• 제목/요약/키워드: heavy metal Pb

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하수(下水)슬러지 소각재의 특성(特性) 평가(評價) 및 재활용(再活用)을 위한 기초연구(基礎硏究) (A Study on the Characteristics and Utilization of Ash from Sewage Sludge Incinerator)

  • 이화영
    • 자원리싸이클링
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    • 제17권3호
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    • pp.3-9
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    • 2008
  • 하수슬러지 소각재를 대상으로 화학 조성과 물리화학적 물성을 측정하고 재활용을 위한 경량재료 제조실험을 수행하였다. 경량재료는 하수슬러지 소각재를 원료로 하여 경량충진제와 무기바인더를 첨가하여 성형 및 소성하는 방법으로 제조하였으며, 제조 조건에 따른 비중과 압축강도 변화를 측정하였다. 비산재의 pH 경우 배기가스 중화를 위한 알칼리 첨가로 인하여 알칼리성인 pH 8.69로 나타났으나 바닥재는 중성인 pH 6.48이었다. 공정시험법에 근거하여 하수슬러지 소각재에 대한 중금속 용출실험 결과, Cd, Cu, Pb, As, Cr의 5개 원소 모두에 대하여 용출량이 검출한계치 이하로 나타났다. 동일한 혼합비율의 경우 비산재를 사용한 경량재료 시편의 압축강도가 바닥재에 비해 높게 나타나 비산재를 원료로 사용하는 것이 보다 효과적임을 알 수 있었다.

토양 납 오염에 대한 가로수 식물종의 생리생태적 반응 (Eco-physiological Responses of Roadside Tree Species to Contamination of Soil with Lead)

  • 김한얼;송우람
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제2권3호
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    • pp.237-246
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    • 2015
  • 대한민국은 도시화 과정과 인접 국가에서부터 대기를 통한 유입 등으로 납과 같은 중금속의 토양 오염 문제가 관심을 받고 있다. 이에 가로수 수종으로 많이 쓰이고 있는 자생종 4종을 대상으로 토양 내 납 오염에 대한 엽록소 함량, 항산화 효소, 광합성량, 생물량과 같은 생리-생태적인 반응과 흡수능력을 연구하여 납 오염에 대응하는 가로수로 적합한 수종을 제시하고자 하였다. 연구 대상종인 은행나무, 왕벚나무, 느티나무, 이팝나무는 200 mg Pb/kg 이상의 처리구에서 엽록소 함량, 항산화 효소에서 납 독성에 대한 반응을 보였다. 반면에 생물량이나 광합성량의 경우 고농도 (5,000 mg/kg)를 제외하고는 큰 차이를 나타내지 않았다. 특히 은행나무는 항산화 효소, 광합성 및 생물량에서 고농도에서도 납의 부정적인 영향이 나타내지 않았다. 실제 환경에서 나타날 수 있는 저농도 처리구에서 은행나무와 벚나무의 경우 연구 대상종 중 높은 납 흡수율을 보였다. 이처럼 은행나무와 같이 납에 대한 저항력과 흡수능력을 가진 수종을 선발하여 가로수로 식재하여 도로 주변 납 오염에 대응하는 방안이 필요할 것이다.

표면 처리에 따른 입상활성탄 및 활성탄소섬유의 중금속 흡착 (Adsorption of heavy metal ions onto a surface treated with granular activated carbon and activated carbon fibers)

  • 강광철;권수한;김승수;최종원;전관식
    • 분석과학
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    • 제19권4호
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    • pp.285-289
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    • 2006
  • 본 연구에서는 산 표면 처리한 입상 활성탄(GAC)과 활성 탄소섬유(ACF)에 의한 $Pb^{2+}$$Ni^{2+}$ 이온의 흡착 특성을 고찰하였다. 산 표면 처리용액으로는 1.0 M 질산 용액을 사용하였다. GAC와 ACF의 표면특성분석은 pH, 등전점(pHpzc), 그리고 원소분석기를 사용하였으며, 비표면적과 기공구조는 77K에서 $N_2$ 등온흡착 방법으로 측정하였다. 본 실험결과 GAC 와 ACF를 산으로 표면 처리한 경우 산소를 포함한 작용기가 증가하였다. 이처럼 산 표면 처리에 의해 증가된 표면 작용기에 따른 GAC 및 ACF의 기공이 막힘에도 불구하고, acidic-ACF > untreated-ACF > acdic-GAC > untreated-GAC 순으로 중금속 흡착능이 증가하였다.

2019년 유통 임산물 중 산나물류와 약초류, 과실류 13종의 농약 및 중금속 잔류 실태 (Pesticide and Heavy Metal Residue Monitoring in 13 Types of Agroforestry Products in 2019)

  • 김준헌;오지연;신지혜
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.341-353
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    • 2020
  • 농약허용물질목록관린제도의 시행에 따라, 농약의 안전사용이 더욱 중시되었다. 산림식용자원(임산물)은 소규모 재배 등의 이유로 등록된 농약의 수가 적어, 등록되지 않은 농약의 사용이 예상된다. 이에, 본 연구는 임산물에 대한 농약사용실태를 파악하고자, 산림식용자원 13종에 대한 농약 및 중금속 잔류실태조사를 하였다. 산나물류 조사 시료인 고사리, 참나물, 도라지, 더덕에 대하여 조사 시료의 0%, 40.0%, 20.0, 26.7%에서 농약이 검출되었고, 약초류인 참쑥, 당귀, 마는 13.3%, 56.3%, 0%의 농약 사용이 확인되었다. 과실류 조사 시료인 석류, 복분자딸기, 다래, 머루, 돌배, 결명자에서는 조사 시료의 57.1%, 33.3%, 26.7%, 66.7%, 46.7%, 0%에서 농약이 검출되었다. 중금속(납, 카드뮴)은 도라지와 참쑥에서만 검출되었다. 연구에서 얻은 임산물별 사용농약에 대한 정보는 병해충 방제를 위한 사용현황을 확인하여, 추후 농약등록을 위한 정보를 제공하므로 국내 임산물의 안전성 확인을 위한 자료로 활용할 가치가 있을 것이다.

벤토나이트의 열수변질특성에 따른 중금속의 거동 특성 : 광물성 약재로의 활용 (Behavior of Heavy Metals Studies on the Hydrothermal Alteration Characteristics of Bentonite; Use as Medicinal Mineral)

  • 김선옥;왕수균
    • 자원환경지질
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    • 제56권3호
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    • pp.229-238
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    • 2023
  • 전통적인 광물성 약재로서 활용되어온 석지의 한 종류인 벤토나이트는 다양한 약리 활성을 가지고 있어 한의학에서는 황달, 설사, 지혈 등의 치료제로 쓰이며, 현대 의학에서는 제산제, 위장관보호제, 지사제 등의 의약품 원료 및 의약품 첨가제로 활용하고 있다. 국내에서 생산되는 벤토나이트는 포항, 경주 일대에 분포하는 제3기 화산쇄설물이 속성작용 또는 열수변질작용을 받아 생성되었다. 주로 제지용, 페인트용, 토목용, 주물용, 동물사료용 등의 산업적 용도로 사용하고 있으며, 최근 화장품 및 의약품으로 활용하기 위해 기술을 개발하고 있다. 이 연구에서는 경주 감포 지역과 포항 영일 지역에서 산출되는 벤토나이트 40종와 21종을 대상으로 주성분, 미량원소 분석을 실시하여, 산지별 벤토나이트의 지구화학적 특성을 파악하였고, 포항, 경주 일대에 분포하는 벤토나이트 광상의 생성환경별 유형을 분류하였다. 연구 결과, 연구 지역의 벤토나이트는 현무암질 암석이 열수 유체로부터 알칼리 성분들이 제거되는 이질화작용을 받아 생성되었으며, 이는 AI-CCPI 변질지수에서도 확인할 수 있었다. 또한 산지별 벤토나이트의 열수 변질과 중금속 원소(Pb, Cr, As)의 거동 특성과에는 상관관계가 있음을 알 수 있었다.

타투화장품 및 문신용 염료의 유해금속 함량 연구 (Hazardous Metal Content in Tattoo Cosmetics and Tattoo Inks)

  • 김미선;김수언;정삼주;김영은;김민정;이명숙;황인숙
    • 한국환경보건학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.66-77
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    • 2023
  • Background: Along with the increase in consumer interest in and consumption of tattoo products, the controversy over harmful heavy metals associated with the use of tattoo cosmetics is also increasing. Therefore, investigation of hazardous metals in these tattoo products is needed. Objectives: This study was performed to provide useful data for establishing reasonable standards to securely manage tattoo cosmetics, tattoo stickers, and tattoo inks distributed in the market. Methods: Thirteen kinds of hazardous metal contents (Pb, As, Cd, Sb, Ni, Co, Cu, Cr, Se, Ba, Zn, Sn, and Hg) were analyzed for 23 tattoo cosmetics, ten tattoo stickers, and 16 tattoo inks. Hg was measured through the combustion-gold amalgamation method, and other hazardous metals were measured by inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) after acidic decomposition using a microwave apparatus. Results: The detected ranges of Pb, As, Cd, Sb, Ni, and Hg in tattoo cosmetics were 0.07~1.18, 0.06~0.41, ND~0.07, 0.01~3.44, 0.12~2.75, and ND~0.01 ㎍/g, respectively. All of the hazardous metals detected were below the recommended maximum standards of the Ministry of Food and Drug Safety. The mean amount of Pb detected in tattoo stickers for children was 0.24 ㎍/kg and Cd was not detected, meaning both metals met the recommended criteria. There was no statistically significant difference in all measured metals between children's tattoo stickers and adults' tattoo stickers. In the results of the study on the hazardous metal content of tattoo inks, four products (25%) for Pb, one product (6%) for As, 13 products (81%) for Ni, four products (25%) for Cu, and five products (31%) for Zn exceeded the recommended standards approved by the government. The highest predicted exposure amount for hazardous metals exceeding the recommended level of tattoo inks in a single tattooing was 5.69 ㎍/kg for Ni, 8.51 ㎍/kg for Zn, 0.44 ㎍/kg for Pb, 8.07 ㎍/kg for Cu, 0.44 ㎍/kg for As, and 71.36 ㎍/kg for Ba. Conclusions: It is necessary to prepare criteria for content limitation for the management of Co, Cr, Ba and Se tattoo cosmetics, and tattoo inks require thorough quality control.

광산 인근 토양의 중금속 오염에 따른 식물정화기술의 적용성 탐색 (Feasibility of Phytoremediation for Metal-Contaminated Abandoned Mining Area)

  • 옥용식;김시현;김대연;이한나;임수길;김정규
    • 한국토양비료학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.323-332
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    • 2003
  • 전국적으로 산재해있는 2,000여 광산지역의 경우 중금속 오염의 정도와 범위를 고려할 때, 기존의 물리 화학적 복원기술의 적용만으로는 경제성과 실효성의 조화가 어렵다. 이에 기존의 토양 복원기술과 더불어 생물학적 복원기술로써 phytoremediation 기술의 개발이 요구된다. 본 연구는 경기도 광명시에 위치한 폐아연광산 인근 토양 및 식물체내의 중금속 함량과 토양내 Cd의 존재형태별 분포를 파악하여 인근 농경지로의 잠재적 오염원이 되는 부지를 선정하고, 오염 토양에 대한 phytoremediation 적용을 위한 기초 조사를 수행하였다. 17지점에서 채취한 논 밭 및 비경작지 토양의 0.1 N-HCl 추출 Cd 함량은 $0.2-42mg\;kg^{-1}$의 분포를 보였고, Cd 함량이 상대적으로 높은 비경작지 토양의 중금속 함량은 Zn $533-2320mg\;kg^{-1}$, Pb $560-3584mg\;kg^{-1}$, Cu $104-1277mg\;kg^{-1}$, Cd $11-42mg\;kg^{-1}$의 범위로 나타났다. pH를 1에서 3까지 조절하며 수행한 중금속 용출시험 결과 pH 변화에 따른 중금속 용출의 정도는 매우 컸다. 대부분의 토양은 유기물 및 질소함량이 극히 낮고, 평균 토성은 사양토로 전국적으로 분포하는 광산토양의 평균 이화학성 범위 내에 있어 Cd, Zn 및 Pb의 생물학적 복원부지로서의 적합성을 보였다. 본 연구에서 정화식물종으로 선별한 식물은 아연광산에 서식하는 대표적 초본류인 쑥이며, 체내 중금속 함량은 지상부 $43mg\;kg^{-1}$, 지하부 $52mg\;kg^{-1}$의 Cd 함량을 보였다. 채취한 식물체 주변 근권 토양 (rhizosphere soil)과 경계면 토양 (soil-root interface soil)은 각각 15.68, $14.09mg\;kg^{-1}$의 Cd 함량을 나타내었다. 토양에 대한 연쇄추출 결과 $H_2O$(water soluble), NaOH (organically bound), $KNO_3$ (exchangeable), EDTA (oxide/carbonate), $HNO_3$ (sulfide/residual)의 순으로 Cd 추출효율이 증가하였으며, 토양내 치환태 Cd는 평균 $2.4mg\;kg^{-1}$으로 나타났다. 중금속 오염부지에 대한 식물 식재시 퇴비의 투여량은 지하부 표면적 및 뿌리부피와 밀접한 상관관계를 나타내어 오염 토양내 식피조성시 식물체의 활착율을 증대 시킬 수 있을 것으로 사료된다.

퇴적물에서의 납과 카드뮴의 흡착 동력학 모델링 (Modeling on the Sorption Kinetics of Lead and Cadmium onto Natural Sediments)

  • 곽문용;고석오;박재우;정연구;신원식
    • 생태와환경
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    • 제39권4호통권118호
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    • pp.450-461
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    • 2006
  • 본 연구에서는 pH 5.5에서 연안퇴적물내 납과 카드뮴의 흡착 동력학을 실험실규모의 회분식 반응기를 이용하여 조사하였다. 4종류의 모델: 단일영역 물질전달모델 (one-site mass transfer model, OSMTM), 겉보기 1차속도모델 (pseudo-first-order kinetic model, PFOKM), 겉보기 2차속도모델 (pseudo-second-order kinetic model, PSOKM)과 두영역 1차속도모델 (two compartment first-order kinetic model, TCFOKM)을 사용하여 흡착속도를 분석하였다. 관련된 모델매개변수의 수에서 기대되듯이 변수가 3개인 TCFOKM이 변수가 2개인 OSMTM, PFOKM, PSOKM 보다 흡착속도를 더 잘 표현할 수 있었다. 납과 카드뮴의 대부분의 흡착은 초기 3시간 이내에 빠르게 완료되었으며, 이후 기간 동안은 느린 흡착이 이루어졌다. 모든 모델에서 겉보기 흡착평형농도($q_{e,s}$)는 퇴적물의 양이온 교환능 (CEC)과 표면적이 증가함에 따라 증가하는 것으로 예측되었으며, 이는 초기 중금속 투여 농도와 중금속 및 퇴적물의 형태와 무관하였다. OSMTM에서의 흡착속도 상수 ($k_s,\;hr^{-1}$)는 퇴적물의 CEC와 표면적이 증가함에 따라 증가하였다. PFOKM의 겉보기 1차흡착속도상수 ($k_{p1,s},\;hr^{-1}$)는 퇴적물의 특성과 관련이 없었다. PSOM 분석결과 겉보기 2차흡착속도상수 ($k_{p2,s},\;g\;mmol^{-1}\;hr^{-1}$)와 초기흡착속도 ($v_{o,s},\;mg\;g^{-1}\;hr^{-1}$)는 퇴적물의 특성과 연관되지 않았다. TCFOKM의 빠른 흡착영역의 분율($f_{1,s}$)은 수용액상의 초기농도와는 무관하게 퇴적물의 CEC와 표면적이 증가함에 따라 증가하였다. 빠른 부분에서의 흡착속도 상수 ($k_{1,s}=10^{0.1}-10^{1.0}\;hr^{-1}$)는 느린 부분에서의 흡착속도 상수 ($k_{2,s}=10^{-2}-10^{-4}\;hr^{-1}$)보다 훨씬 더 큰 것으로 나타났다.

중금속분석용 하천수 매질표준물질을 이용한 숙련도 결과 평가 (Evaluation of the proficiency testing results using river water-based reference materials for heavy metal analysis)

  • 송기봉;김영희;신선경;이수영;김현정;강학구;김일규;안희주
    • 분석과학
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    • 제23권3호
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    • pp.284-294
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    • 2010
  • 하천수 시료를 이용한 중금속분석용 수질표준물질, NIER-I08RW 및 NIER-I09를 제조하여 납, 카드뮴, 크롬, 구리 등 중금속 4 종에 대한 인증분석 및 불확도 등을 평가하였다. 균질성 평가 결과, 병간균질도가 숙련도시험의 목표표준편차의 0.3 배 이하로서 숙련도시험용 시료로서 사용하기에 충분히 균질한 시료인 것으로 확인되었다. 제조된 표준물질을 이용하여 국내 환경측정분석기관을 대상으로 숙련도시험을 실시하고, 설정값의 설정방법에 따른 로버스트 Z 값의 변동을 비교하였다. 다른 항목에 비해 농도가 낮은 NIER-I08RW의 카드뮴 항목을 제외하고는, 특성값과 참가기관의 합의값의 차이인 상대편차, $B_{relative}$는 모두 ${\pm}$1 이하로서 크지 않았으며, 설정값을 달리 설정함으로 Z 값이 달라진 경우는 46 개로서 전체의 2.9%에 불과하였다.

공주제일광산 수계에 분포하는 지하수, 지표수, 토양 및 퇴적물의 환경지구화학적 특성과 중금속 오염 (Environmental Geochemistry and Heavy Matel Contamination of Ground and Surface Water, Soil and Sediment at the Kongjujuil Mine Creek, Korea)

  • 이찬희
    • 자원환경지질
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    • 제32권6호
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    • pp.611-631
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    • 1999
  • Enviromental geochemisty and heary metal contamination at the Kongjueil mine creek were underaken on the basis of physicohemical properties and mineralogy for various kinds of water (surface, mine and ground water),soil, precipitate and sediment collected of April and December in 1998. Hydrgeochemical composition of the water samples are characterized by relatively significant enricant of Ca+Na, alkiali ions $NO_3$ and Cl inground and surfore water, wheras the mine waters are relatively eneripheral water of the mining creek have the characteristics of the (Ca+Mg)-$(HCO_3+SO_4)$type. The pH of the mine water is high acidity (3.24)and high EC (613$\mu$S/cm)compared with those of surface and ground water. The range of $\delta$D and $\delta^{18}O$ values (relative to SMOW) in the waters are shpwn in -50.2 to -61.6% and -7.0 to -8.6$\textperthousand$(d value=5.8 to 8.7). Using computer program, saturation index of albite, calcite, dolomite in mine water are nearly saturated. The gibbiste, kaolinite and smectite are superaturated in the surface and ground water, respectively. Calculated water-mineral reaction and stabilities suggest that weathing of silicate minerals may be stable kaolinite owing to the continuous water-rock reaction. Geochemical modeling showed that mostly toxic heavy metals may exist larfely in the from of metal-sulfate $(MSO_4\;^2)$and free metal $(M^{2+})$ in nmine water. These metals in the ground and surface water could be formed of $CO_3$ and OH complex ions. The average enrichment indices of water samples are 2.72 of the groundwater, 2.26 of the surface water and 14.15 of the acid mine water, normalizing by surface water composition at the non-mining creek, repectively. Characteristics of some major, minor and rate earth elements (Al/Na, K/Na, V/Ni, Cr/V, Ni/Co, La/Ce, Th/Yb, $La_N/Yb_N$, Co/Th, La/Sc and Sc/Th) in soil and sediment are revealed a narrow range and homogeneous compositions may be explained by acidic to intermediate igneous rocks. And these suggested that sediment source of host granitic gneiss colud be due to rocks of high grade metamorphism originated by sedimentary rocks. Maximum concentrations of environmentally toxic elements in sediment and soil are Fe=53.80 wt.% As=660, Cd=4, Cr=175, Cu=158, Mn=1010, Pb=2933, Sb=4 and Zn=3740 ppm, and extremely high concentrations are found are found in the subsurface soil near the ore dump and precipitates. Normalizing by composition of host granitic gneiss, the average enerichment indices are 3.72 of the sediments, 3.48 of the soils, 10.40 of the precipitates of acid mine drainage and 6.25 of the soils near the main adit. The level of enerichment was very severe in mining drainage sediments, while it was not so great in the soils. mineral composition of soil and sediment near the mining area were partly variable being composed of quartz, mica, feldspar, chlorite, vermiculite, bethierin and clay minerals. reddish variable being composed of quartz, mica, feldspar, chlorite, vermiculite, bethierin and clay minerals. Reddish brown precipitation mineral in the acid mine drainage identifies by schwertmanite. From the separated mineralgy, soil and sediment are composed of some pyrite, arsenopyite, chalcopyrite, sphalerite, galena, malachite, goethite and various kinds of hydroxied minerals.

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