• Advances in nano research
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• 제12권5호
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• pp.457-465
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• 2022

The potentials of Ni_xZn_1-xFe₂O₄ (x = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 and 1.0) nanoadsorbents were investigated for removal of Cd and Cr from contaminated water from an electroplating industry in Himachal Pradesh, India. Optimal values were recorded under batch adsorption experiments performed to remove dissolved heavy metal ions from industrial wastewater. The specific surface area (SSA) of nanoadsorbents perceived to vary in a range 35.75-45.29 cm²/g and was calculated from the XRD data. The influence of two operating parameters, contact time and dopant (Ni) concentration was also investigated at pH ~7 with optimum dosage. Kinetic studies were conducted within a time range of 2-10 min with rapid adsorption of cadmium and chromium ions onto Ni_0.2Zn_0.8Fe₂O₄ nanoadsorbents. Pseudo-second-order kinetic model was observed to be well fitted with the adsorption data that confirmed the only existence of chemisorption throughout the adsorption process. The maximum adsorption efficiency values observed for Cd and Cr were 51.4 mg/g and 40.12 mg/g, respectively for different compositions of prepared series of nanoadsorbents. The removal percentage of Cd and Cr was found to vary in a range of 47.7%-95.25% and 21%-50% respectively. The prepared series of nanoferrite found to be suitable enough for adsorption of both heavy metal ions.

• 자원환경지질
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• 제40권5호
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• pp.575-585
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• 2007

지하 심부 토양 및 퇴적물 내 토착 미생물의 활성화에 따른 중금속 거동을 이해하기 위하여, 독성 중금속으로 오염된 국내 일부 지역의 시료를 대상으로 혐기적 환경에서 유산염(lactate)을 탄소원으로 투입한 후 약 25일간에 걸친 비소 및 중금속(카드뮴, 구리, 납, 아연) 함량 변화를 관찰하였다. 실험 결과, 미생물이 투입된 시료의 경우 미생물이 투입되지 않은 비교시료에 비하여 용존 카드뮴, 납, 아연이 효과적으로 제거되었으며, 이는 토착 황산염 환원(sulfate-reducing) 박테리아의 활성화로 인해 생성된 환원상태의 황이 이들 중금속과 황화물을 형성하며 침전시켰기 때문으로 여겨진다. 비소의 경우, 미생물을 투입한 시료 중 황산염의 함량이 높은 덕음 토양에서는 제거율이 높은 반면 황산염의 함량이 상대적으로 낮은 화북 토양, 동두천 퇴적물에서는 지속적으로 그 함량이 증가하였다. 적절한 탄소원 및 황산염을 투입해 독성 중금속으로 오염된 지질 매체 내의 토착 미생물을 활성화시킨다면 이들 중금속의 원위치(in situ) 고정화를 통한 이동도 감소의 효과를 볼 수 있을 것으로 여겨지나, 비소로 동시에 오염된 경우 발생할 수 있는 비소 용출 가능성에 대한 고려가 필요하다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권4호
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• pp.15-23
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• 2004

제설제를 살포하는 것은 도시지역에서 자동차가 겨울철에 운행하는 동안 안전한 운전을 가능하게 한다. 하지만 많은 양의 제설제 (염화칼슘과 소금)를 사용하는 것은 심각한 환경문제를 발생시키고 도로변 퇴적물에 함유된 중금속의 거동을 변화시키게 되며, 결과적으로 염소이온과의 착이온형성에 기인된 중금속의 이동성을 증가시키게 될 것이다. 제설제의 농도가 중금속 (카드뮴, 아연, 구리, 납, 비소, 니켈, 크롬, 코발트, 망간 및 철)의 용출특성과 이동성에 미치는 영향을 연구하기 위하여, 서울시 주요 도로변에서 채취한 퇴적물을 대상으로 제설제의 농도 (0.01-5.0M)를 변화시켜 용출실험을 수행하였다. 연구결과, 도로변 퇴적물에 함유된 아연, 구리 및 망간은 쉽게 용해되어 이동되는 반면, 크롬과 코발트는 도로변 퇴적물에 강하게 고정되어 있음을 관찰하였다. 이번 용출실험에서 검출된 아연 (최대 $118.6{\mu}g/g$). 구리 (최대 $44.9{\mu}g/g$) 및 망간 (최대 $42.2{\mu}g/g$)의 함량은 상대적으로 높은 함량이었다. 제설제는 흡착 (또는 침전)된 금속과 용해된 금속 사이의 분배를 감소시키며, 이는 제설제가 용해된 눈 녹은 물에 용존 중금속 함량을 증가시키게 되어 결과적으로 지표수의 수질을 악화시키게 된다. 또한, 도로에 제설제를 살포하는 것에 의해 중금속이 지하수까지 침투되어 지하수를 오염시키게 될 것이다.

• 자원환경지질
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• 제42권5호
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• pp.413-426
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• 2009

중금속으로 오염된 폐금은광산 주변 논토양에 탄소원을 주입하였을 경우 토착미생물에 의한 중금속의 거동 변화를 실험적으로 확인하고, 미생물학적 황산염환원을 촉진하기 위하여 황산염을 주입하였을 경우의 지구화학적 변화를 관찰하였다. 혐기적 조건에서 오염 토양에 유산염과 포도당 둥의 탄소원을 공급하고 토착미생물을 접종한 후 약 100일 동안 반응시켰으며 반응 시작 후 60일이 경과하였을 때 황산염 250 mg/L를 인위적으로 주입하였다. 유산염을 공급하였을 때 실험 기간 중 pH는 7~8 내외를 유지하였으나 포도당을 공급한 경우에는 초기 24일까지 평균 4.8의 pH를 보이다 이후 7.6까지 증가하였다. 이러한 pH 차이는 포도당을 공급하였을 때 Fe와 대부분의 중금속이 유산염에 비하여 높은 함량으로 용출된 원인으로 판단된다. 실험 초기에 용출된 Fe는 미생물 접종 시료에서 시간에 따라 점진적으로 감소하였다. 용존 Zn, Pb, Ni, Cu의 경우 유산염을 공급하였을 때 미생물을 주입한 시료와 주입하지 않은 비교시료 간에 뚜렷한 함량 차이를 보이지 않았으나, 포도당을 공급하였을 때 약 20일 경과 시부터 Zn, Pb, Ni의 함량이 미생물접종 시료에서 급격하게 감소하였고 Cu는 비교시료보다 높은 용출량을 나타냈다. Cr과 As는 두 탄소원을 공급하였을 때 모두 미생물접종 시료와 비교시료에서 용출이 지속되었으나, 황산염을 주입하자 미생물 시료에서 용존 Cr은 급격히 감소하였고 As는 용출이 중단되었다. 황산염 주입 후 반응 용기에서 검은색 침전물이 형성되었다. 이를 X-선회절분석한 결과 미생물을 주입하였을 때 침전된 물질은 violarite($Fe^{+2}{Ni^{+3}}_2S_4$)로 추정되며 이는 철환원 및 미생물학적 황산염환원에 의하여 침전물이 형성될 때 중금속이 공침전한 것으로 여겨진다. 이상의 결과를 통해 볼 때 논토양에서 용출되기 쉬운 중금속이 미생물학적 황산염환원에 의해 고정화되는 효과를 기대할 수 있다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제59권1호
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• pp.83-90
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• 2016

The aim of the present study was to evaluate the degree of metal contamination of the Turag River water and its suitability for irrigation. Twenty water samples were analyzed for physicochemical parameters and metals viz., calcium, magnesium, potassium (K), sodium, copper (Cu), zinc (Zn), iron (Fe), manganese (Mn), lead (Pb), cadmium (Cd), chromium (Cr), and nickel (Ni). All water samples were slightly alkaline to alkaline. Regarding electrical conductivity (EC), all samples were suitable for crop in soils with moderate permeability and leaching. Water samples were medium salinity and low alkalinity hazard classes. In terms of total dissolved solids (TDS), all samples were classified as freshwater. As per sodium adsorption ratio (SAR) and soluble sodium percentage (SSP), all samples were classified as excellent. No residual sodium carbonate (RSC) was detected in any of the samples, indicating suitability for irrigation; and all samples were considered very hard. Cr and Mn contents in all samples were above FAO guideline values and, therefore, these metals were considered toxic. Zn, Cu, Pb, Cd, and Ni concentrations were below acceptable limit for irrigation and do not pose a threat to soil environment. Significant relationships were found between EC and TDS, SAR and SSP, SAR and RSC, and SSP and RSC. The combinations of ions such as K-Zn, K-Fe, K-Cu, K-Mn, K-Pb, Zn-Fe, Zn-Cu, Zn-Mn, Fe-Mn, Cu-Mn, Cu-Pb and Mn-Pb exhibited significant correlation. This study revealed that Turag River water samples are contaminated with Cr and Mn. This fact should not be ignored because water contamination by metals may pose a threat to human health through food chain.

• 자원환경지질
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• 제32권1호
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• pp.101-111
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• 1999

Sedimentary organic matter, exposed to continental surficial environment, reacts with oxygen supplied from the atmosphee and forms carbon-containing oxidation products. Knowledge of the rate and mechanisms of sedimentary organic matter weathering is important because it is one of the major controls on atmospheric oxygen level through geologic time. Under the abiological conditions, the oxidation rate of coal organic matter by molecular oxygen is enhanced by the increase of oxygen concentration and temperature. At ambient temperature and pressure, aqueous coal oxidation results in the formation of dissolved $CO_2$ dissolved organic carbon and solid oxidation products which are all quantitatively significant reaction products. The effects of pH, ultraviolet light, and microbial activity on the weathering of sedimentary organic matter are poorly contrained. Based on the results of geochmical and environmental studies, it is believed that the photochemical reaction should play an important role in the decomposition and oxidation of sedimentary organic matter removed from the weathering profile. At higher pH conditions, the production rate of DOC can be accelerated due to base catalysis. These high molecular weight oranic matter can react with man-made pollutants such as heavy metal ions via adsorption/desorption or ion exchange reactions. The effect of microbial activity on the oxidative weathering of sedimentary organic matter is poorly understood and remains to be studied.

• Journal of Welding and Joining
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• 제30권1호
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• pp.64-71
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• 2012

The characteristics of high heat input (342kJ/cm) EG (Electro Gas Arc) welded joint of EH36-TM steel has been investigated. The weld metal microstructure consisted of fine acicular ferrite (AF), a little volume of polygonal ferrite (PF) and grain boundary ferrite (GBF). Charpy impact test results of the weld metal and heat affected zone (HAZ) met the requirement of classification rule (Min. 34J at $-20^{\circ}C$). In order to evaluate the relationship between the impact toughness property and the grain size of HAZ, the austenite grain size of HAZ was measured. The prior austenite grain size in Fusion line (F.L+0.1 mm) was about $350{\mu}m$. The grain size in F.L+1.5 mm was measured to be less than $30{\mu}m$ and this region was identified as being included in FGHAZ(Fine Grain HAZ). It is seen that as the austenite grain size decreases, the size of GBF, FSP (Ferrite Side Plate) become smaller and the impact toughness of HAZ increases. Therefore, the CGHAZ was considered to be area up to 1.3mm away from the fusion line. Results of TEM replica analysis for a welded joint implied that very small size ($0.8\sim1.2{\mu}m$) oxygen inclusions played a role of forming fine acicular ferrite in the weld metal. A large amount of (Ti, Mn, Al)xOy oxygen inclusions dispersed, and oxides density was measured to be 4,600-5,300 (ea/mm2). During the welding thermal cycle, the area near a fusion line was reheated to temperature exceeding $1400^{\circ}C$. However, the nitrides and carbides were not completely dissolved near the fusion line because of rapid heating and cooling rate. Instead, they might grow during the cooling process. TiC precipitates of about 50 ~ 100nm size dispersed near the fusion line.

• 한국환경농학회지
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• 제31권2호
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• pp.122-128
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• 2012

폐금속 광산에서 유출되는 광산배수로 인한 하류 수계의 환경오염 영향을 검토하기 위하여 삼보광산 하류 수계 내 하천수질, 퇴적토양 및 인근 논토양에 대한 중금속 오염도를 평가한 결과는 다음과 같다. 삼보광산 주변 광미댐 침출수의 Cd 평균 농도(0.018~0.035 mg/L)는 우리나라 농업용수 수질기준(0.01 mg/L)을 초과하였고, 미량성분 중 Zn, Fe 및 Mn 함량도 FAO의 관개용수 최대 권고치(Zn 2.0, Fe 5.0, Mn 0.2 mg/L)를 초과 하였다. 광산 하류 논토양의 Pb, Zn 평균함량은 우리나라 농경지의 토양오염 우려기준(Pb 200, Zn 300 mg/kg)을 초과 하였고, 중금속 오염지수 평균치는 상리가 1.2로 내리지역0.45보다 높게 나타났다. 광산 하류 수계 내 퇴적토의 Cd, Pb 및 Zn 함량은 우리나라 하천용지의 토양오염 우려기준(Cd 10, Pb 400, Zn 600 mg/kg)을 초과하였다. 또한 퇴적토의 중금속 오염지수(PI)는 상리지역 0.98~7.32, 내리지역 0.34~5.27로 지점별 편차가 컸으며, 하류 1km 지점 합류지점(SN-1, SN-2)까지 오염된 것으로 나타났다. 퇴적토의 부화계수(EFc) 평균치는 Cd>Pb>Zn>As>Cu>Cr>Ni 순으로 지점간의 편차가 큰 것으로 나타났다. 퇴적토의 중금속별 지화학적농축계수(Igeo)는 지점별로 약간의 차이는 있으나 Zn>Cd>Pb>Cu>As>Cr>Ni 순으로 높았으며, 특히 Zn의 경우 광산 침출수 영향을 받은 퇴적토에서 경보오염에서 위험오염(Igeo 3.1~6.2) 상태로 심하게 오염된 것으로 나타났다. 결과적으로 삼보광산 하류 하천수질 및 퇴적토의 오염도 평가를 종합해 볼 때 광산 침출수의 영향이 하류 수계 1 km 이상(SN-1, SN-2)까지 미치는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.5-9
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• 2007

본 연구는 반변천 상류에 위치한 현동, 산성, 금촌 그리고 금학 지역의 토양을 이용하여 물속에 존재하는 Cu(II), Zn(II) 및 Cd(II)과 같은 중금속 이온의 제거능을 조사하였다. 조사 지역에서 채취한 토양의 pH는 8.8~9.2로서 약알칼리성을 나타냈으며, 토양의 화학적 구성 성분 중 $SiO_2$, $Al_2O_3$ 및 $K_2O$는 양적으로 비슷한 분포를 보였으나, $Na_2O$, $TiO_2$ $Fe_2O_3$ CaO 및 MgO는 토양마다 약간의 차이를 나타냈다. 이 지역의 토양을 XRD로 측정 결과, 석영과 장석은 공통된 광물질로 확인되었으나, 카올린, 일라이트, 몬모릴로나이트, 버뮤큘라이트 및 칼사이트는 토양에 따라 다소의 정성적 차이를 나타냈다. 또한 이들 지역의 토양을 사용하여 중금속 제거 실험을 한 결과 Cu(II), Zn(II) 및 Cd(II)의 제거 효율은 98% 이상으로 나타났으며, 특히 다른 중금속에 비하여 Cu(II)의 제거율이 가장 높게 나타났다. 이러한 결과로 보아 본 조사지역의 토양을 폐광과 같은 중금속 상시 유출 지역의 제방 및 복토재로 활용할 경우 폐광 유출수내 중금속을 보다 효율적으로 제거할 수 있을 것으로 사료된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제14권2호
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• pp.95-103
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• 2008

진해만의 가덕수도 표층 해수 중의 증금속은 육지에 가까운 정점에서 높은 분포를 나타내었으며, 이들의 븐포에는 조사 해역의 염분에 근거한 물리적 혼합은 크게 작용하지 않았다. 그리고 Pb를 제외한 다른 중금속은 과거와 큰 차이를 나타내지 않았다. 표층 퇴적물의 중금속 함량은 거제도 혹은 가덕도에 인접한 정점에서 높게 나타났으며, 이들 해역의 Zn, Eu와 Pb 함량은 과거에 비해 약간 상승하여 인위적인 영향이 있는 것으로 판단된다. Hg과 Pb을 제외한 중금속은 상호간에 양호한 상관성을 보였으면, Eo, Ni, Zn, Eu, As와 Ed는 IL 및 COD와도 좋은 상관성을 보였다. 평균지각을 기준으로 한 농축계수는 As>Cd>Pb>Zn>Co>Cu>Hg>Ni의 순이 었으며, As, Ed, Ni, Pb, Zn은 전 정점에서 1 이상이었다. 한반도 연안 퇴적물의 중금속 배경 농도에 근거한 Ni과 Rn의 농축계수는 지각평균에 의한 농축계수보다 낮았고, Cu는 높게 나타났다.