• 자원환경지질
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• 제55권6호
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• pp.717-726
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• 2022

이 연구는 폐금·은광산 주변의 토양과 수계에서 비소(As), 카드뮴(Cd), 구리(Cu), 납(Pb), 안티모니(Sb), 아연(Zn)의 지구화학적 분산 특성을 확인하였다. 토양시료 내 각 원소의 지구화학적 오염도는 enrichment factor (EF), geoaccumulation index (Igeo), pollution load index (PLI)와 같은 지화학 지수를 이용해 평가하였다. 수계의 지구화학적 오염도는 광물찌꺼기 적치장에서부터 거리에 따른 중금속 및 황산염(SO₄^2-)의 농도 변화를 이용하여 평가하였다. 지화학 지수를 이용한 토양의 오염도 평가 결과 광산 및 광물찌꺼기 저장시설과 가까운 지역에서 As, Cd, Pb, Zn의 농축지수가 높게 나타났으며, Sb는 모든 토양시료에서 높은 농축지수를 보였다. 이러한 결과는 광산 활동으로 대표되는 인위적인 요인에 의해 주변의 토양으로 중금속의 분산이 진행되었음을 보여주는 결과이다. 수계에서 중금속 농도 및 SO₄^2-의 농도 변화를 확인한 결과 특정 지점에서 As, Cd, Zn, 그리고 SO₄^2- 농도의 이상점이 나타났으며, 거리에 따라 점차 각 원소의 농도가 감소하였다. 이는 수계의 오염이 광물찌꺼기 적치장과 그 인근의 황화광물의 풍화에 기인한 것을 의미한다. 조사를 수행한 지역에서는 과거에 중금속으로 오염된 토양의 복원사업이 진행되었지만, 그 이후에도 잠재적인 오염원인 광물찌꺼기 적치장 인근에서부터 오염이 다시 진행되고 있는 것으로 판단된다. 따라서 복원을 완료한 지역에서도 토양과 수질시료를 대상으로 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권3호
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• pp.271-279
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• 2008

해저열수광상은 황화물 미네랄이 해저의 열수작용을 통해 형성된 광상을 의미하며 특히, 구리, 납, 아연, 금, 은 등의 금속이 다량 포함되어 있다. 현재 해저열수광상 개발분야의 선두주자는 노틸러스사이다. 노틸러스사는 파푸아뉴기니, 피지, 통가, 솔로몬제도, 뉴질랜드 등 남서태평양 도서국에 약 37만 $km^2$에 달하는 탐사권을 보유 또는 신청해 놓은 상태이다. 넵튠사 역시 뉴질랜드, 파푸아뉴기니, 마이크로네시아에서 27만 $km^2$가 넘는 면적의 탐사권을 취득하였다. 이들 두 광업회사는 2010년 세계 최초로 해저열수광상의 상업생산을 목표로 적극적인 활동을 전개하고 있다. 주변국가인 중국과 일본은 전략광물의 안정적 공급을 위하여 해저열수광상 탐사활동을 적극적으로 수행하고 있는 실정이다. 중국의 경우 중국대양협회를 통해 전 지구 대양을 대상으로 심해저자원개발을 위한 국가연구개발사업을 수행하고 있다. 일본의 경우 자국의 EEZ를 중심으로 해저열수광상 조사사업을 수행하고 있다. 이러한 국제적인 해저열수광상 개발동향을 고려하여 우리나라의 해저열수광상 개발을 위한 전략방향을 소관부처의 일원화와 법제도 정비, 사업추진주체 결정, 정부의 적극적 예산지원, 해저열수광상 개발을 위한 중장기 계획수립 등의 측면에서 제안하였다.

• 자원환경지질
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• 제35권4호
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• pp.299-316
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• 2002

삼광 금-은광상은 선캠브리아기 경기육괴의 호상 또는 화강편마암내에 발달된 단열대(NE,NW)을 따라 충진한 함금-은괴상석영맥광상이다. 이 광상의 광화작용은 여러번의 단열작용에 의해 형성된 동일시기의 석영맥으로 구성되어있다. 광석조직과 광석광물의 공생관계를 기초로 하여, 이 광산의 괴상석영맥은 2기의 광화시기가 관찰되며 주 광화시기는 광화I시기이다. 모암변질은 견운모화작용, 녹니석화작용, 규화작용이 우세하며 황철석화작용, 탄산염화작용, 프로필라이트화작용 및 점토화작용이 관찰된다. 광석광물은 주로 유비철석(29.21-32.24 As atomic %), 황철석, 섬아연석(6.45-13.82 FeS mole %), 황동석, 방연석과 소량의 자류철석, 백철석, 에렉트럼(39.98-66.82 Au atomic %) 및 함은석이다. 유체포유물의 체계적 연구에 의하면, 물리-화학적 상태가 상반되는 2가지의 유체가 관찰된다 : 1). 광화I시기 조기 황화광물 정출과 관련된 $H_{2}O-CO_{2}-CH_{4}-NaCl$ 유체(온도 :215-345$^{\circ}C$, 압력 :1296-2022 bar, 염농도 0.8-6.3 wt. %), 2).광화I시기 말기 황화광물 및 에렉트림과 관련된 $H_2O$-NaCL$\pm$CO2유체(온도 :203-441$^{\circ}C$, 압력:330 bar 염농도 :5.7-8.8 wt. %). H$_{2}$O-NaCL$\pm$$CO_2$ 유체는 광화작용이 진행됨에 따라 유체압력의 감소에 의하여 $H_{2}O-CO_{2}-CH_{4}-NaCl$ 유체의 불혼화와 순환수의 혼합에 의하여 진화된 유체이다. 열수용액의 ${\delta}^{34} {S}_{fluid}$값이 1.8-4.9$\textperthousand$로서 황의 기원은 화성기원을 지시한다. 산소(${\delta}^{18}O_{H2O}$)와 수소(${\delta}$D)안정동위원소값이 각각 -5.g-10.9$\textperthousand$, -lO2~-87$\textperthousand$로서 삼광금-은광상의 광화유체는 마그마유체로부터 계속적인 고순환수의 혼입이 있었던 것으로 생각된다.

• 자원환경지질
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• 제34권6호
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• pp.507-522
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• 2001

통영광산은 첨열수광상으로서 능망간석 , 백운모, 일라이트, 황철석 , 방연석 , 황동석 , 섬아연석 , 아칸다이트 및 헤사이트등의 광물을 수반하는 초기의 광석광물 침전시기와 후기의 맥석광물 침전시기로 구분된다. 초기는 반복적인 대상구조를 띠고, 황화광물이 침전된 시기로서 텔루리움 광물과 함께 엘렉트럼이 산출된다. 후기에는 주로 단산염 광물과 천금속광물이 침전되었다. 통영 열수계에서 광화단계에 따른 상이한 열수유체의 변천과정을 구체적으로 규명하기 위하여 프로그램 CHILLER를 이용한 수치모델링이 실시되었다. 반응경로 모델링은 28$0^{\circ}C$에서 모암인 안산암과의 반응을 비롯하여, 27$0^{\circ}C$에서 12$0^{\circ}C$까지의 단순한 등압 냉각, 비등과 지하수의 혼입에 따른 희석 및 압력파 온도가 감소되는 조건에서 수행하였다. 모델링 결과 초기 광화유체는 산성용액(pH=5.7)으로 상대적으로 높은 염농도와 금속원소 함량이 높다. 장화유체 내의 금의 함량은 열수계의 천금속원소 총량과 황화물의 활동도에 의해 지배된다. 통영 천열수계에서의 광화작용은 천부에서 일어난 참화유체의 비등과 이에 수반된 가열된 지하수의 흔입에 의한 반응경로를 반영하며, 현미경에서 관찰된 광물공생 특성과 모델링에 의한 침전광물의 조합 및 엘렉트럼의 화학조성 등에서 동일한 경향을 나타낸다. 이러한 유사성은 Te 함유하는 천열수 금 . 은광상이 열수계에서의 비등과 유체혼합(희석)에 의해 생성되었음을 지시한다. 반응경로 모델링 연구는 광상성인을 이해하는 중요한 수단이며, 유사한 지질환경에서의 광강탐사에 유용한 자료로 활용될 것으로 생각된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권5호
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• pp.524-533
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• 2008

도금산업에서 배출되는 폐수는 독성이 강한 시안이온과 시안착화합물, 그리고 다양한 중금속이 함유되어 있다. 이러한 독성이 강한 시안이온 및 시안 착화합물의 처리는 알칼리염소법에 의한 시안 산화처리방법이 가장 일반적으로 잘 알려진 방법이다. 이는 시안이온은 분해 가능하나 시안 착화합물의 처리는 어려운 것으로 알려져 있고, 실제로 산업현장에서 수질환경보전법상 수질배출허용기준(나 지역) 1 mg/L을 초과하는 경우가 빈번하다. 본 연구에서는 앞서 밝힌 아연백법 및 공침공정을 이용한 복합 중금속-시안착염 폐수의 현장처리(I) (아래에서 "현장처리(I)"으로 표시 함)과 비교하여 크롬환원처리 후 Fe/Zn 공침공정을 적용하여 시안착염을 제거하고, 알칼리염소법에 의한 잔류시안 산화처리방법으로 검토하였다. 크롬처리는 6가 크롬을 3가 크롬으로 환원시 환원제로서 NaHSO$_3$를 사용하여 pH 2.0, ORP 250 mV, 반응시간 30 min.에서 99.9% 이상의 최대제거율을 얻을 수 있었다. Fe/Zn 공침에 의한 시안착염 제거실험은 pH 9.5, FeSO$_4$/ZnCl$_2$ 3.0 $\times$ 10$^{-4}$ mol, mixing rpm 240에서 시안이온의 제거효율은 98.24%(잔류시안농도: 4.50 mg/L)로 최대의 결과를 얻었다. 황화물 침전법에 의한 기타중금속(Cu, Ni)처리반응의 조건은 pH 9.0$\sim$10.0, 반응시간 30 min. mixing rpm 240에서 Cu의 경우 Na$_2$S 주입량 3.0 mol에서 99.9%, Ni의 경우 Na$_2$S 4.0 mol에서 93.86%의 최대결과를 얻었다. Fe/Zn공침처리 후 잔류시안농도 4.50 mg/L의 제거를 위하여 알칼리염소법을 실시한 결과 1차 산화반응은 pH 10.0 이상, ORP 350 mV, reaction time 30 min, 2차 산화반응은 pH 8.0 이하, ORP 650 mV, 반응시간 30 min.에서 제거효율 95.33%, 잔류시안농도 0.21 mg/L의 결과를 얻었다. 즉 (1) 크롬환원처리, (2) Fe/Zn 공침공정에 의한 시안착화합물 제거 및 기타 중금속(Cu, Ni) 처리, (3) 알칼리염소법에 의한 잔류시안 산화처리를 실시한 결과(아래에서 "현장처리(II)"로 표시 함) 시안의 잔류농도는 0.21 mg/L로서 수질 및 수생태계보전에 관한 법율의 수질배출허용기준(나 지역) 1 mg/L의 규제치 이하로 처리가 가능하다는 것을 현장 확인할 수 있었고 "현장처리(I)"보다 처리효율적인 측면이나 경제적인 측면에서 모두 양호한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국광물학회지
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• 제27권4호
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• pp.169-181
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• 2014

우리나라는 2008년부터 심해저 광물자원 확보를 위하여 남서태평양 통가국 EEZ 내 Tofua arc의 해저 화산열도에서 해저열수광상에 관한 조사를 지속적으로 수행하고 있다. 통가국 라우분지 TA 25 해저산에서 해저 열수 활동에 의하여 형성된 광물들의 특성과 분포를 규명하기 위하여 X선회절분석, 주사전자현미경 관찰, X선형광분석과 유도결합 플라즈마 방출분광분석을 실시하였다. 연구에 사용된 시료는 TA 25 해저산 주변에서 채취된 7개의 코어 시료와 9개의 해저퇴적물 시료이다. 열수분출구 모든 지역에서 중정석, 섬아연석, 클리노클레이스 등이 존재하고, 열수분출구 A 지역에는 석고, 스멕타이트 및 카올린 광물, 열수분출구 B와 C 지역에는 스멕타이트, 카올린 광물, 황동석과 황철석, 열수분출구 D 지역에는 석고, 황동석, 황철석, 침철석 등이 분포한다. 점토부분에 대한 분석 결과 칼데라 중심부 지역을 제외한 모든 지역에서 스멕타이트와 소량의 카올리나이트가 포함되어 있는 것으로 보아 이질변질작용에 해당하는 열수변질이 있었음을 알 수 있다. 열수분출구 B, C, D 지역은 여러가지 종류의 황화광물과 비소화광물이 존재한다. 광물조성, 주성분과 미량성분 분석 결과로 판단할 때 열수분출구 B, C, D 지역이 비교적 강한 고온의 열수변질작용, 열수분출구 A와 칼데라 중심부 지역은 열수의 영향을 적게 받았거나 저온의 열수변질작용을 받은 것으로 판단된다. 추후 열수광상 탐사는 열수분출구 B, C, D 지역에서 수행되어야 할 것으로 여겨진다.

• 자원환경지질
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• 제43권2호
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• pp.123-136
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• 2010

사격지로 이용되었던 매향리 농섬 및 곡섬 시료 토양 및 퇴적물의 회분식 반응기 이용 중금속 추출 정화 실험을 수행하였다. 농섬 북쪽방면 사면의 N3 토양은 자갈 12.9%, 모래 47.0%, 실트 35.1%, 점토 5.0%가 함유된 약역머드 사질((g)mS)이었다. 그리고 N3 토양의 중금속 함유량은 Cd $22.5\pm1.9$ ppm, Cu $35.5\pm4.0$ ppm, Pb $1,279.0\pm5.1$ ppm 그리고 Zn $403.4\pm9.8$ppm이였다. 이 N3 토양에 5 종류 추출용매(citric acid, EDTA, phosphoric acid, potassium phosphate and oxalic acid)를 사용하여 추출한 결과 EDTA(ethylenediaminetetraacetic acid, $C_{10}H_{16}N_2O_8$)가 가장 좋은 추출효율을 가져왔다. 이는 N3 토양의 EDTA, oxalic acid 추출전 후 잔류성 fraction 부분이 형태가 파괴됨으로써 상당수가 추출되거나 좀 더 이동이 쉬운 상태로 진화되며 이에 따라 상대적으로 비잔류성 non-fracton 부분인 철/망간 산화물 형태, 유기물/황화물 형태, 이온교환성 형태, 탄산염으로 증가된다는 것을 보였다. 또한 EDTA 추출제를 사용하여 추출제 농섬 1,000 mM, soil:solution 비율 5, 실험 온도 $20^{\circ}C$, shaking 시간 24 hr, pH 2 그리고 200 RPM 조건의 회분식 반응기를 이용한 추출 결과 N3 토양은 Pb과 Zn이 초기농도 대비 각각 92.4%, 94.0% 추출제거되었다. 이러한 결과는 EDTA 추출제가 중금속으로 오염된 농섬 및 곡섬 토양은 회분식 반응기 이용 추출 실험에서 Pb, Zn가 효율적으로 제거 될 수 있음을 의미하나 특정 조건에서만 제거효율이 높은 logarithmic 함수 값을 보였다.