• 자원환경지질
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• 제54권6호
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• pp.689-698
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• 2021

2007년부터 국내 광해방지기본계획이 추진되어 광해발생 광산에 대한 광해방지사업이 진행되어 왔으며 2011년부터 2015년까지 254개 광산에서 발생된 광해를 처리 및 복구하였다. 그러나 추가적인 광해 발생 발견으로 오염갱내수 유출량이 지속적으로 증가함에 따라 보다 효율적이고 경제적인 처리기술이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 정수처리장의 슬러지 폐기물을 활용해 제조한 알럼 슬러지 흡착제(Alum based adsorbent, ABA-500)와 과립상 철수산화물 흡착제(Granular ferric hydroxide, GFH)를 광산배수 내 오염물질인 비소를 대상으로 각각의 흡착특성을 비교 및 분석했다. 이들 흡착제의 주요 구성 성분은 각각 알루미늄/규소 계열의 광물과 비정질 철수산화물이었다. 고형첨가방법으로 흡착제의 영전하점을 분석한 결과 ABA-500, GFH 각각 pH 5.27, 6.72에서 표면전하량이 0이 되었다. BET 분석을 통한 질소 등온 흡탈착 결과 세 흡착제 모두 메조기공이 발달해 있었고, GFH의 비표면적은 257 m²·g^-1으로 126~136 m²·g^-1인 ABA-500 보다 매우 높은 값을 보였다. 세 종류의 흡착제로 비소 흡착 회분식 실험을 진행했으며, 반응시간과 초기 비소농도, pH 및 온도에 따라 흡착효율을 비교했다. 동적흡착실험 결과 GFH, ABA-500(granule), ABA-500(3mm) 순으로 빠르게 비소를 흡착했고 세 흡착제 모두 유사 2차 반응속도 모델을 따르는 것으로 나타났다. 또한 세 흡착제 모두 낮은 pH와 높은 온도에서 비소 제거율이 증가했으며, GFH가 가장 뛰어난 비소 흡착능을 보였다. 흡착제 ABA-500(granule)과 GFH를 초기 농도에 따라 1시간 반응시킨 경우 0.2와 1 mg·g^-1 이하 조건에서 비소를 국내 음용수 기준치 이하로 제거할 수 있었다. 따라서 정화대상지의 비소 오염 정도가 낮은 경우 경제성을 고려해 ABA-500(granule)을 흡착매질로 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제28권3호
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• pp.411-429
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• 2018

대영광산(일명 대마광산)은 함금은석영맥을 주 대상으로 채광한 금 은광산으로, 주 광해유발요인은 광물찌꺼기 적치장, 폐석장, 갱구 등 이다. 광물찌꺼기 적치장의 주 오염원소는 As와 Pb이다. 특히 As의 경우 3,424.41~3,803.61 mg/kg로 1지역 대책기준의 45배 이상으로 As에 의한 오염이 매우 심각한 것으로 파악되었다. 오염원소를 보면 오염원인 광물찌꺼기가 고농도의 As를 함유하고 있으며, 오염원의 영향을 받는 주변의 매체에서도 공통적으로 As 오염이 확인되고 있다. 이러한 As 오염은 광물찌꺼기 적치장과의 지형적 상관성이나 이격거리에 따라 오염정도가 달라지는 특성을 나타낸다. 즉 광물찌꺼기 적치장의 상류지역은 하류지역에 비해 오염정도가 낮으며, 광물찌꺼기 적치장의 하류지역에서는 광물찌꺼기 적치장과의 거리가 멀어질수록 오염도가 낮아지는 경향을 보인다. 특히 광물찌꺼기 적치장 주변에서 고농도 오염이 집중적으로 나타나고 있다. 이러한 특성으로 볼 때, 연구지역의 주 오염경로 중의 하나는 광물찌꺼기의 유실로 볼 수 있다. 광물찌꺼기 적치장 하류수계를 따라 As 오염이 확인되었으며, 이러한 현상은 현 하천보다는 구 하천에서 상대적으로 높게 나타나고 있다. 이는 광물찌꺼기 적치장에 대한 유실방지시설을 설치하기 전에 구 하천으로 다량의 광물찌꺼기가 유실되었음을 의미한다. 또한 광물찌꺼기 적치장의 하류수계 농경지에서 하천 범람 시에 영향을 상대적으로 더 받게 되는 하천변 50 m 이내의 농경지 오염도가 50 m 이상의 농경지에 비해 높게 나타났다. 이러한 특성으로 볼 때, 유실된 광물찌꺼기가 하천을 따라 이동하다가 범람에 의해 농경지로 유입되면서 오염이 발생하는 경로도 주 오염경로로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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• pp.37-47
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• 2004

In Korea, over three hundreds of the coal mines were closed or abandoned due to the depression of the mining industry since the late 1980s. Many of them locate in the steep mountain valleys and the coal mine wastes had been disposed without a proper treatment From these mines, enormous amounts of coal mine overburdens have been abandoned in the slopes and the ample amounts of acid mine drainage (AMD) from either portal or overburdens have been discharging directly to the streams, causing the detrimental effects on soil and water qualities. Objectives of this research were to reclaim the coal mine overburdens using the lime waste cake from the soda ash production by stabilizing the overburden slopes, introducing the vegetation alleviate the environmental problems caused by the closed coal mines. The percentages of the grass distribution ratio (%) and the surface coverage ($\textrm{cm}^2$) in each treatment plot were determined during June to August after seed spraying grasses such as orchard grass (Dactylis glomerata L), Kentucky Bluegrass (Poa pratensis L.) and Eulalia (Miscanthus sinensis Anderss) at the end of May. The grasses covered only 15.5 % of the coal overburden plot at the early stage but the coverage was increased with time to 33% in August. Growth of such grasses was enhanced with the combined treatments of lime waste and topsoil resulting in the increased surface coverage by the grasses. The Increment of the surface coverage from June to August was higher with lime waste treatments. The distribution percentages and surface coverage were highest when the lime wastes were treated at 25 % of the lime requirement. This might be related with the high salt contents in the hire wastes. Results demonstrated that the amounts of lime wastes at 25% of the lime requirement were sufficient for neutralizing the acidic coal overburden and introducing the re-vegetation. Either layering between the coal waste and topsoil or mixing with coal overburdens could be adopted as the lime waste treatment method. The combined treatment of lime wastes and topsoil was recommended for re-vegetation in the coal overburden slopes. The lime wastes from the soda ash production might have a potential to be recycled for the reclamation of the abandoned coal mines to alleviate the environmental problems associated with coal mine waste.

• 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.

• 광물과 암석
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• 제36권1호
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• pp.19-32
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• 2023

본 연구에서는 S광산의 광산폐기물 적치장 침출수에 함유된 불소의 처리를 위해(1) Ca계 물질을 이용한 공침법; (2) 활성탄과 비산회를 이용한 흡착법; (3) 알럼을 이용한 응집침전법 등을 이용한 불소(초기 농도 9.5 mg/L) 제거 실험을 수행하였다. Ca계 물질을 이용한 공침법의 경우 최대 65.6%, 활성탄 흡착법 27.9%, 비산회 흡착법 71.5%, 알럼을 이용한 응집침전법은 최대 96.6%의 불소 제거 효율을 보였다. 또한 불소의 제거에 있어 높은 제거 효율을 보인 알럼을 이용하여 모의 침출수를 대상으로 실험실 내 반응조에서 수행한 연속 처리 공정 가능성 검토결과, 저농도(6.4 mg/L), 고농도(15.7 mg/L) 모의 침출수를 불소의 국내 청정 지역 배출수 허용 기준인 3 mg/L이하로 처리하는 것이 가능한 것으로 나타났다. 또한 벤치 규모 반응조 운영을 통한 현장 불소 제거 실험 결과, 적정한 운영 및 관리를 하는 경우 불소의 방류수 수질기준을 만족시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제48권2호
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• pp.146-152
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• 2015

Heavy metal pollution has been a critical problem in agricultural field near at the abandoned metal mines and chemical amendments are applied for remediation purpose. However, biological activity can be changed depending on chemical amendments affecting crop productivity. Main purpose of this research was to evaluate biological parameters after applying chemical amendments in heavy metal polluted agricultural field. Result showed that soil respiration (SR) and microbial biomass carbon (MBC) were changed after chemical amendments were applied. Among three different amendments, lime stone (LS), steel slag (SS), and acid mine drainage sludge(AMDS), AMDS had an effect to increase SR in paddy soil. Comparing to control ($93.98-170.33mg\;kg^{-1}day^{-1}$), average of 30% increased SR was observed. In terms of MBC, SS had an increased effect in paddy soil. However, no significant difference of SR and MBC was observed in upland soil after chemical amendment application. Overall, SR can be used as an indicator of heavy metal remediation in paddy soil.

• 자원리싸이클링
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• 제28권5호
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• pp.74-79
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• 2019

구리이온농도를 117.15 mg/L로 조절한 모의 광산배수용액 제조하고, 세멘테이션제로서 철분을 투입하여 세멘테이션 공정 중 구리이온제거효율에 대한 철분당량, 철분크기, 교반속도의 영향을 조사하였다. 교반속도가 200 rpm의 경우, 온도 $20^{\circ}C$에서 2 당량의 철분을 투입하면 90분에 51 %의 구리가 제거되었으나 16 당량의 철분을 투입하면 60분에 99 % 이상의 구리가 제거되었다. $48{\mu}m$ 이하와 $150{\mu}m$ 크기의 철분을 2당량 투입하여 구리제거율을 관찰한 결과 200 rpm에서는 큰 차이를 나타내지 않았으나 교반속도를 400 rpm으로 증가시킨 경우 두 입도 모두에서 구리제거효율을 크게 증가하였으며, 이는 200 rpm에서 철분의 입자가 응집되어 비표면적이 감소된 것이 원인으로 SEM분석을 통해 확인하였다. 교반속도 600 rpm, 반응온도 $20^{\circ}C$, $48{\mu}m$ 이하 철분 2 당량의 조건에서 60 분에 99 % 이상의 구리가 제거된 것을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.66-73
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• 2019

광산의 약 80%가 휴광 또는 폐광된 광산으로 대부분 적절한 환경처리시설 없이 방치되어 있다. 폐광산 주변 지역은 산성광산 배수와 침출수 유출 등의 문제가 발생되고 있으며, 이로 인한 지반 침하는 싱크홀 발생으로 안전사고를 유발시킬 수 있다. 본 연구에서는 기존 고로슬래그 미분말 기반 광산 차수재의 나노 실리카 및 실리카흄 대체율 변화에 따른 차수재의 기초 특성을 검토하기 위해 플로우, 압축강도, 흡수율, 기공특성, 수화특성을 실시하였다. 그 결과 나노실리카 및 실리카흄의 대체율이 증가할수록 나노실리카의 시험체는 실리카흄의 시험체보다 플로우, 압축강도가 증가하고 흡수율은 감소하였다. 기공특성의 경우 나노실리카 및 실리카흄 대체율이 증가할수록 기공량이 감소하는 것으로 나타났으며 특히 직경 10~1,000nm의 모세관 기공량이 감소하는 것으로 나타났다. 선 회절분석 및 SEM 측정은 Plain과 실리카흄 5% 대체 시험체와 비교할 경우 수화생성물의 피크 위치가 거의 동일하게 나타났다. 나노실리카 및 실리카흄의 사용은 광산 차수재의 수밀성 향상이 가능할 것으로 판단되며 경제성을 고려하여 적절히 사용한다면 광산 차수재의 재료로서 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제49권1호
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• pp.75-80
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• 2016

This study was conducted to evaluate effect of chemical amendments on reducing bioavailable fraction of heavy metals in soil along with ecotoxicological effect on earthworms, Eisenia fetida. Three different chemical amendments, lime (L), steel slag (SS), and acid mine drainage sludge (AMDS), were applied with varied application ratio (1, 3, 5%). Heavy metal contaminated soil was mixed with chemical amedments and earthworms, Eisenia fetida, were cultivated for 28 days. Bioavailable fraction of heavy metals (Cd, Cu, Pb, and Zn) extracted with 0.1N HCl was monitored and also, mortality, growth, and metal concentration in earthworm were assessed. Result showed that all three amendments had high efficiency to reduce bioavailable fraction of heavy metals in soil. In particular, lime showed the highest reduction rate of Cu (63.9-87.7%), Pb (7.90-24.65%), and Zn (40.83-77.60%) among three amendments. No mortality of earthworm was observed during experimental period except 3% and 5% AMDS treatment indicating that application of chemical amendments is safe in terms of ecotoxicological aspect. However, no positive correlation was observed between reduction of bioavaialble fraction of heavy metals in soil and earthworms. Overall, application of chemical amendments in agricultural field can be adapted for reducing bioavailable fraction of heavy metals and detoxification in soil.

• 대한지하수환경학회지
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• 제3권2호
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• pp.70-79
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• 1996

Friar Turk 폐탄광은 미국중서부의 가장복잡하게 교란된 광산 중의 하나이다. 버럭 및 광미 속에는 고농도의 황철석이 함유되어 있고, 황철석의 산화작용에 의해 토양 및 물이 산성화되고 식물의 성장이 제한되고 있다. 복구기술들에 대한 효과를 정량적으로 평가하기 위한 노력으로, 상세한 관측프로그램이 수행되었다. 물 시료들은 지표수, 지하수 및 불포화대의 간극수에서 5년간에 걸쳐 채취되었다. 그 결과에 의하면, spoil은 미약한 물 오염원이고, 버럭 더미는 지표수 및 지하수를 심각하게 오염시키는 원천이다. 그러나 버럭 더미 하부에 분포하는 loess 및 till은 오염된 물이 이동하는 것을 효과적으로 억제하였다. 버럭 더미 및 광미 표면층들은 수십 년간에 걸쳐 풍화된 결과로 층 내부보다는 독성이 약하였다. 산성광산폐수의 생성은 정점에 달한 상태이며 잠재적인 산성층은 아마도 광산폐기물의 불포화대에 분포하는 것으로 사료된다.