• 한국토양비료학회지
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• 제30권1호
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• pp.3-15
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• 1997

제주도(濟州島)의 8개 대표토양(代表土壤)을 대상(對象)으로 하여 X-선(線) 형광분석(螢光分析), X-선(善) 회절(回折) 분석(分析), oxalate와 dithionite-citrate를 사용한 선택적(選擇的) 추출방법(抽出方法) 및 $M{\ddot{o}}ssbauer$ 분광법(分光法)으로 일차광물(一次鑛物), ferrihydrite, 결정질(結晶質) 산화철(酸化鐵)의 종류(種類), 함량(含量) 및 비자성(非磁性) Al이온의 치환정도(置換程度)에 대하여 고찰(考察)하였다. 1. X-선(線) 형광(螢光) 분석(分析)에 의한 제주도(濟州島)의 8개 토양통(土壤統)의 산화철(酸化鐵)($Fe_2O_3$) 함량(含量)은 분석구(噴石口) 토양인 송악통(松岳統)에서 18.21%로 가장 높았고 논토양인 대정통(大靜統)에서 8.03%로 가장 낮았다. 2. X-선(線) 회절(回折) 분석(分析) 결과(結果) 8개 토양통(土壤統) 모두에서 ferrihydrite와 결정질(結晶質) goethite의 회절(回折) 피크는 나타나지 않았지만, 결정질(結晶質) hematite는 송악통(松岳統), 구엄통(舊嚴統) 및 흑악통(黑岳統)에서 검출(檢出)할 수 있었다. 3. 선택적 침출방법으로 측정한 ferrihydrite 함량(含量)은 흑색토인 송당(松堂)과 토평통(吐坪統), 농암갈색의 분석구 토양인 감산통(柑山統) 및 갈색삼림토인 흑악통(黑岳統)에서 20.9-35.2g/kg으로 높았고, 논토양인 대정통(大靜統)에서 0.85g/kg으로 가장 낮았다. 결정질(結晶質) 산화철(酸化鐵) 함량(含量)인 $Fe_d-Fe_o$ 함량(含量)은 송악통(松岳統)에서 28.7g/kg으로 가장 높았고 흑악통(黑岳統)에서 7.6g/kg으로 가장 낮았다. 4. 제주도(濟州島) 8개 토양통(土壤統)에 함유되어 있는 상자성(常磁性) $Fe^{3+}$ 광물(鑛物)들은 화학조성(化學造成)이 거의 같은 ferrihydrite, 초상자성(超常磁性) goethite, 층형 규산염점토광물(硅酸鹽粘土鑛物)로서 감산통(柑山統)에서 그 함량(含量)이 가장 높았고 송악통(松岳統)에서 가장 낮은 것으로 분석되었다. 상자성(常磁性) $Fe^{2+}$ 일차광물(一次鑛物)은 감산통(柑山統)과 흑악통(黑岳統)에서 olivine, illite의 함량(含量)이 우세(優勢)하였으나 그 외 토양(土壤)에서는 소량(小量)의 chlorite, augite, biotite, hornblende 등이 함유(含有)되어 있는 것으로 분석되었다. 5. 18K에서 측정된 초미세자기장(超微細磁氣場)으로 부터 대정통(大靜統)에서는 미세한 goethite만이 함유(含有)되어 있는 것으로 확인(確認)되었고, 그외 7개 토양(土壤)에서는 입자 크기가 작은(${\sim}180{\AA}$) 결정질(結晶質) hematite와 goethite인 것으로 분석(分析)되었다. 6. 제주도(濟州島) 8개 토양통(土壤統)에 함유되어 있는 산화철(酸化鐵)의 구조에서 $Fe^{3+}$와 비자성(非磁性) $Al^{3+}$이 상당량(相當量) 부분(部分) 치환(置換)되었음을 확인(確認)할 수 있었다.

• 한국암석학회:학술대회논문집
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• 한국암석학회.한국광물학회 2000년도 공동학술발표회 논문집
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• pp.53-56
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• 2000

• 한국암석학회:학술대회논문집
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• 한국암석회.한국광물학회 2009년도 공동학술발표회 논문집
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• pp.36-40
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• 2009

• 광물과 암석
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• 제35권3호
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• pp.355-365
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• 2022

광산배수에서 일어나는 철광물의 침전과 상전이는 배수 내 미량 원소의 거동에 매우 중요한 영향을 미친다. 그러나 주로 침전되는 철광물 중 하나인 페리하이드라이트의 침전과 이와 연관된 배수 내 미량원소의 거동은 거의 연구된 적이 없다. 본 연구는 문경 석탄광에서 발생하는 광산배수에서 pH 변화와 시간에 따른 광물침전 특성을 알아보고 이러한 광물의 침전과 연관된 미량원소의 거동 변화를 연구하였다. 침전되는 광물의 경우 pH 4에서는 침철석이 관찰되었고 pH 6 이상에서는 일부 6-line 페리하이드라이트가 혼재하는 2-line 페리하이드라이트가 주로 동정되었다. 또한 pH 6 이상의 시료에서는 pH가 증가할수록 방해석의 침전이 추가적으로 증가하는 것이 관찰되었다. 침철석의 경우 초기에 배수 내에서 페리하이드라이트로 침전된 후 낮은 pH의 영향으로 이 광물이 짧은 시간 내에 침철석으로 상전이 되었을 것으로 생각된다. 배수 내 미량 원소의 농도는 pH와 시간에 큰 영향을 받고 있음을 보여준다. 시간에 따라 배수 내의 Fe는 철광물의 침전에 의하여 급격한 농도의 감소를 보였는데 배수 내 산화음이온으로 존재하는 As의 경우도 pH 값에 상관없이 Fe와 같이 급격한 농도의 감소를 보였다. 이러한 As의 농도 감소는 주로 페리하이드라이트와의 공침에 의한 것으로 여겨지며 낮은 pH의 배수에서는 침철석의 표면 흡착에 의한 것으로 생각된다. 이와는 달리 Cd, Co, Zn, Ni 등의 미량원소의 농도는 광물의 종류에 상관없이 pH에 큰 영향을 받으며 pH 값이 낮을수록 배수 내 높은 농도로 존재하였고 pH가 증가할수록 그 농도는 낮아졌다. 이러한 결과는 양이온으로 존재하는 미량원소의 거동의 경우 광물의 종류보다 pH에 따른 광물 표면의 전하 값에 더 큰 영향을 받고 있음을 지시한다.

• Advances in nano research
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• 제12권6호
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• pp.605-616
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• 2022

We prepared two samples of ultrafine ferrihydrite (FH) nanoparticle ensembles of quite a different origin. First is the biosynthesized sample (as a product of the vital activity of bacteria Klebsiella oxytoca (hereinafter marked as FH-bact) with a natural organic coating and negligible magnetic interparticle interactions. And the second one is the chemically synthesized ferrihydrite (hereinafter FH-chem) without any coating and high level of the interparticle interactions. The interparticle magnetic interactions have been tuned by modifying the nanoparticle surface in both samples. The coating of the FH-bact sample has been partially removed by annealing at 150℃ for 24 h (hereinafter FH-annealed). The FH-chem sample, vice versa, has been coated (1.0 g) with biocompatible polysaccharide (arabinogalactan) in an ultrasonic bath for 10 min (hereinafter FH-coated). The changes in the surface properties of nanoparticles have been controlled by XPS. According to the electron microscopy data, the modification of the nanoparticle surface does not drastically change the particle shape and size. A change in the average nanoparticle size in sample FH-annealed to 3.3 nm relative to the value in the other samples (2.6 nm) has only been observed. The estimated particle coating thickness is about 0.2-0.3 nm for samples FH-bact and FH-coated and 0.1 nm for sample FH-annealed. Mössbauer and magnetization measurements are definitely shown that the drastic change in the blocking temperature is caused by the interparticle interactions. The experimental temperature dependences of the hyperfine field hf>(T) for samples FH-bact and FH-coated have not revealed the effect of interparticle interactions. Otherwise, the interparticle interaction energy E_int estimated from the hf>(T) for samples FH-chem and FH-annealed has been found to be 121k_B and 259k_B, respectively.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권4호
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• pp.757-762
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• 2016

The group of Fe(III) oxide-reducing bacteria includes exoelectrogenic bacteria, and they possess similar properties of transferring electrons to extracellular insoluble-electron acceptors. The exoelectrogenic bacteria can use the anode in microbial fuel cells (MFCs) as the terminal electron acceptor in anaerobic acetate oxidation. In the present study, the anodic community was compared with the community using Fe(III) oxide (ferrihydrite) as the electron acceptor coupled with acetate oxidation. To precisely analyze the structures, the community was established by enrichment cultures using the same inoculum used for the MFCs. High-throughput sequencing of the 16S rRNA gene revealed considerable differences between the structure of the anodic communities and that of the Fe(III) oxide-reducing community. Geobacter species were predominantly detected (>46%) in the anodic communities. In contrast, Pseudomonas (70%) and Desulfosporosinus (16%) were predominant in the Fe(III) oxide-reducing community. These results demonstrated that Geobacter species are the most specialized among Fe(III)-reducing bacteria for electron transfer to the anode in MFCs. In addition, the present study indicates the presence of a novel lineage of bacteria in the genus Pseudomonas that highly prefers ferrihydrite as the terminal electron acceptor in acetate oxidation.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제65권4호
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• pp.457-462
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• 2022

망간은 다양한 산화수로 존재하며 Mn(II)은 망간 중 가장 이동성이 높은 종으로 식물에 독성을 미치며 성장을 제한한다. 따라서, 본 연구의 목적은 다양한 흡착제를 이용하여 망간을 안정화함으로써 망간의 독성을 저감시키는 것이다. Ferrihydrite, schwertmannite, goethite를 합성하여 XRD로 확인하였고 망간 흡착에 사용하였다. Hematite는 구매하여 망간 흡착제로 사용하였다. CaNO₃, CaSO₄, CaCO₃와 같은 칼슘 화합물은 pH를 높이고 망간을 산화시키기 위해 사용하였다. 망간의 흡착을 위해 다양한 농도의 Mn(II) 용액을 4가지 철산화물, CaNO₃, CaSO₄, CaCO₃와 24시간 반응시킨 후 여과하여 용액에 남아있는 망간 농도를 ICP-OES로 분석하고 망간의 흡착율과 흡착등온식을 계산하였다. 그 결과, 철 산화물 중에서는 hematite에 의한 망간 흡착율이 가장 높았으며 ferrihydrite가 다음으로 흡착율이 높았다. 칼슘 화합물의 경우 CaCO₃>CaNO₃>CaSO₄ 순으로 흡착율이 높았다. CaCO₃은 hematite보다 높은 흡착율을 보였고 CaCO₃를 처리하면 pH를 증가시켜 망간의 독성을 감소하는 데 가장 효과적일 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제57권2호
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• pp.263-270
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• 2024

광산배수 슬러지를 대상으로 응집제와 탈수튜브를 이용한 슬러지 탈수시스템(이하 KOMIR-Tube 시스템)의 탈수율 향상을 위한 영향인자를 평가하였다. 실험은 KOMIR-Tube 시스템으로 탈수 시 함수율 90 % 이상인 semi-active 시설 슬러지를 대상으로 하였다. 실내실험을 통해 응집제 및 투입량을 결정하였고, 현장실험을 통해 탈수율을 확인하였다. 실내실험 결과, 슬러지 탈수처리 시 응집제 선정은 침강성(sedimentation) 이외 여과성(filterability)을 같이 평가해야 하고, 이때 형성된 플럭의 적정 크기는 최소 0.7 mm 이상의 크기를 유지해야 탈수율을 향상할 수 있었다. KOMIR-Tube 시스템을 이용한 현장실험 결과, 슬러지 함수율은 강우 및 습도 등 환경적 기후 조건에 영향을 받는 것으로 분석되었다. 이에 슬러지 탈수처리는 강우량과 습도가 낮은 4월~5월에 수행하는 것이 적합한 것으로 판단된다. 또한, 슬러지의 주요 구성광물 결정도에 따라 탈수율 차이를 보였다. 특히 철수산화물 중 페리하이드라이트보다 침철석 구성비가 높은 경우, 탈수율이 높은 것으로 나타났다. 이는 페리하이드라이트의 결정도가 침철석 보다 낮고 결정형태가 뚜렷하지 않기 때문으로 판단된다. 침철석은 결정도가 높고 침상을 이루고 있어 응집 및 탈수율에 영향을 미치는 것으로 보인다. KOMIR-Tube 시스템을 이용한 광산배수 슬러지 탈수 시 탈수율에 영향을 미치는 인자는 응집제, 기후조건, 결정성 광물의 존재 유무 그리고 철화합물의 결정도 및 입자 형태로 나타났다.

• 한국자기학회지
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• 제12권1호
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• pp.7-13
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• 2002

제주도 무문토기의 연구는 제주도의 청동기 시대 및 초기 철기시대 토기의 성격을 밝혀주는 중요한 의미를 갖는다. 본 연구에서는 제주도에서 발굴된 무문토기들을 대상으로, X-선 형광 분석법 및 X-선 회절 분석법을 이용하여 화학적 조성을 분석하고, Mossbauer분광법을 이용하여 토기에 함유된 광물과 산화철의 종류, 원자가 상태 및 자기적 성질을 분석하였다. 제주도 무문토기에는 SiO$_2$와 같은 규산염 광물이 주성분을 이루고 있으며, 비결정질 ferrihydrite함량은 약 5~10 wt% 이하이고, 제주도 무문토기들은 중성 화산암에서 부분적으 로 생성된 제주도 찰흙으로 만들어졌다고 여겨진다. 또한 제주도 무문토기편에 존재하는 철의 원자가 상태는 Fe$^{2+}$와 Fe$^{3+}$ 임을 알 수 있고, 초미세 자기장 값이 순수 goethite값보다 작게 나타나는 것은 찰흙을 빚어 만든 토기를 가열할 때 그 결정구조가 변화되어 Fe이온들의 결합상태가 달라졌기 때문이라고 추정된다.

• 지질공학
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• 제29권4호
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• pp.579-598
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• 2019

강원도 태백산국립공원 구역에 인접한 동해폐탄광으로부터 발생하는 산성광산배수(AMD)에 대하여 수질오염과 하상퇴적물 내 Fe, Al의 거동특성을 화학분석, XRD, 적외선분광분석(IR), 핵자기공명분석(²⁷Al NMR)을 이용하여 연구하였다. 산성광산배수의 수질은 pH와 용존이온의 침전에 따라서 변화하며, 포화지수 계산에 따르면 대부분 다양한 철, 알루미늄 수산화광물종에 과포화되어 있다. 하상의 적갈색 침전물은 슈베르트마나이트, 페리하이드라이트와 침철석으로 구성된다. 백색침전물은 대부분 알루미늄광물인 배스알루미나이트로 구성되는데, 이것의 결정도는 매우 낮다. 배스알루미나이트에서는 Al-중합체 Al₁₃-Tridecamer가 소량으로 함유되어 있다. 동해폐탄광의 산성광산배수를 저감하기 위해서는 단순한 저류조 운영보다는 적극적인 제거법을 적용하여 철, 알루미늄 광물의 침전과 용해도를 조절할 필요가 있다.