• 한국광물학회지
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• 제23권3호
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• pp.235-242
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• 2010

동원 NMC 선광장의 부유선별 프로세스를 유지하면서 광미여과액을 순환수로 활용하기 위한 pH 조절 연구를 수행하였다. 휘수연석(molybdenite)과 석영의 등전점(IEP)은 각각 pH 3 이하와 pH 2.7이었으며 안정화(분산)된 영역은 pH 5~10이었다. 순환수 현탁액의 경우, 잔류응집제의 의해 휘수연석의 제타전위는 pH 4 이상에서 -10 mV 이하로 감소하였다. pH 조절에 의한 부유선별 결과, 알칼리 영역에서 폴리머 사슬의 신장 및 확장, 칼슘 양이온($Ca^{2+}$)의 가교(ion bridge), 그리고 일부 무극성 폴리머/소수성 입자의 상호작용에 의한 응집 현상으로 부선효율이 급격히 저하되었다. 반면 약산성 영역(pH 5.5~6)은 수소이온에 의해 음이온성 폴리머가 중화되고 고분자 사슬의 기능이 약화됨에 따라 부선효율이 향상되었다. 조선부선 이후 정선부선의 최적조건인 pH 5.5, 포수제(kerosene) 20 g/t, 기포제(AF65) 50 g/t, 억제제($Na_2SiO_3$) 300 g/t, 정선횟수 2회에서 Mo 품위와 회수율이 각각 52.7%와 90.1%인 최종 정광을 얻어 광미여과액을 분쇄-조선-정선 공정에 지속적으로 재활용할 수 있는 기술을 개발하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권1호
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• pp.15-26
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• 2017

오염수로부터 자성분리가 가능하며, 방사성 세슘을 효율적으로 제거하기 위한 코발트 페로시아나이드(cobalt ferrocyanide, CoFC) 혹은 니켈 페로시아나이드(nickel ferrocyanide, NiFC)가 도입된 자성입자 흡착제를 제조하였다. $Fe_3O_4$ 나노입자는 공침법을 이용해 제조하였고, $Co^{2+}$와 $Ni^{2+}$ 이온을 입자 표면에 도입시키기 위해 금속이온과 금속 배위결합(metalcoordination)을 하는 카르복실기를 포함한 숙신산(succinic acid, SA)을 자성나노입자(magnetic nanoparticles, MNPs) 표면에 코팅하였다. CoFC와 NiFC는 자성나노입자 표면에 도입된 $Co^{2+}$ 혹은 $Ni^{2+}$ 이온이 hexacynoferrate와 결합하여 형성된다. 제조된 CoFC-MNPs 그리고 NiFC-MNPs는 각각 $43.2emu{\cdot}g^{-1}$, $47.7emu{\cdot}g^{-1}$의 우수한 포화자화 값을 보여주었다. X-선 회절분석(XRD), 퓨리에 변환 적외선 분광분석(FT-IR), 나노입자 입도 분석기(DLS), 투과전자현미경(TEM) 등의 분석을 통해 흡착제의 물성을 파악하고, 세슘에 대한 흡착 성능을 알아보았다. 흡착실험을 평가하기 위해 Langmuir/Freundlich 등온흡착식을 이용해 실험 결과 값을 곡선맞춤 하였고, CoFC-MNPs와 NiFC-MNPs의 최대흡착량($q_m$)은 각각 $15.63mg{\cdot}g^{-1}$, $12.11mg{\cdot}g^{-1}$이다. CoFC-MNPs와 NiFC-MNPs는 방사성 세슘에 대해서도 최저 99.09%의 제거율을 가지며, 경쟁이온의 존재에도 방사성 세슘만을 선택적으로 흡착한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제33권6호
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• pp.416-431
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• 2000

본 연구는 밭 토양에서 종류가 상이한 퇴비시용이 토양 중 이화학생 변동에 미치는 영향을 구명하기 위하여 수행하였다. 밭토양 토성은 양토와 사양토를 공시하여 계분퇴비, 우분퇴비, 분뇨잔사 및 식품오니퇴비 등 4종을 사용하였다. 퇴비 시용량은 0, 40, $80Mg\;ha^{-1}$ 수준으로 처리하여 1994년부터 1997년도까지 4년간 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 발 토양의 pH는 분뇨잔사 연용구에서 pH 4.4~5.0까지 감소되었으며, 다른 퇴비시용구는 무시용구에 비하여 증가되는 경향이었다. 밭 토양의 EC변화는 퇴비시용 후 20일경에 제일 높았다가 그후 40일까지 낮아진 후 일정한 수준을 유지하였다. 토양 중 가용성 질소 함량은 퇴비 시용 초기에는 $NH_4-N$가, 후기에는 $NO_3-N$함량이 높은 비율로 용출 되었고, 퇴비종류별로는 분뇨잔사 시용구가 제일 높았다. 밭 토양의 유효인산은 양토에서는 토심 0~20cm 부위에, 사양토는 0~50cm 부위까지 집적되었다. 퇴비 연용에 의한 년간 누적량은 사양토가 양토보다 17%정도 더 많았다. 토양의 염기포화도는 퇴비 시용량이 많고 연용 회수가 많을수록 증가되었다. 양토의 무처리구 염기포화도는 45%인 반면에 퇴비 $80Mg\;ha^{-1}$을 4년간 연용한 처리구 87~97% 범위이었다. 사양토는 무처리구의 염기포화도가 30.4% 이었으나 퇴비 $80Mg\;ha^{-1}$을 3년간 연용한 처리구는 81~92%에 달하였다. 동일한 퇴비시용 수준에서 연평균 염기포화도 증가율은 사양토가 양토보다 2.0~3.7배 더 높았다. 밭 토양 중 양이온은 퇴비 시용으로 무시용구에 비하여 Ca은 2배, K는 3~5배, Mg는 2~3배가 증가되었다. 토심별로는 0~20cm 부위에 가장 많이 포화되었으며, 토심이 깊어질수록 포화도는 낮아지는 경향이었다. 토양 중 중금속함량은 계분 및 우분퇴비 시용시는 무시용과 차이가 없었으나, 분뇨잔사 시용으로 Ni, Fe, Cu, Zn등이, 식품오니 시용구에서는 Ni, Cr함량이 무시용보다 약간씩 증가되었다.

• 한국유기농업학회지
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• 제22권4호
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• pp.667-682
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• 2014

본 연구는 돈분액비의 시용수준이 벼의 생육, 수량구성요소, 수량, 미질과 토양에 미치는 영향을 구명하기 위하여 실시하였다. 돈분액비의 시용수준은 벼의 추천 질소시용량인 9kg N/10a를 기준으로 하여 화학비료 질소 총량을 돈분액비로 대체하는 방법, 즉 100%, 130%, 160% 시용구를 두어 시용시험을 수행하였다. 결과를 요약하면 아래와 같다. 초장과 분얼수는 돈분액비 100, 130% 시용구에서 화학비료와 대등하였다. 돈분액비 160% 시용구는 화학비료 시용구 보다 분얼수가 많았고 초장이 큰 과번무 상태를 나타내었다. 백미수량은 돈분액비 100% 처리구에서 410 kg/10a으로 화학비료 처리구에 비해 3% 낮은 수준을 보였으나 돈분액비 130% 처리구는 화학비료처리구와 대등한 수량을 나타내었다. 그러나 돈분액비 160% 처리구에서 화학비료를 시용한 구에 비해 5%의 수량 감소가 있었는데 등숙율 및 천립중 저하가 수량감소의 원인이었다. 백미의 단백질 함량은 돈분액비 100% 시용구에서 6.8%로 화학비료 처리구의 6.9%와 유사하였다. 그러나 돈분액비 130, 160% 시용구에서 7.20~7.68%로 높은 수준이었다. 식미치는 돈분액비 100% 시용구가 73.7로 가장 좋았고 돈분액비 160% 처리구에서 66.9로 식미치가 낮았다. 완전미 비율이 가장 높은 처리구는 화학비료구로서 92.2%이었던 반면 돈분액비 100, 130% 처리구에서는 약간 감소하였다. 돈분액비 160% 처리구의 완전미 비율이 88.9%로 가장 낮았는데, 주원인은 활청미의 비율이 높았기 때문이었다. 현미의 무기성분 중 질소농도는 0.92~0.99% 범위이었는데 처리간 유의적 차이는 관찰되지 않았다. 벼의 10a당 질소흡수량은 화학비료시용구에서 15.1 kg으로 돈분액비 100% 시용구의 12.5 kg보다 높은 흡수량을 나타냈다. 돈분액비 100%, 130% 시용구의 토양 중금속 함량은 화학비료 시용구와 차이를 나타내지 않았다. 그러나 돈분액비 160% 시용구 토양의 아연, 구리, 비소 함량은 화학비료 시용구 보다 높았다. 따라서 벼의 수량과 품질지수 측면에서는 돈분액비 130%가 유리하였다. 돈분액비 160% 시용구에서는 등숙률과 천립중이 낮아지므로 수량이 감소하였다. 따라서 돈분액비의 양분 이용률을 고려 할 때 130% 범위에서 시용량을 조절하는 것이 벼의 수확량과 품질 그리고 토양의 중금속함량 감소에 유리할 것으로 사료되었다. 그러나 돈분액비 160% 시용구 토양의 아연, 구리, 비소 함량은 화학비료 시용구보다 높았다. 따라서 벼의 수량과 품질지수 측면에서는 돈분액비 130%가 유리하였다. 돈분액비 160% 시용구에서는 등숙률과 천립중이 낮아지므로 수량이 감소하였다. 따라서 돈분액비의 양분 이용률을 고려 할 때 130% 범위에서 시용량을 조절하는 것이 벼의 수확량과 품질 증대, 그리고 토양의 중금속함량 감소에 유리할 것으로 사료되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제34권1호
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• pp.1-7
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• 2001

지난 2, 30년 동안에 진행되고 있는 한국인의 식생활변화와 함께 채소 작물에 대한 수요가 급격히 증가하면서 강원도 고랭지 토양이 여름 채소 재배지로 각광을 받게 되었고 그 재배 면적이 매년 확대 일로에 있다. 이 토양의 비옥도를 유지 내지는 향상시키고 적절한 관리를 기하기 위해 광범위하고 집중적인 조사와 검정을 실시하여 얻은 결과의 일부를 다음과 같이 정리할 수 있었다. 조사된 토양은 일반적으로 양토 내지는 사양토로써 배수가 양호하였으며 대부분 경사지에 놓여 있기 때문에 심할 경우 침식의 위험에 노출되게 되어 경작충이 매우 얕았으며, 이 중 30% 또는 그 이상의 경사도를 가진 토양 11%는 곧 다시 조림해야 할 정도로 농경지로써는 부적절하였다. 이미 받은 침식으로 인해 자갈 함량이 높았으며 토양의 경도 역시 식물의 뿌리 신장과 농기구 사용에 지장을 줄 정도였다. 토양의 pH는 산성화 쪽으로 진행되었고, 유기물 함량, 치환성 염기인 Ca, Mg, 그리고 K의 함량은 경작 연수가 증가함에 따라 감소하였는데 유효 인산 ($P_2O_5$)만은 농가의 퇴구비 과다 사용 결과로 인해 크게 증가하는 경향을 보였다. 양이온 치환용량(CEC)과 전기 전도도(EC)는 토양과 토양 사이에 별 차이가 없었다. 이 지역의 고랭지 토양은 아직 Cd, Cu, Pb, Zn 그리고 Ni등의 중금속 원소에 의한 토양 오염의 영향을 받지 않은 것으로 나타났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권6호
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• pp.945-953
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• 2010

영광지역에서 양돈분뇨 발효액비를 활용한 벼 재배 현장평가를 통하여 가축분뇨 발효액비의 시용이 벼의 생육특성, 수량, 수량구성요소, 쌀 품질, 토양화학성에 미치는 영향을 조사한 결과는 다음과 같다. 공시 양돈분뇨 액비의 총질소 함량은 2,881 mg $L^{-1}$이었다. 토양화학성 변화 중 pH는 양돈분뇨 발효액비 처리구와 화학비료 처리구 간에 일정한 경향을 보이지 않았으나, EC와 유기물은 화학비료 처리구 보다 양돈분뇨 발효액비 처리구에서 높은 경향을 나타내었다. 양돈분뇨 발효액비 시용 후의 토양의 치환성 칼륨 함량은 화학비료 처리구보다 낮은 경향을 보였다. 양돈분뇨 발효액비 시용에 따른 논토양의 중금속함량은 높아지지 않았으며, 시험 후 토양의 구리와 아연 함량은 토양환경보전법의 토양오염 기준치 이하였다. 분얼기인 이앙 후 30일, 유수형성기인 이앙 후 80일, 수확기인 이앙 후 110일에 평균 초장 및 경수는 양돈분뇨 발효액비 처리구와 화학비료 처리구에서 유의성 있는 차이가 나타나지 않았다. 주당수수는 백수, 법성, 염산의 3개 지역 모두에서 양돈분뇨 발효액비 처리구와 화학비료 처리구간의 유의성 있는 차이가 나타나지 않았다. 등숙률은 백수, 군남, 법성의 3개 지역의 양돈분뇨 발효액비 처리구에서 80.3~84.9%로 화학비료 처리구 78.4~82.6% 보다 유의성 있는 증가를 보였다. 정조수량은 백수와 군남 지역에서는 양돈분뇨 발효액비 처리구와 화학비료 처리구간의 유의성 있는 차이가 나타나지 않았지만, 영광과 염산 지역에서는 양돈분뇨 발효액비 처리구에서 695.3~722.6 kg $10a^{-1}$로 화학비료 처리구 730.5~735.5 kg $10a^{-1}$보다 유의성 있게 낮은 수량을 나타내었다. 도복율은 영광과 염산 지역에서는 양돈분뇨 발효액비 처리구에서 1.9~2.2%로, 화학비료 처리구 0.4~1.2% 보다 유의성 있게 높은 수치를 나타내었다. 백수, 군남, 법성, 염산의 4개 지역에서 백미의 단백질 함량은 양돈분뇨 발효액비 처리구와 화학비료 처리구간의 유의성 있는 차이가 나타나지 않았다. 따라서, 양돈분뇨 발효액비를 벼에 대한 기준시비량 11 kg N $10a^{-1}$를 기준으로 균일 살포하였을 때 화학비료 시용과 비교해서 생육 (초장, 경수), 수량 및 미질 면에서 큰 차이가 나지 않음을 나타내었다.

• 광물과 암석
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• 제34권3호
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• pp.157-167
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• 2021

납(lead; Pb)은 지구 형성 초기의 원시 맨틀(primitive mantle)에서부터 현재 지구로의 진화 과정 이해에 중요한 정보를 제공하는 미량 원소 중 하나이다. 납은 지구 내부 및 지각에서 다양한 화성 과정에 수반하는 규산염 광물과 용융체 내에 차별적으로 분배된다. 원소 분배 계수 변화는 규산염 용융체 구조와 밀접한 관련이 있을 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구의 목적은 납이 포함된 규산염 용융체의 자세한 구조를 밝히고, 조성에 따라 변화하는 구조와 특성, 특히 규산염 광물과 용융체 간의 원소 분배 계수와의 관계를 제시하는 것이다. 본 연구에서는 고상 NMR 분광분석을 수행하여 비정질 Pb-Na 규산염의 자세한 원자 구조를 확인하였다. 자연계 마그마 용융체의 모델 시스템으로 납이 포함된 비정질 유리 시료[(PbO)_x(Na₂O)_1-x]·SiO₂를 소듐과 납의 단종 Na₂SiO₃에서 PbSiO₃까지 다양한 조성의 비정질을 합성하였으며(x=0, 0.25, 0.33, 0.50, 0.67, 0.86, 1) 납의 함량에 따른 규소 주변 원자 환경의 변화를 확인할 수 있는 ²⁹Si MAS NMR 분광분석을 수행하였다. ²⁹Si MAS NMR 결과 납 함량에 따라 피크의 폭이 넓어지고 피크 최대값의 위치는 -76.2, -77.8, -80.3, -81.5, -84.6, -87.7 ppm으로 이동하였다. 규소와 결합된 연결 산소의 양인 Qⁿ 환경 변화를 정량적으로 분리하기 위하여 ²⁹Si NMR 스펙트럼에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션은 조성에 따라 NBO/T로 나타낸 중합도가 일정하면서 Qⁿ 환경의 화학적 차폐 이동을 가정한 경우 가우시안 함수의 조합으로 진행하였다. 그 결과 규소 주변 원자 환경 변화에 기인한 화학적 차폐의 이동이 시사된다. Na₂SiO₃의 경우 Q²가 지배적으로 존재하며 Q¹ 및 Q³가 비슷한 비율로 존재하였으나 소듐 대신 납이 포함되면서 Q²가 감소하고 Q¹ 및 Q³가 증가하면서 Qⁿ 환경의 불균화가 증가하였다. ²⁹Si NMR 스펙트럼에 대한 시뮬레이션 결과는 납을 포함한 비정질 규산염에서 조성에 따른 배열 무질서도 및 위상 무질서도 증가를 지시한다. 본 결과로부터 평균 양이온 세기(average cation field strengths)에 따른 불균화 상수(disproportionation factor)의 변화를 정량화하였다. 무질서도의 증가와 비정질의 구조 변화가 납을 포함한 미량 원소의 분배 계수를 감소시킬 것으로 예상된다.

• 한국산림과학회지
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• 제84권3호
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• pp.286-298
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• 1995

본 연구는 산림토양(山林土壤)의 산성화(酸性化)가 토양내 치환성 양이온($Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Al^{3+}$) 및 중금속(Cu, Zn, Mn, Pb, Cd) 분포(分布)에 미치는 영향을 평가하고, 이러한 토양내 화학적 특성과 임목의 세근과 엽내 양료 및 중금속 분포와의 관계(關係)를 파악하기 위하여 수행되었다. 이를 위하여 울산(蔚山)과 온산공단(溫山工團) 주변의 6개 조사구와 개발제한지역내(開發制限地域內) 2개 조사구를 대상으로 토양 pH의 장기적(長期的) 변화(變化)와 토양(土壤), 세근(細根) 및 엽(葉)내 양료(養料)와 중금속(重金屬) 함량(含量)을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 울산지역 산림의 토양 pH(A층)는 1987년에 활엽수림(闊葉樹林)과 침엽수림(針葉樹林)에서 각각 4.45와 4.78이었던 것이 1994년에는 각각 3.73과 3.86으로 감소하여 토양산성화(土壤酸性化)의 정도가 심화되었다. 1994 년 현재 개발제한지역내 침엽수림인 동천이 4.57로 가장 높은 반면 온산공단에 인접한 당월의 활엽수림이 3.19로 가장 낮았다. 2. 공단지역(工團地域)에 비해 토양 pH가 높았던 개발제한지역 산림의 토양내 치환성(置換性) $Ca^{2+}$함량은 공단지역보다 활엽수림에서 3.5배, 침엽수림에서 11배나 높았고, 치환성(置換性) $Mg^{2+}$ 함량 또한 각각 4.5배와 5배나 높았다. 그러나 공단지역에서 높을 것으로 예상되었던 치환성(置換性) $Al^{3+}$함량은 오히려 개발제한지역에서 높게 나타났다. 3. 세근내(細根內) Ca과 Mg 함량은 개발제한지역이 공단지역보다 활엽수(물오리나무, 상수리나무)의 경우 각각 3.6배와 1.7배 높았고 침엽수(리기다소나무, 곰솔)에서는 각각 4.6배와 1.5배 높았다. 엽(葉)에 있어서도 개발제한지역 산림의 활엽수가 공단지역보다 각각 1.1배와 2.2배 높았고, 침엽수는 각각 1.8배와 2.3배나 높았다. 그리고 세근과 엽내 Al 함량 역시 토양에서와 같은 경향을 보였다. 4. 토양산성화도(土壤酸性化度)와 임목(林木)에 대한 Al 독성(毒性)을 평가하기 위한 토양과 세근내 Ca/Al 몰비가 동천을 제외한 오든 조사구의 토양과 세근에서 1 이하로써 토양산성화에 민감할 뿐만 아니라 양료흡수(養料吸收) 및 근계발달(根系發達)의 피해(被害)가 예상되었다. 침엽수림(針藥樹林)의 경우 토양 pH와 토양 및 세근내 Ca/Al 몰비간에 서로 고도(高度)의 상관(相關)을 보였다. 5. 토양, 세근 및 엽내 Cu, Zn, Pb 함량은 활 침엽수림 모두에서 공단지역(工團地域)이 개발제한지역(開發制限地域)보다 전체적으로 높았지만, 토양중 Mn과 Cd 함량은 반대로 개발제한지역이 더 높았다.