• 한국건축시공학회지
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• 제22권3호
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• pp.251-258
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• 2022

시멘트산업에서는 CO₂ 배출량 감축을 위해 원료대체 및 전환기술, 저탄소 신열원 활용 공정효율 향상기술, 공정발생 CO₂ 포집 및 재자원화 기술 개발이 진행되고 있다. 공정발생 CO₂ 포집 및 재자원화는 대규모로 배출되는 배기가스에서 CO₂를 분리 및 포집하는 기술로 지중저장과 해양저장, 탄산염 광물화로 크게 세 가지로 나뉜다. 이에 본 연구에서는 CO₂를 탄산염광물로 저장할 수 있는 CSC를 개발하고자 기초 실험을 진행하였다. 클링커 원료 배합에서 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비가 다른 세 가지의 CSC 클링커를 제작하여 클링커의 성분 및 상 분석을 진행하였다. 제조한 CSC 클링커는 Wollastonite와 Rankinite가 생성되었다. 또한, CSC 페이스트 탄산화 시험편은 탄산화 생성물로 Calcite가 생성되었음을 확인할 수 있었다. CSC 클링커와 CSC 탄산화 시험편은 CSC 클링커 화학조성에서 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비가 낮을수록 Wollastonite 생성량이 감소하고 Rankinite의 생성량이 증가하였고, CSC 페이스트 시험편의 탄산화 진행에 따라 Calcite 생성량이 증가하였다. 이는 Rankinite가 Wollastonite보다 CO₂를 광물화하는데 반응성이 높은 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제55권1호
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• pp.97-109
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• 2022

화력발전소 연소부산물로 형성된 바닥재와 바이오차는 건식 매립 시 강수와 혼합되어 토양 하부로 침투할 가능성이 있다. 이 연구에서는 강수와 혼합된 바닥재 성분이 토양 및 지하수 환경에 미칠 수 있는 물리화학적 영향을 예측하고자 하였다. 아이스 칼럼 및 침투실험을 통해 미립자인 바닥재는 대부분 증류수에 용해되어 토출구로 배수되나, 바이오차(숯가루)는 매질에 여과되는 것을 시각적으로 관찰하였다. 칼럼 실험 용출액의 이온 분석(Al, As, Cu, Cd, Cr, Pb, Fe, Mn, Ca, K, Si, F, NO₃, SO₄) 결과, 숯가루 충진 칼럼은 K가 상당히 높은 농도(0.5 cm 충진 시 19.8 mg·L^-1, 1 cm 충진 시 126 mg·L^-1)로 검출되었으나 시간에 따라 점차 농도가 감소하였다. Al과 Ca는 미량으로 검출되었으나 시간에 따라 농도가 상승하는 것이 관찰되었다. 바닥재 충진 칼럼은 실험 초기부터 Ca와 SO₄가 고농도로 검출되었으며 24시간 동안 각각 30 mg·L^-1, 67 mg·L^-1가 감소하였다. 연구 결과에 근거하여, 투수성이 좋고 포화대가 지표에 가까운 토양의 경우 오랜 시간 강수가 지속된다면, 상당량의 바닥재는 강수와 혼합되어 지하수면 아래로 침투할 수 있을 것으로 예상된다. 그러나 바이오차는 불포화대에서 걸러지며, 포화대에 도달하여도 지하수에 녹지 않아 직접적인 오염을 일으킬 가능성은 낮다고 여겨진다. 바닥재와 바이오차의 침투에 의한 토양 및 지하수 환경의 교란은 자연적 완충작용에 의해 보완되나, 실제 매립지는 대용량 고농도의 매질과 반응이 이뤄지므로 일반화를 위해서는 더욱 큰 규모의 연구가 필요할 것이다.

• 자원환경지질
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• 제57권2호
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• pp.161-175
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• 2024

골재는 일반적으로 암석이 강에서 운반되거나 인공적으로 파쇄되어 형성된 모래와 자갈 등을 말하며, 건설 산업의 핵심 자원이다. 경상북도는 전국에서 가장 넓은 행정구역으로, 산림골재, 육상골재, 하천골재, 선별파쇄골재 등 다양한 종류의 골재를 생산하고 있다. 2022년 기준으로 약 696 만m³의 골재를 채취하였으며, 이 중 허가에 의한 채취물량은 약 407 만m³, 신고물량은 약 288 만m³이다. 경상북도의 골재수요는 레미콘 공급량의 추정 방법에 따라 1,239 만m³로 나타난다. 골재의 공급 측면에서는 약 120 개의 채취장이 운영되고 있으며, 대부분의 시군에서는 골재의 수요와 공급이 적절하게 유지되고 있다. 다만, 일부 지역에서는 경상북도 인접지역에 반입과 반출이 발생하고 있다. 경상북도의 골재의 반입과 반출이 많은 지역은 경부선을 따라 경상북도 남부와 대구광역시, 포항시로 연결되는 지역이며 인구의 분포와 높은 관련성이 나타난다. 경상북도는 인구 감소와 농촌 지역의 고령화, 지역 간의 균형 발전 부족 등의 문제에 직면하고 있으며, 연구결과로 제시된 GIS를 이용하여 출발지-도착지 분석을 통해 파악된 골재의 수요와 공급 흐름에서도 이러한 양상이 확인된다. 경상북도의 골재산업구조와 공간구조를 분석한 결과 현재 경상북도는 다양한 골재원의 공급으로 수요를 충족하고 안정적인 골재 수급이 유지되고 있다. 하천골재와 육상골재는 장기적인 개발이 어렵기 때문에 단기간 공급전략으로 유지될 수 있으며, 선별파쇄를 통한 공급은 원석 공급에 의존하여 안정성 유지가 어려운 상황을 고려하여 원석관리의 필요성을 제안하였다. 경상북도에서는 골재자원의 안정적 공급을 위한 장기적인 대안으로 산림골재가 중요 자원으로 부각되어 대규모 골재 채석장 개발의 필요성을 제시하였다. 본 연구결과는 골재 자원의 지속 가능한 관리와 안정적 활용을 위한 전략 수립에 중요한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

• 광물과 암석
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• 제36권3호
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• pp.185-197
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• 2023

구봉 금-은 광상은 선캠브리아기의 변성퇴적암류내에 발달된 열극대를 충진한 8개조의 석영맥으로 구성된 조산형과 intrusion-related형이 혼합된 광상으로 과거 한국에서 가장 큰 금-은 광상들 중의 하나였다. 대한광업진흥공사는 이 광상의 남부에서 시추(90-12)를 통한 심도 -728 ML에서 27.9 g/t Au 품위를 갖는 0.9 m 폭을 갖는 석영맥(6호맥)을 착맥하였으며 2004년 재차 6호맥의 재개발 가능성 검토를 위해 시추(04-1)를 수행하였다. 2004년 시추 현장에서 모암, 모암변질 및 석영맥 시료들(04-1)을 채취하여 함 티타늄 광물들(티탄철석, 금홍석)의 산상과 화학조성을 연구하였다. 심도 -275 ML의 광화대에서 관찰되는 금홍석은 모암변질대에서 칼리장석, 흑운모, 석영, 방해석, 녹니석 및 황철석과 함께 산출된다. 심도 -779 ML의 광맥(6호맥)에서 관찰되는 티탄철석과 금홍석은 모암변질대와 석영맥에서 백색운모, 녹니석, 인회석, 저어콘, 석영, 방해석, 자류철석 및 황철석과 함께 산출된다. 이들 광물조합을 토대로, 금홍석은 열수 용액에 의한 모암내 Ti을 풍부하게 함유한 흑운모의 열수변질작용(녹니석화작용) 시 형성된 것으로 생각된다. 티탄철석은 최대 0.09 wt.% (HfO₂), 0.39 wt.% (V₂O₃), 0.54 wt.% (BaO) 함량이 함유되어 있다. 심도 -275 ML과 -779 ML에서 산출되는 금홍석의 화학조성을 비교하면, 심도 -779 ML의 광맥(6호맥)의 금홍석에서 WO₃, FeO 및 BaO 원소들의 함량이 높다. 이들 미량원소들은 심도 -275 ML의 금홍석 Ba²⁺ + Al³⁺ + Hf⁴⁺ + (Nb⁵+, Ta⁵⁺) ↔ 3Ti⁴⁺ + Fe²⁺, 2V⁴⁺ + (W⁵⁺, Ta⁵⁺, Nb⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺ + Al³⁺ + (Fe²⁺, Ba²⁺), Al³⁺ + V⁴⁺ + (Nb⁵⁺, Ta⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺ + 2Fe²⁺, 심도 -779 ML의 금홍석 2(Fe²⁺, Ba²⁺) + Al³⁺ + (W⁵⁺, Nb⁵⁺, Ta⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺ + (V⁴⁺, Hf⁴⁺), Fe²⁺ + Al³⁺ + Hf⁴⁺ + (W⁵⁺, Nb⁵⁺, Ta⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺ + V⁴⁺ + Ba²⁺로써 치환관계가 있었다. 이들 자료와 기 연구된 조산형 금 광상에서 산출되는 함 티타늄 광물들의 화학조성과 비교 검토 본 결과, 구봉 광상의 금홍석들은 다른 조산형 금 광상(운산 광상, Kori Kollo 광상, Big Bell 광상, Meguma 함 금 석영맥)들에서 산출되는 금홍석들보다 상대적으로 산화 환경에서 형성되었음을 알 수 있다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제48권2호
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• pp.123-158
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• 2009

해충의 저항성발달로 야기되는 문제를 해결하기 위한 정보를 제공함으로써 향후연구를 촉진시키고자 하였다. 농약사용이 지속되는 한 저항성 발달은 필연적이라는 생각으로, 저항성발달을 지연시키기 위해 재배자가 활용할 수 있는 약제성질에 근거를 둔 약종선택, 혼용, 교호, 모자이크 처리 등 약제살포법과, 천적과 양립할 수 있는 선택성 살충제와 저항성 천적의 이용을 중심으로 한 병해충 종합관리(IPM)에 대해 고찰하였다. 저항성관리에 약종의 성질을 이용할 경우 약종별로 작용점과 mode of action(작용방식)이 같거나 다를 수 있고, 2차 해충과 함께 살충제의 활성, 잔류기간, 약제 저항성 발달에 대한 취약성도 다르다. 약제는 섭식, locomotion(거동), 비행, 교미, 포식자 회피 등에도 영향을 미치므로 종합적으로 고려하여 역교차저항성을 나타내는 살충제의 사용이 바람직하다. 농약혼용은 실제 많이 이루어지고 있고 앞으로도 그러하겠지만, 진정한 의미에서 저항성 발달 지연을 위한 혼용, 교호, 모자이크 처리법은 대립유전자의 우성도, 교차저항성, 유입(immigration), fitness 불이익 등과 함께 살충제의 작용방식과 작용점들의 차이에서 구성약제가 매우 높은 비율로 충을 죽이는 부의 교차저항성을 가진 살충제들의 채택에 대하여 논의하였다. 저항성 관리에 약제혼용의 대표적인 사례 22가지와 교호처리 사례 27가지를 표로 제시하였다. 혼용처리의 잠재적 불이익은 생물적 방제의 와해, 이차해충의 저항성발달, 고도의 저항성 개체군 선발, 다양한 살충제에 대한 교차저항성 범위 확대를 내포하고 있다. 교호처리는 살포약량을 높이거나 낮추고, 다른 대사기구를 가진 살충제를 사용하는 것도 고려되었다. 모자이크 처리는 진딧물 같이 정주성 해충인 경우에 연관없는 살충제를 교호로 다른 구역에 처리하거나, 살충제 처리한 열(列)과 그렇지 않은 것을 혼합 배치하여 저항성 발달을 지연시키거나 피해를 감소시킬 수 있다. 해충의 저항성 진화 측면에서 볼 때, 기생자와 포식자의 저항성과 선택성은 농약처리를 요하는 세대 수를 감소시키고 농약으로부터 피난처의 상보적 역할을 수행할 수 있다. 작물별, 기주별, 기생자와 포식자에게 선택성을 보이는 약제를 별도의 표로 요약하여 제시하였다. 기생자의 생존력 향상을 위해 살충제의 선택성과 선택성에 영향을 주는 내 외적 요인에 대하여 검토하였다. 농약사용 하에서 기생자를 사용하기 위해 농약에 대해 저항성이거나 내성이 있는 기생자를 검정, 채집 혹은 선발하는 것을 논의하였다. 포식자에 대한 선택독성에 영향을 미치는 요인들로 농약의 선택성, 선택성의 포장적용과 그에 미치는 요인, 포식자와 기주의 균형, 선택성을 도외시한 방제법의 문제점, 천적과 농약의 양립성 등에 대하여 논의하였다.

• 자원환경지질
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• 제55권2호
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• pp.209-217
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• 2022

경작을 위해 토양에 공급하는 인산질 비료가 석회석을 이용한 안정화 적용 토양에서 비소의 용출에 미치는 영향을 회분식 실험과 칼럼실험을 통해 확인하였다. 토양은 폐석탄광인 옥동, 부국 탄광 주변 경작지에서 채취하였으며, 채취한 토양의 평균 비소 농도는 20.0 mg/kg으로 나타났다. 연속추출을 통해 비소의 지구화학적 이동성이 상대적으로 높은 토양을 선택하여 실험에 사용하였다. 석회석(3 wt%)과 토양을 혼합하여 안정화 적용 토양을 준비하고 농촌진흥청에서 제시한 경작지 토양 내 유효인산 기준을 바탕으로 인산질 비료(NH₄H₂PO₄)를 토양과 혼합하였다. 이때, 석회석과 혼합하지 않은 비교토양을 준비하여 대조군으로 활용하였다. 토양으로부터 용출되는 비소의 농도는 인산질 비료의 공급량과 양의 상관관계를 나타냈다. 이러한 결과는 안정화 유무에 따라 큰 차이를 보이지 않았다. 용출액 내 인산염(PO₄^3-)의 농도는 석회석을 혼합한 조건에서 상대적으로 낮은 결과를 보였는데, 이러한 결과는 PO₄^3-와 석회석에서 용해된 칼슘 이온(Ca²⁺)의 결합침전에 의한 것으로 판단된다. 지속적으로 관개 수를 공급하는 경작환경에서 인산질 비료가 비소의 용출에 미치는 영향을 확인하기 위해 칼럼실험을 진행하였다. 칼럼실험 초기 10 P.V.까지는 토양으로부터 비소의 용출량이 석회석 혼합조건에서 더 적었지만 이후에는 석회석 혼합조건과 상관없이 유출 수의 비소 농도가 점차 증가하였다. 칼럼실험 이후 잔류토양을 건조시켜 연속추출을 실시한 결과 안정화 조건에 상관없이 실험 전 토양과 비교하여 상대적으로 이동 가능한 형태의 비소의 분율이 증가하였다. 이러한 결과는 석회석을 이용하여 토양 안정화 공법을 적용하여도 경작과정에서 공급하는 인산질 비료에 의해 토양 내 비소의 지구화학적 이동도가 증가하여 안정화 효과가 감소할 수 있음을 보여준다.

• 광물과 암석
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• 제36권4호
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• pp.273-288
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• 2023

구봉 금-은 광상은 과거 한국에서 운산 광상, 대유동 광상, 광양 광상 등과 함께 가장 큰 금-은 광상으로써 선캠브리아기의 변성퇴적암류내에 발달된 열극대를 충진한 8개조의 석영맥(조산형과 intrusion-related형이 혼합된 광상)으로 구성된다. 대한광업진흥공사는 1989년 수행된 시추에서 깊이 -728 ML(시추 90-12공)에서 맥폭 0.9 m의 석영맥(6호맥, 27.9 g/t Au)을 착맥하였으며 2004년 6호맥의 재개발 가능성 검토를 위해 시추(04-1)를 수행하였다. 저자는 2004년 04-1 시추공에서 채취된 모암, 모암변질 및 석영맥 시료들을 이용하여 녹니석과 백색운모의 산상과 화학조성을 연구하였다. 연구된 시료들에서 관찰되는 모암변질작용은 녹니석화작용, 견운모화작용, 규화작용 및 황철석화작용 등이다. 깊이 -275 ML의 광화대에서 관찰되는 녹니석과 백색운모는 모암변질대와 석영맥에서 석영, 칼리장석, 방해석, 금홍석 및 황철석과 함께 산출되며 깊이 -779 ML의 광맥(6호맥)에서 관찰되는 녹니석과 백색운모는 모암변질대와 석영맥에서 석영, 방해석, 인회석, 저어콘, 금홍석, 티탄철석, 자류철석 및 황철석과 함께 산출된다. 깊이 -779 ML에서 산출되는 녹니석은 깊이 -275 ML에서 산출되는 녹니석보다 Al, Mg 원소들 함량이 높고 Si, Fe 원소들 함량이 낮으며 더불어 이들 깊이에서 산출되는 녹니석은 이론적인 녹니석보단 약간 Si 함량이 높다. 깊이 -275 ML에서 산출되는 녹니석의 화학조성 변화는 주로 팬자이틱 또는 Tschermark 치환[Al^3+,VI+Al^3+,IV <-> (Fe²⁺ 또는 Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV]에 의해 일어났지만 깊이 -779 ML에서 산출되는 녹니석의 화학조성 변화는 팔면체적 Fe²⁺ <-> Mg²⁺ (Mn²⁺) 치환 메카니즘에 의해 일어났음을 알 수 있다. 깊이 -279 ML과 깊이 -779 ML에서 산출되는 백색운모의 층간 양이온(K+Na+Ca+Ba+Sr)은 각각 0.76~0.82 apfu, 0.72~0.91 apfu로써 다소 낮은 함량을 갖지만 팔면체 자리의 양이온(Fe+Mg+Mn+Ti+Cr+V+Ni) 함량은 각각 2.09~2.13 apfu, 2.06~2.14 apfu로써 약간 높은 함량을 갖는다. 깊이 -279 ML에서 산출되는 백색운모의 화학조성 변화는 팬자이틱 또는 Tschermark 치환[(Al³⁺)^VI+(Al³⁺)^IV <-> (Fe²⁺ 또는 Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV]과 illitic 치환 및 직접적인 (Fe³⁺)^VI <-> (Al³⁺)^VI 치환 메카니즘에 의해 일어났지만 깊이 -779 ML에서 산출되는 백색운모의 화학조성 변화는 팬자이틱 또는 Tschermark 치환[(Al³⁺)^VI+(Al³⁺)^IV <-> (Fe²⁺ 또는 Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV] 및 직접적인 (Fe³⁺)^VI <-> (Al³⁺)^VI 치환 메카니즘에 의해 일어났음을 알 수 있다.