(r=0.544, p<0.05), 크롬(r=0.714, p<0.01), 니켈(r=0.645, p<0.05), 납(r=0.703, p<0.01), 아연(r=0.496, p<0.01) 등의 중금속 원소와도 유의한 정의 상관관계를 보였다. 철, 망간 및 중금속원소들 간의 상관관계를 살펴본 결과, 왕수로 용출된 철, 망간 함량과 카드뮴, 크롬, 구리, 니켈, 아연 등의 중금속 함량이 정의 상관관계를 보이고 있다. 또한 산화철 및 산화망간 함량은 비소 및 니켈 함량과 밀접한 상관성이 있는 것으로 나타났다. 이는 비소와 니켈은 산화철 산화망간에 흡착되어 함께 거동함을 암시한다.