• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.39-46
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• 2019

준설점토를 활용한 연약지반은 장비주행성 및 진입로의 확보를 위해 시멘트 계 고화재 및 무기질 고화재 등을 활용한 표층고화처리공법이 사용되고 있으나 환경에 유해한 물질의 용출로 인한 문제가 제기되고 있어 환경과 기능성을 모두 만족하는 표층고화처리 공법의 개발이 필요하다. 표층처리 공법으로는 조기강도와 장기적인 안정 등을 고려하여 시멘트계 고화재를 이용한 표층고화처리공법이 많이 활용되고 있으며, 지반개량 효과가 크고 경제적 효율성으로 인해 국 내외에서는 시멘트계 고화재를 이용한 표층개량에 대한 연구과 수행되어 지고 있다. 그러나 최근 환경과 기능성의 문제가 제기되어 시멘트에서 발생되는 6가크롬(Cr6+), 수은(Hg) 등의 유해물질로 인해 지반오염과 환경문제가 발생되어 다양한 친환경적인 공법의 개발이 요구되고 있는 실정이다. 따라서 이 연구에서는 자연함수비의 준설점토를 시멘트와 친토양고화재를 혼합한 혼합토를 대상으로 동일한 배합조건 및 양생조건에 따른 일축압축강도를 분석하고 이 결과를 기준으로 표층개량범위 적용 및 실내모형토조시험을 수행하여 초연약지반의 강도특성 및 지지력 특성을 검토하고자 한다.

• 화훼연구
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• 제17권4호
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• pp.242-245
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• 2009

중금속의 하나인 $Cr0_3$의 세포독성과 이에 대한 연꽃(Nelumbo nucifera GAERTN(NNG))의 수술에서 채취한 연꽃추출물의 방어효과를 배양 대뇌신경교세포(C6 glioma cell)를 대상으로 항산화 측면에서 조사하였다. $Cr0_3$의 세포독성을 조사하기 위하여 배양된 C6 glioma 세포를 $4{\sim}55{\mu}M$ 농도의 $Cr0_3$로 48시간동안 처리하였다. XTT 분석법에 의하여 세포생존율을 조사하였다. 그 결과 $Cr0_3$는 처리 농도에 비례하여 C6 glioma세포의 생존율을 유의하게 감소시켰으며 $Cr0_3$의 $55{\mu}M$ 농도 처리에서는 $XTT_{50}$ 값이, $10{\mu}M$에서는$XTT_{90}$ 값이 나타났다. 따라서 세포독성판정기준에 의하여 $Cr0_3$는 C6 glioma세포에 고독성인 것으로 나타났다. 한편, $Cr0_3$의 세포독성에 대한 연꽃추출물의 방어효과를 항산화 측면에서 조사하기 위하여 먼저 연꽃추출물의 항산화활성을 SOD-유사활성에 의하여 조사하였다. 그 결과 $130{\sim}150{\mu}g{\cdot}mL^{-1}$의 연꽃추출물 농도에서 SOD-유사활성이 대조군에 비하여 모두 증가하였으며 특히 $150{\mu}g{\cdot}mL^{-1}$의 NNG추출물의 처리에서는 대조군에 비하여 유의하게 증가한 것으로 나타났다(p<0.05). 이는 또한 비교군으로 사용한 $15{\mu}M$, vitamin E의 SOD유사활성과 매우 유사한 활성을 나타냈다. 따라서 연꽃추출물은 SOD 유사활성을 보임으로서 항산화활성을 나타냈다. 한편, $Cr0_3$의 세포독성에 대한 연꽃추출물의 방어효과를 조사하기 위하여 $Cr0_3$의 $XTT_{50}$ 농도인 $55{\mu}M$에서 배양 C6 glioma 세포를 처리하기 전에 연꽃추출물이 $90-120{\mu}g{\cdot}mL^{-1}$ 농도로 각각 포함된 배양액에서 2시간 동안 배양한 후 이에 대한 세포생존율을 조사하였다. 그 결과 연꽃추출물을 처리한 실험군에서는 $Cr0_3$을 처리한 실험군에 비하여 유의한 세포생존율의 증가를 보였다. 본 실험 결과는 연꽃추출물이 $Cr0_3$의 세포독성을 효과적으로 방어하였음을 알 수 있었다. 이상의 실험 결과로부터 $Cr0_3$는 배양 C6 glioma세포에 고독성을 나타냈으며 항산화활성을 가지고 있는 연꽃추출물은 $Cr0_3$에 의한 세포독성을 효과적으로 방어함으로서 $Cr0_3$의 독성이 산화적 손상과 관련이 있음을 알 수 있었다.

• 한국광물학회지
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• 제21권2호
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• pp.161-175
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• 2008

제주도 화산회 기원 토양시료들은 전형적인 안디졸에 해당하는데 낮은 pH, 높은 수분함량, 높은 유기물함량, 식질-미사질 토성을 보여주었다. 결정질 광물 중 현무암 기원의 감람석, 휘석 등의 철고토광물과 자철석 및 적철석 등의 산화철이 주구성광물로 관찰되며 이차광물인 깁사이트가 일부 심토에서 나타나는 것이 특징이다. 그밖에 제주도 화산회 토양은 비정질 알로판 광물과 ferrihydrite 등의 결정도가 낮은 광물을 상당량 포함하고 있다. 주성분원소는 비화산회토양에 비해 상대적으로 낮은 $SiO_2$ 함량과 높은 $A1_2O_3$ 및 $Fe_2O_3$ 함량을 보이는데 이는 전형적인 화산회토의 특성을 반영한다. 토양 내 중금속 함량 중에서 Zn, Ni, Co, Cr은 각자 $84{\sim}198$, $56{\sim}414$, $38{\sim}150$, $132{\sim}1164\;mg\;kg^{-1}$의 범위를 보여 일반적인 세계 토양 내 함량범위를 초과하는 것으로 나타났다. 특히 Cr의 경우 1,000 ppm 이상의 함량을 가지는 토양 시료도 존재하는 등 제주도 화산회 토양은 높은 Cr 함량을 보이는 것이 특징이다. 제주도 토양의 환원능은 평균 $6.53\;mg\;L^{-1}$ reduced Cr(VI)로서 내륙의 비화산회토양에 비해 5.1배 이상 큰 것으로 나타났다. 비화산회토양의 경우 토양 환원능은 토양의 이화학적 인자 중 총 탄소함량과 매우 좋은 상관관계(R = 0.90)를 보이고 있는 것으로 보고되었으나, 총 탄소함량이 일반 토양에 비해 20배 이상 큰 제주도 화산회 토양의 경우 환원능은 탄소함량과는 오히려 약한 음의 상관관계를 보여주고 있다(R = -0.469). 이러한 결과는 제주도 화산회 토양의 환원능을 제어하는 인자가 탄소함량뿐만 아니라 또 다른 토양 이화학성에 있음을 지시한다. 주성분 원소조성과 환원능의 상관관계분석결과 화산회토 특성을 반영하는 Al과 Fe 원소와 정의 상관관계(R = 0.793, R = 0.626)를 보여주었다. 또한 중금속 원소 중 Ni, Co, Cr 등은 제주도 화산회 토양의 환원능과 정의 상관관계(R = 0.538, R = 0.647, R = 0.468)를 보이고 있다. 산화환원전위에 민감한 Cr 원소의 경우 제주도 화산회토양의 높은 환원능으로 인해 유해하고 이동성이 높은 6가 크롬의 생성 및 이동이 매우 제한될 것으로 판단된다. 또한 제주도 화산회 토양의 환원능을 제어하는 인자는 비정질인 알로판 광물 및 ferrihydrite 등의 화산회토 특성과 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권5호
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• pp.524-533
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• 2008

도금산업에서 배출되는 폐수는 독성이 강한 시안이온과 시안착화합물, 그리고 다양한 중금속이 함유되어 있다. 이러한 독성이 강한 시안이온 및 시안 착화합물의 처리는 알칼리염소법에 의한 시안 산화처리방법이 가장 일반적으로 잘 알려진 방법이다. 이는 시안이온은 분해 가능하나 시안 착화합물의 처리는 어려운 것으로 알려져 있고, 실제로 산업현장에서 수질환경보전법상 수질배출허용기준(나 지역) 1 mg/L을 초과하는 경우가 빈번하다. 본 연구에서는 앞서 밝힌 아연백법 및 공침공정을 이용한 복합 중금속-시안착염 폐수의 현장처리(I) (아래에서 "현장처리(I)"으로 표시 함)과 비교하여 크롬환원처리 후 Fe/Zn 공침공정을 적용하여 시안착염을 제거하고, 알칼리염소법에 의한 잔류시안 산화처리방법으로 검토하였다. 크롬처리는 6가 크롬을 3가 크롬으로 환원시 환원제로서 NaHSO$_3$를 사용하여 pH 2.0, ORP 250 mV, 반응시간 30 min.에서 99.9% 이상의 최대제거율을 얻을 수 있었다. Fe/Zn 공침에 의한 시안착염 제거실험은 pH 9.5, FeSO$_4$/ZnCl$_2$ 3.0 $\times$ 10$^{-4}$ mol, mixing rpm 240에서 시안이온의 제거효율은 98.24%(잔류시안농도: 4.50 mg/L)로 최대의 결과를 얻었다. 황화물 침전법에 의한 기타중금속(Cu, Ni)처리반응의 조건은 pH 9.0$\sim$10.0, 반응시간 30 min. mixing rpm 240에서 Cu의 경우 Na$_2$S 주입량 3.0 mol에서 99.9%, Ni의 경우 Na$_2$S 4.0 mol에서 93.86%의 최대결과를 얻었다. Fe/Zn공침처리 후 잔류시안농도 4.50 mg/L의 제거를 위하여 알칼리염소법을 실시한 결과 1차 산화반응은 pH 10.0 이상, ORP 350 mV, reaction time 30 min, 2차 산화반응은 pH 8.0 이하, ORP 650 mV, 반응시간 30 min.에서 제거효율 95.33%, 잔류시안농도 0.21 mg/L의 결과를 얻었다. 즉 (1) 크롬환원처리, (2) Fe/Zn 공침공정에 의한 시안착화합물 제거 및 기타 중금속(Cu, Ni) 처리, (3) 알칼리염소법에 의한 잔류시안 산화처리를 실시한 결과(아래에서 "현장처리(II)"로 표시 함) 시안의 잔류농도는 0.21 mg/L로서 수질 및 수생태계보전에 관한 법율의 수질배출허용기준(나 지역) 1 mg/L의 규제치 이하로 처리가 가능하다는 것을 현장 확인할 수 있었고 "현장처리(I)"보다 처리효율적인 측면이나 경제적인 측면에서 모두 양호한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.1-10
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• 2018

제철 공정에서 발생되는 부산물인 용선 슬래그를 재활용하여 활성제를 융합한 표층처리공법용 고화재를 개발하는 연구를 수행하였다. 연구 목적은 폐기 또는 매립되는 제철소의 용선 슬래그를 재활용하여 자원 순환 및 고화재의 기능성을 부여하고 토양의 유실, 침하, 싱크홀 등의 기초지반의 강도 및 내구성을 향상하여 표층토양의 문제점 해결하는데 있다. 이를 위하여 용선슬래그 및 활성재를 융합한 고화재를 가지고 압축강도, 유해물질용출시험, 투수계수 시험을 통해 용선슬래그의 고화재 원료로서의 사용 가능성을 평가하였다. 압축강도 시험 결과 고화재 혼합률이 12%인 고화토의 양생 28일 강도의 값이 각각 0.93, 0.96, 1.3MPa의 값으로 본 연구 개발 고화재의 소요강도 값인 1MPa에 만족하는 값을 나타내었으며, 투수계수의 경우에는 고화재 혼합률 12%에서 각각 $4.1{\times}10^{-8}$, $7.0{\times}10^{-7}$, $1.7{\times}10^{-7}cm/sec$로 최소값을 나타내었다. 또한 유해물질용출시험 결과 6가 크롬 항목에서 미소량 검출되었지만 함유기준을 만족하였으며, 나머지 항목에서는 중금속이 용출되지 않았다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제17권3호
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• pp.1-9
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• 2012

According to the agreement on WTO/TBT, we are under the situation to adopt international standard (ISO standard) as a national standard if it exists. However, in case of environmental area, it is a domestic legal obligation to use Korean environmental standard method(KESM) for analyzing various contaminants. Therefore it is necessary to assess the comparability between KEM and ISO standard prior to apply ISO standard to soil conservation law in Korea. The main purpose of this study is to assess the comparability of both methods for analyzing heavy metals in soil. We looked over various aspects like pre-treatment, calibration curve range, detection wavelength, soil organic matter content and so on. Apparently, the procedure of both methods is almost same. However in details, both methods are different in stationary time before aqua-regia extraction using reflux system, calibration curve range for Cu, Pb, Ni and measuring wavelength for Pb. According to the results of comparison test, the results were significantly different when the different calibration range was used. In case that all the extracts independent of methods were reanalyzed with the same calibration range of each method, both methods showed statistically same results. Other conditions like different stationary time, measuring wavelength of AAS and soil organic matter content did not have any influence on the analytical result. Therefore, we suggest to extend the calibration curve range to 0~8 mg/L which is used in KS I ISO standard(Korean standard related with environment which is translation version of ISO standard without any technical change). In case of $Cr^{6+}$, the results showed no significant differences between two methods even though the pretreatment, instrumentation and other analysis conditions were different. In addition to UV/Visble spectrometry of KESM for soil contamination, we suggest to adopt ion chromatography of ISO 15192(US EPA method 7199) for analyzing $Cr^{6+}$ with the consideration of laboratory work efficiency.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.5-16
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• 2010

국내 지하수 오염을 감시 관측하기 위하여 1990년대 초부터 2,000개 이상의 지하수수질측정망이 설치 운영중에 있으며, 지하수오염우려가 높은 지점에 설치된 781개소의 1996년부터 2007년까지 연 2회 분석 자료를 활용하여 오염우려지역에서의 지하수 수질 현황과 추세특성을 분석하였다. 건강상 유해물질이 검출된 경우의 평균 농도는 시안, 수은, 페놀, 6가 크롬, 트리클로로에틸렌, 데트라클로로에틸렌, 1.1.1-트리클로로에탄 등에서 생활용 지하수 수질기준을 초과하는 것으로 나타났고, 일반오염물질의 평균 농도는 기준 이하로 나타났으나 이는 상대적으로 비오염지역에 설치된 국가지하수관측정의 수질 보다 농도가 높은 것으로 나타났다. Sen의 방법을 이용하여 토지용도별로 일반오염물질(염소이온농도, 질산성질소, 수소이온농도)과 전기전도도의 추세를 평가한 결과, 도시지역과 공단지역 등에서 수질 악화 비율이 높은 것으로 나타났고, 2000년대 중반에도 수질 악화는 더욱 가속화되는 것으로 평가되었으며, 지역에 따라 수질이 개선되는 지역이 있는 반면 수질악화가 심화되는 등 추세의 편차가 증가되는 것으로 나타났다. 따라서, 계속되는 수질 악화를 방지하기 위해서는 본 연구에서 제시된 수질 악화 추세가 높은 지역에 대해서 보다 세밀한 감시 관측을 수행하고 보다 정밀한 분석을 통하여 개선 대책을 수립, 시행하는 것이 필요된다.

• 한국산림과학회지
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• 제106권1호
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• pp.70-76
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• 2017

임도포장공법 중 현재 많이 시공되는 콘크리트 포장은 하부지반의 침식으로 인해 균열이 많이 발생하며, 경사가 급한 경우 결빙으로 인하여 임도로서 역할을 수행할 수 없으며, 그리고 콘크리트가 갖고 있는 유해성(6가 크롬 등) 때문에 산림을 건강의 목적으로 생각하는 국민정서에 반하는 단점이 있다. 이러한 측면에서 본 연구는 콘크리트 포장의 문제점을 보완하기 위해 친환경 고화재를 이용하여 경북 고령군 쌍림면에 시설된 임도 85 m에 시험포장을 실시하여 임도포장의 공정과 비용, 강도와 다짐도를 조사하였다. 임도포장공정은 요소작업별로 준비작업, 노면 터파기, 노면 고르기, 하부지반 다짐, 거푸집 설치, 유용토 채취 및 선별, 믹싱, 포설, 다짐, 양생으로 이루어지며, 일위대가를 통한 개략적인 단가산출을 한 결과 콘크리트 포장의 경우는 일반적으로 노무비, 재료비, 경비를 합한 총 38,681원/$m^3$, 친환경 고화재의 경우 총 합계 38,245원/$m^3$으로 시공비용은 비슷하게 나타났다. 또한 양생기간에 따른 강도 특성을 알아보기 위하여 비파괴시험인 슈미트 해머 시험을 실시한 결과 양생기간 7일은 10.5~13.5 MPa, 14일은 18.1~22.7 MPa, 28일은 20.8~23.0 MPa로 양생기간 14일에서 강도증가 폭이 가장 높게 나타났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권5호
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• pp.727-733
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• 2011

A new Korean standard for the determination of Cr(VI) in soils has been officially published as ES 07408.1 in 2009. This analytical method is based on the hot alkaline digestion and colorimetric detection prescribed by U.S. EPA method 3060A and 7196A. The hot alkaline digestion accomplished using 0.28 M $Na_2CO_3$ and 0.5 M NaOH solution (pH 13.4) at $90{\sim}95^{\circ}C$ determines total Cr(VI) in soils extracting all forms of Cr(VI), including water-soluble, adsorbed, precipitated, and mineral-bound chromates. This aggressive alkaline digestion, however, proved to be problematic for certain soils which contain large amounts of soluble humic substances or active manganese oxides. Cr(III) could be oxidized to Cr(VI) by manganese oxides during the strong alkaline extraction, resulting in overestimation (positive error) of Cr(VI). In contrast, Cr(VI) reduction by dissolved humic matter or Fe(II) could occur during the neutralization and acidic colorimetric detection procedure, resulting in underestimation (negative error) of Cr(VI). Futhermore, dissolved humic matter hampered the colorimetric detection of Cr(VI) using UV/Vis spectrophotometer due to the strong coloration of the filtrate, resulting in overestimation (positive error) of Cr(VI). Without understanding the mechanisms of Cr(VI) and Cr(III) transformation during the analysis it could be difficult to operate the experiment in laboratory and to evaluate the Cr(VI) results. For this reason, in this paper we described the theoretical principles and limitations of Cr(VI) analysis and provided useful guidelines for laboratory work and Cr(VI) data analysis.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권9호
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• pp.17-23
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• 2022

시멘트를 활용한 도로 기층은 경제적이며, 수정 및 보완이 용이하여 도로 포장 품질 관리가 우수하다. 또한, 시멘트는 점착력이 없는 사질토에 점착력을 부여하고 점성토에서는 점착력을 영구적으로 유지하는 역할을 하여, 강도 증가 및 압축률 감소 등의 내구성 향상의 장점으로 많이 활용되고 있다. 그러나 시멘트는 강도면에서 우수하나 건조수축에 의한 균열이나 파손이 발생하면 유지보수가 어렵고, 시멘트에서 용출되는 6가 크롬으로 인해 지반의 pH가 상승하여 지하수 오염과 같은 환경 문제가 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 발생하는 현장토와 시멘트계 고화재를 활용하여 환경성과 내구성을 고려한 도로 기층 대제재의 활용성을 평가하고자 한다. 도로 기층의 현장 적용성을 평가하기 위해 환경안정성실험 및 시멘트계 고화재를 일정 비율로 혼합하여 동결융해실험 및 습윤건조실험을 수행하였다. 실험범위는 시멘트계 고화재 10%, 20%, 30%의 배합비와 재령 기간 7일, 28일로 적용하여 시멘트계 고화재 혼합비율에 따른 조기 강도 및 기준 강도를 평가하였다.