• 한국토양비료학회지
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• 제47권6호
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• pp.391-397
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• 2014

Acid mine drainage occurrence is a serious environmental problem by mining industry; it usually contain high levels of metal ions, such as iron, copper, zinc, aluminum, and manganese, as well as metalloids of which arsenic is generally of greatest concern. It causes mine impacted soil pollution with mining and smelting activities, fossil fuel combustion, and waste disposal. In the present study, three bacterial strains capable of producing urease were isolated by selective enrichment of heavy metal contaminated soils from a minei-mpacted area. All isolated bacterial strains were identified Sporosarcina pasteurii with more than 98% of similarity, therefore they were named Sporosarcina sp. KM-01, KM-07, and KM-12. The heavy metals detected from the collected mine soils containing bacterial isolates as Mn ($170.50mg\;kg^{-1}$), As ($114.05mg\;kg^{-1}$), Zn ($92.07mg\;kg^{-1}$), Cu ($62.44mg\;kg^{-1}$), and Pb ($40.29mg\;kg^{-1}$). The KM-01, KM-07, and KM-12 strains were shown to be able to precipitate calcium carbonate using urea as a energy source that was amended with calcium chloride. SEM-EDS analyses showed that calcium carbonate was successfully produced and increased with time. To confirm the calcium carbonate precipitation ability, urease activity and precipitate weight were also measured and compared. These results demonstrate that all isolated bacterial strains could potentially be used in the bioremediation of acidic soil contaminated by heavy metals by mining activity.

• 한국토양비료학회지
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• 제47권6호
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• pp.540-546
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• 2014

Acid mine drainage sludge (AMDS) has been classified as mine waste and generally deposited in land. For this reason, studies have been conducted to examine the possibility of recycling AMDS as an amendment for heavy metal stabilization in soil. The main objective of this study was to evaluate heavy metal stabilization efficiency of AMDS comparing with the widely used lime stone. Also, optimum mixing ratio was evaluated for enhancing heavy metal stabilization. AMDS and limestone were mixed at the ratio of 0:100, 25:75, 50:50, 75:25, and 100:0 with five different heavy metal solutions ($100mg\;L^{-1}$ of $NaAsO_2$, $CdCl_2$, $CuCl_2$, $Pb(NO_3)_2$, and $ZnSO_4{\cdot}7H_2O$). The amendments were added at a rate of 3% (w/v). In order to determine the stabilization kinetics, samples were collected at different reaction time of 0, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024 minutes. The heavy metal stabilization by AMDS was faster and higher than those of limestone for all examined heavy metals. While limestone showed only 20% of arsenic (As) stabilization after 1,024 minutes, 96% of As was stabilized within 1 minute by AMDS. The highest effect on the stabilization of heavy metal (loid) was observed, when the two amendments were mixed at a ratio of 1:1. These results indicated that AMDS can be effectively used for heavy metal stabilization in soil, especially for As, and the optimum mixing ratio of AMDS and lime was 1:1 at a rate of 3% (w/v).

• 지질공학
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• 제6권2호
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• pp.65-81
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• 1996

Friar Tuck 폐광산은 인디아나주 남서부 Tuck Greene-Sullivan 군 경계에 위치하고 있다. 현재 진행중인 복구작업이 시행되기 전, Friar Tuck 광상은 인디아나주 내에서 가장 규모가 크고 환경오염상태가 심각한 폐탄광중의 하나였다. 직접 식물재배법이 tailing ponds에 적용되었다. 버럭더미는 산성수의 오염을 막고 토양이 외부로 흘러 나가는 것을 방지하기 위해 표면을 고른 후 토양오염이 비교적 덜 된 흙으로 덮고 농업용 석회석, 화학비료 및 퇴비를 뿌려 풀 종자를 심었다. 사면의 침식방지를 최소화 하기 위하여 terrace, diversion ditch, 및 gabion structures가 설치도었다. 산성수 처리를 위하여 실내 및 광산현장에서 인회석을 이용한 새로운 방법이 실험되었다. 인회석은 산성수 본래의 pH를 유지하면서 철 및 알루미늄을 효과적으로 제거하였다. 광산폐기물에서 파생되는 산성수 내의 철 및 알루미늄의 농도가 높은 경우에도 이 방법을 사용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 지구물리
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• 제5권1호
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• pp.19-27
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• 2002

장풍 폐광산의 갱내수와 폐광석 적치장에서 발생되는 산성광산폐수에 의한 침출수의 유동경로와 지화학적 특성을 알아보기 위해 지구물리탐사(자연전위, 전자탐사, 전기비저항, 탄성파굴절법)를 수행하여 그 결과를 지화학 물시료분석(pH, EC, ${SO_4}^{-2}$, 중금속 함량) 자료와 상관·분석하였다. 갱구에 수직 방향의 2개 측선에서 실시한 전기비저항 쌍극자탐사 결과 갱구에서 북서 방향으로 저비저항대가 이어지는데 이것은 갱구에서 지하로 유입된 산성광산폐수에 의한 침출수가 폐석더미와 기반암의 경계를 따라 이동하여 하천 방향으로 유입되어 나타나는 현상으로 해석된다. 이와 같은 양상은 전기비저항 수직탐사, 자연전위, 전자탐사의 반응 결과들에서 보이는 북서방향의 이상대 및 북서쪽에서 상대적으로 높은 값을 보이는 EC, 중금속함량, ${SO_4}^{-2}$의 분포와도 잘 상관된다.

• 터널과지하공간
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• 제18권5호
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• pp.375-385
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• 2008

광미적치장 수문 분석은 강우에 의한 유출량 합과 배수처리량을 단순 비교하는 댐과 달리 지하 배수시설 뿐만 아니라 지상배수시설과 비상배수시설 등 여러 종류의 배수처리 시설이 복합적으로 운영되기 때문에 유출량과 배수량을 시공간적으로 비교하여야 한다. 본 연구에서는 이와 같이 다단계 배수시설로 구성된 구 상동광산의 신광미적치장의 배수처리 능력을 GIS 기법을 이용하여 분석하였다. 분석 결과, 배수시설이 정상 작동할 경우 100년 빈도 시간 확률강우량인 80.31 mm/hr의 강우강도로 1시간 동안 비가 내리더라도 범람의 위험성은 없는 것으로 예측되었다. 그러나 모든 배수시설이 작동하지 않는다면 총 강우량이 251.1 mm에 도달할 때 광미댐은 범람의 위험성이 있는 것으로 예측되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제22권6호
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• pp.12-21
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• 2017

A pot experiment was conducted to investigate the transfer of As and cationic heavy metals (Fe, Mn, Zn, Cd and Pb) from soil to rice plant in soil condition with submerged and drained. During the ninety-day monitoring period for soil solution, solubility of reducible elements such as As, Fe and Mn in submerged condition were higher than that of Zn. On the contrary, concentration of Zn in drained condition was higher than that of reducible elements. The concentration of As, Cd, Pb and Zn in rice plant (root, stem, leaf and grain) showed similar pattern with soil solution. The As concentration in each part of rice plant, which cultivated in drained condition, measured 56%~94% lower than those in submerged condition. However, the contents of cationic heavy metals (Cd, Pb and Zn) were represented the opposite result with As. These results are due to mobility of As and cationic heavy metals under different soil drainage conditions which represent oxidation and reduction. Thus soil drainage control can be used as acceptable passive treatment methods to reduce transfer of inorganic contaminants from soil to rice plant. However more detailed examination on soil condition conversion is needed, because yield of rice was decreased when it cultivated in drained condition only. It also needed when soil is contaminated by As and cationic heavy metal because single drainage condition cannot reduce transfer of both kinds of contaminants all.

• 자원환경지질
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• 제34권6호
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• pp.539-553
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• 2001

한강수계분지 내의 한강 하천수와 한강 하천으로 유입되는 지천 수의 용존 이온 농토의 특성과 그 기인을 연구하였다. 북한강 하천수의 용존 이온농도는 Ca)Na>K>Mg, HCO$_3$>NO$_3$>SO$_4$>Cl 순이며 이들 원소들의 농도는 주로 누계분지 내에 분포하고 있는 화강암과 편마암비 화학적 풍화의 영향을 받고 있다. 한편, 남한강 하천수의 주요 이온농도는 Ca>Mg)Na>K, HCO$_3$>SO$_4$>NO$_3$>Cl 순으로 감소한다. 이는 수계분지 내에 분포하고 있는 탄산염안의 영향과 태백산 지역의 탄광과 금속광산에서 발생한 광산 폐수의 유입 때문으로 해석된다. 한강본류 하천수는 Na, Cl, SO$_4$(Ca>Na>K)Mg, HCO$_3$>SO$_4$4>Cl>NO$_3$) 농도가 놀게 나타나 서을 도심의 인간 환동에 의한 오염 영향을 받고 있음을 의미하고 있다. 1981년부터 1999년 사이에 한강 하천수의 SO$_4$와 NO$_3$이온농도는 헌저히 증가하여 산성광산 폐수와 생활하수에 의한 오염의 증가를 반영하고 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.83-92
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• 2005

산성암반배수가 발생되는 지역을 중심으로 사면구조물의 피해현황과 환경오염 실태를 파악한 결과를 하면 다음과 같다. 첫째, 산성암반배수가 발생하는 절취사면은 대부분 숏크리트공법으로 처리하고 있으며, 산성암반배수가 사면구조물의 안정성에 악영향을 미치고 있다. 둘째, 숏크리트는 산성암반배수에 의해서 현저하게 열화되어 가고 있으며, 용수발생량이 많은 곳은 배면공동이 발견되는 경우도 있다. 셋째, 절취사면에서 산성암반배수가 발생되는 곳은 국부적으로 불안정하고, 이를 보강하기 위하여 앵커와 록볼트를 사용하고 있으나 강산성암반배수에 의해 부식될 우려가 크다. 넷째, 식생공의 경우 산성암반배수가 잔디 씨앗의 발아 및 성장에 악영향을 미치고 있어 일부 지역에서는 생석회를 사용하여 산성암반배수를 중화시키고 있으나 근본적인 대책은 되지 못하고 있다. 다섯째, 황철석의 풍화로 발생한 산에 의해 배수가 낮은 pH를 유지하면서 중금속들을 용출시켜 지속적으로 배출하여 부근 토양, 지하수와 하천수를 오염시킬 개연성이 매우 크다. 산성암반배수의 발생 가능성을 암석유형별로 평가한 결과 편마암, 화강암의 경우 산성배수 발생 가능성이 낮은 군으루 열수변질을 받근 화산암, 응회암, 탄질셰일, 금속광산 폐석시료는 산성배수 발생 가능성이 높은 군으로 분류되었다. 따라서 토목건설공사과정에서 빈번히 발생될 것으로 예상되는 사면절취에 의한 암반산성배수에 대비하여 발생개연성이 있는 지역에 대한 지반정보의 확보 및 대책기술의 개발이 요구되고있다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제1권1호
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• pp.19-24
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• 2014

본 연구는 광산 지역 토착미생물인 철산화박테리아 (Acidithiobacillus ferrooxidans)를 이용하여 산성광산배수의 원인물질인 황철석을 함유한 광미로부터 전기를 생산하고자 하는 목적으로 수행되고 있다. 예비실험으로서 철산화박테리아의 존재 여부가 배양액 내 $Fe^{2+}$과 총 철의 농도 변화에 미치는 영향을 관찰하였다. 철산화박테리아가 존재하지 않는 조건에서는 초기 9,000 mg/L의 $Fe^{2+}$이 약 6,000 mg/L까지 감소하였으나, 철산화박테리아가 존재하는 조건에서는 약 400 mg/L까지 감소하였다. 이는 철산화박테리아가 $Fe^{2+}$의 산화를 촉진하기 때문으로, 황철석을 활용한 연료전지에 철산화박테리아를 적용하면 $Fe^{2+}$의 산화 과정에서 생기는 전자의 이동이 증가하여 전지의 전류 밀도를 높일 수 있는 가능성을 보여준다. 본 연구는 광산 지역 토착미생물의 생태학적 기능을 활용해 광미로부터 전기를 생산해내는 기술을 개발하는 연구의 바탕을 마련한다는 점에서 의미 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권2호
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• pp.145-150
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• 2005

본 연구에서는 폐콘크리트 재생골재를 활용한 친환경적 폐광미 매립지 사면에 대한 폭넓은 수치해석을 수행하였다. 이를 위해 먼저 콘크리트 재생잔골재와 폐광미의 물리 역학적 재료 특성을 조사하였고, 재생잔골재가 물(지하수/우수 가정)과 반응하여 알칼리 발생에 따른 지반침하발생 여부 및 재료적 특성 변화도 살펴본 후 이를 바탕으로 사면안정해석을 집중 수행하였다. 재생잔골재와 물의 반응 실험결과, 재생잔골재에서 $OH^-$의 용출로 인한 침하는 발생하지 않았고, 투수계수, 공극률, 흡수율에서도 미미한 차이만이 발생하였으므로 이를 사면해석시 고려하지 않았다. 폐광미와 재생잔골재를 층으로 다져서 매립하는 임의 사면에 대한 수치해석 수행 결과, 사면의 안전율은 사면경사가 완만할수록, 재생잔골재 층의 두께가 커질수록, 사면 내 수위가 낮을수록 증가하는 경향을 보였다. 그러므로 폐콘크리트 재생잔골재를 활용한 친환경적 폐광미 매립지 설계 및 시공시 매립지 사면의 경사, 재생잔골재 층의 두께, 사면 내 수위에 대한 고려를 반드시 하여야 한다.