• 자원리싸이클링
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• 제21권1호
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• pp.3-16
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• 2012

도시광산 재자원화기술의 모듈과 한국의 비철제련 프로세스를 파악하기 위하여 재자원화기술의 전체상과 요소기술, 물리선별, 비철제련 프로세스 및 바람직한 도시광산 처리기술의 단위조작을 밝히고, LS-Nikko동제련(주)과 고려아연(주)의 리싸이클링 프로세스를 탐색하였다. 끝으로 일본의 대표적인 비철제련소인 DOWA Holdings 및 JX Holdings 리싸이클링 프로세스와 한국의 위 두 비철제련소의 리싸이클링 프로세스를 비교검토 하였다.

• 한국환경보건학회지
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• 제49권5호
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• pp.237-246
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• 2023

Background: Arsenic is a metalloid of public health significance due to its unique material properties and toxicity and the widespread pollution in the environment. Arsenic exists as inorganic arsenic and organic arsenic with distinct chemical properties. Its toxicity varies depending on the properties. Objectives: Although the carcinogenicity of arsenic has been identified, the various diseases that occur after acute and chronic exposure to arsenic are not yet clearly known. Methods: Research on the effects of chronic exposure to arsenic on human health was searched and the results were summarized. Results: It has been found that cancer occurs due to exposure to high concentrations of arsenic in areas with elevated exposure to arsenic, but research results have recently been presented on health effects caused by chronic exposure to low concentrations of arsenic. Cancers have also been identified to be related to inorganic arsenic, including skin cancer, lung cancer, and bladder cancer. Significant relationships with neurological diseases, cardiovascular diseases, and diabetes mellitus have been suggested as well. Conclusions: Our results suggest that it is necessary to evaluate the health impact on residents around abandoned metal mines and industrial complexes in South Korea.

• 한국습지학회지
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• 제25권4호
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• pp.306-314
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• 2023

하천퇴적물은 유역내 다양한 오염원으로부터 발생하는 중금속, 유기물 등 오염물질의 수용체일 뿐만 아니라 수질 오염 및 수생태 악영향을 유발할 수 있는 2차적 오염원이기에 중요한 관리대상이라고 할 수 있다. 오염된 하천퇴적물의 효과적인 관리를 위해서는 오염원에 대한 식별과 이와 연계된 관리대책의 수립이 우선되어야 한다. 본 연구는 하천퇴적물내 측정된 다양한 이화학적 오염항목 분포 특성에 기반하여 퇴적물의 주요 오염원을 식별하기 위한 방법으로서 기계학습모델의 적용성을 평가하였다. 기계학습 모델의 성능 평가를 위해 전국 4대강 수계내 주요 폐금속광산 및 산업단지 인근에서 수집된 총 356개의 하천퇴적물에 대한 중금속 10개 항목(Cd, Cu, Pb, Ni, As, Zn, Cr, Hg, Li, Al)과 토양항목 3개(모래, 실트, 점토 비율) 수질항목 5개(함수율, 강열감량, 총유기탄소, 총질소, 총인)를 포함한 총 18개 오염항목에 대한 분석자료를 활용하였다. 기계학습 분류 모델로서 선형판별분석(linear discriminant analysis, LDA)과 서포트벡터머신(support vector machine, SVM) 분류기를 사용하여 폐금속광산('광산')과 산업단지('산단') 인근에서의 하천퇴적물 시료의 분류 성능을 평가한 결과, 채취 지점 및 시기별 4가지 경우(비강우시 광산, 강우시 광산, 비강우시 산단, 및 강우시 산단)에 대한 퇴적물 시료의 분류 성능이 우수하였으며, 특히 비선형 모델인 SVM(88.1%)이 선형모델인 LDA(79.5%) 보다 퇴적물을 분류하는데 있어 보다 우수한 성능을 나타냈다. SVM 앙상블 기반 비배타적 다중라벨분류기 모델을 이용하여 각 시료채취 지점 상류 유역 1km 반경 내 지배적인 토지이용 및 오염원을 다중 타겟값으로 다중분류 예측을 수행한 결과, 폐금속광산과 산업단지의 분류는 비교적 높은 정확도로 수행하였으나, 도시와 농업지역 등 다른 비점오염원에 대한 분류정확도는 56~60%범위로 비교적 낮게 나타났다. 이는 다중라벨 분류모델의 복잡성에 비해 데이터셋의 크기가 상대적으로 작아서 발생한 과적합에 기인한 것으로 향후 보다 많은 측정자료가 확보될 경우 기계학습 모델을 적용한 오염원 분류의 정확도를 보다 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제52권6호
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• pp.529-539
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• 2019

본 연구에서는 pH 변화에 따른 인공 산성광산배수로부터 중금속 제거와 침전물 생성에 대한 연구를 수행하였다. 인공 산성광산배수는 폐광산에서 유출되는 산성광산배수에 다량 포함된 Fe, Al, Cu, Zn, Mn의 황산염을 이용하여 제조하였다. 실험은 5가지의 중금속에 대하여 초기 농도 30과 70 mg/L의 단일 및 혼합 시료를 이용하여 수행하였다. Fe와 Al은 각각 pH 4.0과 5.0에서 대부분 제거되었으며 그 외 중금속은 pH가 증가함에 따라 서서히 감소하였다. 단일 및 혼합 중금속 시료에 대한 pH 증가에 따른 농도 변화는 대체로 유사한 경향을 나타낸다. 수용액으로부터 중금속 제거 효과는 초기 농도와 관계없이 유사한 경향을 나타내고 pH 변화에 따라 확연한 차이를 나타낸다. X-선회절분석을 이용하여 침전물에 대한 광물 감정을 수행하였으며 pH가 증가함에 따라 결정도가 증가하는 경향을 나타낸다. 수용액 내에 중금속 농도가 감소하면서 생성되는 침전물은 Fe-침철석(FeOOH), Al-배사알루미나이트(Al₄(SO₄)(OH)₁₀·4H₂O), Cu-코넬라이트Cu₁₉(OH)₃₂(SO₄)Cl₄·3H₂O)와 테놀라이트(tenorite: CuO), Zn-진사이트(ZnO), Mn-하우스마나이트(Mn₃O₄)이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제24권3호
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• pp.183-191
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• 1991

본 연구는 아연광산(亞鉛鑛山) 주변의 논토양에 존재하는 Cd, Pb, Cu 및 Zn의 형태별 함량을 조사하여 중금속간의 분포(分布) 특성(特性)을 검토하였으며, 토양 화학적 성질이 이들의 형태별 함량 분포에 미치는 영향을 밝히기 위하여 수행되었다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 공시토양에 존재하는 Cd, Pb, Cu 및 Zn은 주로 해화물-잔류태(殘留態)로 존재하였으며, Cd와 Pb의 산화물(酸化物)-탄산염태(炭酸鹽態)와 Cu의 유기복합태(有機複合態)의 함량도 높은 편이었다. Pb와 Cu의 치환태는 소량 존재하였으며, 수용태는 Zn만 검출되었다. 2. 치환태의 분포비가 높은 토양일수록 산화물-탄산염태 및 황화물-잔류태의 분포비가 낮았다. 3. 토심이 깊어질수록 치환태 Cd 및 Zn의 분포비(分布比)는 낮아지고 항화물-잔류태의 분포비가 높아졌으며, Pb는 산화물-탄산염태의 분포비가 낮아지고 황화물-잔류태의 분포비가 높아졌다. 4. Cu는 유기물이 많은 토양일수록 Cu의 유기복합태 함량이 많았으며, Cd, Pb 및 Zn의 유기복합태는 유기물함량과 관계가 없었다. 치환태 Cd, Pb 및 Zn의 분포비는 pH가 높은 토양일수록 낮았으나, 이들의 산화물-탄산염태과 황화물-잔류태의 분포비의 합은 높았다. Pb의 산화물-탄산염태 및 황화물-잔류태의 분포비는 공시토양의 pH 전범위에서 Cd 및 Zn에 비하여 높았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.355-361
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• 2018

광업은 국가 산업발전의 기반이 되는 에너지와 원료자원을 공급하는 국가 기간산업으로 중요성을 가지고 있다. 한편 광산 개발은 필연적으로 광해를 동반하는데 대표적인 예로 지반침하, 중금속 오염, 수질오염 등을 들 수 있다. 광해는 피해의 범위가 크고, 복구에 많은 시간과 비용이 필요하며, 기간 지속적으로 피해가 발생할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위한 체계적인 광산관리가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 국내 광산 및 광산공간정보 구축 현황과 광산관리를 위한 광산공간정보 구축 기술을 분석하였다. 조사된 광산은 95%가 비금속광으로 석회석 광산이 67%로 가장 많았으며, 구축된 광산공간정보는 2차원의 현황도 및 단면도, 지질도로 3차원 광산공간정보는 구축되어 있지 않은 것으로 나타났다. 3D 레이저 스캐너에 대한 조사 및 분석 결과와 우리나라 광산의 특징을 고려할 때 광산공간정보 구축을 위한 방안으로 이동식 스캐너가 가장 적합할 것으로 판단된다. 3D 레이저스캐너를 통해 취득되는 데이터는 대상물을 효과적으로 시각화 할 수 있으며, 갱내 도면의 제작, 체적의 산출 등 다양한 활용이 가능하기 때문에 체계적인 광산관리에 기여할 것이다.

• 자원환경지질
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• 제50권1호
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• pp.73-83
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• 2017

조사광산들은 페루 중부 오욘지역 다중금속 광화대내 다양한 형태로 부존하고 있다. Iscaycruz Zn-Cu-Pb 광산은 다금속 교대 및 스카른 광상으로, 상부에 백악기 퇴적물이 놓여있는 이토질의 쥐라기 퇴적물로 형성된 퇴적암 층군내에 배태한다. 이 층군내 화성암의 관입은 다금속 광화작용을 발생시켰다. Raura Pb-Zn-Cu 광산은 백악기 마차이(Machay) 석회암층이 퇴적되어 있으며, 섬록반암이 관입과 연관된 암맥들에 의해 광화작용이 발달한다. 여러 개의 광체가 발달하고 있으며, 그 중 카투보(Catuvo)광체는 Pb-Zn 광물이 우세하게, 니나코차(Ninacoha)광체는 Ag가 풍부한 방연석이 산출된다. 에스페란자(Esperanza)광체와 레스토라도라(Restauradora) Cu-Ag 광체는 맥상으로 수많은 소규모의 구조에 의해 광화작용이 규제되고 있다. Huaron 광산은 Ag, Pb, Zn Cu 광화작용에 의해 형성된 열수다중금속광상으로, Huaron 배사구조내에 주로 위치하는 몬조나이트 암맥의 관입과 관련된 구조내에서 발달한다. 광화작용은 주요 단층계에 평행한 맥상으로, 역암과 기타 적합한 층서면의 탄산염부분과 관련된 "manto"로 알려진 교대광체로, 그리고 맥의 교차점에서 몬조나이트 관입체내 광염상으로 나타난다.

• 자원환경지질
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• 제35권1호
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• pp.55-66
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• 2002

태백지역 동해광산 일대는 여러 개의 폐광된 탄광들이 있다. 연구지역에는 소로천과 사내천의 두 개의 하천이 있으며 산성광산배수의 유입으로 인하여 하천의 바닥에 적갈색, 황갈색 및 흰색의 침전물이 형성된다. 동해탄광 주위의 암석은 크게 석회암, 사암 셰일로 구분된다. 산성광산배수의 근원이 되는 폐석은 주로 황철석과 녹니석으로 구성되며, 석회암은 방해석과 약간의 돌로마이트, 사암은 석영과 일라이트, 셰일은 엽납석과 석영, 녹니석을 포함한다. 산성광산 배수가 유입되는 하천은 Fe, Ca, Ma, Al, Si, SO$_{4}$ 등이 비 오염하천 보다 높게 나타난다. 산성광산배수 지역에서 높은 함량을 나타내는 Ca는 방해석, Mg, Al Si는 주로 녹니석, 엽납석과 같은 알루미노규산염 광물에 의해 Fe와 SO$_{4}$는 황철석의산화에 의해 하천수에 부가된 것으로 추정된다. 초기 침출수나 상류지역 하천수의 Fe, Al, Si, SO$_{4}$의 함량이 높게 나타나지만 하류로 갈수록 낮아지는 경향이 있다. 이것은 비 오염하천수의유입에 의한 희석효과와 하천수의 지구화학적 환경 변화에 따라 하천의 바닥에 산화/수산화물이나 황산염광물로 침전되기 때문인 것으로 추정된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권5호
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• pp.674-683
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• 2010

본 연구에서는 폐광산 주변 농경지 용도의 경작 적합성을 판단하고자 토양의 위해성을 정량적으로 측정할 수 있는 과학적 방법인 한국, 미국 및 영국의 위해성평가를 이용하였다. 예비위해성평가를 통하여 선택한 DM, MG 및 KS광산을 위해성평가 대상 지역으로 선택하여 토양 및 농작물 시료를 채취하였다. 이후 토양과 농작물 시료 중 중금속 분석을 통하여 위해성 평가 및 농경지 적합성 판단을 위한 변수를 확보하였다. 토양 중 중금속 분석결과, 환경부 보고서에 수록된 수치보다 토양 중 중금속의 함량이 낮은 것을 확인하였으며, 대상 광산지역 모두에서 토양 중 Cd의 함량이 토양 환경보전법의 1 지역 토양오염우려기준을 초과하고 있는 것을 확인 할 수 있었다. S3와 S6지역은 As함량이 각각 1 지역의 대책기준과 우려기준을 초과하였다. 농작물 내 중금속 농도는 작물의 중금속 한계 농도를 근거로 DM광산주변에서 재배되고 있는 고추, 콩, 옥수수에서 Zn의 경우에만 오염식물의 범위로 판단되었으며, 이 외의 중금속 함량은 Kabata-pendias and Pendias의 일반적으로 오염되지 않은 식물의 배경농도 범위에 비교하여 안전한 수준을 보였다. 위해성평가 결과에 따르면 한국과 미국의 위해 성평가 모델의 경우, MG광산과 KS광산에서 농작물 내 Pb에 의한 인체 위해성이 나타날 것으로 예상되었고, 영국의 모델에서는 조사 전 지역에서 농작물의 Pb에 의한 독성이 나타날 것으로 예상되었다. 이 후 위해성평가 모델을 통한 토양 중 중금속의 오염기준을 한국의 정화목표치과 영국의 토양지침값으로 도출하고, 현재 토양 중 중금속 농도와 비교하였다. 그 결과 현재 토양 중 중금속의 농도가 영국의 토양지침값을 초과하여 MG광산, DM광산 및 KS광산지역에서 농경지 용도로 토지를 사용하는 데 문제가 있을 것으로 판단되었고, 오염물질에 대한 대책이 필요함을 알 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제12권4호
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• pp.723-738
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• 2017

Rock is a heterogeneous material, which introduces complexity in the analysis of rock slopes, since both the existing discontinuities within the rock mass and the intact rock contribute to the degradation of strength. Rock failure is often catastrophic due to the brittle nature of the material, involving the sliding along structural planes and the fracturing of rock bridge. This paper proposes an advanced discretization method of rock mass based on block theory. An in-house software, GeoSMA-3D, has been developed to generate the discrete fracture network (DFN) model, considering both measured and artificial joints. Measured joints are obtained from the photogrammetry analysis on the excavation face. Statistical tools then facilitate to derive artificial joints within the rock mass. Key blocks are searched to provide guidance on potential reinforcement measures. The discretized blocky system is subsequently implemented into a discontinuous deformation analysis (DDA) code. Strength reduction technique is employed to analyze the stability of the slope, where the factor of safety can be obtained once excessive deformation of slope profile is observed. The combined analysis approach also provides the failure mode, which can be used to guide the choice of strengthening strategy if needed. Finally, an illustrated example is presented for the analysis of a rock slope of 20 m height inclined at $60^{\circ}$ using combined GeoSMA-3D and DDA calculation.