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제주도(濟州島) 대표토양(代表土壤)의 Andic 특성(特性)에 관한 연구(硏究) -III. Allophane 생성조건(生成條件) (Andic Properties of Major Soils in Cheju Island -III. Conditions for Formation of Allophane)

  • 송관철;류순호
    • 한국토양비료학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.149-157
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    • 1994
  • 제주도(濟州島) 한라산(漢拏山) 남사면(南斜面)에 Toposequence를 이루고 있는 9개 토양통(土壤統)과 제주도(濟州島) 주요(主要) 토양군(土壤群)인 암갈색토(暗褐色土), 농암갈색토(濃暗褐色土), 흑색토(黑色土), 갈색삼림토(褐色森林土) 등을 대상으로 All-phane 생성조건(生成條件)을 고찰(考察)하였다. 지대(地帶)가 100m씩 높아짐에 따라 년평균(年平均) 온도(溫度)는 $0.8^{\circ}C$씩 낮아지고, 강우량(降雨量)은 110mm씩 많아지므로 지대(地帶)가 높아질수록 pH가 낮아지고 유기물(有機物) 함량(含量)이 높으며, 토양중(土壤中) Allophane 생성(生成)은 주로 Cliomosequence를 이루고 있었다. 년평균(年平均) 강우량(降雨量)이 1,240~1,420mm이고 증발량(蒸發量)이 1,290~1,320mm로 비교적 건조(乾燥)한 북부(北部) 및 서부(西部) 해안지역(海岸地域)에 광범(廣範)하게 분포(分布)하는 암갈색토(暗褐色土)에서는 Allophane이나 Al-유기복합체(有機複合體)가 거의 생성(生成)되지 않았다. 암갈색토(暗褐色土)를 제외(除外)한 토양(土壤)에서 유기탄소(有機炭素), Pyrophosphate 침출 Al함량(含量) 및 $Al_p/Al_o$비(比)는 $pH(CaCl_2)$와 고도(高度)로 유의성(有意性) 있는 역상관관계(逆相關關係)가 있었다. Allophane함량(含量)은 $pH(CaCl_2)$와 정상관(正相關) 관계(關係)가 있었고, 유기탄소(有機炭素) 함량(含量) 및 $Al_p/Al_o$ 비(比)와 역상관(逆相關) 관계(關係)가 있었다. 강우량(降雨量)이 많고 온도(溫度)가 낮은 고지대(高地帶)에 일반적(一般的)으로 분포(分布)하는 흑색토(黑色土)와 갈색삼림토(褐色森林土)의 경우 A층(層)에서는 pH가 낮고, 유기물(有機物) 함량(含量)이 높아 Allophane보다는 Al-유기복합체(有機複合體)가 주(主)로 생성(生成)되나, B층(層)에서는 pH가 높고, 유기물함량(有機物含量)이 낮아 Allophane이 주(主)로 생성(生成)되었다. 중산간지대(中山間地帶)에 널리 분포(分布)하는 농암갈색토(濃暗褐色土)에서는 유기물(有機物) 함량(含量)이 비교적(比較的) 낮고, pH가 높기 때문에 전토층(全土層)을 통하여 Allophane이 주로 생성(生成)되었다. 분석(噴石)을 모재(母材)로 하고 있으며 생성년대(生成年代)가 비교적 짧고 주로 경사지(傾斜地)에 분포(分布)하는 분석구(噴石口) 토양(土壤)에서는 고지대(高地帶)에 분포(分布)하더라도 pH가 높고, 유기물(有機物) 함량(含量)이 낮으며, 전토층(全土層)을 통하여 Allophane이 주(主)로 생성(生成)되었다. 암갈색토(暗褐色土)를 제외(除外)한 토양(土壤)의 B층(層)에서는 Allophane이 주(主)로 생성(生成)되었으나 배수(排水) 불량(不良)한 조건(條件)에서는 Allophane보다는 층형(層形) 규산염(硅酸鹽) 점토광물(粘土鑛物)이 주(主)로 생성(生成)되었다. 염기성암(鹽基性岩)에서 유래(由來)된 화산회(火山灰)를 주(主) 모재(母材)로 하고 있는 제주도(濟州島) 화산회토(火山灰土)는 일본(日本)을 비롯하여 세계적(世界的)으로 널리 분포(分布)하고 있는 산성암(酸性岩)에서 유래(由來)된 화산회(火山灰)를 주모재(主母材)로 하고 있는 화산회토(火山灰土)에 비하여 비교적 건조(乾燥)한 저지대(低地帶)에서는 Allophane보다는 층형(層形) 규산염(珪酸鹽) 점토광물(粘土鑛物) 생성(生成)이 용이하였으며, 습윤(濕潤)한 고지대(高地帶)에서는 Allophane과 Al-유기복합체(有機複合體)가 혼재(混在)되어 있었고, 비(非) Allophane질(質) Andisols이나 Spodosols은 발견(發見)되지 않았다.

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제주도(濟州島) 대표토양(代表土壤)의 Andic 특성(特性)에 관(關)한 연구(硏究) 1. 선택적(選擇的) 추출방법(抽出方法)에 의(依)한 화산회토(火山灰土)의 특성(特性) 구명(究明) (Andic Properties of Major soils in Cheju Island 1. Characterization of Volcanic Ash Soils by Selective Dissolution Analysis)

  • 송관철;유순호
    • 한국토양비료학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.86-94
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    • 1991
  • Soil Taxonomy에서는 화산회토(火山灰土)를 Inceptisols의 아목(亞目)인 Andepts로 분류(分類)하였는데, 1990년부터는 Andisols이라는 새로운 목(目)으로 분류(分類)하고 있다. Andisols의 중심개념(中心槪念)은 교질부분(膠質部分)이 Allophane과 같은 short-range-order 광물(鑛物)이거나 Al-유기복합체(有機複合體)가 주(主)가 되는 토양(土壤)이다. 따라서 Andisols 분류(分類)의 기준이 되는 Andic 특성(特性)을 규정(規定)하는데 선택적(選擇的) 추출방법(抽出方法)이 이용(利用)된다. 본(本) 연구(硏究)는 제주도(濟州道)의 한라산(漢拏山) 남사면(南斜面)에 Toposequence를 이루고 있는 10개 토양통(土壤統)과 제주도(濟州島)의 주요 토양군(土壤群)인 암갈색토(暗褐色土), 농암갈색토(濃暗褐色土), 흑색토(黑色土), 갈색삼림토(褐色森林土)를 대상으로 하여 Pyrophosphate, Dithionite-Citrate 및 Oxalate로 침출(浸出)되는 Al, Fe, Si 등을 분석하고 주요 토양(土壤)의 Allophane과 Ferrihydrite, Al-, Fe-유기복합체(有機複合體)등의 함량(含量)을 조사하여 Andic 특성(特性)을 고찰(考察)하였다. 1. Allophane과 Ferrihydrite와 같은 Short-range-order 광물(鑛物)이나 Al(Fe)-유기복합체(有機複合體)는 저지대(低地帶)에 분포(分布)한 암갈색토(暗褐色土)인 월평(月坪) 및 용흥통(龍興統)에서는 낮으나 그외 토양(土壤)에서는 높았다. 2. 저지대(低地帶)에 분포(分布)한 토양(土壤)을 제외하면 지대(地帶)가 높아질수록 Allophane 함량(含量)이 감소(減少)하고 Al-유기복합체(有機複合體) 함량(含量)이 증가(增加)하는 경향(傾向)이며, 토심(土深)이 깊어질수록 Allophane 함량(含量)이 증가(增加)하고 Al-유기복합체(有機複合體) 함량(含量)이 낮아졌다. 3. 중산간지대(中山間地帶)에 분포(分布)한 오라(吾羅) 및 아라통(我羅統)과 분석구(噴石口)에 분포(分布)한 토양(土壤)인 노로(老路) 및 적악통(赤岳統)에서는 존토층(全土層)을 통하여 Allophane과 Ferrihydrite 함량(含量)이 높았다. 4. 지대(地帶)가 높아질수록 pH가 낮고 유기물(有機物) 함량(含量)이 높아짐에 따라 고지대(高地帶)에 분포(分布)한 흑색토(黑色土) 평대통(坪垈統)과 갈색산림토(褐色森林土)인 토산(兎山) 및 흑악통(黑岳統)의 A층(層)에서는 활성(活性) Al이 주(主)로 Al-유기복합체(有機複合體)의 구성분(構成分)으로 존재(存在)하기 때문에 Allophaned의 함량(含量)이 낮으나 토심(土深)이 Al-유기복합체(有機複合體)보다는 Allophane의 구성분(構成分)으로 존재(存在)하고 따라서 Allophane 함량(含量)이 높았다.

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알루미노규산염 나노입자를 이용한 Poly(dimethylsiloxane) 복합매질 분리막의 기체투과 특성 (Gas Permeability through Mixed Matrix Membrane of Poly(dimethylsiloxane) with Aluminosilicate Hollow Nanoparticles)

  • 방효질;정범석
    • 멤브레인
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    • 제29권1호
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    • pp.51-60
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    • 2019
  • 분리막 소재의 투과도와 선택도 사이의 trade-off 관계로 인해 여전히 많은 연구가 필요하다. 특히 고분자 분리막에 무기물 나노입자가 들어가 있을 때, 기체투과 거동의 학문적 이해는 여전히 부족하다. 따라서 본 연구에서는 분리막 소재로 가장 많이 사용되는 PDMS에 2~5 nm의 기공을 가지고 있으며 직경이 약 5 nm 크기의 aluminosilicate hollow nanoparticles인 allophane을 이용하여 복합매질 분리막을 제조하여 기체투과특성을 연구하였다. 대표적인 분리막 소재인 PDMS에 친수성 allophane, 그리고 나노입자에 undecylenic acid로 표면을 개질한 allophane을 막 내부에 고르게 분산시켜 함량 별로 복합매질 분리막을 제조하였다. 나노입자가 분산된 혼합매질 분리막 내에서 기체의 투과 특성을 파악하고, 이에 따른 기체투과 거동과 나노입자가 가지고 있는 기공의 역할을 평가하고자 하였다. 표면개질된 allophane을 첨가함에 따라 기체 투과도와 산소/질소 그리고 이산화탄소/메탄의 선택도가 동시에 점진적으로 향상되는 결과를 얻었다.

제주도 화산회사인의 특성 및 생성에 관한 연구. II. 사, 미사, 점토의 광물학적 특성 (Composition and Genesis of Volcanic Ash Soils in Jeju Island, II. Mineralogy of Sand, Silt and Clay Fractions)

  • 신제성
    • 한국광물학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.40-47
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    • 1988
  • Mineralogy of sand, silt and clay fractions from the five chronosequence soils of Jeju Island is studied with the X-ray, TEM and SEM techniques. Soils of Songag and Donghong situated at lower elevations are generally developed on relatively of ash or alluvial deposits and contain mainly ferromagnesian minerals and feldspars, with some quartz, mica and volcanic glass. Crystalline minerals are dominant in the clay fraction; halloysite and vermiculite are abundant but small amounts of allophane are present. Clay migration results in well developed ferrigargillan, Soils of Pyeongdae and Heugag located at higher elevations are developed on relatively young volcanic ash with some contamination of continental aeolian dust probably containing quartz which may be come from acid ash shower. The absence of clay illuivation is due to the dominance of allophane. This clay mineral is associated with some gibbsite, imogolite and halloysite.

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Hexane 용액중(溶液中)에서 점토용물(粘土鏞物)에 의(依)한 PCP 흡착(吸着) (Adsorption of Pentachlorophenol (PCP) on Clay Minerals from Hexane Solution)

  • 최정
    • 한국토양비료학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.141-145
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    • 1974
  • Hexane 용액중(溶液中)에서 점토광물(粘土鑛物)에 의한 PCP 흡착실험(吸着實驗)을 행(行)하여 점토표면(粘土表面)에서의 PCP의 상태(狀態)를 조사(調査)하였다. PCP는 수용액(水溶液)에서 보다 Hexane 용액(溶液)에서 더욱 많은 양(量)이 점토(粘土)에 흡착(吸着)된다. 점토광물중(粘土鑛物中)에서도 규반비(珪礬比)가 약(約)1인 Allophane과 Imogolite가 가장 많은 PCP를 흡착(吸着)하며, 이 흡착현상(吸着現象)은 PCP와 점토광물간(粘土鑛物間)의 dipole-dipole interaction에 의하여 일어난다. Hexane 용액(溶液)에서 PCP가 점토광물(粘土鑛物)에 의하여 흡착(吸着)될 때는 점토광물(粘土鑛物)의 전표면적(全表面積)보다 표면성질(表面性質) 및 교환성(交煥性) 양(陽) ion에 의(依)하여 흡착량(吸着量)이 좌우(左右)되었다.

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하동-산청지역에서 산출되는 고령토의 광물학적 연구 (Mineralogy of Kaolin from Hadong-sancheong Area, Korea)

  • 김수진;정기영;이수재;권석기
    • 한국광물학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.11-17
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    • 1989
  • The kaolin deposits in Hadong-Sancheong area, have been formed by supergene weathering of anorthositic rocks including anorthosite, leucogabbro, and gabbro. Kaolin consists chiefly of halloysite(10$\AA$) and kaolinite with other minerals such as illite, vermiculite, plagioclase, hornblende, quartz amorphous materials(allophane and siica), goethite, and hematite. Goethite and hematite are the major coloring agents of the reddish brown and other colored kaolins. Other common accessory minerals are magnetite, ilmentite, anatase, gibbsite, I/S, C/V, chlorite, lithiophorite, and birnessite. Paragonite, dravite, laumontite, clinozoisite, muscovite, scolecite, stellerite are locally found. Al substitution of Fe in goethite and hematite decreases from the surface zone toward the deeper zone. The kaolin deposits show three horizontal zoning; the upper reddish brown, middle pink, and lower white zones. All the zones are characterized by somewhat different mineralogy. The factors for the formation of kaolin deposits in Hadong-Sancheong area are 1) the presence of anorthositic rocks, 2) the low flat or gentle topography, 3) the favorable climate, and 4) the long-continued preservation of kaolins with-out erosion.

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제주도 화산회사인의 특성 및 생성에 관한 연구. I. 이화학 및 형태학적 특성 (Composition and Genesis of Volcanic Ash Soils in Jeju Island I. Physico-Chemical and Macro-Micromorphological Properties)

  • 신제성
    • 한국광물학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.32-39
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    • 1988
  • The effect of soil forming factors on the pedogenesis of basaltic volcanic ash soils and the influence of allophane material on soil properties have been investigated on 5 chronosequence soils situated from at the near sea coast up to the foot slope of Mt. Halla in Jeju Island. Time seems to be the important soil forming factor which today differentiates soil of the Island. Songag and Donghong soils developed in lower elevations are older and somewhat less influenced by ash shower. However, soils developed at higher elevations, Pyeongdae and Heugag, are rather younger and strongly influence by the ash. It is also proved that the parent materials are very heterogeneous. They mainly are basaltic with some contamination of acidic volcanic ashes and continental aeolian deposits where a considerable amount of quartz encountered in most soils studied. Many physico-chemical properties of soil, such NaF pH, phosphate sorption power, pH and extractable acidity are parameters to differentiate andepts and non-andeptic soils.

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제주도(濟州道) 산록(山麓)의 분석구(噴石丘)에서 발달(發達)된 노로통과 미악통 토양(土壤)의 광물학적(鑛物學的) 특성(特性) (Mineralogical Characteristics of the Noro and Miag Series Soils Developed on the Cinder Cones in Jeju Island)

  • 장용선;김유학;송관철;김선관
    • 한국토양비료학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.145-152
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    • 2002
  • 제주도 산록의 분석구에서 발달된 적색분석과 흑색분석에서 발달된 토양과 모재의 광물조성, 화학성분 및 열적 특성을 구명하기 위하여 X-선회절, 열분석(DTA), 화학분석을 실시하였다. 토양모재로서 분석의 주광물은 사장석이었고, 부광물로 적색 분석에서는 hematite, gibbsite, mica, quartz가 소량 함유되어 있으며, 흑색 분석은 휘석, 석영 장석, 감람석으로 흑색 분석이 현무암과 유사한 광물조성과 열적 특성을 보였다. 작열감량과 2, 3 산화물의 함량을 고려하면, 적색 분석이 흑색 분석보다 간헐적인 분출을 일으켰음을 시사한다. 분석구 토양의 점토 규반비($SiO_2/Al_2O_3$)는 2~3 내외로 토심이 깊어질수록 낮아지는 반면에 작열감량은 증가하는 경향이었으며, $K_2O$ 함량이 낮아 운모류의 영향이 적었다. 분석구 토양들의 점토광물은 Allophan이 주광물이며 Vermiculite, Illite, Kaolin광물이 소량 존재하고, 일차광물로는 석영, 장석이 있어 유사한 조성을 보인다. 그러나 적색 분석구 토양의 점토에서는 Gibbsite와 Hematite, magnetite가, 흑색 분석구 토양의 점토에서는 magnetite가 소량 함유되어 있었다. 시차열 분석에서 분석구 토양의 Magnetite ($Fe_3O_4$)가 소성에 의하여 Hematite(${\alpha}-Fe_2O_3$)로 전환되면서 $660^{\circ}C$ 부근에서 강한 발열반응의 열적 특성을 보였다. 따라서, 분석구 토양의 주광물은 철산화물을 함유하는 Allophane으로, 적색 분석구 토양의 색상을 결정하는 주요한 광물은 적철광(Hematite, ${\alpha}-Fe_2O_3$)이었다.