In this study, sorption experiments of uranium onto silica colloids were carried out and the effects of important geochemical parameters such as pH, ionic strength, carbonate concentration, colloid concentration, and total concentration of uranium were investigated. The sorption coefficients of uranium for silica colloids named as pseudo-colloid formation constants were about 10$^4$~ 10$^{5}$ mL/g depending on the experimental conditions. The effects of the geochemical parameters were found to be important in the sorption of uranium onto silica colloids. A Langmuir type sorption isotherm of uranium between silica colloids and the solution phase was also presented. The sorption mechanisms were explained by analyzing the effects of the geochemical parameters.
Jeong Seung-Woo;Kampbell Donald H.;An Youn-Joo;Masoner Jason R.
한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
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pp.122-126
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2005
Groundwater monitoring wells (about 70 wells) were extensively installed in 28 sites surrounding Lake Texoma, located on the border of Oklahoma and Texas, to assess the impact of geochemical stressors to shallow groundwater quality. The monitoring wells were classified into three groups (residential area, agricultural area, and oil field area) depending on their land uses. During a two-year period from 1999 to 2001 the monitoring wells were sampled every three months on a seasonal basis. Water quality assay consisted of 25 parameters including field parameters, nutrients, major ions, and trace elements. Occurrence and level of inorganics in groundwater samples were related to the land-use and temporal change.
지화학 자료의 공간적 분포와 금은광산의 공간적 분포사이의 상관관계를 조사하였다. 활용된 자료는 한국자원연구소에서 발간된 지화학도 중 21개 원소에 대한 도면과, 현재까지 파악된 광산의 위치도면 및 1:100만 지질도이다. 지화학도는 250m 등간격의 격자형 화소로 제작된 도면 중 통계분석을 위하여 1km 간격의 자료를 추출하여 분석하였으며, 광산위치의 지화학 자료 역시 250m 간격의 화소에서 추출하여 분석을 수행하였다. 광산과 지화학자료의 공간적인 상관분석은 베이시안 중첩법과 의사결정나무 기법을 활용하였디. 베이시안 통계기법은 각 지화학도에 분포하는 원소의 화소값을 올림차순으로 정열한 후 자료의 개수가 자기 5, 25, 50, 75, 95, $100\%$에 해당하는 등급을 나누어 모든 지화학도를 6개의 등급을 갖는 도면으로 재분류 하였다. 자 등급에 속한 광산의 개수를 대상으로 광산이 발생할 확률이 계산되었으며, 이 확률을 취합하여 최종 사후확률이 계산되었으며, 사후확률로 광산이 배태될 예측 도면이 작성되었다. 금/은, 동, 철, 납/아연, 텅스텐광산 및 광산이 존재하지 않는 위치에 해당하는 지화학 자료와 암상을 기준으로 의사결정나무를 학습시키고, 학습된 결과를 전체 자료에 적용하여 예측도면을 작성하였다. 광산이 존재하지 않은 지역을 추출하기 위하여 지화학도의 화소를 1km간격으로 추출한 후 이들 중 광산과 750m이내에 있는 자료는 제외시키는 알고리듬을 활용하였다. 예측결과 베이시안 방법에 의한 광산의 위치 예측이 의사결정나무에 의한 예측보다 상대적으로 정확함이 확인되었다. 그러나 두 방법 모두 공히 기존의 광산위치를 적절히 예측하고 있어서 지화학 자료는 광산의 위치와 밀접한 관계를 갖고 있음이 확인되었다.
To understand the geochemical characteristics of Gomso Bay, which features extensive Manila clam, we measured various geochemical parameters, organic matter, and trace metals (Cu, Cd, Pb, Zn, Cr, Hg, As and Fe) of intertidal and subtidal surface sediments in 2011. The surface sediments consisted of sedimentary facies including gravel (0.21%), sand (61.1%), silt (32.1%), and clay (6.5%). The chemical oxygen demand (COD) and acid volatile sulfide (AVS) values in most areas were below sediment quality criteria (COD, $20mg/g{\cdot}dry$; AVS, $0.2mg/g{\cdot}dry$). Trace metals in the surface sediments were below pollution thresholds, except for As (morderately polluted). Sediment quality was evaluated using the trace metal pollution load index (PLI) and ecological risk index (ERI), which showed that sediments were generally not polluted and at low risk; however, values along the outer bay were higher. We expect these results will be valuable for sustainable aquaculture prodution and environmental management in Gomso Bay.
피조개 양식장의 해수 수온, 염분, pH, DO, 영양염, COD의 조사결과 해역별 편차가 적게 나타났다. 그리고 엽록소 a 농도는 7-8월에 부영양화 기준인 $7{\mu}g/L$ 보다 높게 나타났지만 8월 이후 부영양화 기준보다 낮은 농도를 보였다. 따라서 피조개 양식장에서 서식환경에 의한 생존율의 급감은 여름철 고수온, 낮은 용존산소량과 먹이원인 클로로필의 감소로 인하여 발생되는 것으로 사료된다. 퇴적물의 강열감량 (IL) 과 산휘발성화합물 (AVS) 및 함수율 (WC) 은 유사한 양상을 보이며 큰 차이가 나타나지 않았으며 화학적산소요구량 (COD) 은 거제만의 조사 정점에서 월별 변화가 심하게 나타났다. 퇴적물의 평균입도 (Mz) 는 8.07-8.33 범위를 보였고 분급도는 1.66-2.13 범위로 피조개 양식에 적합한 지역으로 나타났다. 퇴적물의 C/N 비는 양식장에서 5-10 사이의 값을 나타내어 해양기원의 유기물에 의한 것으로 추정되며, C/S 비는 지역에서 2.8 이상으로 유기물이 분해되기 전에 유기물의 급속한 퇴적이 이루어졌을 환경으로 조사 되었다. 중금속에 대한 농집지수 (Igeo) 의 결과는 연구지역이 Igeo class가 0에서 4 사이로 분포되어 있어 오염되지 않았거나 약간오염된 수준으로 (practically unpolluted / moderately polluted) 나타났다.
연속시간 마코프프로세스를 이용한 한 통계적 방법에 의한 일차원 지하 핵종이동 모델이 제시되었다. 지하매질은 보편적으로 지하수속도, 분산계수 또는 지연계수 등 물리화학적 변수 등의 비균질성을 보여 일반적인 결정론적 이류분산모델로는 잘 기술되지 않는다. 통계적 모델에서의 최종결과는 시간에 따른 함수로서의 기대값과 그 기대값의 분산도를 보여주는 분산치다. 매질이 균질하다고 생각될 정도로 나뉘어진 구획에 대한 핵종의 농도 분포를 구하여 결정론적인 해석해에 의한 농도분포와 비교하여 비균질 매질, 또는 현저하게 구분되는 다층매질의 경우에 대해서 유용 할 것이라는 결론을 얻었다. 매질을 나눈 구획수가 수치적 분산에 민감한 것으로 나타났지만 해석적 모델에 의해 분산계수가 보정될 수 있었다.
이 연구에서는 포항분지 영일층군 덮개암 시료의 광물학적 특성을 파악하고, 이산화탄소 주입으로 인해 발생할 수 있는 물-암석-가스의 상호작용을 지화학 모델링을 이용하여 규명하였다. 이를 위하여 XRD, MICP, BET 분석을 실시하여 덮개암의 광물암석학적 및 공극 특성을 파악하였고, 광물학적 연구 결과와 공극수의 물리화학적 변수 자료들을 이용하여 이산화탄소 주입 후 단기간 변화와 장기간 영향을 파악하기 위하여 두 단계의 지화학 모델링(The Geochemist's Workbench 14.0.1)을 수행하였다. 연구 결과, 포항분지 영일층군의 덮개암은 석영, 알바이트, K-장석으로 주로 구성되어 있고, 소량의 백운모, 황철석, 방해석, 카올리나이트, 몬모릴로나이트로 이루어져 있다. 지화학 모델링 결과, 이산화탄소의 주입 후 덮개암은 방해석의 용해로 인해 공극률이 증가하고 알바이트와 K-장석의 용해 결과 도소나이트와 은미정질 실리카(칼세도니)가 침전되었다. 주입이 완료된 두 번째 단계에서는 방해석과 알바이트의 용해 결과 도소나이트와 은미정질 실리카(칼세도니)의 침전이 일어나며, 이 반응으로 인해 pH는 증가하였다. 또한 덮개암에서 이산화탄소를 포획할 수 있는 광물은 도소나이트 임을 알 수 있었다. 이러한 연구 결과는 장기간의 이산화탄소 지중 저장에 있어 광물 포획의 효율성을 정량적으로 평가하는 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
Surface complexation models(SCMs) have been performed to predict metal ion adsorption behavior onto the mineral surface. Application of SCMs, however, requires a self-consistent approach to determine model parameter values.
In this paper, in order to determine the metal ion adsorption parameters for the triple layer model(TLM) version of the SCM, we used the zeta potential data for Zeolite and Kaolinite, and the metal ion adsorption data for Pb(II) and Cd(II).
Fitting parameters determined for the modeling were as follows ; total site concentration, site density, specific surface area, surface acidity constants, etc. Zeta potential as a new approach other than the acidic-alkalimetric titration method was adopted for simulation of adsorption phenomena. Some fitting parameters were determined by the trial and error method. Modeling approach was successful in quantitatively simulating adsorption behavior under various geochemical conditions.
To understand the geochemical characteristics of intertidal sediment in a semi-enclosed bay, we measured various geochemical parameters, including grain size, ignition loss (IL), chemical oxygen demand (COD), acid volatile sulfide (AVS), and trace metals (Al, Fe, Cu, Pb, Zn, Cd, Hg, and As), in intertidal sediment from three bays (Deukryang Bay, Yeoja Bay, and Gamak Bay) in the southern region of Jeollanam Province. The intertidal sediment in Deukryang Bay consisted of various sedimentary types, such as sand, gravelly muddy sand, mud, and silt, whereas the intertidal sediments in Yeoja and Gamak Bays were composed mainly of mud. The concentrations of IL, COD, AVS and trace metals in the intertidal sediments of the three study regions were relatively high near areas affected by input of stream waters and/or shellfish farming waste. The concentrations of organic matter and trace metals in Gamak Bay were much higher than those in Deukryang and Yeoja Bays, which appears to be due to the influence of anthropogenic pollutants, originating from the city and the industrial complex near Gamak Bay. The evaluation results of organic matter and metal pollution using the sediment quality guidelines showed that the intertidal sediments in the three study regions were not polluted in terms of organic matter and trace metals. In future, sustainable management for sources of organic matter and trace metal is necessary to conserve a healthy benthic ecosystem in intertidal sediments.
An analysis of groundwater quality is significant for monitoring and managing water contamination and groundwater system. For the purpose of those, the geochemical characteristics of groundwater were studied over the concern for water quality, water type and origin of nitrate nitrogen. Total colony counts were detected in 11 out of 20 samples, and the average value was 31.73 CFU/ml. Range and average of NO3-N concentrations were 0.9~24.0 mg/L and 8.3 mg/L. All groundwater types were found to be Ca2+-HCO3-. The range and average of NO3-N were 0.2~17.4 mg/L and 8.7 mg/L, and those of δ15N were 1.7~8.9‰, and 5.0‰. Careful consideration is required for evaluating the origin of nitrogen when NO3-N concentration is low. In general, noticeable difference between rockbed and alluvial water was not found. The ranges of nitrate origins by chemical fertilizer, livestock manure and domestic sewage, and natural soil were 29.6~76.4%, 14.2~58.9% and 2.6~7.0%, and the average values of those were 57.4%, 37.4%, and 5.3%, respectively. Origin of nitrate was affected by more chemical fertilizer than the other parameters. Rockbed water was more affected by chemical fertilizer than alluvial water.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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