• 한국지구과학회지
• /
• 제42권4호
• /
• pp.383-389
• /
• 2021

Several studies investigating the behavior and environmental distribution of rare earth elements (REEs) have been reviewed to determine the geochemical processes that may affect their concentrations and fractionation patterns in groundwater and whether these elements can be used as tracers for groundwater-rock interactions and groundwater flow paths in small catchments. Inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS), equipped with an ultrasonic nebulizer and active-film multiplier detector, is routinely used as an analytical technique to measure REEs in groundwater, facilitating the analysis of dissolved REE geochemistry. This review focuses on the distribution of REEs in groundwater and their application as tracers for groundwater geochemistry. Our review of existing literature suggests that REEs in ice cores can be used as effective tracers for atmospheric particles, aiding the identification of source regions.

• Environmental Engineering Research
• /
• 제14권1호
• /
• pp.3-9
• /
• 2009

Microorganisms play an important role in the geochemical cycles, industry, environmental cleanup, and biotechnology among other fields. Given the high microbial diversity, identification of the microorganism is essential in understanding and managing the processes. One of the most popular and powerful method for microbial identification is comparative 16S rRNA gene analysis. Due to the highly conserved nature of this essential gene, sequencing and later comparison of it against known rRNA databases can provide assignment of the bacteria into the taxonomy, and the identity of its closest relatives. Isolation and sequencing of 16S rRNA genes directly from natural environments (either from DNA or RNA) can also be used to study the structure of the whole microbial community. Nowadays, novel sequencing technologies with massive outputs are giving researchers worldwide the chance to study the microbial world with a depth that was previously too expensive to achieve. In this article we describe commonly used research approaches for the study of individual microorganisms and microbial communities using the tools provided by Ribosomal Database Project website.

• 한국지구과학회지
• /
• 제32권7호
• /
• pp.707-718
• /
• 2011

보성-화순지역 하상퇴적물에 대한 지질집단별 자연배경치와 지구화학적 특성에 대해 연구하였다. 이를 위해 1차 수계를 따라 하상퇴적물시료 186개를 채취하였고, 실험실에서 자연건조 시킨 후, XRF, ICP-AES, NAA분석을 실시하였다. 하상퇴적물의 지질집단별 자연배경치와 지구화학적 특성을 알기 위해, 시료를 화강암질편마암(GGn)지역과 반상변정질편마암(PGn)지역으로 분리하였다. 화강암질편마암지역의 주성분원소 함량은 $SiO_2$ 45.5-73.09 wt.%, $Al_2O_3$ 12-20.76 wt.%, $Fe_2O_3$(T) 3.72-8.85 wt.%, $K_2O$ 2.38-4.2 wt.%, MgO 0.75-2.77 wt.%, $Na_2O$ 0.78-1.88 wt.%, CaO 0.27-2.1 wt.%, $TiO_2$ 0.56-1.72 wt.%, $P_2O_5$ 0.06-0.73 wt.% and MnO 0.03-0.95 wt.%이고 반상변정질편마암지역의 주성분원소 함량은 $SiO_2$ 43.74-70.71 wt.%, $Al_2O_3$ 11.54-25.05 wt.%, $Fe_2O_3$(T) 3.44-13.46 wt.%, $K_2O$ 2.08-3.86 wt.%, MgO 0.65-2.99 wt.%, $Na_2O$ 0.63-1.7 wt.%, CaO 0.35-2.07 wt.%, $TiO_2$ 0.68-4.17wt.%, $P_2O_5$ 0.1-0.31 wt.% and MnO 0.07-0.33 wt.%이다. 화강암질편마암지역 하상퇴적물의 위해원소 함량은 크롬 41.7-242 ppm, 코발트 7.6-25.1 ppm, 니켈 12-61 ppm, 구리 10-47 ppm, 아연 48.5-412 ppm, 납 17-215 ppm이고 반상변정질편마암지역은 크롬 29.6-454 ppm, 코발트 5.9-53.7 ppm, 니켈 8.7-287 ppm, 구리 6.4-134 ppm, 아연 43.6-370 ppm, 납 15-37 ppm이다. 화강암질편마암지역에서 크롬은 MgO와 코발트는 $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$(T), MgO와 니켈은 $Fe_2O_3$(T), CaO, MgO와 높은 상관성을 가지나, 구리, 아연, 납은 비교적 낮은 상관성을 보였다. 반상변정질편마암지역에서 일반적으로 크롬, 코발트, 니켈, 구리는 주성분원소와 대부분 높은 상관성을 보였으나, 아연과 납은 낮은 상관성을 보였다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.49-60
• /
• 2006

본 연구는 나주지역 하상퇴적물에 대한 지구화학적 특성 연구이다. 이를 위해 1차 수계를 대상으로 139개의 하상퇴적물 시료를 채취하였다. 채취된 시료는 실험실에서 자연 건조시켰으며, XRF, ICP-AES, NAA를 이용하여 화학분석을 실시하였다. 기반암에 따른 지구화학적 특성을 알아보기 위하여, 화강암질편마암 지역, 편암류 지역, 화강암류 지역, 사질암 지역, 응회암 지역, 안산암 지역, 유문암 지역으로 분류하였다. 나주지역 하상퇴적물의 지질집단별 주성분원소 평균함량은 $SiO_2\;58.37{\sim}66.06wt.%,\;Al_2O_3\;13.98{\sim}18.41wt.%,\;Fe_2O_3\;4.09{\sim}6.10wt.%,\;CaO\;0.54{\sim}1.33wt.%,\;MgO\;0.86{\sim}1.34wt.%,\;K_2O\;2.38{\sim}4.01wt.%,\;Na_2O\;0.90{\sim}1.32wt.%,\;TiO_2\;0.82{\sim}1.03wt.%,\;MnO\;0.09{\sim}0.15wt.%,\;P_2O_5\;0.11{\sim}0.18wt.%$이다. 주성분원소의 평균함량 비교에서 $Al_2O_3$와 $K_2O$는 화강암질편마암 지역에서, $Fe_2O_3,\;CaO,\;P_2O_5$는 응회암 지역에서, MgO와 $TiO_2$는 안산암 지역에서, $Na_2O$는 유문암 지역에서 높고, $SiO_2$와 MnO 함량은 사질암 지역에서 약간 높다. 미량성분 및 희토류원소의 지질집단별 평균함량은 $Ba\;1278{\sim}1469ppm,\;Be\;1.1{\sim}1.5ppm,\;Cu\;18{\sim}25ppm,\;Nb\;25{\sim}37ppm,\;Ni\;16{\sim}25ppm,\;Pb\;21{\sim}28ppm,\;Sr\;83{\sim}155ppm,\;V\;64{\sim}98ppm,\;Zr\;83{\sim}146ppm,\;Li\;32{\sim}45ppm,\;Co\;7.2{\sim}12.7ppm,\;Cr\;37{\sim}76ppm,\;Cs\;4.8{\sim}9.1ppm,\;Hf\;7.5{\sim}25ppm,\;Rb\;88{\sim}178ppm,\;Sc\;7.7{\sim}12.6ppm,\;Zn\;83{\sim}143ppm,\;Pa\;11.3{\sim}37ppm,\;Ce\;69{\sim}206ppm,\;Eu\;1.1{\sim}1.5ppm,\;Yb\;1.8{\sim}4.4ppm$이다. Pb, Li, Cs, Hf, Rb, Sb, Pa, Ce, Eu, Yb 평균함량은 화강암질편마암 지역에서, Ba, Co, Cr 평균함량은 편암류 지역에서, Nb, Ni, Zr 평균함량은 사질암 지역에서, Sr 평균함량은 응회암 지역에서 높고, Be, Cu, V, Sc, Zn 평균함량은 안산암 지역에서 다른 지질집단에서 보다 높다.

• 대한지하수환경학회지
• /
• 제4권3호
• /
• pp.130-143
• /
• 1997

한강 수계 분지 내의 하천수(지표수)와 서울 지역 지하수의 화학적 특성 규명과 용존 이온종의 기원을 연구하기 위해 1996년 3월-4월 동안 하천수 시료 60개에 대하여, pH, TDS등과 용존이온의 화학분석을 실시하였다. 남한강과 북한강 하천수의 화학 성분은 주로 수계 분지 지역에 분포하는 암석에 의해 영향을 받고 있으며, 한강본류의 하천수는 인위적인 오염에 의한 영향이 크게 나타나고 있다. 즉, 남한강은 상류 지역에 분포하는 탄산염암, 탄광 및 금속 광산 폐수 등에서 용출된 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, ${HCO_3}^-$, ${SO_4}^{2-}$ 등이 현저하며 북한강은 화강암질암의 풍화 산물인 $K^{+}$, $Na^{+}$ $Ca^{2+}$등의 이온종이 특징적이다. 한편 양수리에서 상기2개 하천이 합류하여 서울 도심을 지나는 한강 본류는 ${SO_4}^{2-}$, ${NO_3}^{-}$ ${PO_4}^{2-}$, $CL^-$ 등 생활 하수 오염의 영향이 현저하게 나타나고 있다. 한강 본류로 유입되는 서울 지역의 왕숙천, 탄천, 중랑천, 안양천의 4의 지천은 $NO_2$, $CL^-$, ${PO_4}^{3-}$, ${SO_4}^{2-}$, Mn 등 인위적 인 오염 현상이 크게 나타나고 있다. 한강 하천수의 화학 성분의 군집, 요인 및 회귀 분석 결과, 전체 자료 분산은 오염 인자에 의한 분산이 약 79%, 지질과의 물-암석 반응에 의한 분산이 약 7% 이다. 남한강과 북한강의 합류 지점에서의 C $l^{-}$ 에 대한 혼합 비율은 약 60 : 40이다. 1981년 분석 자료와 1996년 자료의 비교에서 암석 풍화에 의한 1차적 용존 성분인 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, ${HCO_3}^-$ 등은 변화가 적으나 $Na^{+}$, ${NO_3}^{-}$, ${PO_4}^{3-}$, ${SO_4}^{2-}$ 등 인위적 오염원의 성분은 크게 증가하는 경향이 있다.

• 자원환경지질
• /
• 제40권6호
• /
• pp.727-738
• /
• 2007

운봉지역 하상퇴적물에 대한 지구화학적 특성규명을 통해, 주성분원소 및 미량원소에 대한 자연 배경치를 제시하고, 그 기반암(압쇄상화강암, Kim et al., 1992)과의 비교를 통해 지구화학적 재해에 대해 예견하고자 한다. 73개의 하상퇴적 물시료를 물이 흐르고 있는 1차 수계를 대상으로 채취하였고, XRD, XRF ICP-AES, NAA를 이용하여 주성분원소 및 미량성분원소를 분석하였다. 운봉지역의 주성분원소 함량은 $SiO_2\;36.94{\sim}65.39 wt.%,\;Al_2O_3\;10.15{\sim}21.77wt.%,\;Fe_2O_3\;3.17{\sim}10.90wt.%,\;CaO\;0.55{\sim}5.27wt.%,\;MgO\;0.52{\sim}4.94wt.%,\;K_2O\;1.38{\sim}4.54wt.%,\;Na_2O\;0.49{\sim}3.36wt.%,\;TiO_2\;0.39{\sim}1.27wt.%,\;MnO\;0.04{\sim}0.22wt.%,\;P_2O_5\;0.08{\sim}0.54wt.%$의 범위를 보이며, 미량성분 및 희토류원소 함량은, $Cu\;4.8{\sim}134ppm,\;Pb\;24.2{\sim}82.5ppm,\;Sr\;95.9{\sim}739ppm,\;V\;19.9{\sim}124ppm,\;Zr\;52.9{\sim}145ppm,\;Li\;25.2{\sim}3.3ppm,\;Co\;3.87{\sim}50.0ppm,\;Cr\;17.4{\sim}234ppm,\;Hf\;3.93{\sim}25.2ppm,\;Sc\;4.60{\sim}20.6ppm,\;Th\;3.82{\sim}36.9ppm,\;Ce\;45.7{\sim}243ppm,\;Eu\;0.89{\sim}2.69ppm,\;Yb\;1.42{\sim}5.18ppm$의 범위를 보인다. 주성분원소의 함량비교에서 CaO, $Na_2O,\;K_2O$ 함량은 하상퇴적물에서 기반암(압쇄상화강암류, Kim et al., 1992)인 압쇄상화강암류보다 높게 나타난다. 그리고 $Al_2O_3$와 $SiO_2$는 하상퇴적물과 기반암(압쇄상화강암류, Kim et al., 1992) 모두에서 높은 상관관계를 보인다. 하상퇴적물에서는 $SiO_2$ 함량이 높아질수록 희토류원소 함량도 같이 증가하는 특징을 보이나, 압쇄상화강암류에서는 $SiO_2$ 함량이 높아질수록 희토류원소 함량은 감소하는 특징을 보인다.

• 자원환경지질
• /
• 제46권3호
• /
• pp.221-234
• /
• 2013

국내 이산화탄소 지중저장 후보지인 포항분지의 심부 대수층 구성하고 있는 사암과 이암을 대상으로 초임계$CO_2$ 반응에 의한 암석의 지화학적/광물학적 풍화를 규명하는 실험을 실시하였다. 고압셀 장치를 사용하여 실험실 규모의 $CO_2$ 지중저장 조건을 모사하였으며, 시추한 포항분지 암석이 미고결 상태임을 감안하여 암석시료는 입자상으로 분쇄하여 시료 30 g과 지하수 100 ml를 고압셀(200 ml 용량)에 넣고 100 bar, $50^{\circ}C$ 조건에서 총 60일 동안 반응시켜, 초임계$CO_2$ 주입 시 포항분지 심부 사암층과 이암층 내에서 발생하는 초임계$CO_2$-암석-지하수반응을 재현하였다. 반응 후 10일, 30일, 60일 간격으로 시료를 회수하여 암석의 지화학적 풍화 정도를 정량화하기 위한 XRD(X-Ray Diffractometer), BET(Brunauer-Emmett-Teller) 분석을 실시하였고, 암석 슬랩($15mm{\times}40mm{\times}5mm$)을 같은 지중 조건에서 반응시켜 반응시간에 따른 지하수시료의 용존 이온 농도 변화를 ICP/OES로 분석하였다. XRD 분석결과, 초임계$CO_2$-암석-지하수반응에 의해 사암과 이암을 구성하는 광물 중 사장석과 정장석(기질의 장석류 포함)의 비율이 가장 크게 감소한 것으로 나타났다. 사암의 경우 점토광물인 일라이트, 스멕타이트, 황철석 비율이 증가하였으며, 이암의 경우 일라이트, 카오리나이트, 칼슘을 함유한 불소인회석 비율이 증가하였다. 반응시간에 따른 지하수 이온 농도 분석결과, 사암과 이암에서 방해석과 장석류의 용해가 가장 활발히 일어나 지하수 내 $Ca^{2+}$, $Na^+$농도가 증가하였다. $K^+$, $Si^{4+}$, $Mg^{2+}$ 같은 이온들의 농도는 반응시간 동안 증가와 감소를 반복하였는데, 이는 암석의 용해와 2차 광물의 침전이 함께 일어나고 있음을 의미한다. 사암과 이암 입자의 비표면적은 반응 60일 후까지 각각 $27.3m^2/g$과 $19.6m^2/g$에서 $28.6m^2/g$과 $26.6m^2/g$으로 증가하였으며, 미세공극의 평균 크기는 각각 $72.6{\AA}$, $96.7{\AA}$에서 $68.4{\AA}$과 $75.8{\AA}$으로 지속적으로 감소하여, 초임계$CO_2$-암석-지하수반응에 의해 입자 표면이 용해되면서 미세 공극들이 추가로 형성되어 비표면적이 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 포항분지 사암에 $CO_2$를 지중 주입하는 경우, 암석의 용해 및 침전반응에 의한 대상암석의 물성변화가 지중저장의 효율성과 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다는 것을 입증하였다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.189-197
• /
• 2012

KURT 지하수의 지구화학적 특성을 조사하기 위하여 단열충전광물과 지하수의 지구화학적 성분이 조사되었다. KURT내의 시추공들로부터 얻어진 시추코아로부터 방해석(calcite), 일라이트(illite), 로먼타이트(laumonite), 녹니석(chlorite), 녹염석(epidote), 몬모릴로나이트(montmorillonite), 카올리나이트(kaolinite) 및 일라이트와 스멕타이트(smectite)의 혼합층상광물 등이 감정되었다. 시추공 DB-1, YS-1, YS-4에서 채취한 대부분의 지하수는 pH 8이상의 알칼리 환경을 보여주었으며 YS-1을 제외한 두 관측공의 전기전도도는 약 2$200{\mu}S/cm$를 나타냈으며 이들 시추공에서 천부지하수는 $Ca-HCO_3$ 와 $Ca-Na-HCO_3$ 유형 이였으며 심부 250m이하에서는 $Na-HCO_3$ 유형을 나타냈다. DB-1 공의 심부지하수에서 낮은 용존산소량(DO)와 Eh값의 감소를 측정하였으며 이는 환원환경을 지시한다. KURT의 지하수 시료의 $Cl^-$ 이온의 농도는 5 mg/L 이하이며 전 샘플링구간에서 커다란 변화 없이 일정하게 나타났다. 이러한 현상은 KURT 지역의 천부와 심부지하수가 혼합(mixing)되어 $Cl^-$의 농도가 깊이에 따라 큰 변화가 없는 것으로 해석된다. 지하수 시료의 ${\delta}^{18}O$과 ${\delta}D$ 분석 값은 각각 -10.4~-8.2‰과 -71.3~-55.0‰의 범위로 지하수가 순환수 기원임을 보여준다. 긴 순환경로를 거친 심부지하수의 수소, 산소 동위원소 값은 천부지하수에 비해 감소하며 이러한 값은 일반적으로 높은 불소농도를 동반하였다. 이는 불소함량이 높은 지하수가 물-암석 반응에 의해 생성되었음을 보여준다. KURT 지역에서 채취한 지하수의 $^{14}C$를 이용한 연대측정분석에서 지하수의 체류시간(residence time)이 약 2,000~6,000년으로 측정되었다. 이러한 체류시간은 KURT 지역의 화강암에 존재하는 지하수가 다른 유럽의 화강암지역(예, 스트리파 지역, 스웨덴)보다 상대적으로 지하수의 연령이 오래되지 않은 것으로 측정되었다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제26권6호
• /
• pp.691-710
• /
• 2017

This study was performed to investigate the geochemical and benthic environment of three shellfish farms in Suncheon Bay during the period of September 2014 ~ April 2015. Three sampling stations were selected; St.1 is the shellfish farm of razor clam near Jangsan area. St.2 is the shellfish farm of small ark shell near Hwapo area and St.3 is the shellfish farm of razor clam near Yongdu area. Razor clam was the dominant species at St.1, small ark shell and granulated ark shell were dominant at St.2 and St.3, respectively. Granulated ark shell inhabited St.3, although it is not cultured at that station. This station's exposure to air during the ebb tide and sediment composition likely provides the appropriate habitat for granulated ark shell species. Analysis of the number of different species showed that 8 benthos species were found to be distributed at St.1, 18 species at St.2, and 13 species at St.3. Among three stations, the highest Ignition Loss (IL), Chemical Oxygen Demand (COD) and Acid Volatile Sulfide (AVS) values were obtained from the sediment at St.2. The analysis of pore water from St.2 also showed the highest values of Total Organic Carbon (TOC), ammonia ($NH_4^+$), Dissolved Inorganic Nitrogen (DIN) and phosphate ($PO_4^{3-}$). These results are related to the fact that species dominance and richness is the highest in St.2.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제13권9호
• /
• pp.31-44
• /
• 2012

김해 딴섬 지역 지하수는 갈수기와 홍수기의 계절에 따른 지구화학 특성의 변화를 보인다. 농번기인 4월의 이온의 공간적 분포를 보면 $Fe^{2+}$, Fe(total), $Mn^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $SiO_2$, ${HCO_3}^-$ 및 ${NO_3}^-$는 딴섬의 중앙부에서 높고 $Na^+$ 및 $K^+$는 딴섬 중앙부가 낮은값을 보이는데 높은 ${HCO_3}^-$ 및 ${NO_3}^-$는 딸기 재배용 비료에 의한 오염을 지시한다. 4월에 비하여 8월의 이온 농도의 지역별 편차가 적고 비료 등에 의한 인위적인 영향이 적어 강우에 의한 계절적 요인이 나타난다. 지하수의 수질 유형을 보면, 딴섬 중앙부는 함양 특성을 부분적으로 보이며 외곽부는 하천수와 상호 혼합되는 특성을 보여준다. Fe 및 Mn 이온 종에 대한 포화지수 계산결과, Fe의 광물종인 적철석, 침철석은 모두 과포화상태에 있어서 침전 가능한 상태이며, 능철석과 $Fe(OH)_3$, 일부는 불포화 상태로써 용존 이온상태로 존재할 가능성이 있다. Mn의 광물종인 능망간석은 불포화상태 및 과포화상태가 공존하며, 수망간석, 연망간석 및 수산화망 간석은 불포화상태로써 용존 이온 상태로 존재할 가능성이 크다.