• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제23권3호
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• pp.27-42
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• 2018

It is important to identify the contaminant sources and to evaluate the fate and transport of heavy metals to crops in agricultural lands. This study was conducted to evaluate metal sources and its transfer and accumulation to crop in agricultural soils. Pollution indices were calculated and multivariate analysis was performed to identify metal sources. To evaluate transfer and accumulation of metals to crops, the contents of phytoavailable metals were evaluated by using single extraction method and the correlation between metal content and soil properties was analyzed. Also the BCF was quantitatively evaluated for investigating the metal transition to each crop grown in the research area. As a result, Cr, Ni, and Co were expected to be mainly derived from geologic factors due to weathering of certain parent rocks. The content of nickel in soils of the research area was slightly higher than that of the concern level criteria based on total concentration, but the amount transferred and accumulated in the crops was actually low. Understanding the contamination characteristics by investigating the pollution sources of heavy metals and its transfer and accumulation to crops through various evaluation techniques could provide important information for proper management of the agricultural land.

• 한국환경농학회지
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• 제24권3호
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• pp.222-231
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• 2005

광산주변의 광해대책 없이 방치된 대부분의 잔류광미는 광산지역의 하류 농경지뿐만 아니라 재배 작물의 중금속 오염의 주원인이 될 수 있다. 본 연구는 폐금속광산의 중금속 오염 특성을 평가하기 위하여 국내 25개 광산 주변에서 채취한 광미를 대상으로 수용성, 산가용성 및 전함량 중금속을 분석 검토하였다. 광미 중 수용성 무기이온들의 함량은 ${SO_4}^{2-}>Ca^{2+}>Mn^{2+},\;Na^+,\;Al^{3+}>Mg^{2+},\;Fe^{3+}>Cl^-$ 순으로 높았으며, 특히 pH, EC, ${SO_4}^{2-}$ 및 $Ca^{2+}$ 함량은 광산별로 큰 편차를 보였다. 광미중의 중금속 전함량은 Cd 31.8, Cu 708, Pb 4,961, Zn 2,275 및 As 3,235 mg/kg이었고, 중금속 중 Cd, Zn 및 As는 우리나라 토양환경보전법의 토양오염대책 기준을 초과하였다. 광미 중 전함량에 대한 수용성 중금속 비율은 Cd > Zn > Cu > Pb > As 순으로 높게 나타나 토양 환경내에서 이동성이 높은 순위와 일치하였다. 또한 0.1M-HCl 산가용성 침출비율은 각각 Cd 17.4, Cu 10.2, Pb 6.5, Zn 6.8 및 As 11.4%(1M-HCl 추출성)이었고, 광미 중 중금속 전함량에 대한 수용성 함량비율은 화학성분 조성과 관련성이 큰 것을 알 수 있었다. 광미중의 중금속 부화계수(EF)는 As > Pb > Cd > Cu > Zn 순이었고, 오염지순(PI)는 Au-Ag 광산이 다른 광산보다 높은 것으로 나타났다. 이러한 광산 주변 광미의 중금속 부화계수와 오염지수를 근거로 볼 때 심각한 수준으로 중금속이 농집되어 있어 폐광산 주변의 주요 오염원은 광미를 포함한 광산폐기물로 판단할 수 있었다. 따라서 폐광산 주변에서 중금속을 다량 함유된 광미의 유실 및 강우에 의한 유출은 하부 수계 및 농경지에 심각한 문제를 야기 시키며,특히 산성 황화물을 함유하는 광산폐수는 산성배수를 일으켜 중금속 용출 부화를 가중시킬 수 있어 이에 대한 대책이 강구되어야 할 것이다.

• 자원환경지질
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• 제47권4호
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• pp.405-420
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• 2014

도심환경의 인위적 오염원에 의한 토양오염과 대기오염의 특성을 파악하기 위하여 서울지역 가로수의 플라타너스 잎과 토양을 격자형으로 52개의 지역에서 시료채취 및 중금속원소 함량을 측정하였다. 비교 대조를 위하여 비교적 오염이 적을 것으로 예상되는 충청남도 예산에 전원지역에서 2개 지점의 시료를 분석하였다. 서울시 토양 내 중금속 함량을 지역별로 측정한 결과, Cd, Co, Cr, Ni은 산업지역에서, Cu, Zn, Pb는 교통량 밀집지역에서 높았고, 도심 내 전원지역은 비교 대조지역보다 높은 중금속 함량을 보였다. 플라타너스 잎의 세척 전과 후의 차이는 Cd, Cu, Pb, Zn가 교통량 밀집지역에서 높았다. 토양은 Cd-Co, Cr-Ni, Cu-Zn, Pb-Zn는 상관계수 값이 0.8이상으로 양의 상관성을 보여 이들 원소간의 배출원은 유사하고, 플라타너스 잎은 Pb-Cu, Cu-Zn 원소간 상관성이 높았다. 플라타너스 잎의 중금속 조성이 토양으로부터 기인되는지를 확인하기 위해 토양과 세척한 잎과의 관계를 분석한 결과, Cr, Cu, Pb, Zn는 양의 상관성을 보였고, 반면 Cd, Co, Fe, Mn, Ni은 이들의 상관성이 낮은 것으로 보여 이들 원소들은 대기로부터 기인된 것으로 생각된다. 서울지역의 중금속 원소 분산을 등함량도의 원소별 패턴을 분석한 결과, 토양은 산업지역에서 Ni, Cr원소와 교통량 밀집지역에서 Cd, Cu, Zn원소의 오염도가 크고, 세척하지 않은 잎에 대한 Cd-Pb, Cu-Zn의 오염양상이 유사한 것으로 나타났다. 대기 중 부유된 원소별 부화지수 값을 예측을 위해 가로수 잎의 원소별 부화지수 값을 분석한 결과, Cu, Zn, Pb, Mn, Co, Ni, Cd, Cr 순으로 높았으며, 특히 서울지역에서는 Cu, Zn, Pb, Mn 으로 인한 오염이 심각한 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제51권5호
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• pp.429-438
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• 2018

콘크리트는 덩어리이기 때문에 분석을 위해서는 분쇄를 할 수밖에 없다. 그러나, 콘크리트와 같이 여러 재료의 혼합물을 파쇄, 특정 입도를 선별하는 것에 따른 효과는 아직까지 적절하게 평가된 바가 없다. 본 연구에서는 시멘트와 비산재를 고화제로 사용하고, 매립재와 모래는 골재로 사용하여 콘크리트 공시체를 제작한 다음, 토양오염공정시험기준과 폐기물공정시험기준에 따라 중금속분석을 수행하였다. 이를 위하여, 먼저, 공시체를 어느 정도 파쇄한 다음 채질하여 <0.15 mm, 0.15~0.5 mm, 0.5~5 mm를 선별(분쇄방법 1)하여 분석하였다. 토양오염공정시험기준 분석 결과, 작은 입도의 시료가 높은 중금속 농도를 보이는 경향이 뚜렷하였다. 특히, <0.15 mm는 각 개별재료의 농도와 배합비로 계산된 이론값보다도 몇 배 높은 값을 보이기도 하였다. 반면, 시료 전체가 <0.15 mm를 갖도록 완전히 분쇄(분쇄 방법 2)하여 분석한 결과는 이론값과 비슷한 농도를 보였다. 이 같은 결과는, 부분 분쇄 시에는 작은 입도에 중금속 농도가 높은 시멘트와 비산재가 농집되는 것과 관련이 있다. 반면, 폐기물공정시험기준 분석에서는 모든 항목에서 매우 낮은 용출 농도를 보였고, 토양오염공정시험기준에서와 같은 경향도 관찰되지 않았다.

• 한국환경생태학회지
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• 제36권6호
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• pp.566-574
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• 2022

중금속은 생체 내에서 분해되지 않고 장기간에 걸쳐 축적되는 특성으로 도시의 생물 다양성을 위협하는 위험한 오염물질 중 하나이다. 도시지역의 대기 중 중금속오염을 평가하기 위해 중금속 노출 정도에 따라 생물 체내의 축적농도를 비교하는 생물학적 모니터링의 필요성이 요구되고 있다. 본 연구는 중금속 모니터링 시료로서 둥지 재료의 활용 가능성을 검토하고 중금속이 박새과 조류에 미치는 영향을 파악하기 위해 수행되었다. 연구지역은 충청남도 천안시 소재 대학교 캠퍼스 내 녹지공간(14개), 도시산림(11개), 도시공원(29개)으로 총 54개의 인공새집이 설치되었다. 조류 이용률은 도시공원 6/29개(20.68%), 캠퍼스 내 녹지공간 11/14개(78.57%), 도시산림 8/11개(72.72%)로 나타났다. 수거한 둥지로부터 이끼 재료를 채취하였고 중금속 분석을 통하여 도시녹지 유형별 중금속축적특성과 중금속이 박새과 조류의 이소 성공 여부에 미치는 영향을 비교하였다. 분석결과 아연의 평균 농도는 228.08±209.62㎍/dry g, 납의 평균 농도는 17.67±6.72㎍/dry g로 나타났다. 도시녹지 유형별 아연농도는 유의한 차이를 나타내지 않았으나(Kruskal-Wallis test, p-value=0.28) 납 농도는 유의한 차이를 보였다(Kruskal-Wallis test, p<0.05^*). 중금속 분석을 진행한 21개의 박새과 조류 둥지 중 11개(52.38%)의 둥지에서 조류의 이소가 관찰되었다. 각 도시녹지 유형에서 관찰된 조류의 이소는 캠퍼스 내 녹지공간 7개(77.78%), 도시산림 6개(85.71%), 도시공원 1개(20%)로 주로 도시산림과 캠퍼스 내 녹지공간에서 이소가 확인되었다. 박새과 조류의 이소 성공 여부에 중금속 축적특성이 미치는 영향을 확인하기 위해 중금속 농도를 비교하였으나 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다(Zn : W=44, p-value=0.74, Pb : t=0.64676, df =7.2422, p-value =0.54). 본 연구는 박새과 둥지 재료를 중금속 모니터링 시료로 사용한 기초 연구로 비침습적인 생물학적 모니터링의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제55권4호
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• pp.339-352
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• 2022

환경 기준 항목이 증가하거나 강화되면서 지질기원에 의한 중금속 오염사례가 증가하고 있으며, 토양이나 지하수의 기준치 초과양상에서 자연적 기원인지 인위적 기원인지 구분해야 할 필요성이 높아지고 있다. 본 연구에서는 전국 지화학도 자료에 대한 통계적 처리와 높은 지질축적지수 분포 지역의 지화학적 특성을 평가하여 중금속 원소들의 지질기원 발생요인을 규명하였다. 지화학도가 작성된 Co, Cr, Cu, Ni, Pb, V, Zn 등을 대상으로 하였으며, 초염기성암 또는 초고철질암에서 기원한 Co, Cr, Ni, V이 요인 1로, 비철금속 황화광물에 기인한 Cu, Pb, Zn가 요인 2로 구분되어졌다. 특히 충청지역의 사문암체 분포지역에서 요인 1에 의한 중금속 지질기원 부화현상이 주로 나타나며 이를 포함한 인근지역에서도 오염 위험이 있다. 요인 2의 경우 태백산 및 경남 광화대 등지의 비철금속 광화지역 뿐만 아니라 국내의 전반적인 금-은 광화대 지역에서도 지질기원 부화현상이 우려된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제9권4호
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• pp.259-268
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• 2022

본 연구는 장기간 중금속 오염에 노출된 폐 석탄매립지에 생육하고 있는 참김의털 (Festuca ovina var. coreana) 종자를 채집하고 발아한 유식물을 가지고 온실 재배 실험을 통해 생육특성과 중금속축적능을 평가하고 식물정화법 (phytoremediation) 적용 가능성을 위해 수행하였다. 참김의털을 온실에서 인공적으로 오염된 토양에서 12 주 동안 재배하였다. 비소처리 인공토양의 농도구배는 각각 25, 62.5, 125, 250 mg/kg, 납 농도는 200, 500, 1000, 2000 mg/kg 및 카드뮴의 농도는 각각 15, 30, 60, 100 mg/kg로 처리하여 실험하였다. 비소, 납 및 카드뮴 처리구에서 참김의털의 엽수는 납 처리구 (200, 500, 1000 mg/kg)를 제외하고 대조구보다 모두 감소하였고, 지상부의 길이 성장은 비소 처리구 모두에서 대조구보다 증가하였으나 지하부는 모두 감소하였고, 1000 및 2000 mg/kg 납 처리구에서는 대조구보다 증가하였으나 나머지 처리구에서는 대조구보다 모두 감소하였고, 카드뮴 처리구의 경우, 지상부는 대조구보다 모두 증가하였고, 지하부는 모두 감소하였다. 비소 처리구의 경우, 생체량은 모든 부위와 모든 농도에서 대조구보다 감소하였고, 200, 500, 1000 mg/kg 납 처리구는 지상부와 지하부 모두에서 대조구보다 생체량이 증가하였고, 카드뮴 처리구에서는 지상부와 지하부의 생체량이 대조군보다 모두 감소하였다. 중금속의 처리구 농도가 높아질수록 엽수와 식물부위별 생체량은 모두 감소하는 경향을 보였고, 중금속의 처리구 농도가 높아질수록 지상부의 길이 성장은 소폭 증가하는 경향이 있으나 지하부는 다소 감소하는 경향이 있었다. 62.5 mg/kg 비소 처리구의 지상부, 지하부의 비소축적농도는 9.4 mg/kg와 253.3 mg/kg로 지하부가 26.9배로 축적율이 높았으며 250 mg/kg 비소 처리구의 지상부는 고사한 반면 지하부의 비소축적농도는 859.1 mg/kg로 분석되었고, 2,000 mg/kg 납 처리구에서 지상부와 지하부는 10,308.1 및 11,012.0 mg/kg로 지상부가 지하부의 1.1배 높게 축적되었고, 100 mg/kg 카드뮴 처리구에서 지상부와 지하부는 176.0 및 287.2 mg/kg로 지하부가 지상부의 1.6배 높게 축적되었다. 참김의털의 내성평가 결과, 비소, 납, 카드뮴의 모든 처리구에서 고사하지 않고 생장을 유지하여 3종의 중금속에 다재내성이 확인되었다. 참김의털의 납 오염토양에 대한 식물추출 (phytoextraction)은 납 오염농도 2,000 mg/kg까지 적용할 수 있는 식물종으로 검증되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권10호
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• pp.23-34
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• 2017

포화된 흙의 전기적인 특성은 흙 주위에 있는 간극수의 전기전도도에 크게 의존하므로, 흙의 전기전도도 변화를 이용하여 지반속으로의 오염물 침투를 감지하는데 널리 활용되고 있다. 본 연구의 목적은 포화시료에 대해 염분비와 납의 농도 변화에 따른 흙의 전기적 특성 변화를 조사하는 것이다. 전기저항과 시간영역반사법 신호측정을 위한 센서를 매설한 원통형 셀 내부에 담수 및 염분 농도 1%, 2% 그리고 3%의 염수용액을 0~10mg/L 사이의 6가지 납 표준용액과 혼합하여 수용액을 준비하였다. 이후 수용액 속에 건조시킨 모래시료를 수중강사법을 이용하여 조성하였다. 조성된 포화시료에 대해 셀 내부에 설치된 센서들로부터 전기저항과 시간영역반사법 신호를 측정하고 이 결과로부터 전기전도도를 산정하였다. 실험 결과, 주파수 1kHz에서 측정된 전기저항으로 부터 산정한 전기전도도는 납의 농도가 증가함에 따라 연속적으로 증가하는 것으로 나타났으므로 전기저항으로부터 산정한 전기전도도가 오염정도를 파악하기 위해 사용될 수 있는 것으로 나타났다. 또한 시간영역반사법으로부터 산정한 전기전도도의 경우 저농도에서의 납의 농도 변화에도 전기전도도가 변화하지만, 납의 농도가 증가함에 따라 변화 정도는 점차 감소하는 것으로 나타났다. 즉, 시간영역반사법은 중금속 누출여부를 조사하는데 적합한 것으로 평가되었다. 본 연구는 전기저항과 시간영역반사법의 상호보완적인 특성을 활용한다면 해안 및 해양환경에서도 중금속의 누출 및 오염을 감지할 수 있음을 보여준다.

• 상하수도학회지
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• 제22권2호
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• pp.251-257
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• 2008

Food compost, having a higher organic contents than soil, could be an alternative material to prevent the proliferation of heavy metals contamination in soil. In this study we used a convection-dispersion local equilibrium sorption model(CDE) and a two-site non-equilibrium sorption model to find the effects on the adsorption and transportation of Pb by mixing food compost with soil and we also tried to find the effect of velocity and concentration of the injected solution on the characteristics of Pb. We measured Pb concentrations in injection-liquid and in effluent, and then applied them to CXTFIT program. As a result of column experiments, some parameters(D, R, ${\beta}$, ${\omega}$) used in two-site non-equilibrium adsorption model were obtained. Characteristics of Pb adsorption and transport were analyzed using the parameters(D, R, ${\beta}$, ${\omega}$) obtained from the CXTFIT program, We could know that mixed soil with food compost showed a higher adsorption capacity from the retardation factor(R) calculated from the breakthrough curve(BTCs) of Pb. Rs of soil and mixed soil are 20.45, 37.45 respectively, indicating that the adsorption and the transportation characteristics could be accessed quantitatively by using of two-site non-equilibrium adsorption model.

• 한국환경농학회지
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• 제34권2호
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• pp.69-76
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• 2015

국내 주요 국가산업단지인 여수국가산업단지, 울산국가산업단지 및 시화 반월산업단지 주변 토양에 대해서 2006년부터 2008년까지 3년 동안 상반기와 하반기로 각각 나누어 시료를 채취한 다음 중금속 농도와 분포특성을 파악하고, 부화지수를 이용한 토양 중금속 오염도를 평가하였다. 여수국가산업단지의 토양 중 Cd, Hg, Pb, Zn 및 Ni 농도가 다른 두 국가산업단지에서의 농도보다 더 높게 나타났으며, 시화 반월산업단지의 토양에서는 Cu, As 및 Cr의 농도가 높게 나타났으나 토양오염우려기준은 초과하지 않았다. 대체적으로 여수국가산업단지의 토양 중 중금속 오염이 다른 두 국가산업단지지역에 비하여 더 높게 나타난 것은 종합석유화학공업기지인 여수국가산업단지에는 입주해있는 석유화학공장들에서 발생하는 오염물질과 또한 이들을 수송하는 자동차 등의 비점오염원의 영향을 더 많이 받았기 때문인 것으로 판단되었다. 연구대상 지역별로 각각 구분하여 토양 중금속 결과를 이용한 주성분 분석결과 세 지역 모두 고유치가 1 이상인 주성분 2개를 각각 추출할 수 있었다. 여수 및 시화 반월국가산업단지에서는 Cd, Cu, Pb, Cr, Zn 및 Ni이 요인 1로, 그리고 As 및 Hg이 요인 2로 설명되었으며, 이는 두 지역 모두 석유화학과 기계, 철강, 전기전자 등의 배출원 영향을 받는 것으로 판단되었다. 울산국가산업단지은 Cd, Pb, Cr 및 Ni이 요인 1로, 그리고 Cu, As, Hg 및 Zn이 요인 2로 설명되었으며, 이는 기계, 석유화학, 운송장비, 비제조 등의 배출원 영향을 받는 것으로 판단되었다. 부화지수(EF)에 의한 오염도 평가 결과 3개 지역 모두 Cd, Pb 및 Zn의 EF값이 1 이상으로 나타나 이들 항목들의 오염개연성이 타 항목들에 비하여 높은 것으로 판단되었다. Cr은 시화 반월국가산업단지에서 1을 초과한 것으로 나타났으며, 3개 지역 모두 Zn의 부화지수가 상당히 높게 나타났다. 이상의 결과를 미루어 볼 때, 국가산업단지 토양의 중금속 오염은 토양환경 및 주변 농업환경에 악영향을 미칠 수 있으므로 다양한 중금속 배출원을 파악하여 각 배출원별로 철저한 관리가 필요할 것으로 판단된다.