• 한국토양비료학회지
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• 제48권5호
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• pp.332-339
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• 2015

The objective of this study was to evaluate the effectiveness of different biochars on the removal of heavy metals from aqueous media. The experiment was carried out in aqueous solutions containing $200mg\;CdL^{-1}$ or $200mg\;PbL^{-1}$ using two different biochars derived from soybean stover and orange peel (20 mg Cd or $Pbg^{-1}$ biochar). After shaking for 24 hours, biochars were filtered out, and Cd and Pb in the filtrate were analyzed by flame atomic absorption spectrophotometer (FAAS). In order to provide information regarding metal binding strength on biochars, sequential extraction was performed by modified SM&T (formerly BCR). The results showed that 70~100% of initially added Cd and Pb was adsorbed on biochars and removed from aqueous solution. The removal rate of Pb (95%, 100%) was higher than that of Cd (70%, 91%). In the case of Cd, orange peel derived biochar (91%) showed higher adsorption rate than soybean stover derived biochar (70%). Cd was adsorbed on the biochar mainly in exchangeable and carbonates fraction (1st phase). In contrast, Pb was adsorbed on it mainly in the form of Fe-Mn oxides and residual fraction (2nd and 4th phase). The existence of Cd and Pb as a form of surface-precipitated complex was also observed on the surfaces of biochars detected by field emission scanning electron microscope (FESEM) and energy dispersive X-ray spectrometer (EDAX).

• 자원리싸이클링
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• 제30권2호
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• pp.14-23
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• 2021

실제 광산 현장에서 적재된 광석으로부터 미생물에 의한 중금속 용출 가능성을 알아보고자 호산성 미생물인 Acidithiobacillus ferrooxidans와 Acidithiobacillus thiooxidans를 이용하여 초기 산성조건에서 복합금속광(Pb-Zn-As 광석)을 대상으로 60일에 걸쳐 중금속 용출실험을 진행하였다. 용출 시험 초기에는 초기 산성 조건에 의해 용출되는 소량의 중금속 이외에 미생물의 활성화로 인한 중금속의 용출은 거의 검출되지 않았다. 그러나 A. thiooxidans이 시료의 환경에 적응한 20일 이후, 중금속 용출량이 급격히 증가하였으며, 독성 물질로 위험성이 높은 비소와 철, 아연이 각각 최대 2800 mg/L, 3700 mg/L, 그리고 2050 mg/L로 용출되는 것을 확인하였다. 반면 A. ferrooxidans을 주입한 반응기와 미생물을 주입하지 않은 대조실험 결과에서는 약간의 아연을 제외한 기타 중금속 용출이 전혀 발생하지 않았다. 이를 통해 산성조건의 광산 현장에서 토착 미생물에 의한 황화광 산화 및 중금속의 용출 가능성을 확인할 수 있었고, 본 연구에 사용된 고농도 비소를 함유한 광석 시스템에서는 A. ferrooxidans 보다 A. thiooxidans에 의한 중금속 용출이 더욱 위협적이라는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.497-502
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• 2019

금속산화물 나노구조물은 고감도 가스센서 및 대용량의 리튬이온 전지와 같은 첨단 응용 분야에 활용될 수 있는 유망한 소재로 알려져 있다. 본 연구에서는 산화주석(SnO) 나노구조물을 두 영역 전기로 장치를 이용하여 다양한 온도에서 Si 웨이퍼 기판 위에 성장시켰다. 원료물질인 이산화주석($SnO_2$) 파우더를 알루미나 도가니 속에 넣어서 $1070^{\circ}C$에서 기상화시켰으며, 이송가스인 고순도 Ar 가스를 1000 sccm으로 흘려주었다. SnO 나노구조물은 $350{\sim}450^{\circ}C$, 545 Pa 조건에서 30분 동안 Si 기판 위에 성장되었다. 성장된 SnO 나노구조물의 표면형상을 전계방출형 주사전자현미경(FE-SEM)과 원자힘 현미경(AFM)으로 조사하였다. 또한 성장된 SnO 나노구조물의 결정학적 특징을 Raman 분광학으로 조사하였다. 그 결과 성장된 산화주석은 SnO 상을 가지고 있었다. 기판의 온도가 증가함에 따라 성장된 SnO 나노구조물의 두께와 결정립의 크기도 $424^{\circ}C$까지는 증가하였다. $450^{\circ}C$에서 성장된 SnO 나노구조물은 복잡한 다결정 형태의 표면형상을 나타내었지만, $350{\sim}424^{\circ}C$ 범위에서 성장된 SnO 나노구조물은 기판에 나란한 형태의 단순한 결정구조를 나타내었다.

• 한국산업보건학회지
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• 제31권1호
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• pp.73-82
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• 2021

Objectives: This study aimed to investigate the public cognition and information acquisition route for heavy metals and organic solvents in the general population in order to provide information for the development of public relations materials. Methods: The study was carried out by questionnaire from January to March 2011 by an interview with trained surveyors. There were 700 participants, divided by gender and age. A questionnaire was issued consisting of subjective and objective cognition evaluation items and questions about information acquisition route and preferred information acquisition route for six heavy metals and five organic solvents. Data were expressed as a percentage using the SPSS 23.0 software package. Result: For heavy metals, subjective and objective cognition degrees were higher in the order of lead, mercury, cadmium, and arsenic. They were higher among males than females, and in adults compared to school-age subjects. For organic solvents, both cognition degrees were high in the order of acetone, benzene, and formaldehyde. However, cognition degree by gender and age showed a complex pattern. As a response to information acquisition route, broadcast media had the highest in all ages and genders, followed by word of mouth from neighbors in elementary school children, school education or expert lectures in middle and high school students up to people in their 30s, and print media among those in their 40s to over 60s. There was no difference in the order by gender. As a response to preference for information acquisition route, broadcast media also proved the highest in all ages and genders, followed by school education or professional lectures among those in elementary school and over their 60s, and the internet in other age groups. Females preferred school education or expert lectures and word of mouth from neighbors, while males preferred the internet. In the case of the internet, the ranking was higher for preferred information acquisition route compared with the ranking for information acquisition route. Conclusions: This data on cognition degree, information acquisition route, and preferred information acquisition route according to gender and age can provide basic data for the development of educational and promotional materials for heavy metals and organic solvents exposure management.

• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.168-173
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• 2021

도금폐수의 처리는 폐수의 pH, 중금속 및 시안(CN)함유에 따라 다양하고 복잡한 공정이 적용된다. 이중 시안(CN)의 처리는 차아염소산(NaOCl)을 이용한 알칼리 염소 처리법이 일반적으로 많이 사용되고 있다. 그러나, 암모니아성 질소(NH₃-N)와 시안(CN)이 동시에 함유될 경우 암모니아성 질소(NH₃-N)의 처리를 위해 차아염소산(NaOCl) 이 과다하게 소비되는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구는 시안(CN)처리에 있어서 1) 알칼리염소법에서 암모니아성 질소(NH₃-N)농도에 따른 차아염소산(NaOCl)의 소모량을 조사하고 2) ferrate (VI)가 시안(CN)을 선택적으로 처리할 수 있는지를 평가하였다. 모의폐수를 이용한 실험결과 알칼리염소법에서는 암모니아성 질소(NH₃-N)농도가 높을수록 시안(CN)의 제거율이 감소하였으며 차아염소산(NaOCl)의 소비량이 암모니아성 질소(NH₃-N) 농도에 따라 선형적으로 증가하였다. Ferrate (VI)를 이용한 시안(CN) 제거에서는 암모니아성 질소(NH₃-N) 농도에 관계없이 시안(CN)의 제거를 확인하였으며 이때 암모니아성 질소(NH₃-N)의 제거율은 낮아 ferrate (VI)가 시안(CN)을 선택적으로 제거함을 확인하였다. Ferrate (VI)의 시안(CN) 제거효율은 pH가 낮을수록 높게 나타났고 ferrate (VI) 주입량에 관계없이 99% 이상을 보였다. 실제 도금폐수에 적용한 결과에서는 ferrate (VI)와 시안(CN)의 투입 몰비 1:1에서 99% 이상의 높은 제거율을 보였으며 이는 화학양론 반응식의 몰비와 일치하는 결과로 모의 폐수와 동일하게 암모니아성 질소(NH₃-N) 및 기타오염물질이 함유된 실제 폐수에서도 선택적으로 시안(CN)을 제거하는 것으로 확인되었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.233-240
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• 2022

용융적층 방식의 필라멘트에 대한 방사선의 차폐유무의 관한 연구가 최근 연구되어지기 시작하였지만 차폐능력을 가진 필라멘트는 국내에 판매되지 않고 있으며 관련 연구도 미비하다. 이에 본 연구는 고밀도 폴리에틸렌을 기지재로 하고 강화재로 비스무트를 선정하여 복합 필라멘트를 제작한 후 차폐능력을 평가하고 3D 프린트를 이용한 방사선 차폐 복합물질 개발의 기초자료를 제공하고자 한다. 고밀도 폴리에틸렌에 실효 원자번호가 83인 비스무트를 혼합하였고 비스무트의 함유량을 20 wt%, 30 wt%, 40 wt%로 조절하여 필라멘트를 제작하였다. 제작된 필라멘트는 ASTM의 평가방법을 이용하여 물성 및 차폐능력을 평가하였다. 비스무트 함유량이 증가할수록 밀도, 무게, 인장강도는 증가하였고 차폐능력이 우수해짐을 확인 할 수 있었다. 방사선 차폐능력 평가 결과 HDPE(80%) + Bi(20%)의 경우 60 kV일 때 82%의 차폐율을 보였으며 비스무트 함유량이 40% 일 때는 최대 94.57%이상의 차폐율을 나타내는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 HDPE + Bi 필라멘트를 사용하면 기존에 연구되어진 금속 입자 함유 필라멘트들보다 가볍고 방사선을 차폐할 수 있는 방사선 차폐체 제작이 가능하다는 것을 확인하였고 의료 및 방사선 산업에 있어 방사선 차폐 복합물질로서의 사용가능성을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제55권4호
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• pp.353-366
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• 2022

지구과학 데이터(지오데이터)의 공간 이질성, 희소성 및 고차원성으로 인해 공간 분포 추정에 어려움이 있다. 따라서 지구과학의 많은 응용 분야에서 지오데이터의 고유 특성을 고려할 수 있는 공간 추정 기법이 필요하다. 본 연구에서는 기계 학습 알고리즘 중 하나인 가우시안 혼합 모델(Gaussian Mixture Model; GMM)을 이용하여 공간 예측 방법을 제공하고자 하였다. 제안된 기법의 성능을 검증하기 위해, 옛 제련소 부지에서 휴대용 X선 형광분석기(PXRF) 및 유도결합플라즈마-원자방출분광법(ICP-AES)을 이용하여 분석된 토양 농도 자료를 활용하였다. ICP-AES를 이용해 분석된 As와 Pb를 주변수로 하고, 나머지 자료는 보조변수로 활용하였다. 다차원의 보조변수 중 중요 변수를 선별하기 위해 랜덤포레스트 기반의 변수선택법을 적용하였다. ICP-AES 및 PXRF를 통해 구축된 다변량 데이터를 사용한 GMM의 결과를 단변량 및 이변량 데이터를 사용한 정규 크리깅(Ordinary Kriging; OK) 및 정규 공동크리깅(Ordinary Co-Kriging; OCK)의 결과와 비교하였다. GMM의 결과는 OK 및 OCK의 결과보다 낮은 평균 제곱근 편차(RMSE; 비소는 최대 0.11 및 납은 0.33까지 향상)와 높은 상관관계(r; 비소는 최대 0.31 및 납은 0.46까지 향상)를 제공하였다. 이는 GMM을 사용할 경우 토양 오염의 범위 해석의 성능을 향상시킬 수 있음을 지시한다. 본 연구는 다 변량 공간추정 접근법이 복잡하고 이질적인 지질 및 지구 화학자료의 특징을 이해하는 데 효과적으로 적용될 수 있음을 증명하였다.

• 한국환경보건학회지
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• 제49권4호
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• pp.190-200
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• 2023

Background: Gunsan has been constantly affected by pollutants generated by the Saemangeum development and the construction industry since the completion of the Saemangeum seawall on April 27, 2010. However, there are limitations to its study, such as taking into consideration weather conditions, geographical factors, and foreign inflows. Objectives: In this study, we compared the Existing-CAPSS emissions of Gunsan with Recalculated-CAPSS emissions data to analyze the differences in emissions characteristics by year (2016~2019). Methods: Using Existing data on CAPSS emissions (2016~2019) and Recalculated-CAPSS emissions (2016~2019) for Gunsan, which were Recalculated following the improvement of emissions calculations for 2020, we organized CO, NO_X, SO_X, PM₁₀, VOC_S, and NH₃ emissions by substance and investigated the differences and characteristics of the Recalculated emissions by year. Results: For Re-CO and Re-PM₁₀, the emission characteristics of CO were examined as energy industry combustion and PM₁₀ emission characteristics were examined as ship cargo from non-road transportation sources, as ship leisure sources were excluded from non-road transportation source emissions. Conclusions: Comparing the emissions of Existing-CAPSS and Recalculated-CAPSS in Gunsan, the emissions of Recalculated-CAPSS by substance decreased by 39.76% for CO, 9.98% for PM₁₀, 5.53% for VOC_S, and 9.24% for NH₃, while Re-NO_X increased by 2.86% and Re-SO_X increased by 1.97%. On the other hand, when comparing the emissions characteristics of Existing-CAPSS and Recalculated-CAPSS in Gunsan, Jeonju, and Iksan, the emission characteristics of Re-NO_X, Re-SO_X, Re-VOC_S and Re-NH₃ were similar to those of Ex-NO_X, Ex-SO_X, Ex-VOC_S, and Ex-NH₃. As such, Gunsan, Iksan, and Jeonju, showed differences in the comparison of different emission characteristics due to the geographical characteristics of the region (population, area, topography, weather factors) and the characteristics of the industrial complex (metal, petrochemical).

• 자원환경지질
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• 제55권6호
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• pp.689-699
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• 2022

쌍전광상은 영남육괴 선캠브리아기 변성퇴적암류인 원남층, 분천 화강편마암, 각섬암 또는 페그마타이트 내 열극을 충전하여 생성된 함 텅스텐 열수 맥상광상이다. 쌍전광상의 맥상 광화작용은 지구조적 운동(tectonic break)에 의하여 광화 1기(stage I)와 광화 2기(stage II)로 구분된다. 광화 1기는 석영맥의 생성과 함께 주된 함 텅스텐 광물인 철망간중석 및 회중석과 함께 황화광물 및 산화광물 등이 수반 산출한 시기로서, 공생관계와 광물조합 특성 등에 의하여 세 단계의 광화시기(초기, 중기, 후기)로 구분된다. 광화 1기의 초기에는 유비철석과 황철석이 산출되었다. 중기에는 주된 텅스텐 광화작용이 진행되어 철망간중석, 회중석과 함께 함 티탄 산화광물과 천금속 황화광물 등이 산출되었다. 후기에는 함 비스무트 광물과 함께 2차 광물인 백철석 등이 산출되었다. 광화 2시기는 주 광화작용 이후의 금속 광화작용이 이루어지지 않은 석영맥의 생성 시기이다. 쌍전광상의 주된 광화작용은 고온(≥370℃)의 H₂O-CO₂-NaCl계 열수유체 유입으로 시작되어 초기 내지 중기의 냉각과 비등작용 및 불혼화용융, 후기의 상대적으로 천부를 순환한 열수유체 또는 천수의 혼입 등에 의하여 ≥370℃~≤170℃의 온도 조건에서 18.5 to 0.2 wt. percent NaCl 상당 염농도를 갖는 유체에서 진행되었다. 쌍전광상의 광물 공생관계 변화는 이러한 열수계의 진화에 의한 온도와 황 분압 조건의 감소 등의 환경변화가 반영된 결과이다.

• 한국환경보건학회지
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• 제49권3호
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• pp.134-148
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• 2023

Background: The conducting of health effect surveys (HESs) in environmentally contaminated vulnerable areas (ECVAs) by the central and local governments has been increasing apace with the increase in demand for HESs since the Environmental Health Act was enacted in South Korea in 2008. Objectives: This study aimed to review the HESs of residents in ECVAs conducted in South Korea. Methods: An analysis was performed on 125 reports obtained from the Environment Digital Library, PRISM, and local government websites after selecting from 803 projects obtained as ECVAs from the Korea ON-Line E-Procurement System (1997~2021), National Institute Environment Research (2000~2021), and Korea Environmental Industry and Technology Institute (2009~2021). The reports were classified by background (residents' demand, HES, and more), research design (cross-sectional study, cohort, ecological study, and panel), pollution source (abandoned metal mine (AMM), industrial complex (IC), and more), and assessment method of exposure and health effects. The survey area was converted into administrative district codes for geographical mapping. Results: There were 37, 34, 18, and 10 cases associated with AMM, IC, waste incinerators, and coal-fired power plants, respectively. Most of the studies conducted were cross-sectional studies and ecological studies. The proportion of epidemiological investigations by residents' demand showed an increase from 0.0% to 8.9% for the central government while decreasing from 16.7% to 14.3% for local governments after 2008 compared to before 2008. HESs increased at both the central and local government levels since 2014. For the evaluation method, 365 environmental hazards, 319 health outcomes, and 302 biological markers were investigated, with the most commonly investigated items being metals, cancer, and blood metals. Conclusions: HESs of residents in ECVAs in South Korea have been continuously developed both quantitatively and qualitatively. Future improvements are expected, and systematic review and classification of the HESs is warranted.