• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제53권1호
• /
• pp.253-257
• /
• 2021

This work demonstrates the use of baromembrane method based on reverse osmosis (RO) process. The method is realized on mobile complex, which allows to concentrate and determine ultra-low activity of radionuclides in water cooling ponds of Russian nuclear fuel cycle enterprises. The existence level of radionuclide background creates difficult conditions for identification the contribution of liquid discharges enterprise, as standard monitoring methods have a very high detection level for radionuclides. Traditional methods for determining the background radionuclides concentrations require the selection of at least 500 liters (l) of water, followed by their evaporation to form a dry residue. This procedure with RO membranes requires at least 5 days. It is possible to reduce the time and energy spent on evaporation of hundreds of water liters by pre-concentrating radionuclides in a smaller sample volume with baromembrane method. This approach allows preliminary concentration of water samples from 500 l volume till 20 l volume during several hours. This approach is universal for the concentration of dissolved salts of any heavy metals, other organic compounds and allows the preparation of water countable samples in much shorter time compared to the traditional evaporation method.

• 대한환경공학회지
• /
• 제29권2호
• /
• pp.163-168
• /
• 2007

국내 5개 폐광산 지역의 갱내수 및 배출수에 대해 화학적 분석 및 생물학적인 독성 평가를 통한 생태 위해성 평가를 실시하였다. 본 연구에서 선정한 9가지 중금속의 화학적 분석 결과, 거의 모든 지점에서 높은 중금속 농도가 검출되었으며, 특히 송천, 낙동, 덕음 지역에서는 상대적으로 비소가 높게 검출되었고, 낙동 지역은 하류까지 전체적으로 각 항목의 중금속이 높은 농도로 존재하였다. 통합 방류수 독성 평가(WET)에 기초해 Vibrio fisheri, Selenastrum capricornutum, Daphnia magna를 이용한 생물학적 독성 평가 결과, 모든 지점에서 높은 독성이 나타났다. 유출수가 처음 흐르는 갱구에서 가장 높은 독성이 나타났으며, S. capricornutum에 대한 독성이 모든 지점에 걸쳐 $1.3\sim32.0$ TU 사이의 독성이 나타나 독성 민감도가 가장 높은 것으로 나타났다. 각각의 독성 평가 종에 따른 독성 미감도 차이는 폐광사의 위해성을 평가함에 있어 두 종 이상의 평가 종이 사용되어야 함을 의미한다. HQ(Hazard Quotient) 개념을 적용한 생태 위해성 평가 결과, 폐광산에서 분석된 대부분의 중금속에 대해 HQ 값이 1보다 훨씬 크게 나타났으므로, 폐광산의 중금속에 대한 영향은 심각한 정도의 위해도를 가지고 있다고 판단된다. 한편, 생물학적 독성은 유하 거리의 증가에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 따라서, 폐광산의 복원이나 생태 위해성 평가 시 지점별로 희석률뿐 아니라 DOM, 경도 등 환경인자들이 고려되어야 할 것으로 판단된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• 제3권4호
• /
• pp.279-284
• /
• 2016

선광 및 제련과 같은 광산활동 과정에 발생하는 광미는 고농도의 중금속을 함유하고 있고, 그 중 황철석을 함유한 광미는 광산주변 수계 및 토양 오염의 주요 원인이다. 이러한 황철석을 함유한 광미의 무해화를 위해 화학전지 (연료전지)의 개념을 활용할 수 있다. 화학전지에서 황철석의 자발적인 산화, 즉, 갈바닉 산화를 통해 황철석이 용해되면서 $Fe^{3+}$와 황산이 생성되어 pH가 감소하게 된다. 이는 황철석 함유 광미 내 중금속의 용출 촉진 효과를 가져올 수 있다. 본 연구에서는 $23^{\circ}C$ 조건에서 4주 간 산성용액과 갈바닉 반응기를 이용해 황철석을 처리하며 총 용존 철 농도와 용액의 pH를 확인하였다. 또한 주사전자현미경을 이용해 처리 후 황철석 표면을 관찰하였다. 갈바닉 반응기를 이용한 황철석의 용해가 산성용액을 이용한 황철석의 용해에 비해 약 2.9배 높은 총 철을 용출시킨 것을 확인하였고, pH 저감 효과도 더 큰 것을 확인하였다. 또한 표면 분석 결과 갈바닉 반응기 내에서 반응한 황철석의 표면에서 더 많은 홈을 발견되었다. 본 연구를 통해 갈바닉 산화에 의해 황철석의 용해가 촉진된 것을 확인하였으며, 갈바닉 산화가 황철석 함유 광미의 무해화 기술로 사용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• Ocean and Polar Research
• /
• 제35권2호
• /
• pp.69-83
• /
• 2013

시화호 내측 퇴적물 내 미량속의 오염원을 규명, 퇴적물 내 미량금속의 분포 특성 및 오염도를 평가하기 위하여 시화호 유역의 하천수, 반월산업단지 토구 유출수 및 코어 퇴적물 내 미량금속을 분석하였다. 하천수 및 반월산업단지 토구 유출수 내 용존성 미량금속의 평균농도는 시화호 내측 표층수에 비해 6.6~136배 높았으며, 산업단지 유역의 하천이 도심 또는 농업 유역에 비해 상대적으로 높은 농도를 보이고 있어 시화호 내측 미량금속의 주요한 오염원은 시화호 유역에 산재하는 하천과 반월산업단지 토구인 것을 알 수 있었다. 미량금속의 수직분포는 저층에서 표층으로 갈수록 농도가 증가하고 있으며 반월산업단지 인근 지역에서 미량금속의 농도가 매우 높은 것으로 나타났다. 농집지수(geo-accumulation index)를 이용한 퇴적물 내 미량금속의 오염도 평가는 산업단지 인근이 다른 조사지역에 비해 상대적으로 오염되었으며 특히 Cu, Zn 및 Cd의 오염도가 매우 심각한 수준으로 나타났다. 우리나라 해저퇴적물의 주의기준(TEL)과 관리기준(PEL)과의 비교를 통하여 퇴적물 내 미량금속 농도가 해양생물에 미치는 영향 및 독성을 파악한 결과, 반월산업단지 인근 지역에서 Cu, Zn, Cd 및 Pb이 PEL을 초과하였으며 Cr과 Ni 역시 외국의 PEL을 초과하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 mPELQ를 이용하여 퇴적물 기준이 존재하는 미량 금속의 종합적인 독성 영향을 평가하였다. mPELQ의 평균은 0.2~2.3의 범위를 나타내었으며 산업단지 인근인 C2와 C3 코어 퇴적물에서의 미량금속 농도가 저서생태계에 대한 독성영향이 우려할 만한 수준으로 나타났다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제41권1호
• /
• pp.55-64
• /
• 2008

일반적으로 근권부로 알려진, 토양과 뿌리 사이의 계면(soil-root interface)에서 일어나는 주요 기작에 대한 세부적 이해는 성공적인 phytoremediation 기술을 위해 특정 식물의 적용 가능성을 평가하는데 있어 매우 중요하다. 가령 어떤 식물은 토양중 낮은 중금속 유효도라는 제한인자를 극복하기 위해 근권부에서 특정 기작을 일으키기도 한다. 본 연구는 토양 고정 (land stabilization)에 탁월한 효과를 보이고 있는 vetiver grass(Vetiveria zizanioides)를 중금속으로 오염된 3가지의 다른 토양에 재배함으로써, 식물 뿌리가 근권부 토양의 화학적 특성에 미치는 영향과 이에 따른 식물의 중금속 흡수 특성을 조사하였다. Vetiver grass 재배 후 근권부 토양의 토양수 pH는 시험에 이용된 모든 토양에서 0.3-1.1 만큼 증가하였고, 토양수 중 유기탄소의 함량도 $23mg\;L^{-1}$ 에서 $173mg\;L^{-1}$로 가장 많이 증가한 PP02 토양을 비롯해서 모든 토양에서 증가하였다. 이와 같은 근권부 토양수의 화학적 변화는 중금속 오염토양에 노출된 vetiver grass의 뿌리에서 나온 분비물(exudates)에서 비롯된 것이다. 결과적으로 근권부 토양수의 화학적 특성 변화는 중금속(카드뮴, 납, 구리, 아연) 유효도 및 화학종 변화에 영향을 미쳤다. 중금속의 최초 유효도는 시험에 이용된 토양의 종류에 따라 달랐으며 vetiver grass 재배 후 이 유효도의 변화 또한 토양 종류의 영향을 받아 증가 또는 감소하였다. 가장 높은 중금속 유효도를 보인 토양은 Ko01 토양으로 토양수 중 카드뮴과 납의 농도가 각각 $2,091{\mu}g\;L^{-1}$, $318{\mu}g\;L^{-1}$ 이었다. 일반적으로 vetiver grass에 의해 증가한 pH는 중금속 유효도를 감소시켰고, 반면에 증가한 유기탄소는 토양중 중금속과 복합물질을 형성하면서 토양수 중 중금속의 농도를 높였다. Donnan speciation 기술을 이용한 화학종 분리 결과 토양수 중 순이온으로 존재하는 카드뮴과 아연의 농도가 현저히 감소하였고, vetiver grass에 의하여 체내에 축적된 중금속의 함량은 토양중 중금속 총함량이 아닌 토양수 중 중금속 유효도와 깊은 관계를 보였다.

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

• 환경영향평가
• /
• 제24권1호
• /
• pp.87-98
• /
• 2015

본 연구에서는 충청북도 옥천군 일부지역에 분포된 지하수를 대상으로 지구화학적 특성, 수질 특성, $NO_3{^-}$에 의한 오염 특성과 그에 따른 $NO_3{^-}$의 기원을 추정하고자 하였다. 연구지역 지하수는 약산 내지 약알칼리성의 환원환경이며, 변성퇴적암류를 구성하는 석회암과 백운암의 높은 용해도로 인해 변성퇴적암 지하수는 pH와 주요 용존 성분의 함량이 화강암 지하수 보다 높은 분포를 나타낸다. 파이퍼 다이어그램에 도시된 연구지역 지하수의 수질 유형은 대부분 $(Ca+Mg)+HCO_3$형이나, 요인 분석 결과 $NO_3{^-}$와 $Cl^-$이 요인 1의 구성 성분으로 추출되어 $(Ca+Mg)+(Cl+NO_3)$형도 상당수 분포한다. 이와 같은 결과는 연구지역이 $NO_3{^-}$와 $Cl^-$로 인한 오염이 우려되는 지역임을 시사하는 것으로 국내외 농촌지역 지하수 오염 특성과 동일한 결과를 나타낸다. 중금속 원소로 인한 오염의 양상은 나타나지 않고 있으며, 탄산염 광물의 지구화학적 풍화작용과 인위적 오염 성분 유입 등의 복합적인 작용이 연구지역 지하수의 지구화학적 특성과 수질 특성을 결정짓는 요인이다. 질소 동위원소 분석 결과에 의한 $NO_3{^-}$ 기원은 주로 농업 활동과 분뇨등이 지배적인 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제30권12호
• /
• pp.1262-1267
• /
• 2008

영가금속을 이용한 아조계 염료의 탈색연구를 수행하였다. 아조계 염료는 대부분 생물학적 독성을 갖고 있으며 생물학적 분해가 어려운 경우가 많다. 색을 제거하기 위한 가장 간단한 방법은 아조결합을 파괴하는 것이며 영가금속을 이용한 환원적 제거가 가능하다. 3종의 염료를(Cibacron Briliant Yellow 3G-P (CBY3G-P), Benzopurpurin 4b (B-4B), Chicago sky blue 6b (CSB6B)) 대상으로 연구하였으며 각 염료의 반응속도는 pH에 매우 의존적이며 낮은 pH에서 반응속도가 증가되었다. 영가철에서 용해된 철이온에 의한 응집 및 침전반응도 색도제거에 기여할 수 있으며 본 연구에서는 그 기여율을 알기 위해 철이온에 의한 제거실험을 수행하였으며 그 기여율은 대상 염료에 따라 편차가 크다는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는 영가철에 의한 환원반응에 의해아조계 염료가 성공적으로 탈색될 수 있음을 증명하였다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제7권2호
• /
• pp.87-93
• /
• 2002

해양퇴적물 오염평가에 널리 쓰이는 단각류 Leptocheirus plumulosus를 이용하여 오염된 퇴적물에서 Ag을 축적하는데 있어서 각 매질(퇴적물, 공극수, 먹이)의 상대적 기여도를 조사하였다. 또한 퇴적물 중 중금속의 생물 이용도와 독성을 조절하는 인자로 잘 알려진 황화물(AVS)이 공극수 중 용존 Ag 농도와 생물내 흡수에 미치는 영향을 평가하였다. 연안 퇴적물을 임의로 4개의 농도구배(0.1${\sim}$3.3 ${\mu}$mol Ag/g)로 오염시킨 후, AVS농도를 40 또는 <0.5 ${\mu}$mol/g로 조절하여 실험생물을 35일 동안 노출시켰다. 실험생물이 배양되는 동안 Ag으로 오염된 것과 오염되지 않은 $TetraMin^{(R)}$을 보조 먹이로 공급하여 생물 체내 Ag축적 농도 차이를 비교하였다. 그 결과, L. plumulosus의 체내 Ag농도는 퇴적물 내 Ag의 농도와 양의 상관관계를 갖고 증가하였다($r^{2}$=0.87, p<0.001). 퇴적물 중 AVS의 함량은 공극수 중 용존 Ag의 농도를 조절하는 중요한 인자로 확인되었으나, AVS 농도는 L. plumulosus의 Ag축적에 거의 영향을 주지 않았다. Ag으로 오염된 먹이가 제공된 L. plumulosus는 오염되지 않은 먹이가 제공된 L. plumulosus보다 최고 1.8배 정도 높게 Ag을 체내에 축적하였다. 즉, Ag으로 오염된 퇴적물에서 L. plumulosus의 Ag축적은 공극수나 해수 중의 용존 Ag의 흡수보다는 퇴적물이나 먹이의 섭식을 통한 흡수가 주요 노출경로라는것을 시사한다.

• 한국농림기상학회지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.197-206
• /
• 2010

토지 이용이 다변화된 산지 유역에서 몬순 강우에 의한 환경 영향을 평가하는데 필수적인 기초 자료를 확보하기 위해 수질의 계절간 비교와 강우사상 집중샘플링의 방법을 활용하여 지표수 수질의 시공간적 변이 특성을 조사하였다. 유역 내 토지 이용을 반영하는 지표수 9개 지점을 대상으로 건 우기 수질의 계절적 차이를 비교하고, 2회의 강우사상에 대해 산림과 농경지 하천 2개 지점에서 집중 샘플링을 실시하였다. 대부분의 지점에서 건기보다 우기에 전기전도도와 $Cl^-$ 농도는 더 낮았으나, 총 금속 농도는 우기에 훨씬 더 높았다. 이는 우기에 늘어난 유량에 의해 용존 이온은 희석되고, 토양 침식량은 증가됐기 때문인 것으로 보인다. 한편 18mm의 적은 강우 시에 산림 하천의 수질에서는 거의 변화가 보이지 않은 데 반해, 농경지 하천에서는 부유토사와 용존 물질 농도가 모두 가파른 변화를 보였으며, 452mm의 많은 강우에 대해서는 농경지 하천은 물론 산림 하천에서도 큰 수질 변화를 관찰할 수 있었다. 농경지 하천의 Pb 농도는 부유토사 농도와 높은 양의 상관관계를 보였다. 제한된 샘플링 횟수와 조사지점으로 인해 결과 해석에 신중을 기해야 하겠지만, 전체 결과는 가파른 산지 유역에 농경지가 무분별하게 확장되면 강우의 변동폭과 극단화가 심해질 경우 토양 침식과 그에 따른 환경 영향의 취약도가 증가할 것임을 시사한다.