• 한국환경농학회지
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• 제14권3호
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• pp.263-271
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• 1995

중금속에 의한 토양오염을 화학적으로 평가하기 위한 일환으로 토양을 중금속으로 오염시킨 후 토양용액을 추출하여 pH, 이온강도, 이온농도, 화합물형태 변화를 분석했다. 토양이 Cu와 Cd에 의해 오염될수록 토양용액의 이온강도는 증가했다. 이런 변화는 Cd보다 Cu에 의해 더 컸다. 토양용액 중의 Cu와 Cd의 농도는 가한 양(量)에 비해 소량으로 존재했으나 처리량에 비례하여 금속의 농도는 증가했다. 토양용액 중의 Cd의 농도는 Cu보다 훨씬 높았다. 토양용액 중의 Ca, Mg, K의 농도는 중금속에 의해 증가되었으나 주로 free ion상태로 존재했으며 화합물형태는 Cu나 Cd의 처리에 의해 변화되지 않았다. 토양용액 중 중금속이온의 화합물의 변화 경향은 Cu와 Cd이 달랐다. Cu의 경우 토성과 pH에 의해 영향을 받았는데 pH가 낮은 SiCL 및 SL 토양에서는 free $Cu^{2+}$가 95 molar % 이상으로 주된 화합물형태이었고 pH가 높은 LS토양의 경우 free $Cu^{2+}$과 Cu-hydroxide이 주된 화합물형태로 Cu처리량에 따라 이들 화학종의 molar %는 변화되었다. Cd의 경우 free $Cd^{2+}$과 Cd-chloride 화합물이 주된 화합물형태이었고 Cd처리량이 증가함에 따라 $Cd^{2+}$는 감소한 반면 Cd-chloride 화합물 형성은 증가했다. 중금속에 의한 토양용액의 pH감소, 중금속의 흡착에 따른 양이온의 일시적인 증가, 중금속의 화합물 변화들은 식물영양적 측면에서 볼 때 식물에 불리한 변화로 간주되며, 중금속의 생물유효성과 독성을 평가하는 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 International Symposium
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• pp.111-124
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• 2003

기존의 오염물질을 제거하는 많은 화학적-물리적 정화 방법은 고비용과 오랜 시간을 요구하는 처리 과정 등의 단점을 갖고 있는 경우가 많았다. 따라서 흙과 수(水)환경내로 유입된 오염물질을 빠른 시간 내에 제거 할 수 있는 대안이 요구 되었다. 흙에 유출된 화합 물질 중 상당양은 흙에 의해 격리, 구속되고 이로 인해 일단 구속된 오염물질은 물과 유기 용매에 의해서도 잘 추출되지 않는 것으로 보고 되고 있다. 이러한 흙에 의한 오염물질의 비유동성(immobilization) 과정은 오염물질의 제거 기술의 대안으로 평가 될 수 있다. 기존 연구자들의 연구 결과, 화학적 혹은 물리적 반응 작용을 통해 오염물질을 흙을 구성하는 물질에 구속할 수 있음이 증명되었다. 이러한 과정 중 환경적 측면에서 볼 때, 화학적 반응이 더 우수하다 할 수 있다. 이는 강한 공유결합(covalent bonds)으로 연결될 경우 미생물의 활동이나 화학 처리로도 이를 분리하기 어렵기 때문이다. 리그닌(lignin) 분해에서 발생하는 휴믹(humic) 물질 등이 안정 된 화학적 연결을 통해 흙 매질 내에 오염물질과 결합하는 대표적 물질이다. 인위적으로 제조된 많은 화학물질은 자연적에서 발생하는 휴민산 발생원(humic acid precursors)과 닮았다. 따라서 화학물은 부식 과정(humifications process)동안 부식토(humus) 내로 병합(incorporate)되어 진다. 일단 이렇게 구성된 결합체는 생물체와 오염물질과의 반응을 방지하여 오염물질로 인한 생물체로의 독성을 감소시키는 역할을 하게 된다. 본 논문에서는 이러한 흙의 유기물(organic matter)와 오염물질과의 결합체에 대한 평가로서 다음의 항목에 대한 고찰이 이루어져야 함을 강조하였다. (a)결합체에서 생물체(biota)와의 반응에 의해 오염물질은 감소되는가\ulcorner (b) 모(parent) 화합물과 비교하여 복합체 생성물(complexed products)이 얼마나 덜 유독한가\ulcorner 그리고 (c)지하수 오염이 오염물질의 유동성 구속에 의해 얼마나 감소되는지\ulcorner

• 자원환경지질
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• 제35권1호
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• pp.25-41
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• 2002

한강으로 연결되는 여러 지천들 중의 하나인 탄천을 대상으로 용존 주성분 이온들과 중금속 원소들의 잠재적 오염정도를 평가하기 위하여 2000년 10월과 2001년 4월 총 두 차례에 걸쳐 경기도 용인시 용인군 구성면에서 발원하여 경기도 성남시를 거쳐 서울시 강남구 삼성동 인근의 한강 본류와 합쳐지는 탄천에서 하천수와 하상퇴적물 시료를 채취하였다. 탄천 하천수의 pH 값은 7.0~9.3으로 약알칼리성을 보였다. 탄천 하천수내 주요 용존 이온중 $Ca^{2+}$, Cl­SO$_{4}^{2-}$ and NO$_{3}$­,HCO$_{3}$ 는 세계 하천 평균치보다 골은 함량을 보였다. 탄천 상류에서 하류방향으로 갈수록 대부분의 용 존 이온들의 함량이 증가하며, 특히$Zn^{2+}$, , $Na^{+}$, Cl­, SO$_{4}^{2-}$and NO$_{3}$ 등의 함량은 성남시 분당구와 수정구의 인구밀집 지역, 공업단지지역 및 성남 위생하수처리장 지점에서 높은 함량을 나타냈는데 이는 생활하수 및 공업폐수 등의 유입의 영향으로 해석된다. 또한Ca$^{2+}$와 HCO$_{3}$­의 함량은 용존된 시멘트의 함량으로 인해서 탄천의 중심부분에서 부화되어 나타났다. 이는 지난 10년간 대단위 신도시 아파트 단지가 건설되어 건설 자재로 사용된 시멘트의 하천 유입에 따른 하천수와의 용해 반응에 기인한 것으로 판단된다. 중금속 함량을 캐나다 OME에서 제시한 오염문턱 수준과 비교할 때, F7를 제외한 Mn, Cd, Cu, Pb, Zn 등의 중금속 평균한량이 이 기준치를 초과하고 있으며, 특히 TSM-12 지점(성남 위생하수처리장 지점)을 전후로 채취한 시료들내 이들 함량이 매우 놀게 나타났는데 이는 하천수의 화학분석 결과와 잘 일치한다. 하상퇴적물의 중금속 함량의 계절적 변화는 우기보다 건기에서 채취한 시료에서 높게 나타났다.

• 분석과학
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• 제6권1호
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• pp.29-37
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• 1993

말단기에 페닐(B), 벤질(Bz), 피리딘(Py), 퀴놀린(Q) 또는 나프탈렌(Np), 그리고 에테르 사슬에 산소(O) 또는 황(S) 주개원자를 갖는 몇 가지 포단드를 합성하여 1가 양이온과의 결합특성을 NMR 적정법과 용매추출법으로 조사하였다. NMR 적정에 의하면 대부분의 포단드는 1가 양이온과 1:1 착물을 형성하며, 특히 은이온과의 상호작용에서 에테르 사슬의 황 원자는 안정도를 증가시키는 효과를 나타내었다. 또한 포단드를 이용하여 에테르 수용액층에서 클로로포름층으로 알칼리 금속, 은, 탈륨 및 암모늄 등의 피크린산 1가 양이온염을 추출하였다. 은이온에 대한 추출률은 $Q_2O_4$, $Q_2O_5$ 및 $BQO_5$와 같이 퀴놀린을 포함하는 포단드의 경우 각각 86.8, 86.6 및 48.0%였으나 나프탈렌을 갖는 $Np_2O_4$ 및 $Np_2O_5$에 의해서는 거의 추출되지 않았다. 한편, $Bz_2O_3S_2$(89.4%), $B_2O_2S_2$(76.8%), $B_2O_3S_2$(58.9%), $Py_2O_2S_2$(58.8%), $Py_2O_3S_2$(42.1%) 및 $B_2O_4S$(15.0%)의 경우, 황 원자와 벤질기를 갖는 $Bz_2O_3S_2$가 가장 큰 은이온 추출 선택성을 나타내었다. 이러한 결과는 HSAB 이론에 의한 황 원자와 은이온과의 강한 상호작용 뿐 아니라 페닐기 대신에 벤질기가 치환됨으로써 유연한 메틸렌기 공간에 의해 두 방향족 말단기 사이의 ${\pi}-{\pi}$ 스택킹 상호작용이 효과적으로 증가하기 때문이다. 추출계수는 안정도 및 추출률과 비슷한 경향성을 나타내었는데, 이로부터 추출계수에 주된 영향을 미치는 요인으로는 포단드의 구조와 밀접한 관계가 있는 안정도임을 알 수 있었다.

• 생태와환경
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• 제43권2호
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• pp.288-297
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• 2010

본 연구는 2008년과 2009년에 금강의 대표적 지류중 하나인 미호천을 대상으로 상류, 중류, 하류 지점을 선정하고, 각 지점에서 서식하고 있는 피라미의 생체 조직별 총수은 농도를 분석하였다. 또한 오염내성도 길드 및 섭식길드 분석을 통해 어류상 분포를 규명하였으며, 어류군집를 이용한 다변수 평가모델을 적용하여 생태계 건강성을 평가하였다. 조사를 통해 채집된 어류는 총 40종 2,557 개체이며 이중 피라미가 35% (894개체)로 우점하고 있었고, 고유종은 11.4% (10종 291개체)가 출현하여 금강수계의 평균 고유종 비율(39.3%)보다 낮게 나타나고 있다. 오염내성도에 따른 길드분석결과, 전체적으로 내성종이 58.9% (15종 1,507개체)로 단연 우세하였고, 민감종은 6.6% (4종 168개체)로 매우 낮게 나타났다. 또한 섭식길드 분석에서도 잡식종이 60.5% (17종 1,546개체)로 높게 출현한 반면, 충식종은 31.5% (11종 805개체)로 낮게 나타났다. 여울성 저서어종수도 전체의 7.7% 정도로 매우 낮게 나타났다. 다변수 어류 평가지수를 통한 생태계 건강성 평가에서는 2008년에 평균 25.3 (n=3), 보통~악화상태(Fair~Poor condition)를, 2009년에 평균 26.3 (n=3), 보통상태(Fair condition)를 각각 보이고 있었다. 물리적 서식지 평가모델 분석결과에서는 평균 134 (n=3)로서 양호상태를 보이고 있으나, 대부분의 지점에서 하상 퇴적물의 축적이 관찰되어 저질 오염이 진행되고 있었다. 어류 조직별 수은농축도 분석에서는 신장 조직(Kidney)이나 간 조직(Liver)에서 높게 나타나며, 아가미(Gill)에서 가장 낮게 나타나고 있으며 전체적으로 한국 식약청의 담수어 중금속 잔류 허용기준인 500 ${\mu}g\;kg^{-1}$을 초과하지 않은 상태로 나타났다. 전체적으로 본 연구는 각종 산업단지 및 농공단지 등과 함께 분뇨 및 폐수처리시설 등과 같은 점오염원이 넓게 산재되어 상하류 전체 구간에 걸쳐 영향을 받고 있는 미호천의 생태적 특징을 잘 반영하고 있는 것으로 사료된다.