• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2003.04a
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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.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.13 no.2
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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.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2002.09a
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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.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.25 no.4
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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.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2003.09a
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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.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2006.04a
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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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• v.18 no.3
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• pp.123-144
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• 1975

This study has been carried out to investigate the translocation-illuviation status of iron and manganese, which are striking phenomena in paddy soils, in relation to its morphological characteristics, and to find out a method to identify illuvial layer of iron quantitatively. Determination of active iron and easily reducible manganese content in surface soils of lowland paddy (266 samples) in Korea were conducted. The examination has been made on relationship between morphological, physico-chemical properties of the representative paddy soils (9 series) and iron and manganese content of their horizons. The results are summarized as follows. 1. The poorer the drainage, the higher concentration of active iron and easily reducible manganese were found, and under same drainage condition, the more the sand, the lower the content of them. 2. Irrespective of soil texture and drainage, highly signignificant positive correlation was found between the contents of active iron ($\hat{Y}$) and clay plus silt in surface soils. $$\hat{Y}=0.3929+(0.05352\;X\;clay%)+(0.0001023\;X\;silt%){\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;I$$ No correlation, however, was found between clay content and easily reducible manganese concentration. 3. Significant positive correlation was obtained between active iron ($\hat{Y}$) and total iron (x) content in each profiles of all soil series. Obtained regression equation is as follows; $$\hat{Y}=0.361x-0.480(r=0.651^{**}){\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;II$$ On the other hand, easily reducible manganese concentration had a tendency to increase, not significantly, with increasing total manganese concentration. 4. Accumulation of iron and manganese generally can be found in paddy soils, but distinct accumulation was found under moderately well drained fine loamy and clay soils, while surface accumulation occurred under poor drainage without regard to soil texture. 5. Profile description or determination of active iron in each horizon were found to be insufficient to designate illuvial layer of iron. Therefore, identification of illuvial layer of iron based on the ratio of total iron and active iron, and concentration of active iron estimated by the content of clay plus silt (Equation 1 above) was thought to be reasonable. Also, manganese accumulation layer would be estimated by total manganese and easily reducible manganese content and their ratio.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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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.

• Economic and Environmental Geology
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• v.51 no.5
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• pp.401-407
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• 2018

For the treatment of heavy metals in the mine drainage from the closed mine area, various methods such as passive, active and semi-active treatments are considered. Among contaminated elements in the mine drainage, Mn is one of the difficult elements for the treatment because it needs high pH over 9.0 for its concentration to be reduced. In this study, the efficiency of various slag complex reactors (slag (S), slag+limestone (SL) and slag+Mn coated gravel (SG)) on Mn removal in the presence of Fe, which is a competitive element with Mn, was evaluated to investigate effective methods for the treatment of Mn in mine drainage. As a result of experiments on Mn removal without Fe during 358 days, using influent with $30{\sim}50Mn{\cdot}mg/L$ and pH 6.7 on the average, S reactor showed continuously high Mn removal efficiency with the average of 99.9% with pH 8.9~11.4. Using the same reactors, Mn removal experiments with Fe during 237 days were conducted with the influent with $40{\sim}60Mn{\cdot}mg/L$. The pH range of effluent reached to 6.1~10.0, which is slightly lower than that of effluent without Fe. S reactor showed the highest range of pH with 7.1~9.9, followed by S+L and S+G reactor. However, the efficiency of Mn removal showed S+L>S>S+G with the range of 94~100%, 68~100% and 68~100%, respectively in spite of relatively low pH range. S+L reactor showed the most resistance on Fe input, which means other mechanisms such as $MnCO_3$ formation by the carbonate prouced from the limestone or autocatalysis reaction of Mn contributed to Mn removal rather than pH related mechanisms. The evidence of reactions between carbonates and Mn, rhodochrosite ($MnCO_3$), was found from the X-ray diffraction analysis of precipitates sample from S+L reactor. From this study, the most effective reactors on Mn removal in the presence of Fe was S+L reactor. The results are expected to be applied for the Mn containing mine water treatment in the presence of Fe within the relatively low range of pH.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.23 no.4
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• pp.281-295
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• 2010

This paper deals with magnetic susceptibility, mineralogy, soil properties (pH, EC, CEC, loss on ignition), iron and manganese oxides, the content and partitioning of heavy metals (As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn), and their mutual relationship in the soil samples of an unpolluted, abandoned mine area, and industrial complex area. The various minerals derived from weathered bedrock were identified by X-ray diffraction in the unpolluted soil samples, except for the magnetic minerals. XRD analysis also revealed the existence of hematite and magnetite related to mine tailings and waste rocks in the abandoned mine area samples. The industrial complex area samples had carbonate minerals, such as calcite and dolomite, that might be due to anthropogenic deposition. The sum of the reducible, oxidizable, and residual fractions was over 80% for the abandoned mine area samples and over 50% for the industrial complex area samples using the sequential extraction method. The industrial complex area samples had a relatively high carbonate fraction that was associated with carbonate minerals. The content of aqua regia-extractable Fe, Mn, As, and Zn had a high positive correlation with the content of the dithionite-citrate-bicarbonate (DCB)-extractable method related to Fe/Mn oxide phases. The 54% and 58% of aqua regia-extractable Fe and As content, respectively, acted together with the concentrations of the DCB-extractable phases. Magnetic susceptibility values of total samples ranged from 0.005 to $2.131{\times}10^{-6}m^3kg^{-1}$. The samples including iron oxide minerals, such as hematite and magnetite, had a high magnetic susceptibility. The magnetic susceptibility showed a significant correlation with the heavy metals, Cd (r=0.544, p<0.05), Cr (r=0.714, p<0.01), Ni (r=0.645, p<0.05), Pb (r=0.703, p<0.01), and Zn (r=0.496, p<0.01), as well as Fe (r=0.608, p<0.01) and Mn (r=0.615, p<0.01). The aqua regia-extractable Fe and Mn content had a significant positive correlation with Cd, Cr, Cu, Ni, and Zn. However, the DCB-extractable Fe and Mn content had a significant positive correlation with As and Ni, indicating that the heavy metals were associated with Fe and Mn oxide minerals.