This study was objected to evaluate the potential impact on the groundwater environment of the coal bottom ash used as fill materials on the land surface. From four coal-fired power plants, bottom-ashes were collected and analyzed through sequential extraction and column leaching tests following the meteoric water mobility procedure. The column tests shown leaching heavy metals including Pb, As, B, Cu, Zn, Mn, Ni, Ba, Sr, Sb, V, Cr, Mo, and Hg. The relatively high concentrations of B, Sr, Ba, and V in leachate were attributed to both the higher concentrations in the bottom ash and the relatively higher portion of leachable state, sorbed state, of metals. Bottom-ash samples from the D-plant only show high leaching potential of sulfate ($SO_4$), probably originated from the coal-combustion process, called the Fluidized Bed Combustion. Consequently, to manage recycling bottom ashes as fill materials, an evaluation system should be implemented to test the leaching potentials of metals from the ashes considering the absolute amount of metals and their state of existence in ashes, and the coal-combustion process.
To understand the chemical structure of sewer sludge in comparison with commercial compost and charcoal used as a soil improver, it was carried out to analyse their ash contents and metal ions, and to elucidate the chemical structure of their residuals after a sequential treatment of alcohol-benzene(1:2) extraction in Soxhlet, 3% HCl reflux and 79% H₂SO₄ hydrolysis, using CHNS analyzer and solid C-13 NMR spectrometer. The results obtained were as follows: 1. Ash content of sludge was about 46% that is higher than those of compost (17%) and charcoal (4%). 2. The residual of sludge after a sequential treatment of HCl and H₂SO₄ hydrolyses had high ash content about 23%, too. 3. The sludge seems to be suitable to the soil improver because the content of heavy metal ions in sludge was near the compost and below the organic fertilizer standard. 4. Elemental composition of sludge residual after HCl-H₂SO₄ hydrolyes was C/sub 56/H/sub 91/O/sub 12/N₂S = (C/sub 6/H/sub 10/O/sub 5/)/sub 7/(C/sub 6/H₄)/sub 7/C₂H/sub 43/O₂N₂S, similar to C/sub 103/H/sub 122/O/sub 33/N/sub 6/S = (C/sub 6/H/sub 10/O/sub 5/)/sub 6/(C/sub 6/H₄)/sub 10/C/sub 7/H/sub 22/O₃N/sub 6/S of compost. 5. The sludge residual had proved to have both considerable aliphatic and aromatic groups, but the compost residual to have mainly aliphatic groups and the charcoal to have mainly aromatic groups, through the peak analysis of solid C-13 NMR charts. 6. So, the sewer sludge is proved to have a considerable amount of aromaticity like in woody biomass containing lignin.
본 연구에서는 아연 및 카드뮴의 확산계수에 미치는 온도영향에 대한 연구를 위해 $15^{\circ}C$와 $55^{\circ}C$에서 확산실험을 수행하였다. 온도변화에 따른 유효확산계수의 변화를 비교할 경우 두 금속 모두에서 $55^{\circ}C$에서의 유효확산계수가 $15^{\circ}C$에서의 확산계수에 비해 최대 10배까지 큰 것으로 나타났다. 그리고 온도증가에 따른 확산속도의 증가와 더불어 중금속들의 흡착량 또한 증가하는 것으로 나타났다. 그러므로 지연인자를 얻는 방법의 차이에 따라 비교적 흡착량을 과다하게 평가하는 흡착실험을 통해 얻은 지연인자를 이용하여 유효확산계수를 산정할 경우 확산계수를 과대평가 할 수 있다. 그리고 연속추출 실험 결과, 아연의 경우에는 탄산염 형태로의 분배경향이 가장 크게 나타났고, 카드뮴의 경우에는 이온교환형태로의 분배가 가장 크게 나타났다. 특히 실험을 수행한 온도가 증가함에 따라 아연 확산실험의 경우에는 탄산염 형태와 유기물 형태로의 분배가 증가하는 것으로 나타났다. 반면 카드뮴 확산실험의 경우에는 온도변화와 무관하게 60%이상이 이온교환 형태로 분배됨을 알 수 있었다.
The chemical forms of Cd, Cu, Pb, and Zn were analysed by sequential extraction technique to evaluate the effects of drying and heating of dredged sediments from Lake Chungcho. The most abundant fraction of Cd, Cu, and Zn in the wet and untreated sediment was organic/sulfidic fraction that is state in reducing environment such as the bottom condition of Lake Chungcho, while Pb dominated in residual fraction. This means that the source of Cd, Cu, and Zn in the Chungcho lake sediment is related to the organic degradation and Pb to the erosion from surrounding rocks. With drying and oxidation by dredging, heating treatment, and disposal of the lake sediment, the chemical forms of studied metals changed greatly from organic/sulfidic fraction to adsorbed and reducible fractions which are more labile in oxygenated environment. Organic/sulfidic fraction of Cd, Cu and Pb in the wet sediment was transformed with drying and heating treatments to the labile ones like adsorbed and reducible fraction, but Zn to carbonate and reducible fraction. Heating of the sediment at $320^{\circ}C$ greatly increased the labile fraction of Cd and Cu, while that at $105^{\circ}C$ for Pb and Zn. It is believed that the increase in labile forms of heavy metals in the sediments by drying and heating is caused by the contact with oxygen during drying and heating and by the increase of pH of the pore water at the expense of organic/sulfidic fraction. It is concluded that the drying and oxidation currently used in the treatment of dredged sediment can increase labile forms of heavy metals in the sediment, and the potential of the metal availability from the sediment.
이 시험은 제주도 화산회토양을 이용하여 Ni, Cu, Zn의 토양중 존재형태를 알아보고 토양 중금속이 청경채의 흡수에 미치는 영향을 알아보고자 수행되었다. 토양 중 함량을 연속추출법에 의해 알아본 결과 토양 종류마다 각 중금속의 존재형태가 차이가 있었고, 이를 이용하여 토양 종류를 구분할 수 있었다. 중금속 함량이 다른 토양을 이용하여 청경채를 재배했을 경우 Zn, Cu는 뿌리에서 흡수되어 지상부로 이동되었으나 Ni은 지상부에서 거의 검출이 되지 않아 청경채 내에서 미량원소의 이동성이 달랐다. 그러나 토양 중 함량과 청경채의 함량 간에는 치환성 Zn을 제외하고는 상관관계가 없었으며, 특히 Ni은 식물체 내에서 이동도 어려울 뿐만 아니라 토양 중 함량과 상관관계를 내기도 어렵기 때문에 전함량이나 치환성함량 등 지금까지의 방법에 의한 토양 중 함량으로 식물체의 함량을 추정하기에는 매우 어렵다고 판단되므로 새로운 접근방법이 개발될 필요가 있다고 판단된다. 인체의 중금속 흡수에 의한 위해성 평가와 관련해서는 토양 식물체, 식물체 인체 두 단계를 거치게 되는데 각 단계에서 불확실성이 존재하므로 중금속의 기준을 토양 및 식물체 별로 각각 마련하는 것보다는 식물체내 농도만으로 정하는 것도 한가지 해결책이 될 수 있다고 생각한다.
오염물질을 제거하기 위한 방법 중 하나인 석회 처리를 통하여 청초호 표층 퇴적물에 함유된 중금속의 존재 형태 변화와 환경변화시 수층으로의 용출가능성을 알아보았다. 연속추출 방법을 사용하여 중금속의 화학적 형태를 분석하였고 수층으로의 용출 가능성은 흡착된 형태와 공침된 형태의 합으로 하였다. 석회 처리 전의 청초호 퇴적물에 함유된 Cd과 Cu 및 Zn의 존재형태는 호수 바닥과 같은 혐기성 상태에서 안정된 산화성 형태가 많았으나 석회 처리 시료에서는 이 부분의 비율이 줄어든 반면 용출되기 쉬운 부분인 흡착된 형태와 공침된 형태의 비율이 증가하였다. 이는 석회 첨가로 인한 공극수의 pH상승과 대기중에 노출로 인한 산화에 의한 것으로 판단된다. 수층으로 이동 가능한 부분의 비율은 Cd의 경우 석회함량 15%, Pb은 10%, Cu와 Zn은 20%에서 높게 나타나 중금속으로 오염된 퇴적물의 석회 처리는 퇴적물에 함유된 중금속의 용출을 증가시킬 가능성이 있는 것으로 사료된다.
카올리나이트 KGa-1b (표준 점토)의 인산염 탈착 특성을 규명하기 위하여 벳치(batch) 흡착-탈착 실험을 실시하였으며, 탈착 과정은 연속추출법에 따라 pH 4에서 시행하였다. 인의 함량은 UV 분광분석기를 시용하여 측정하였으며, 이 때 파장은 820 nm를 이용하였다. 카올리나이트의 인산염 흡착-탈착 반응은 비가역적으로 일어나며, 흡착된 대부분의 인산염은 고착되는 경향을 나타낸다. 인산염 탈착 등온선은 반응 시간이 짧은 경우 프로인드리히 등온선에, 반응 시간이 긴 경우 탬킨 등온선에 더 일치하는 경향을 보인다. 인산염 탈착 반응은 초기의 빠른 반응과, 후기의 느린 반응으로 구분된다. 흡착된 인산염의 농도가 높아질수록 탈착률은 감소하는 경향을 보이며, 탈착 시간이 길어지면 탈착률은 감소하는 경향을 보여준다.
본 논문에서는 Zernike 모멘트와 backpropagation신경망을 이용한 온라인 필기체 숫자 인식 방법을 소개한다. 마우스로 통해 입력된 숫자 정보는 전처리를 통해 시간에 순서적이고, 연속적인 좌표 정보로 변환된다. 전처리된 입력 좌표는 Zernike 모멘트(moment)와 각도 특징(angulation feature)을 이용하여 각 숫자가 가지는 고유의 특징을 만들어 낸다. 이러한 특징은 크기, 모양, 틀어진 정도에 상관없이 항상 일정한 성질을 가진다. 제안된 방법으로 추출된 특징은 패턴 구분을 위해 back propagation 신경망의 입력으로 사용된다. 본 논문은 200개의 필기체 숫자 데이터베이스를 이용하여 실험을 한 결과, 제시된 방법은 적은 학습데이터만으로 학습이 가능할 뿐만 아니라 좋은 인식률을 보여준다.
추계 대청호 퇴적물에서 가장 많이 존재하는 인의 형태는 환원환경이 되면 용출될 수 있는 Al-bound와 Fe-bound 인으로 나타났다. 총인, Al-bound와 Fe-bound 인은 가두리 양식장이 분포하였던 회남 지점과 대청댐 앞에서 높게 나타났다. 그 이유는 가두리 양식장 같은 인위적인 활동보다는 세립질 퇴적물의 이동과 연관이 있는 것으로 판단된다. 대청호 퇴적인의 농도는 그 어느 존재형태도 타 인공호수에 비해 높지 않았다. 그러나 보다 더 객관적인 비교를 위해서 존재형태별 연속추출법을 표준화해야 할 것이다.
Gully pot is a part of urban darainage system to butter the runoff water fluxes from road to rivers and to minimize environmental pollution by prevending over the surrounding area. A series of studies have been carried out concerning the physicochemical characteristics of the sewage sludge sediments sttling down in such a gully pot in order to over to evaluate the contamination for heavy metals such as pb, Zn, Cu and Cd. The roadside soil and sewage sludge samples from gully pots were characterized by XRD analyses and sequential extraction : Zn 2595.7$\mu$g/g; Cd9.8$\mu$/g; Cu602.5$\mu$g/g; Pb260.0$\mu$g/g),because of a long-term accumulation of vehicle- and industrial-related pollutants. Mean Zn concentration in Yeouido (3873$\mu$g/g) and Junggu(3262$\mu$g/g)areas are 4-5 times higher than those in Dobonggu area, suggesting that Zn may be derived from automobile traffic (including the rubber of automobile tires). The mean concentrations of Cu and Cr are very significantly high in Junggu and Gurogu areas, possibly due to the industrial activities in these areas. The low Pb levels throughtotut the whole study areas in Seoul can be accounted for the use of unleaded gasoline since 1987. Sequential extraction experiments illustrate that a major part of Zn is bound to FII and FIII, representing about 88% of the total Zn concentration. Fraction IV, related to orgnic matter, is mostly significant for Cu accounting for 60% of the total Cu, and FII is next in importance. The main carriers of Pb are the fractions III, II and FIV, and in that order. The behavior of Cd is quite different from other elements (Zn, Cu, Pb), and most of the Cd is associated with FV. Changes in the physicochemical environments (such as acidification) may result in severe environmental pollution of surface water and rivers with respect to heavy metals (especially Zn and Cu).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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