• 환경영향평가
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• 제24권1호
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• pp.87-98
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• 2015

본 연구에서는 충청북도 옥천군 일부지역에 분포된 지하수를 대상으로 지구화학적 특성, 수질 특성, $NO_3{^-}$에 의한 오염 특성과 그에 따른 $NO_3{^-}$의 기원을 추정하고자 하였다. 연구지역 지하수는 약산 내지 약알칼리성의 환원환경이며, 변성퇴적암류를 구성하는 석회암과 백운암의 높은 용해도로 인해 변성퇴적암 지하수는 pH와 주요 용존 성분의 함량이 화강암 지하수 보다 높은 분포를 나타낸다. 파이퍼 다이어그램에 도시된 연구지역 지하수의 수질 유형은 대부분 $(Ca+Mg)+HCO_3$형이나, 요인 분석 결과 $NO_3{^-}$와 $Cl^-$이 요인 1의 구성 성분으로 추출되어 $(Ca+Mg)+(Cl+NO_3)$형도 상당수 분포한다. 이와 같은 결과는 연구지역이 $NO_3{^-}$와 $Cl^-$로 인한 오염이 우려되는 지역임을 시사하는 것으로 국내외 농촌지역 지하수 오염 특성과 동일한 결과를 나타낸다. 중금속 원소로 인한 오염의 양상은 나타나지 않고 있으며, 탄산염 광물의 지구화학적 풍화작용과 인위적 오염 성분 유입 등의 복합적인 작용이 연구지역 지하수의 지구화학적 특성과 수질 특성을 결정짓는 요인이다. 질소 동위원소 분석 결과에 의한 $NO_3{^-}$ 기원은 주로 농업 활동과 분뇨등이 지배적인 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제13권1호
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• pp.1-16
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• 2003

대구시에 분포하는 함안층, 반야월층, 주산 안산암질암, 팔공산화강암 지역의 지하수는 암석의 광물 및 화학조성에 따라 지화학적 특성이 구분된다. 대부분의 용존물질 함량은 안산암과 화강암보다 함안층과 반야월층에서 높게 나타나며 특히 $HCO_3^{-}$와${\;}SO_4^{2-}$의 함량이 매우 높은 분포를 보여준다. 퇴적암 지대의 지하수에서 $Ca^{2+},{\;}Mg^{2+},{\;}HCO_3^{-}$의 함량이 높다는 것은 탄산기를 포함하는 물이 방해석과 반응하거나 장석류의 풍화와 같은 화학적 반응의 결과이다. 파이퍼도에 의하면 함안층은 $CaSO_4-CaC2$형에 우세하게 점시되고 반야월층은 $CaSO_4-CaCl_2$형과,${\;}Ca(HCO_3)_2$형에 같이 점시된다. $Ca(HCO_3)_2$형은 주로 방해석의 용해에 의해서 형성되고, $CaSO_4-CaCl_2$ 형은 황석의 산화에 기인하는데, 일부는 인위적인 오염원의 영향을 받기도 한다. 요인분석 결과에 의하면 3개의 요인으로 추출 및 계산된다. $SO_4^{2-},{\;}Na_+,{\;}Ca^{2+},{\;}Fe$의 규제를 받는 요인 1은 방해석, 사장석의 용해 및 황철석의 산화로 설명되고, $HCO_3^{-},{\;}Mg^{2+}$의 규제를 받는 요인 2는 Mg-탄산염광물의 용해와 돌로마이트화 작용을 설명한다. $Cl^{-},{\;}K^{+},{\;}NO_3^{-}$의 규제를 받는 요인 3은 공장폐수를 포함하는 인위적인 오염원의 영향으로 추측되며 금호강 주변의 공업단지 및 주거지역은 요인 3에 대한 점수가 높은 분포를 나타낸다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제35권7호
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• pp.853-859
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• 2006

본 연구는 난각 칼슘염의 종류와 난막의 존재유무가 칼슘대사에 미치는 영향을 알아보기 위하여 난각에서 탄산칼슘을 용해시켜 난각 칼슘유무에 따른 칼슘급원으로서의 생기적 유용성을 확인하여 경제적이고 효과적인 칼슘보충제를 개발하고자 본 연구를 실시하였다. 실험동물은 4주령의 Sprague-Dawley종 수컷 흰쥐를 사용하였으며 실험식이는 난각분을 유기산에 용해시켜 제조한 난각 칼슘염(초산염, 글루쿠론산염)과 난각분을 각각 난막 분리와 난막 미분리로 나누어 급여하였다. 1군은 난막 미분리 난각분{ES(M+)}을, 2군에게는 난막 분리 난각분{ES(M+)}을, 3군에게는 난막 미분리 초산염{AC(M+)}을, 4군에게는 난막 분리 초산염{AC(M-)}을, 5군에게는 난막 미분리 글루쿠론산염{GC(M+)}을, 6군에게는 난막 분리 글루쿠론산염{GC(M-)}을 칼슘농도 0.2%로 조정하여 4주간 급여하여 사육하였다. 칼슘염 중 초산염이 글루쿠론산염보다 대퇴골의 무게를 향상시켰으며 난막존재시 대퇴골 무게가 다소 증가하는 경향을 보였다. 그러나 난각 칼슘염의 종류와 난막유무에 따른 interaction은 없었다. 대퇴골의 체중 100 g당 Ca함량은 난막 미분리군에서는 난각 칼슘염의 종류에 따른 유의적인 차이를 보였으며, 체중 100 g당 대퇴골의 Ca함량은 난막 미분리군에서는 글루쿠론산염군에서 가장 높은 수준이었으며, 난막 분리군에서는 초산염군으로 나타났다. 난막 분리군에서는 난각 칼슘염간의 유의적인 차이는 없었으나 칼슘염이 난각 분말 형태에 비해 높은 경향을 보였다. Ca 흡수율과 보유량은 난막 미분리군에서는 GC(M+)>AC(M+)>ES(M+)의 순서였으며 난막 분리군에서는 AC(M-)ES(M-)의 순으로 난막분말 형태보다는 난각 칼슘염의 형태에서 높은 수준을 보여 난각 칼슘염의 형태가 Ca 흡수율과 보유량을 상승시키는 것으로 나타났다. ALP의 활성은 난막유무에 관계없이 각군 간에는 유의적인 차이는 없었느나 글루쿠론산염의 형태가 가장 높은 활성을 보인 반면 초산염의 형태가 가장 낮은 경향을 보였다. 이상의 결과들을 미루어 볼 때 난각분으로 공급하기보다는 난각 칼슘염 형태로 공급하는 것이 칼슘대사에 유리하게 작용하는 것으로 사료된다. 따라서 난각의 $CaCO_3$를 이온화하여 칼슘급원으로 공급하거나 다양한 식품에 첨가하여 기능성을 부가한 건강증진 제품으로 개발하는 것은 한국인의 칼슘섭취수준을 향상시키고 칼슘부족으로 인한 질병예방 및 개선에 도움이 될 뿐만 아니라 폐자원으로부터 고부가가치제품을 개발함으로써 농가 소득 및 국가경제 향상에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.501-511
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• 2009

이 연구는 콘크리트구조물의 유지관리 및 보전활동의 절력화와 콘크리트구조물의 장기 수명화를 목적으로 번잡한 검사나 보수작업을 필요로 하지 않고, 콘크리트에 발생하는 미세한 균열에도 수시의 점검 등이 필요 없이 미생 물의 생체광물형성작용을 이용하여 콘크리트 그 자체에 자기치유 기능을 부여하는 것에 관한 내용이다. 이 논문은 콘 크리트에 자기치유 기능을 부여하는 것에 관한 연구 중 지금까지와는 완전히 다른 방법으로 미생물의 생체광물형성작 용(biomineralization)을 이용한 자기치유 콘크리트 개발에 관한 기초적 연구로서, Sporosarcina pasteurii가 탄산칼슘을 석 출시키는 biomineralization을 이용하여 미생물이 신진대사 작용을 할 때의 탄산칼슘 석출 반응에 의한 세포 외에 다른 화합물의 생성, 탄산염광물의 석출 및 모래표면을 고화시켜 모래의 입자를 접착하는 바인더로서의 이용을 검토 하였다. 그 결과 새로운 광물 형성 및 모래표면의 고화가 어느 정도 가능한 것이 확인되었으며, 또한 유기(미생물)·무기(CaC$O_3$) 복합 구조를 가진 calcite에 의해 균열의 보수도 어느 정도 가능한 것이 기초실험을 통해 확인할 수 있었다. 따라서 콘 크리트구조물에 이러한 미생물의 신진대사 작용에 따른 생체광물형성작용의 이용은 미생물과 같이 완성된 진정한 의미 의 자기치유 콘크리트가 될 것으로 사료되며, 이러한 미생물의 적용에 따른 효과는 보수 기능뿐만 아니라 환경 문제를 배려한 새로운 재료로서의 개발로 이어져 향후 더욱 더 중요한 연구주제의 하나가 될 것이다.

• 지질공학
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• 제10권1호
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• pp.51-62
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• 2000

경상계 퇴적암에서 산출되는 신촌 및 고란약수는 탄산을 다량으로 함유하는 탄산지하수이다. 탄산수의 화학적 유형은 Ca(Na)-$HCO_3$형에 속한다. 탄산수는 높은 $P_{CO2}$ 분압(0.29~1.01 atm)과 1,093~2,810$\mu$S/cm 범위의 높은 전기전도도를 보인다. 무기이온성분을 보면 Ca이 116~321mg/l 농도범위를 보이고 $HCO_3$성분이 702-2,115mg/l 농도로 가장 풍부한 성분이다. 그리고 Na 성분이 62~225mg/l 범위를, Mg 성분이 36.4~101mg/l 농도범위를, Fe는 1.0~31.5mg/l 농도범위를 보여 일반지하수에 비해 훨씬 높은 값을 보인다. 그 외 F, Li, Mn, Sr 등의 미량원소도 상당히 풍부한 편이다. 탄산수의 $^2H/^1H, ^{18}O/^{16}O$ 동위원소 분석결과 탄산수는 모두 순환수 기원이며, 삼중 수소의 수준으로 볼 때 1950년대 이후에 함양된 강수가 탄산수로 진화된 것으로 보인다. 약수내 $CO_2$의 공급은 퇴적암과 인접한 화강암 또는 산성 반암류의 심부에서 기원한 것으로 추정된다. 탄산수의 수질특성에 영향을 미친 근원광물은 퇴적암내 풍부한 탄산염광물과 앨바이트에 의한 것으로 해석되고, 열역학적 계산에 의한 포화지수를 볼 때 탄산수는 앨바이트에 대해서 용해성조건이며, 방해석과는 거의 평형상태를 이루고 있다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제7권3호
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• pp.116-124
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• 2000

본 연구에서는 남한에 분포하는 23개의 약수지역을 대상으로 탄산수의 수질 특성과 탄소의 기원을 연구하기 위하여 용존 이온 및 동위원소 분석연구를 수행하였다. 지질 특성별로 분류.비교된 국내 탄산수는 대체로 Ca-HC $O_3$형에 속하며 pH는 5.3~6.3의 범위이다. 탄산수내 대부분은 양이온과 음이온의 농도가 각각 $Ca^{2＋}$>$Na^{＋}$>M $g^{2＋}$>S $i^{4+}$>F $e^{2＋}$> $K^{＋}$ 와 HC $O_3$$^{－}$>S $O_4$$^{2－}$ >C $l^{－}$의 순이다. 탄산수의 수질 유형은 대체로 Ca-HC $O_3$형에 해당되나 지역별로 다소 차이가 나타나 강원 지역의 선캄브리아기 변성암류 및 쥬라기 화강암지역(GI)의 탄산수는 Ca-HC $O_3$형이 우세하나 전형적인 Na-HC $O_3$형을 보여주는 경우도 있다. 경상 퇴적분지내의 중생대 퇴적암 및 화강암류 지역(GII)의 탄산수는 Ca-HC $O_3$형 내지 Ca(-Mg)-HC $O_3$형이 우세하다. 옥천 변성퇴적암류 및 화강암류 지역(GIII)의 탄산수는 Ca-HC $O_3$내지 Ca(-Na)-HC $O_3$형을 보여준다. 산소 및 수소 동위원소 분석 결과, 탄산수의 기원은 탄산수 지역 부근의 순환수 기원이며 지형 특성에 따라 동위원소 고도 효과 및 위도 효과를 반영하고 있다. 탄산수의 탄산이온의 탄소의 $\delta$$^{13}$C(PDB)값은 -6.2~0.0$\textperthousand$범위이며, 그 기원은 대수층인 지층내 탄산염암 또는 탄산염 광물의 용해에서 유래한 무기기원 탄소로 해석된다.다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.264-267
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• 2005

수소의 소규모 분산 생산 기술은 본격적 인 수소 인프라가 도입되기 전에 연료전지 자동차의 수소 충 전용이나 분산 발전형 연료전지의 수소 공급을 위해 필요하다. 생산 용량은 수소 기준으로 $10\~100 Nm^3/hr$ 정도로 현재로선 천연가스의 수증기 개질법이 가장 경제적인 공정으로 알려져 있다. 소규모 생산에 따른 열효율 저하를 줄이 기 위해 단위 공정들이 통합된 컴팩트 개질 시스템의 개발이 필요하다. 핵심 기술인 컴팩트 리포머의 국산화 기술 확보를 위하여 $20 Nm^3/hr$용량의 동심관형 리포머를 설계, 제작하였다. 내부구조는 제작의 단순화를 고려하여 중첩된 동심관이 배열되었고 압력 손실과 열웅력 발생을 억제하도록 유로를 배치하였다. 수증기개질 반응에 필요한 반응열은 리포머 본체에 부착된 버너를 이용하여 공급하였다. 성능 측정을 위한 부속 기기로 상온 흡착식 탈황기, 폐열 회수형 수증기 발생기, 반응물 예열을 위한 열교환기, 생성 가스 응축기를 설계 제작하여 전체 리포밍 시스템을 구성하였다. 반응 온도 $680\~720^{\circ}C$, 탄소 대 수중기 비(S/C ratio) $2.7\~3.2$ 조건에서 수증기 개질 반응을 수행하였다. 해당 반응 조건에서 메탄 전환율 $89\%$ 이상, 저위 발열량 기준 개질 열효율 $70\%$ 이상을 달성하였고 개질 생성가스 내 수소의 최대 유량은 $23.4Nm^3/h$였다. 개발된 리포밍 시스템은 고순도 수소 생산이 필요한 경우, 수소 수율 향상을 위한 고온 수성 가스 전화 반응기를 통합 가능하도록 열교환기 구성을 조정할 수 있으며 용융 탄산염 연료전지와 같이 고온형 연료전지의 경우 $550^{\circ}C$ 이상으로 개질 생성 가스를 공급하도록 구성할 수도 있다. 향후 리포머 본체의 개질 효율 향상 및 장치 소형화, 부속 기기의 최적화를 통한 전체 리포밍 시스템 개선, 스케일 업 설계를 위한 엔지니어링 설계 패키지 구성을 계획하고 있다.

• 한국석유지질학회지
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• 제1권1호
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• pp.1-13
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• 1993

강원도 영월 마차리 부근에 분포하는 문곡층의 속성역사에 대한 연구를 조직적, 동위원소적 및 미량원소적 결과를 이용하여 수행하였다. 속성광물의 생성단계는 각각 그들의 지화학적 결과와 함께 문곡층이 여러 단계의 속성작용을 받았음을 보여준다: 그들은 1) 천해속성작용, 2) 민물속성작용, 3) 얕은매몰속성작용 및 4) 깊은매몰속성작용이다. 천해속성작용은 섬유상 방해석 교질작용과(framboidal) 황철석화작용으로 이루어져 있으며, 민물속성작용 동안에는 불안정한 광물(아라고나이트와 고마그네슘 방해석)로 구성된 탄산염 입자들의 용해작용과 재 결정작용, 극피동물 위의 syntaxial overgrowth 작용 및 등립질 방해석의 교질작용이 일어났다. 얕은 매몰 속성환경에서는 쳐어트와 이디오토픽 돌로마이트가 생성되었고 제노토픽 돌로마이트화작용은 스타일로라이트화 작용 전에 일어났을 것이다. 깊은 매몰 속성환경 에서는 saddle 돌로마이트화작용, 2차 규화작용 및 탈돌로마이트화작용이 일어났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.102-109
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• 2024

석회석미분말을 콘크리트용 재료로 활용하기 위하여 치환율을 달리하여 제조한 시멘트 경화체의 역학적 특성 및 내구특성을 평가하였다. 일반적으로 석회석미분말은 시멘트 수화반응에 기여하지 못함으로 이를 사용한 모르타르의 압축강도 시험결과 치환율이 증가할수록 압축강도는 감소하였다. 그러나 석회석미분말을 사용한 모르타르의 염소이온 침투저항성, 탄산화저항성 및 화학저항성 등 내구성능을 평가한 결과 석회석미분말의 작은 입자가 시멘트 경화체 내부의 미세한 공극을 채워주는 마이크로 필러효과로 인하여 치환하지 않은 기준 모르타르에 비하여 우수한 결과를 나타내었다. 따라서 석회석미분말은 콘크리트의 내구성 향상을 위한 효과적인 방법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 석회석미분말의 치환량을 0 %, 5 %, 10 %, 15 %로 변화시켜 내구성능을 평가하였으나 향후 석회석미분말의 종료와 치환량을 다양한 수준으로 변화시켜 내구성능에 미치는 영향을 보다 자세히 연구할 필요가 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제40권1호
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• pp.29-45
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• 2007

전라북도 전주시 지역의 만경강 하천변 충적 대수층에 심도 30m까지 설치된 다중 심도 관정을 이용하여 산화-환원 환경과 관련된 지하수의 생물지구화학적 특성을 조사하였다. 대체로 용존 산소(DO)가 1 mg/L이하의 혐기성 환경이 지배적이었으며, 10-20m 구간에서는 높은 농도의 Fe($14{\sim}37mg/L$)와 Mn($1{\sim}4mg/L$)이 나타나고 그 하부에서는 S(-II) 이온이 검출되었다. 용존 Fe와 Mn이 높은 구간에서는 $O_2,\;NO_3$가 거의 없고, 퇴적물내의 Fe와 Mn의 함량은 심도에 따라 큰 차이 없이 분포하고 있어 전자수용체로서 이용된 Fe(III), Mn(IV)의 환원에 의해 지하수내의 용존 Fe와 Mn의 농도가 높아진 것으로 볼 수 있다. 용존 농도에서 Mn이 Fe에 비해 상대적으로 농도가 높게 나타나는 구간이 더 넓다. 환원 과정에서 전자공여체(electron donor)로 이용될 수 있는 유기 탄소(DOC) 농도가 지하수면 부근에서 급격히 감소하는 것으로 보아 지하수내 유기물은 상부에서 유입되는 것으로 보인다. 20m 하부에서는 $SO_4$가 감소하고 S(-II) 이온이 검출되는 것으로 보아 상부 구간보다는 하부구간에서 $SO_4$ 환원작용이 활발함을 지시한다. 여러 산화-환원쌍으로부터 계산된 산화-환원 전위는 Fe를 포함하는 쌍들간을 제외하고는 모두 일치하지 않아 전체적으로 산화-환원적으로 비평형 상태에 있다고 볼 수 있다. 지하수면 부근을 제외하고는 siderite, rhodochrosite 등의 탄산염 광물의 포화지수가 -2에서 +1의 범위를 보여 이들 광물에 의해 각각 Fe(II), Mn(II) 이온의 농도가 지하수내에서 조절될 수 있음을 보여주며, 20m 하부 심도 구간에서 S(-II) 이온이 검출되는 지점에서는 Fe(II)의 경우 FeS 광물에 의해서도 농도가 조절될 수 있다.