• Journal of Ecology and Environment
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• 제45권1호
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• pp.1-9
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• 2021

Background: Abandoned coal piles after the closure of mines have a potential negative influence on the environment, such as soil acidification and heavy metal contamination. Therefore, revegetation by efficient species is required. For this, we wanted to identify the role of Silene acaulis in the succession of coal piles as a pioneer and a nurse plant. S. acaulis is a well-studied cushion plant living in the Arctic and alpine environments in the northern hemisphere. It has a highly compact cushion-like form and hosts more plant species under its canopy by ameliorating stressful microhabitats. In this research, we surveyed vegetation cover on open plots and co-occurring species within S. acaulis cushions in coal piles with different slope aspects and a control site where no coal was found. The plant cover and the similarity of communities among sites were compared. Also, the interaction effects of S. acaulis were assessed by rarefaction curves. Results: S. acaulis was a dominant species with the highest cover (6.7%) on the coal piles and occurred with other well-known pioneer species. Plant communities on the coal piles were significantly different from the control site. We found that the pioneer species S. acaulis showed facilitation, neutral, and competition effect in the north-east facing slope, the south-east facing slope, and the flat ground, respectively. This result was consistent with the stress gradient hypothesis because the facilitation only occurred on the north-east facing slope, which was the most stressed condition, although all the interactions observed were not statistically significant. Conclusions: S. acaulis was a dominant pioneer plant in the succession of coal piles. The interaction effect of S. acaulis on other species depended on the slope and its direction on the coal piles. Overall, it plays an important role in the succession of coal piles in the High Arctic, Svalbard.

• 한국토양비료학회지
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• 제38권5호
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• pp.259-268
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• 2005

폐금속광산 주변 잔류광미 및 논토양중의 중금속 분획과 잠재적인 이동도를 평가하기 위하여 10개 광산지역을 대상으로 중금속 분포비율, 화학적 존재형태 및 화학성분과의 관계를 조사한 결과는 다음과 같다. 잔류광미중의 중금속 오염지수는 청양>도곡>붓든>백월광산 순으로 그 값이 20보다 높았으며, 오염지수 값으로 볼 때 하부 생태계에 환경문제를 야기시킬 수준으로 생각되었다. 논토양중 왕수분해 전함량에 대한 0.1 M HCl 침출성 중금속 비율은 Cd 49.1, Cu 50.7, Pb 26.8, Zn 18.4 및 Ni 2.9%였으며, 그 비율은 잔류 광미와 비교하여 상대적으로 높게 나타났다. 잔류광미중의 주된 중금속 존재형태는 잔류태 (63-91%) 였으며, 논토양에서 식물 흡수이행과 관련성이 높은 치환성 Cd 함량비율이 21%로 나타나 다른 중금속과 비교하여 상대적으로 높은 비율을 보였다. 잔류광미 및 논토양의 중금속 이동계수는 Cd>Zn>Cu>Pb 순으로 높았으며, 논토양보다 잔류 광미에서 광산지역간 편차가 심하게 나타났다. 광미중의 잠재적인 중금속 이동도와 유효도는 수용성 $Al^{3+}$ 및 $Fe^{3+}$ 함량과 정의 상관, 그리고 논토양에서는 토양 pH값과 부의 상관을 보였다. 이상의 결과에서 폐광산 주변에서 중금속의 잠재적인 이동성은 광상 및 생상 광종의 차이에서 기인하는 pH 변화와 황화물 및 Mn-Fe 수산화물 조성에 영향을 받는 것으로 생각되며, 이와 관련하여 광산하부 수계 및 토양환경계에서 산성배수에 따른 중금속 확산오염에 대한 앞으로의 연구가 필요할 것으로 판단되었다.

• 자원환경지질
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• 제36권6호
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• pp.481-490
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• 2003

본 연구는 국내 폐금은광산 지역에서의 광산활동의 의한 (1)계의 물시료 및 퇴적물 내의 As의 오염 수준, (2)오염된 자연수 중에 존재하는 As의 화학종의 조사, (3)수계내 As의 건/우기에 따른 계절적 변화, (4)연속추출분석법을 이용한 퇴적물내의 As의 화학적 형태연구를 목적으로 한다. 본 연구를 위하여 국ㆍ내 6개의 폐금은광산 지역에 대하여 갱내수, 하천수 및 지하수 등의 자연수와 하강퇴적물을 채취하였다. 동일광산 갱내수의 As의 함량이 524${\mu}m$/L로 국내 광산폐수내 기준치(500 ${\mu}m$/L)를 초과하였으며, 하천수 역시 동일(63.7∼l17.6${\mu}m$/L) 구봉(56.1∼62.9${\mu}m$/L) 광산지역에서 부화되어 있었다. 연구지역내에서 음용수로 사용하고 있는 지하수내 비소의 함량은 동일, 옥동과 구봉광산에서 각각 11.3∼63.5${\mu}m$/L, 0.2∼68.9 ${\mu}m$/L과 2.0∼101.0${\mu}m$/L으로 일부 시료에서 국내 먹는 샘물 기준치(50${\mu}m$/L)를 초과하였다. 대부분의 수계에서 arsenate(As(V), $H_2AsO_4^-$)가 arsenite[As(III), $H_3AsO_3$]에 비해 우세한 존재형태이나 총As함량에 대한 arsenite(III)의 함량 비가 옥동광산지역의 하천수 시료에서 최고 95%까지 존재하고 있었으며 옥동과 동정광산 지역의 지하수에서는 70∼82%를 나타내었다. 수계내의 A저 계절적 변화의 관찰 결과, 동일광산지역의 수계에서 우기(9월 채취시료)에 비해 건기(4월 채취시료)에 상대적으로 부화된 양상을 명확히 보였다. 퇴적물에 대한 연속추출분석결과 As는 동정과 구봉광산의 시료에서 주로 비결정질 철수산화물과 공침전한 형태로 존재하고 있었으며(35.9∼40.5%) 이는 환원환경 하에서의 As의 재 용출에 의한 오염의 진행을 야기할 수 있다. 그러나, 동일 및 옥동 광산지역의 하강퇴적물은 주로 황화물 형태로 존재했다 (55.2∼83.4%).

• 자원환경지질
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• 제35권6호
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• pp.553-565
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• 2002

본 연구는 시흥 동연아연 및 나주 덕음 금은 폐광산 주변 오염 논토양을 대상으로 시기별 중금속의 수직적 분포 및 함량변화를 실내 microcosm실험을 통하여 조사하였으며 산화환원 환경 변화에 따른 중금속의 지구화학적 거동 양상을 평가하고자 하였다. 두 지역의 원 논토양은 광물학적 구성, 중금속 함량 및 pH와 같은 지구화학적 특성이 차이를 나타내었으며 특히 덕음에서 상대적으로 낮은 중금속 함량에 비해 높은 교환성 형태의 비율로 중금속 용출이 높을 것으로 예상되었다. 18주의 침수기간동안 microcosm토양 상하부는 산화환원 환경 차이를 유지하였으며 pH의 경우 시흥의 상하부 토양 및 덕음의 하부 토양에서는 중성-알칼리성을 유지하였으나 덕음 상부는 3.2-3.8의 강산성을 나타내었다. 용존 Fe, Mn은 상부에 비해 하부에서 높은 농도를 보여 환원성 용해현상에 의한 용출거동을 나타내었다. Pb 및 Zn는 산화환경인 상부에서 그 용출이 높게 나타나며 pH가 높은 시흥의 경우 상층수/토양 경계면에 철 및 망간이 풍부한 층이 형성되고 중금속의 이동을 억제하는 트랩역할을 하여 용출정도가 낮았다. 반면 pH가 낮은 덕읍에서는 원 토양의 상대적으로 낮은 중금속 함량에 비해 그 용출정도가 높았으며 침수 및 배수의 시기별 화학적 존재 형태의 변화도 나타났다. 강산성의 논토양에서는 침수기에 토양 상층부에서 벼작물의 중금속 흡수도가 증가할 수 있으며 배수후에는 교환성 형태의 증가로 역시 그 흡수도가 높아질 것으로 예상된다.

• 한국산림과학회지
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• 제95권1호
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• pp.23-31
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• 2006

폐탄광지역의 식생복원에 관한 기초정보를 제공하고자 경상북도 문경시에 위치한 삼창탄광, 봉명탄광, 갑정탄광, 단봉탄광의 식생구조를 분석하였다. 중층과 하층의 출현종수는 삼창탄광이 각각 3종과 10종, 봉명탄광이 2종과 5종, 갑정탄광이 7종과 11종, 단봉탄광 9종과 12종, 그리고 대조구는 중층과 하층에 각각 15종과 17종이 출현하였다. 하층의 중요치는 삼창탄광은 참싸리, 그 외 조사지에서는 산딸기의 중요치가 가장 높은 것으로 나타났다. 초본층의 중요치는 삼창탄광은 새, 봉명탄광은 수까치깨, 갑정탄광은 참억새, 단봉탄광은 쑥과 그늘사초가 가장 높았으며 대조구에서는 실새풀의 중요치가 가장 높은 것으로 나타났다. 4개 폐탄광지역의 중층과 하층의 종다양도는 각각 0.201-0.666과 0.612-0.895로 분석되었다. 하층의 균재도는 폐탄광지역이 0.683-0.875의 범위였으며 대조구는 0.990의 균재도를 나타내었다.

• 자원환경지질
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• 제41권4호
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• pp.453-464
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• 2008

이 연구에서는 폐탄광 지역에서 발생하는 지반침하와 지하 채굴적 사이의 상관성을 지질, 지하구조, 탄층의 심도와 두께, 지하갱도의 분포 측면에서 분석하고자 하였다. 연구대상 지역은 강원도 삼척시 삼척탄전에 속하며, 채굴적 특성을 고려하지 않은 기존의 연구에서 수치지질도, 수치갱내도, 현장조사보고서 자료와 GIS의 공간분석기법을 적용하여 지반침하 취약성이 높게 분석된 지역에 해당된다. 연구지역에 대한 수치지질도 및 지반안정성 조사 보고서를 기반으로 연구지역내에서 지반침하가 관측된 지역의 분포, 지표 및 지하의 지질구조와 탄층의 분포현황을 분석하였고, 수치갱내도 자료를 이용하여 지하 갱도의 심도 및 중첩분포 현황을 분석하였다. 연구결과, 지표의 암석 강도 저하, 얕은 심도와 두꺼운 층후의 함탄층 존재가 지반침하 발생과 밀접한 관련이 있는 것으로 분석되었다. 또한, 다수의 중첩된 갱도의 분포 및 얕은 심도의 지하 갱도 존재, 단층의 존재 역시 지반침하발생에 영향을 주는 주요인으로 확인되었다. 지반침하 위험지역을 정량적으로 예측함에 있어, 연구결과로 나타난 지반침하 관련 요인을 추가로 데이터베이스화하여 폐탄광 지역별로 적합한 지반침하예측 모델을 구축한다면 폐탄광 지역의 지반침하위험 예측 및 예방에 매우 효과적일 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제52권1호
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• pp.29-35
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• 2019

이 연구는 폐석탄광 주변 토양을 대상으로 토양 내 비소 안정화를 위한 광산슬러지 펠렛의 적용성을 확인하고 효과적인 안정화 효율평가 방법을 제시하고자 하였다. 함태, 동원, 동해, 옥동탄광 주변 경작지에서 토양을 채취하여 비소 농도를 확인한 결과 함태탄광을 제외한 나머지 폐석탄광 주변 토양에서 토양오염우려기준을 초과하는 비소농도를 보였다. 광산슬러지 펠렛은 미강과 광산슬러지를 혼합하여 제조하다. 분말형태의 광산슬러지에 비해 광산슬러지 펠렛은 운반과 안정화 시공과정에서 분진의 발생이 발생하지 않아 적용성이 높고 광산슬러지가 갖는 비소 안정화 효율을 유지하고 있는 것으로 나타났다. 칼럼실험을 통해 폐석탄광 주변 토양 내 비소 안정화에 광산슬러지 펠렛의 활용 가능성을 평가한 결과 기존의 토양 안정화제로 주로 사용한 석회석과 제강슬래그 보다 더 효과적인 것으로 나타났으며, 토양 내 비소 안정화 효율 평가방법으로는 $0.43M\;HNO_3$또는 $1M\;NaH_2PO_4$용액을 이용한 용출법이 적합한 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제13권1호
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• pp.129-137
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• 2003

폐갱도 지역에 형성된 지하공동과 그 주변에 발달된 파쇄대에서 공대공 탄성파 토모그래피 탐사의 신호변화를 해석하였다. 지하 공동과 파쇄대 주변에서는 초동시간의 지연과 에너지 감쇠 현상이 뚜렷하였고 파선의 우회현상으로 파선의 밀도가 저하되었다. 신선한 암반과 공동 주변을 통과한 트레이스에 대한 진폭스펙트럼 분석 결과 1000Hz정도의 주파수 범위까지는 진폭의 변화를 보이고 있지는 않으나, 2000Hz 정도에서는 공동 주변을 통과하는 것이 7dB 정도의 낮은 차이를 보이며, 3000Hz에서는 거의 20dB 정도까지 차이를 보인다. 본 연구를 통하여 탄성파 토모그래피 탐사를 이용한 신선한 암반과 지하 공동주위의 탄성파 자료 특성을 해석하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제49권1호
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• pp.66-74
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• 2016

Environmental pollution from abandoned metal mines has been awarded as serious problem and many techniques have been applied to remediate pollutants. Main objective of this research was to evaluate efficiency of heavy metal sorption capacity of spent mushroom media (SMM) in aqueous and soil matrix. Laboratory batch experiment was conducted and 4 different heavy metals (Cd, Pb, Cu, Zn) were evaluated. In aqueous phase, all 4 heavy metals showed high reduction efficiency ranged from 60-99% and Pb showed the highest sorption efficiency. In case of soil phase, much lower sorption efficiency was observed compared to aqueous phase. The highest reduction efficiency was observed in Cd (average of 38%). With scanning electron microscopy energy dispersive detector (SED-EDS) analysis, we confirmed sorption of heavy metals at the surface of SMM. Overall, SMM can be used as sorption materials for heavy metals in both aqueous and soil matrix and more research should be conducted to increase sorption efficiency of SMM in soil.

• 한국토양비료학회지
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• 제47권6호
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• pp.518-524
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• 2014

Heavy metal pollution in agricultural field near at the abandoned metal mines has been a critical issue in Korea. In particular, bioaccumulation in plants can have detrimental effect on human health. Main objective of this research was to examine arsenic (As) concentration in soil with varied extraction methods and to determine bioaccumulation and biological transfer factor in different crops. Results showed that bioaccumulation ratio of As for total contents in soil was ordered leafy and stem vegetables (1.19%) > fruit bearing vegetables (0.79%) > pulses (0.40%) > root vegetables (0.36%) with different crop species. Among 6 different extraction methods, all of extraction methods showed high correlation ($R^2=0.87-0.97$) except DTPA ($R^2=0.25$) when comparing As concentration in soil extracted with different extractants and As concentration in each crops. Calculated biological transfer factor was ranged 0.002-0.018 depending on crop species. Overall, concentration of As in crops can be varied and best management practice for minimizing bioaccumulation of As should be considered depending on crop species.