• Ocean and Polar Research
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• 제26권2호
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• pp.231-243
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• 2004

Sequential extraction was carried out on twenty two subsamples of three ferromanganese crusts from three seamounts (Lemkein, Lomilik, and Litakpooki) near the Marshall Islands in the western Pacific. The extraction was designed to fractionate Fe-Mn crust forming elements into low defined groups: (1) exchangeable and carbornate, (2) Mn-oxide, (3) Fe-oxyhyd.oxide, and (4) residual fraction. X-ray diffraction result shows that target material were well removed by each extraction step except for CFA in phosphatized crusts generation. According to chemical analysis of each leachate, most of elements in the Fe-Mn crusts are bound with two major phases. Mn, Ba, Co, Ni, Zn, (Fe, Sr, Cu, and V) are strongly bounded with Mn-oxide $({\delta}-MnO_2)$ phase, whereas Fe, Ti, Zr, Mo, Pb, Al, Cu,(V, P, and Zn) show chemical affinity with Fe-oxyhydroxide phase. This result indicates that significant amount of Al, Ti, and Zr can not be explained by detrital origin. Ca, Mg, K, and Sr mainly occur as exchangeable elements and/or carbonate phase. Outermost layer 1 and inner layer 2 which are both young crusts generations are similar in chemical speciations of elements. However, some of Fe-oxyhydroxide bounded elements (Pb, Y, Mo, Ba, Al, and V) in phosphatized innermost layer 3 are released during phosphatization and incorporated into phosphate (Pb, Y, Mo, and Ba) or Mn-oxide phase (Al and V). Our sequential extraction results reveal that chemical speciations of elements in the hydrogenetic crusts are more or less different from interelemental relationship calculated by statistical method based on bulk chemistry.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권3호
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• pp.1-8
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• 2005

석탄저장소, 텅스텐 광산의 광미, 고철 제련장내의 오염된 토양을 대상으로 중금속의 존재형태와 용출 가능성에 대하여 조사하였다. 석탄저장소와 광미, 제련장 지역 내 토양의 중금속 농도는 논과 비 오염지역의 산 토양보다는 높게 나타났으며, 대부분의 중금속의 존재형태는 reducible, organic과 residual fraction이 높게 나타났다. 오염되지 않은 토양의 중금속의 존재형태는 residual 형태가 주를 이루었다. 용출 가능성에 대한 평가는 오염되지 않은 토양보다는 오염된 토양에서 높게 나타났으며, pH 7.0 보다는 pH 4.0에서 시간이 증가함에 따라 용출량이 증가하였다. 오염 된 토양으로부터 중금속의 용출은 Cu, Zn, Pb 등이 용출시간이 25시간 또는 35시간에 유사 평형에 도달했다. 오염되지 않은 토양의 낮은 용출은 중금속의 존재형태 중 높은 residual fraction의 비율에 의해 기인된 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제45권1호
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• pp.9-21
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• 2012

본 논문에서는 황사 발원지 (타클라마칸, 알라샨, 오도스 사막 및 황토고원) 토양 시료의 지구화학적 특성을 규명하고, 이들이 지표환경과 인체에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 중국 건조지역에서 채취한 토양 시료 내 주원소 함량의 공간적 변화는 각 지역별로 크지 않았으며, 이는 각 지역 내 토양이 오랜 기간 동안 바람에 의해 균질하게 혼합된 것으로 해석된다. 한편 미량원소의 경우에는, 시료 채취 지점에 따라 미약한 함량의 차이를 나타낸다. 이들 중 Cr, Cu, As, Co, Ni, V, Y, Sc, Sn, Pb, Zn, Cd, Cs, Li, Th, U 등은 원소 간에 서로 양의 상관관계를 보이며, 이들의 특성은 황토고원과 다른 사막 (타클라마칸, 알라샨 및 오도스 사막) 토양에서 뚜렷하게 구분된다. 모든 사막 및 황토고원 토양의 Fe의 지구화학적 존재형태는 대부분 "잔류형 (85% 이상)"으로 나타났으나, Mn 및 Ca의 존재형태는 사막에 따라 존재형태의 차이가 현저하게 나타났다. Mn은 황토고원 토양에서는 "산화철망간광물 수반형 (55.4%)"이, 그리고 타클라마칸 사막에서는 "탄산염광물 수반형 (33.8%)"이 다른 사막 토양에 비해 2-5배 높게 나타났다. 또한 Ca의 경우에는 타클라마칸 및 알라샨 사막 토양에서 "탄산염광물 수반형"이 각각 75.9% 및 50.5%로 높게 나타났으나, 황토고원 (6.6%)과 오도스 사막 (2.1%)에서는 낮게 나타났다. 사막 및 황토고원 내 미량원소의 이동도를 기준으로 이들 미량원소를 5개의 그룹으로 분류하였으며, Cd, Pb 및 Cu의 이동도가 각각 87%, 33% 및 30% 이상으로 나타났다. 따라서 사막 및 황토고원 내 Cd, Pb 및 Cu는 지표수 등과 반응하였을 때 쉽게 용해되어 지표환경 및 인체 건강에 악영향을 줄 가능성이 있음을 지시하고 있다.

• 자원환경지질
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• 제37권1호
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• pp.21-33
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• 2004

이 연구의 목적은 국내의 휴폐광 금속광산의 중금속 오염을 종합적으로 평가하는 것이다. 그 동안 정부와 지방자치단체 및 개별 연구자에 의해 이루어진 휴폐광 금속광산의 중금속 오염도를 종합적으로 조사한 결과, 주요 오염물질은 광미를 포함한 광산폐기물이었다. 이들로부터 다양한 유독성 물질, 특히 As, Cd, Cu, Pb 및 Zn 등이 바람과 물에 의해 하부 수계로 이동되어 환경문제를 일으키고 있다. 그 결과 많은 광산들 주변에서 다량의 As 및 중금속이 검출되었으며, 일부는 토양환경보전법의 우려기준 및 대책기준을 초과하고 있다. 초과 항목 중에서는 비소의 초과 빈도가 가장 높았으며 그 다음으로 Cd, Cu, Pb, Zn 등의 오염 빈도도 높은 편이었다. 국가에서 지속적인 광해방지사업을 시행함에도 불구하고 아직도 많은 광산에서 오염물질이 배출되고 있는 실정이다. 특히, 다양한 추출법을 적용하여 오염물질의 추출량을 조사한 결과, 광미 및 토양은 지구화학적 특성을 잘 반영하고 있다. 종합적으로 볼 때, 정부주도로 휴폐광산의 관리를 위한 전담기구의 설치가 필요하다.

• 한국광물학회지
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• 제26권4호
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• pp.229-244
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• 2013

비소의 오염은 다양한 자연적 또는 인위적 원인들로 인하여 발생할 수 있다. 비소의 자연상 다양한 화학종 중 3가와 5가 형태로 대부분 존재하고, 비소의 거동은 Al, Fe, Mn 산화물 등에 의해 영향을 받는다. 이에 본 연구는 Mn, Si, Ca 등의 성분이 많이 포함된 망간슬래그를 이용한 비소 수착특성을 규명하기 위해 수행되어졌다. 망간슬래그의 수착제로서의 주요한 특성을 조사하고 평형론과 반응 속도론 실험을 통해 비소 화학종별 수착양상을 고찰하였다. 망간슬래그의 비표면적은 $4.04m^2/g$, 전위차 적정법에 의해 측정된 영전하점(point of zero salt effect, PZSE)은 7.73으로 측정되었다. pH 4, 7, 10의 조건으로 두 비소 화학종의 수착반응에 대한 평형실험 결과 3가 비소보다 5가 비소가 수착량이 더 컸으며 망간슬래그와의 친화력이 더 높은 것으로 나타났다. 3가 비소는 pH 7에서, 5가 비소는 pH 4에서 수착량이 가장 높게 나타났는데 이는 pH에 따른 두 비소 화학종의 존재형태와 망간슬래그의 표면전하 간 상호작용에 기인한 것이다. 수착반응은 3가 비소와 5가 비소 모두 2시간 이내에 최대 수착량에 도달하였고, 반응속도 실험결과를 다양한 반응속도 모델들에 모사하였을 때, 유사이차(pseudo-second-order)와 포물선(parabolic) 모델이 가장 적합한 모델로 조사되었다.

• 자원환경지질
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• 제38권4호
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• pp.451-462
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• 2005

경상남도 고성군 삼산제일 동광산 주변 지역에 방치되어 있는 약 28만 톤의 광미를 포함한 광산폐기물에 의한 주변 환경의 오염정도를 평가하기 위하여 광미, 폐광석, 주변토양을 대상으로 화학분석(전함량분석, 토양오염공정시험법, 연속추출)을 통하여 유해 미량원소의 함량 및 이동도를 알아보았다. 광미 내 유해 미량원소의 전함량을 배경토양과 비교 했을 때, 부화도가 높은 순서는 Cu(14.0배)$\gg$As(3.6배)>Co(3.1배)>Zn(2.1배)=Pb(2.1배)>Cd(1.6배) 순이다. 광미 내 유해 미량원소의 존재형태(fraction I+fraction II)를 알아본 견과, 이동이 기능한 존재형태가 많은 순서는 $Zn(29.0\%)>Cu(12.3\%)>Pb(9.6\%)>Cd(3.0\%)>As=Co(0.0\%)$ 순으로 나타난다. 광미, 폐광석, 주변토양 내 유해 미량원소의 함량 및 존재형태를 고려해 볼 때, 주변 환경을 오염시킬 가능성이 있는 유해 미량원소는 구리(Cu)와 아연(Zn)인 것으로 판단된다. 한편, 광미 내 유해 미량원소의 함량을 네덜란드의 기준과 비교한 결과, Cu를 제외한 나머지 원소가 환경에 미치는 영향은 없을 것으로 추정되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권2호
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• pp.33-44
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• 2009

본 연구의 목적은 국내 폐광산 지역 광미 등과 같은 비소 오염토양을 효과적으로 정화할 수 있는 생물학적 기술과 물리화학적 기술을 연계한 통합 기술을 개발하는 것이다. 이를 위해 폐광산이 송천 광산에서 비소를 다량 함유하고 있는 광미를 채취하여 비소와 중금속 함량을 정량적으로 분석하고 광미의 다양한 물리화학적 특성과 광물조성 등를 파악하였다. 그리고 광미 내 존재하는 비소와 중금속 종들의 존재형태별 상대함량을 분석하여 각 원소들의 용출성과 이동도를 예측하기 위하여 연속 추출법을 이용하였다. 이러한 광미와 광미내 존재하는 비소 및 중금속 오염물질의 기본적인 지구화학적 분석 자료를 바탕으로 비소의 생용출 (bioleaching)에 대한 컬럼실험을 수행하였다. 그리고 생용출과 전기동력학적 공정을 연계한 통합공정으로 비소를 제거한 실험을 실시하여 전기동력학 단일공정만 적용했을때와의 비소의 제거효율을 비교하여 통합공정의 적용 가능성을 평가하였다. 연구결과, 동일한 조건에서44일간 운전하였을 때 전기동력학 공정만을 개별적으로 적용했을 ��와 생용출(28일)과 전기동력학 (16일) 기술을 연계한 통합공정을 적용했을 ��의 비소 제거효율은 각각 57.8%와 64.5%로 나타났다. 그리고 생용출 (28일)에 의한 비소 제거효율은 11.8%정도로 상대적으로 매우 낮게 나타나서, 생용출은 비소를 제거하기 위한 공정이라기보다는 비소의 이동도를 증가시키는 공정으로, 이후 연계하여 적용되는 전기동력학적 공정에 의한 비소의 제거효율을 향상시키는 것으로 판단된다. 특히 전기동력학 공정을 단독으로 적용했을 때보다 생용출 공정을 연계했을 때 비소의 제거 속도가 두 배 이상으로 증가하는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 비교적 경제적인 생용출 공정을 충분히 적용한 후 전기동력학적 공정을 적용하게 된다면, 비소의 제거효율 분만 아니라 제거속도 또한 향상된다는 것을 뒷받침해 줌으로써 두 기술을 연계한 통합공적의 적용 가능성과 향상성을 입증한다고 하겠다.