• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제28권6호
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• pp.58-70
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• 2023

The improper management of radioactive waste or accidents caused by natural disasters can result in the release of radioactive materials into the surrounding environment, potentially leading to soil and groundwater contamination by radionuclides. In this study, adsorption-desorption behaviors of the radionuclides (cobalt and strontium) in natural soil, montmorillonite, Mn-PILC, Fe-PILC, and fishbone were investigated. Several models were used to predict adsorption isotherms of radionuclides on various absorbents. Adsorption isotherms of cobalt and strontium in several adsorbents were examined at pH 5.5. The amount of sorbed cobalt and strontium were represented fishbone > natural soil > Mn-PILC > Fe-PILC > montmorillonite and natural soil > Mn-PILC > fishbone > Fe-PILC > montmorillonite, respectively. Adsorption datas were fitted with several models such as Freundlich, Langmuir, Sips, Redlich-Peterson, Khan, and Generalized model. The results of curve fitting showed R²> 0.98 in all of adsorption models, except Sr²⁺ adsorption onto montmorillonite. For modified clays (Mn-PILC, Fe-PILC), it is suggested that, unlike natural soils and fish bones, there are not only single adsorption mechanisms but also adsorption mechanisms based on chemical adsorption and surface charge. In the case of fish bones, due to the relatively higher adsorption capacity than modified clays and its characteristic of significant desorption, it is expected more suitable for the removal of radionuclides in aquatic environments than for the immobilization of radionuclides in soil.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.21-26
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• 2013

최근 많은 연구를 통해 비탈면의 우기시 안정성 검토 방법이 기존의 해석 방법에 비해 강우를 고려한 침투해석이 보다 경제적이고, 현실적이라는 주장이 제기되고 있다. 최근 개정된 건설공사 비탈면 설계기준에서도 보다 현실적인 안정성 검토를 위해우기 시 강우를 고려하여 침투해석을 실시할 수도 있게 개정되었다. 그러나 침투해석 과정에는 지반의 불투수특성과 강우강도등 고려되는 인자들로 인해 그 과정이 복잡하다는 애로사항이 있다. 본 연구에서는 침투해석을 이용한 보다 효과적인 안정성 검토 방법을 제시하기 위해 흙의 종류와 지속강우 특성에 따른 침투 조건을 변화시켜 일반적인 침투양상을 파악하였다. 그 결과를 이용하여 지표면까지 포화된다는 가정하에 해석을 실시할 수 있는 조건을 제시할 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제31권4호
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• pp.407-413
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• 1998

토양의 구성광물이 전혀 다른 광질토양인 규암(Eutrochrepts)과 화산회 토양인 평대(Melanudands)토양을 $2^{{\prime}{\prime}}{\times}30cm$ column에 각각 충진 후 구성성분($SO_4:NO_3$의 비율)이 다른 pH 2.0의 인공산성비(1, 2, 5 pore volume)를 토양에 처리한 결과, 산성비 구성성분에 있는 음 이온의 토양흡착은 평대(화산회)토양에서 규암(광질)토양보다 아주 많았으며, 평대토양에서 $SO_4$와 $NO_3$ 흡착이 커서 염기의 용탈이 적었으며 $SO_4$의 흡착이 $NO_3$의 흡착보다 많아 산성비의 구성 성분중 $SO_4$가 적고 $NO_3$의 양이 많은 강우에서 염기의 용탈이 많았다. 한편 규암토양은 $NaNO_3$와 $Na_2SO_4$ pH의 차이가 거의 없기 때문에 $NO_3$와 $SO_4$의 흡착이 적어 상대적으로 대응 음이온이 많아 염기의 용탈이 많았고 토양이 산성화되었으며, 토양염기의 용탈양율은 규암토양에서 컸다. 평대 토양에서는 산성비 구성 성분간의 차이로 염기의 용탈양 차이가 컸고 산성비의 구성 성분중 $NO_3$가 $SO_4$ 보다 많은 산성비 처리에서 Ca, Mg을 더 용탈시켰다. 산성비에 의한 토양염기의 용탈은 Ca>Mg>K의 순으로 많았고, 평대토양은 주로 표토, 규암토양은 전 토층을 통하여 비교적 고르게 일어났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제16권4호
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• pp.318-324
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• 1983

이온흡착, 전위차적정, 전기이동법 등을 이용 하여 kaolinite 현탄액의 전기 화학적 성질을 연구하였다. 0.001M 또는 0.1M NaCl 용액중에서 kaolinite로부터 용해되어 나온 알루미늄 이온이 $Na^+$ 및 $Cl^-$과 같이 지시이온으로서 kaolinite 표면에 흡착되는 것을 고려할 때 kaolinite는 pH independent + 및 -전하와 pH dependent + 및 -전하를 모두 가지고 있었다. 증류수와 0.001M NaCl 용액중에서 kaolinite 입자의 전기이동은 전기 이동셀(cell)에서 측정이 시작된 후 시간경과(전기이동 측정시간)에 관계없이 일정한 이동성을 나타냈으나 0.1M NaCl 용액중에서 kaolinite 입자는 등전점 (pH 4.7) 이상에서는 측정시간이 경과함에 따라 전하가 -에서 +로 변화하였다. 즉 최초 10초 동안에는 -전하를 가지며 그 후에는 +전하를 띠면서 전기이동 속도가 단계적으로 증가하게 되는데 약 10분 후에는 일정하게 되었다. 이것은 아마도 제일 바깥쪽 Octahedral layer 표면의 aluminol group의 부분들이 높은 이온 강도의 전해질 용액중에서 분해되어 복잡한 전기이중층(electric double layer)을 이루고 이것이 전기장 내에서 이동할 때 표면으로부터 counter이온들이 점차 떨어져 나가는 과정에서 전하(net charge)의 변화가 생기는 것으로 생각된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제17권2호
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• pp.147-154
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• 1984

수산화철 및 알루미늄 광물을 함유하는 토양의 물리화학적 및 표면 전하의 특성을 보다 정확히 이해하기 위하여 $FeCl_3$와 $AlCl_3$ 용액으로부터 두 종류의 수산화철광물(A와 B) 및 수산화알루미늄 광물을 합성하였다. X-ray 회절분석에 의하여 수산화철 A광물은 무정형, B광물은 다량의 무정형과 함께 goethite광물이 존재하는 것으로 밝혀졌다. $105^{\circ}C$에서 건조한 결과 A광물은 소량의 무정형과 함께 akaganeite 광물, B광물은 순수 goethite로 변하였다. 한편 합성된 수산화알루미늄 광물은 gibbsite와 bayerite 광물이 약 7:3의 비율로 혼합된 것으로 밝혀졌다. 유리 또는 무정형의 철과 알루미늄을 선택적으로 용출하는 것으로 알려진 dithionite와 oxalate용액을 이용하여 이들 수산화물을 세척한 결과 dithionite가 철 용출력은 가장 강했으나 oxalate에 의한 알루미늄 용출만이 수산화알루미늄 광물중의 무정형 광물 함량을 감소하고 결정성 광물의 결정도를 높였다. 타 광물과 달리 수산화철 A광물에서 dithioite에 의한 철의 용출이 가장 많았으나 냉동건조를 제외한 건조($105^{\circ}C$의 열건조 및 $P_2O_5$ 건조)에 의하며 그 용출량이 급격히 감소하였다. 수산화철 A광물의 표면적이 가장 컸으며 역시 냉동 건조를 제외한 건조처리에 의하여 그 표면적이 현저히 감소하였고, 이들 광물중의 점토($2{\mu}m$이하)함량도 표면적의 변하와 같은 경향을 보였다. 또한 표면 전하의 절대량 발달도 수산화철 A광물이 가장 컸으며 이들 광물들의 등전점은 각각 수산화철 A광물이 8.0-8.5사이, B광물이 7.5-8.0사이로써 높았고 수산화알루미늄 광물이 5.5-6.0 사이로써 낮았다.

• 자원환경지질
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• 제45권2호
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• pp.121-135
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• 2012

본 연구에서는 자력선별 토양정화기술 공정에 적합한 토양의 최적 분산 조건을 도출하기 위하여 토성이 다른 중금속 오염토양 2종의 시료(US, JIK)를 대상으로 분산특성 및 중금속 용출 특성을 파악하였다. 분산제로는 인산염(pyrophosphate, hexametaphosphate, orthophosphate), 계면활성제(sodium dodecyl sulfate, SDS)가 사용되었으며, pH = 9~12와 농도변화(1~200 mM)에 따른 토양입단의 분산특성 및 중금속 함량을 파악하고, 효율적인 분산조건을 도출하였다. 분산용액의 pH변화에 따른 토양분산 특성은 입도변화 결과를 통하여 파악할 수 있는데, 분산용액의 pH가 12에 가까워질수록 현탁액의 점토함량이 증가하였다. 이는 pH가 상승함에 따라 PZC(point of zero charge)이상의 pH가 유지되면서 점토입자들이 분산된 상태로 유지된 것으로 여겨진다. 농도변화에 따른 토양분산 실험 결과, 농도가 증가함에 따라서 높은 점토함량을 나타내었는데, 이는 산화철, 산화망간의 PZC보다 높은 분산용액의 pH조건과 분산제의 흡착에 기인한 것으로 판단된다. 토양입자의 분산에 따른 중금속 용출은 pyrophosphate, hexametaphosphate, orthophosphate는 50 mM 이상의 농도에서, SDS의 경우 100 mM이상의 농도에서 비소 용출량이 일정하게 나타났다. 또한, 분산용액의 pH가 증가함에 따라 비소 용출량도 증가하였다. 인산염은 비소와 유사한 화학구조를 지니고 있어 토양입자표면에서 흡착경쟁을 하여 비소의 탈착을 유발하고, 계면활성제는 토양입자표면에 흡착하여 비소가 탈착되는 것으로 파악된다. 분산용액에 따른 분산효과는 pyrophosphate > hexametaphosphate > SDS > orthophosphate의 순으로 나타났다. 결과적으로 분산효율 및 비소용출량을 고려한 최적의 토양분산용액 조건은 pH 11, 10 mM pyrophosphate로 판단된다. 이러한 결과들은 고구배 자력선별 기술을 이용한 토양정화 공정을 최적화하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권12호
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• pp.65-73
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• 2008

현재 일본에서는 사면 안정 문제에 있어서 파괴면상의 전단강도는 일반적으로 점착력의 경험적 예측에 기초를 두고 있으며, 그 점착력은 표토상부에서 가정한 활동 면까지 흙두께에 비례한다고 가정한다. 이 예측법은 안정해석 결과가 설계자에 의한 영향을 받지 않는다는 점이 이점이나, 이론적인 배경이 부족하고, 파괴면 상의 흙두께가 매우 두꺼운 경우에는 점착력이 과다평가되어 역으로 때때로 그로 인한 전단저항각이 과소평가되지기도 한다. 본 연구에서는 2007년 효고현의 자연사면 파괴사례를 대상으로 파괴면상의 현장전단응력의 효과를 고려한 일련의 직접전단시험을 실시하여 주의 깊게 조사하였다. 그 결과, 초기전단음력을 고려한 시험으로부터 구한 전단강도가 사면파괴의 역해석에 적용되었을 때의 안전률이 현장상황과 부합하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제29권2호
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• pp.107-112
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• 1996

토양의 규산 흡착기작을 밝히고자 continuous stirred-flow(연속진탕흘림) 법을 이용하여 시간 경과에 따른 규산 흡착량 변화에 대한 실험을 $25^{\circ}C$, pH 3수준(5, 6.5, 8)에서 실시하였다. 규산 흡착량은 실험기간내 최대 흡착량을 보이지 않고 계속 증가 하였다. 시간에 따른 규산의 흡착과정을 2단계로 구분 하였고, 1단계 반응과정은 아래의 지수함수식에서 고도의 유의성있는 상관관계를 보였다 $$R_{ad}=K_a*(Q_{OH}^S)^n$$ 여기서 $R_{ad}$는 규산흡착속도($Si\;{\mu}mal/min$), $Q_{OH}^S$는 알칼리 투여를 통하여 생성된 토양표면 음전하량, $K_a$와 n 은 상수이다. 1단계 반응과정의 n값은 1.1로 한자리 결합(monolantate ligand bonding)에 의한 흡착과정인 것으로 나타났다. 2단계 과정은 아래 식에서 고도의 유의성있는 상관관계를 보였다. $$R_{ad}=K_b*(pH)$$ 이때 $K_b$ 는 비례상수로, pH 증가에 따른 규산 흡착 속도의 증가 추세가 지수 함수적으로 감소하는 경향을 보였다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제9권5호
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• pp.10-21
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• 2006

For analyze of the bearing capacity, skin friction and settlements of pile on axial compressive loading, both Load transfer tests of pile and pile loading test in field have application to commonly before pile installing. A bearing capacity of pile was affected by the characteristics of surrounding ground of pile. Especially, that is very different because of evaluation of settlement due to each soil conditions of ground depths. The ground characteristics using evaluation of bearing capacity of pile through load transfer analysis depends on N values of SPT, and then a bearing capacity of pile installed soft ground and refilled area may be difficult to rational evaluation. An evaluation of bearing capacity on pile applied axial compressive loading was effected by strength of ground installed pile, unconfined compressive strength at pile tip, pile diameter, rough of excavated surface, confining pressure and deformation modules of rock etc and these are commonly including the unreliability due to slime occurred excavation works. Load transfer characteristics considered ground conditions take charge of load transfer of large diameter pile was investigated through case study applied load transfer tests. To these, matrix analytical technique of load transfer using finite differential equation developed and compared with the results of pile load test.

• 한국토양비료학회지
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• 제35권6호
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• pp.344-351
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• 2002

부식산(humic acid)은 토양 환경내에서 중금속의 용액내 이온종(chemical speciation) 분포 및 이동성(transport)에 커다란 영향을 미친다. 부식산에 대한 카드뮴과 구리의 경쟁흡착을 파악하기 위하여, 상이한 농도의 배경 전해질 조건에서 피트에서 추출한 부식산의 전하발현 양상을 조사하고, 수소이온흡착모델을 통하여 부식산 표변에서의 양성자결합 상수(proton binding constant) 금속이온 흡착모델의 기본상수로 하여 부식산 표면에 대한 카드뮴, 구리흡착과 두 이온의 경쟁흡착을 해석하고자 하였다. 구리는 카드뮴에 비하여 카르복실기에 더 강한 흡착력이 있음을 보여 주었으며 페놀성 수산기에 대한 흡착력은 카드뮴에 비하여 약함을 보여 주었다. 여러 금속이온이 복합적으로 존재하는 환경에서 이온 간의 경쟁을 고려하였을 때 단일 이온만이 존재할 경우를 대상으로 구한 상수를 직접 적용시켜 경쟁효과를 예측하는 데는 어려움이 있음을 알 수 있었지만, 금속이온 각각을 통해 얻은 상수값은 부식산의 표면에 흡착할 수 있는 금속이온의 양을 제시 할 수 있으므로 금속이온간의 상대적인 흡착능의 비교는 가능하다고 생각된다.