• 지질공학
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• 제27권3호
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• pp.293-304
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• 2017

본 연구는 복합지열시스템의 효율성 평가를 위하여 필요한 부분인 대수층의 수리지질학적 분석을 위하여 수행되었다. 복합지열시스템은 개방형 지열시스템과 밀폐형 지열시스템을 결합하여 지열의 효과적 이용을 목적으로 제안되었으며, 연구지역인 충주시 금가면의 수막재배 지역에 소구경 복합지열시스템과 대구경 복합지열시스템이 설치되었다. 연구 지역 대수층의 수리지질학적 특성 분석을 위하여 양수시험과 단계양수시험을 포함하는 현장수리시험 결과, 대수층의 투수량계수는 $13.49{\sim}58.99cm^2/sec$의 범위를 가지며, 저유계수는 $1.13{\times}10^{-5}{\sim}5.20{\times}10^{-3}$의 범위로 분석되었다. 또한, 지구화학적 분석에서 지하수 성분 중 $Ca^{2+}$이온과 ${HCO_3}^-$ 이온이 우세한 것으로 나타났고, 랑겔리어 지수 및 리즈나 지수 분석에서 지하수 내의 탄산염 광물의 침전 가능성이 낮게 평가되었다. 수직적 수온 변화 분석에서는 평균 증온률이 $2.1^{\circ}C/100m$로 평가되어 지열 특성이 충분한 것으로 나타났다. 따라서, 연구지역에서는 지하수의 양이 풍부하고 지중열을 안정하게 사용할 수 있으며 탄산염 광물의 침전에 의한 열에너지 효율 저하가 발생할 가능성이 낮으므로 복합지열시스템 설치가 적합한 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권4호
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• pp.362-368
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• 2005

본 연구에서는 수도관부식방지를 위해 정수공정에 탄산가스와 소석회, 소다회를 주입함으로 pH, 알칼리도, 칼슘경도와 같이 부식에 영향을 미치는 수질을 조절하여 운전하였다. 탄산가스와 소석회는 정수공정 중 응집제주입 이전에, 소다회는 정수공정의 마지막 단계인 BAC 처리 후에 주입하여 정수공정 내의 수질변화에 미치는 영향을 고찰하였다. pH와 알칼리도는 응집조에서 감소한 후 침전이후 BAC 공정까지 일정하게 되었으며, 칼슘경도는 응집조에서 증가한 후 BAC 공정까지 큰 변화 없이 일정하였다. 연구기간동안 탄산가스와 소석회주입으로 탁도 발생과 DOC 제거율에 미치는 영향은 거의 없었다. 최종처리수의 평균수질은 pH 8.39, 알칼리도 $61.4\;mg/L$ as $CaCO_3$, 칼슘경도 59.4 mg/L as $CaCO_3$였고, CCPP 지수는 BAC 처리수보다 평균 29.5 mg/L 상승시켜 CCPP $\geq$ 0으로 조절하여 수도관내 부식방지효과를 기대할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제11권1호
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• pp.3-8
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• 2002

고탄소페로망간을 중저탄소페로망간으로 제조하는 AOD공정에서 발생되는 분진은 약 90%가 $Mn_3$$O_4$이므로, 이를 이용하여 soft ferrite의 원료인 고순도 $Mn_3$$O_4$분말을 제조하기 위해서는 침출한 액의 Mn을 더욱 정제하여야 한다. 분진을 활성탄으로 배소하여 MnO로 환원시키고, 상온의 4N 염산수용액에 180g/L의 환원된 분진을 첨가하면 용액의 pH가 5이상이 되고 Fe와 Si가 침전으로 제거된 약 10%의 망간침출액이 얻어진다. Mn의 농도가 약 15000 ppm이 되도록 희석한 $70^{\circ}C$의 침출액에 F의 농도가 3000ppm이 되도록 $NH_4$F를 첨가하면 Ca가 침전하여 약14 ppm이하로 제거된다. Ca를 침전시킨 상징액에(NH$ 1.5M_4$)$_2$$CO_3$수용액을 2L/min으로 Mn의 당량만큼 첨가하면 미립의 고순도 $MnCO_3$가 침전한다. 침전을 여과하고 건조한 후에 $1000^{\circ}C$에서 2 시간 소성하면 median size가 $8.2mu$m인$ Mn_3$O$_4$를 얻을 수 있다. 제조된 산물은 99%이상의 순도로 soft ferrite용 Mn$O_3$$_4$분말의 규격을 만족한다.

• 한국지구과학회지
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• 제28권1호
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• pp.112-122
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• 2007

석탄회는 독특한 화학조성과 광물학적 특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 석탄회의 철산화광물에는 중금속원소들이 다량 농집되어 있어서 침출이 일어나는 환경에서는 토양과 지하수 및 해양오염의 가능성이 높다. 본 연구에서는 해안가에 위치한 당진화력 발전소에서 배출하고 있는 석탄회와 주변 해수와의 반응과정에서 토착 미생물이 어떤 역할을 하는지를 알아보고자 하였다. 이를 위해 해수와 석탄회를 혼합하여 배양기에 60일 동안 보관하면서 물시료와 석탄회 시료를 분석함으로써 박테리아의 활동에 따른 광물의 상변화 및 해수의 지화학적 변화 정도를 살펴보았다. 매립호수에서 해수의 평균 pH는 8.97이다. 지화학적 변화 결과에 비추어 볼 때, 박테리아의 활동은 실험 시작 7일 이후부터 급격하게 활성화되었다. ${SO_4}^{2-}$는 글루코스를 첨가한 시료에서 다른 처리방식에 비해 현저하게 감소하는 경향을 나타낸다. 매립호수에 서식하는 박테리아는 주로 Mn, Fe, Zn와 반응하여 매립호수로부터 금속이온을 제거시킬 수 있을 뿐 아니라 탄산염 광물을 형성하는 과정에서 이산화탄소를 고정시킬 수 있는 역할도 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지구과학회지
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• 제28권1호
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• pp.54-63
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• 2007

경상남도 사천시의 백악기 육성퇴적층인 진주층에서는 다양한 종류(막대기형, 멍울형, 층형, 작은 기둥형)의 스트로마톨라이트(stromatolite)가 산출된다. 세계적 산출 경향과는 달리 막대기형 스트로마톨라이트가 대량으로 발견되었다. 이는 나뭇가지에 부착 서식하던 미세조류에 의하여 탄산염 광물이 침전하여 동심원 모앙의 엽층리를 형성하여 생성된 구조이다. EPMA를 이용하여 구성광물, 속성작용, 풍화과정의 진행을 확인했다 일반적인 스트로마톨라이트는 내지성 화석이지만 막대기형 스트로마톨라이트는 외지성 화석으로도 산출될 수 있다는 점에서 특이하다. 전형적인 스트로마톨라이트의 미세 엽층리는 막대기의 포위 부분에 있으며, 여기서 최소 두 종류의 사상체 남조세균(평균 $2.2{\mu}m$와 $7.8{\mu}m$ 녹조류(평균 $32.3{\mu}m$ 발견하였으며, 이 때 남조세균은 피막 건설자이고, 녹조류는 피막 보조자로 판단되었다. 일부 박테리아에서는 세포사를 발견할 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제39권2호
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• pp.151-162
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• 2006

경상남도 창원시 대산면에 위치하는 강변여과수 개발을 위한 충적층 지하수의 수질특성과 변화양상을 조사하였다. 지하수의 총용존고형물(TDS)은 3월에 비해 3월에 상당히 낮은 값을 보이며, 관측정에서 나타난 계절에 따른 용존산소 농도 변화 역시 강우의 함양으로 인한 지하수의 희석현상이 원인으로 판단된다. 충적층 지하수의 철(Fe)과 망간 (Mn)에 의한 오염현상은 지하수의 심도에 따른 용존산소의 감소에 따른 환원환경의 발생에 기인하며, 철은 비정질의 산화침전물이, 망간은 $MnCO_3$와 같은 탄산염 광물들이 주요 반응물질로 나타났다. 질산성질소$(NO_3-N)$에 의한 오염현상은 지하수 채취 심도에서의 산화환원 환경과 탈질반응이 중요한 역할을 한다. 질산성질소의 불규칙한 분포는 질산성질소가 관측지점 주변의 충적층의 농업시설에서 유입된 것을 지시한다. 연구부지의 관측정들 중 DS-2, D-2, DS-3, SJ-1 및 SJ-3은 주 대수층인 모래/자갈층을 관통하지 못해서, 취수정의 수질변화를 감시하는 모니터링 기능이 제한될 수 밖에 없었다. 나아가, 강변여과수 시설부지에서는, 적어도 여과부지로 사용되는 충적층에 대해서는 농업활동의 제한 등 적절한 오염방지대책이 시행되어야 한다.

• 분석과학
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• 제13권2호
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• pp.208-214
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• 2000

수산화물, 탄산염 및 수산화아파타이트(HAp)의 형성과 해리는 용액의 pH에 따라 달라지며 $Ca-PO_4-H_2O$계로부터 균질하고 미세한 HAp, $Ca_{10-x}(HPO_4)_x(PO_4)_{6-x}(OH)_{2-x}(x=0)$, 세라믹 분말을 제조하는데 매우 중요한 인자가 된다. 각 복합이온의 용해도는 pH와 직선적인 관계에 있으므로 용해도 도형은 수산화물, 탄산염 및 수산화아파타이트(HAp)의 평형상수와 용해도적으로부터 계산된 대수 몰농도로 그릴 수 있다. $Ca-PO_4-H_2O$계로부터 $25^{\circ}C$에서 단일상의 $Ca_{10-x}(HPO_4)_x(PO_4)_{6-x}(OH)_{2-x}(x=0)$ 분말을 제조하기 위한 최적의 pH조건은 이론적인 고찰 결과 $10.5{\pm}0.5$로 결정되었다. 실온에서 제조하여 $80^{\circ}C$에서 건조시킨 HAp분말은 75nm의 입자크기를 갖는 미세한 응집분말 이었으며, $1,000^{\circ}C$에서 하소시킨 HAp분말은 450nm 크기의 거의 균질한 형태의 분말을 얻었다. HAp분말들이 응집되어 있었지만 소결후 미세구조는 양호하여 우수한 기계적 특성을 보유하였다.

• 자원환경지질
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• 제35권1호
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• pp.55-66
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• 2002

태백지역 동해광산 일대는 여러 개의 폐광된 탄광들이 있다. 연구지역에는 소로천과 사내천의 두 개의 하천이 있으며 산성광산배수의 유입으로 인하여 하천의 바닥에 적갈색, 황갈색 및 흰색의 침전물이 형성된다. 동해탄광 주위의 암석은 크게 석회암, 사암 셰일로 구분된다. 산성광산배수의 근원이 되는 폐석은 주로 황철석과 녹니석으로 구성되며, 석회암은 방해석과 약간의 돌로마이트, 사암은 석영과 일라이트, 셰일은 엽납석과 석영, 녹니석을 포함한다. 산성광산 배수가 유입되는 하천은 Fe, Ca, Ma, Al, Si, SO$_{4}$ 등이 비 오염하천 보다 높게 나타난다. 산성광산배수 지역에서 높은 함량을 나타내는 Ca는 방해석, Mg, Al Si는 주로 녹니석, 엽납석과 같은 알루미노규산염 광물에 의해 Fe와 SO$_{4}$는 황철석의산화에 의해 하천수에 부가된 것으로 추정된다. 초기 침출수나 상류지역 하천수의 Fe, Al, Si, SO$_{4}$의 함량이 높게 나타나지만 하류로 갈수록 낮아지는 경향이 있다. 이것은 비 오염하천수의유입에 의한 희석효과와 하천수의 지구화학적 환경 변화에 따라 하천의 바닥에 산화/수산화물이나 황산염광물로 침전되기 때문인 것으로 추정된다.

• 공업화학
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• 제7권6호
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• pp.1164-1173
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• 1996

현재 국내에서 가동중인 원자력발전소 공급용 핵연료 분말제조 공정에서 발생되는 폐액의 물성과 처리방법에 대한 연구가 수행되었다. 중수로형과 경수로형 발생 폐액에 함유된 우라늄을 회수/처리하기 위하여, 공히 폐액 속의 탄산이온의 제거가 필수적이다. 중수로형은 ADU 형태로 경수로형의 경우 $UO_4$ 화합물 형태로 처리하는 것이, 최종 폐액의 우라늄 농도를 최소화할 수 있었다. 처리후 폐액의 우라늄 농도는 중수로형 폐액의 경우, 폐액을 가열하여 ADU를 제조한 후 여액에 lime을 처리하는 방법으로 1ppm까지, 경수로형 폐액의 경우 $UO_4{\cdot}2NH_4F$형태로 우라늄을 침전시킬 경우 0.8ppm까지 여액중의 우라늄 농도를 낮출 수 있었다. 최적 처리조건은 중수로형 폐액의 경우 $101^{\circ}C$까지 단순 가열방법이, 경수로형 폐액의 경우 가열한 후 $60^{\circ}C$에서 암모니아로 pH를 9.5로 조절한 후 과산화수소 용액을 첨가하여 1시간 반응시키는 경우로 나타났다. 폐액으로부터 회수된 우라늄 화합물은, 중수로형 폐액인 경우 pH가 낮을수록 회수된 ADU 입자의 크기가 증가하였으며, 경수로형 폐액인 경우 회수된 uranium peroxide 화합물을 공기분위기에서 열분해시킨 결과 기존의 AUC 분말이 열분해되어 나타내는 특성과 동일한 특성을 보임에 따라 핵연료분말 제조공정으로 recycle이 가능한 것으로 판단되었다.

• 한국광물학회지
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• 제22권4호
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• pp.331-342
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• 2009

옥천층군이 주요 지질인 옥천군 북부지역 지하수 조사 관정에서 지하수 내 비소 농도 범위는 0.0051~0.0887 mg/L이다. 지하수 내 비소의 농도는 주 양이온 및 음이온 등의 주요 수질인자와 뚜렷한 상관관계를 찾을 수 없었을 뿐만 아니라 주요 지질 및 공간분포와도 관련이 없었다. 코어 암석 시료에 대한 박편분석, X-선회절분석, 전자현미분석 결과 황철석, 황동석, 유비철석 등의 황화광물들이 확인되었는데 이러한 황화광물류의 산화가 일차적인 비소의 기원으로 판단된다. 용해도 특성 분석 결과, 방해석$(CaCO_3)$, 돌로마이트(CaMg$(CO_3)_2$) Magnesite $(MgCO_3)$ 등의 탄산염광물들과 포화상태임을 확인하였다. 비소는 일차적으로 함비소 황화광물의 산화에 의해 발생되지만 본 연구 지역과 같이 알칼리 산소 조건(pe+pH>10)의 지하수 환경에서 이차적으로 탄산염광물과 평형을 이루는 $Ca_3(AsO_4)_2(c)$와 $Mn_3(AsO_4)_2(c)$ 등의 비소 광물들의 침전과 용해 평형과정이 지하수 내 비소의 최대 농도를 제한할 수 있을 것으로 판단된다.