• 제목/요약/키워드: mineralogical properties

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월성동 구석기 유적 출토 흑요석제 석기의 암석 및 광물학적 연구를 통한 원산지 추정 (Petrologic and Mineralogic Studies on the Origin of Paleolithic Obsidian Implements from Wolseongdong, Korea)

  • 장윤득;박태윤;이상목;김정진
    • 한국지구과학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.733-742
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    • 2007
  • 대구 월성동 출토 구석기 흑요석 석기는 광물, 암석 및 지구화학적 분석결과 마그마에서 급랭하여 생성된 균질한 유리질을 가지는 전형적인 흑요석에 속한다. 연구대상 흑요석의 주 구성성분은 규장질 유문암으로서 Calk-alkaline계열에 속한다. 기존의 국내 출토지, 백두산, 일본 큐슈지방에서 출토된 흑요석과 연구 대상 지역의 흑요석에 대한 분석 결과를 비교했을 때 미량원소와 희토류 원소의 함량의 차이는 있으나 대부분 서로 유사한 원소분포 패턴을 보였다. Sr 동위원소 분석 결과 소사 대상지역의 흑요석이 우리나라 남부지방이나 백두산 기원의 흑요석과는 상당히 많은 차이를 나타낸다. E-Ar 연대 측정 결과 약 30Ma로써 백두산 화산환동 시기인 10Ma보다 오래된 것으로 나타났다. 따라서 조사지역의 흑요석을 포함하여 한반도에서 발견되는 흑요석을 광물, 안석, 미량원소, 동위원소 및 연대 측정 등을 종합적해 볼 때 백두산지역, 일본큐슈와 한반도 남부지역, 한반도 중부지역 및 조사지역인 월성동 흑요석으로 4대분 할 수 있으며 이는 한반도에서 출토되는 흑요석의 기원지의 다양성을 시사하고 있다.

답토양(畓土壤)에서 Strontium-90의 탈착(脫着)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on the Desorption of $Sr^{90}$ from Paddy Soil)

  • 김재성;임수길;이영일;정규회
    • 한국환경농학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.31-38
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    • 1987
  • 방사성핵종중(放射性核種中) 식물(植物) 흡수율(吸收率)이 높은 $Sr^{90}$을 5개 답토양(畓土壤)에 처리(處理)하여 흡착(吸着)시킨 후 $Sr^{90}$ 탈착(脫着)에 대한 답토양(畓土壤)의 이(理)${\cdot}$화학적(化學的) 성질(性質)의 영향(影響)과 토양내(土壤內)에서의 형태별(形態別) 분포상태(分布狀態)을 조사(調査)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 답토양(畓土壤)에 흡착(吸着)시킬 $Sr^{90}$의 대부분은 치환성(置換性)과 수용성(水溶性)이었고 특히 치환성함량(置換性含量)이 매우 높았고 그 량(量)은 $Sr^{90}$처리량(處理量)과 정비례적(正比例的)으로 증가(增加)하였으나 이에 반하여 Ca처리(處理)에 의해서는 감소(減少)되었다. 2. 답토양(畓土壤)에서의 $Sr^{90}$ 존재형태(存在形態)는 토양통(土壤統)에 따라서 차이가 있으나 평균적으로 치환성(置換性)이 59.3%, 수용성(水溶性)이 28.6%, 비치환성(非置換性)이 12.6%로 나타났다. 3. 비치환성형태(非置換性形態)로 전환되는 $Sr^{90}$량(量)은 Illite함량(含量)이 높고 Vermiculite함량(含量)이 적은 토양(土壤)에서 높았다. 4. 토양(土壤)에 흡착(吸着)된 $Sr^{90}$의 형태중(形態中) 수용성(水溶性)과 치환성(置換性) $Sr^{90}$의 탈착량(脫着量)은 토양(土壤) pH 와 치환성염기(置換性鹽基) 함량(含量)의 증가(增加)에 따라 감소(減少)하였고 유기물(有機物)과 점토함량(粘土含量)의 증가(增加)에 따라서는 증가(增加)하였다.

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풍납토성 라-19호 출토 토양과 토기의 재료학적 특성 (Material Properties of Soil and Potteries Excavated From Ra-No.19 Site of Pung-nap Mudcastle)

  • 허준수;김조윤;한지선;김수경;이한형;문은정;유영미;한민수;서민석
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제45권3호
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    • pp.194-211
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    • 2012
  • 풍납토성은 한성백제시기에 해당하는 주거지와 토기 등이 다량으로 확인되고, 고고학과 자연과학적 연구가 다양하게 진행되면서 학계의 주목을 받고 있는 유적이다. 특히 근래에 발굴 조사된 풍납토성 라-19호 주거지 바닥에서 주거지 토양과는 특성이 상이한 점토성분의 토양이 확인되었는데, 이 토양은 토기를 제작하기에 적합한 정도의 점성을 가지며, 혼입물이 포함되어 있는 것으로 볼 때 고고학적 입장에서는 토기제작을 위한 태토로 추정하고 있다. 이를 동일 유적지 경질무문토기 2점과 광물학적, 지구화학적 분석결과 구성광물이 유사하게 나타났으며, 주성분원소와 미량원소, 희토류원소의 거동패턴 또한 매우 유사하여 토기제작에 사용된 토양일 가능성을 가진다. 또한 온도별 소성시편을 제작하였으며, 광물학적 특성을 이용하여 소성온도를 추정하였다. 토기의 소성온도 추정결과 붉은색토기는 $550{\sim}600^{\circ}C$, 갈색토기는 $900{\sim}1,000^{\circ}C$로 추정되고 있다.

몽골 남부 족도르 동 광화 지역 석영맥의 유체포유물 연구 (Fluid Inclusion Study of Quartz Veins in Zogdor Copper Mineralized Area, Southern Mongolia)

  • 오트곤-에르덴 다바수렌;이범한;김남훈;고상모;유봉철;서정훈
    • 광물과 암석
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    • 제34권2호
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    • pp.147-156
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    • 2021
  • 몽골 남부 구르반사이한 호상 열도 지형 내 족도르 지역의 함동 석영맥에 대한 유체포유물 연구 결과를 보고한다. 족도르 지역에는 후기 백악기 퇴적층 내에 정치된 화강섬록 반암 내에 구조적으로 제어되는 동 광화작용이 나타난다. 이러한 화강섬록 반암 내에 동 광물 함유 석영맥은 프로필리틱 변질대의 석영-녹렴석-자철석 및 석영-자철석을 포함하는 열수 변질 양상을 보인다. 석영맥은 광물 조합에 따라 두 가지 유형으로 분류되며 주로 황동석과 함께 산출되고 드물게는 반동석, 자철석, 황철석과 함께 산출된다. 석영-자철석±황동석 및 석영-녹렴석-자철석 조합의 석영맥 내 유체포유물은 기포 크기 5-30 vol.%, 염농도 2-13 wt.% NaCl, 균질화 온도 107-270℃인 2상의 수성 포유물이다. 관찰된 석영맥의 광물 조합과 모암의 지구화학적 특성 및 변질 양상 등으로 판단했을 때, 유체포유물 자료는 연구 지역이 반암동 관련 광화작용의 프로필리틱 변질 영역에 해당함을 보여준다.

백제 웅진기 벽돌무덤에 사용된 벽돌의 재료와 첨가물 특성 분석 (Archaeometric Characterization of Raw Materials and Tempers of Bricks Used in the Brick Tombs during Ungjin Period of Baekje)

  • 장성윤;진홍주
    • 자원환경지질
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    • 제55권6호
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    • pp.571-582
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    • 2022
  • 이 연구에서는 백제 웅진기 공주에 축조된 벽돌무덤 3기에 사용된 벽돌의 재료와 첨가물 특성을 분석하였다. 공주에는 무령왕릉, 왕릉원 6호분, 교촌리 벽돌무덤이 남아있는데, 각 고분을 구성하는 벽돌의 태토는 유사한 재료적 특성을 가지고 있지만 형태와 물리적 특성이 다르게 나타났다. 광물학적 특성 및 미세구조 분석 결과, 무령왕릉과 왕릉원 벽돌은 정제된 토양으로 제작되었고, 벽돌 분쇄물이 첨가물로 드물게 사용되었다. 반면 교촌리 벽돌무덤 벽돌에서는 길고 두꺼운 흑색 기공의 빈도가 높았고 미세조직 관찰결과에서 탄소가 농집된 식물탄화물과 잔존물이 확인되었다. 또한 기공은 주로 0.3~1mm 두께로 분포하고 있어 일정크기의 식물을 정제된 토양에 첨가하여 제작한 것으로 판단되며, 이와 함께 벽돌 분쇄물도 비짐으로 첨가하였다. 특히 식물과 벽돌 분쇄물의 첨가는 내부구조에 두꺼운 기공을 형성하거나 균열을 발생시키는 것으로 나타났다. 교촌리 벽돌무덤 시료는 내부 균열이 많고 소성온도도 낮아 초음파 속도가 왕릉원 시료에 비해 낮게 나타났고 물성이 낮은 것으로 확인되었다. 이에 따라 벽돌의 첨가물과 소성온도, 내부구조 등은 벽돌의 내구성에 영향을 미칠 수 있는 것으로 생각되며, 이는 벽돌 제작 기술의 차이로 볼 수 있다.

탈수 작용에 따른 몬모릴로나이트의 코발트 흡착 특성 변화 (Changes in Cobalt Adsorption Properties of Montmorillonite by Dehydration)

  • 장영준;김영규
    • 광물과 암석
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    • 제36권2호
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    • pp.107-115
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    • 2023
  • 코발트는 합금산업에서 발생되는 산업 폐기물과 산성광산배수로 자연에 유입될 수 있으며 또한 고준위 방사성 폐기물을 구성하는 방사성 핵종(60Co)기도 하다. 스멕타이트는 이들을 흡착 격리하는데 유용하게 사용될 수 있는 광물이다. 본 연구에서는 기존에 특성이 잘 알려진 스멕타이트 중 The Clay Mineral Society (CMS)의 source clay인 Cheto-type montmorillonite (Cheto-MM)를 사용하여 가열에 의한 탈수 전후 광물의 층간수 존재 여부에 따른 흡착 자리가 코발트 흡착에 미치는 영향을 평가하고, 흡착 속도 및 등온흡착식 모델을 적용하여 Cheto-MM의 코발트에 대한 흡착 기작을 연구하였다. 본 연구 결과 탈수 및 이에 따른 층간 수축에 의해 흡착 특성이 달라지는 것을 확인할 수 있었으며, 코발트는 Cheto-MM의 층 모서리 자리에서의 흡착이 약 38%, 층간 내부에서의 흡착이 약 62%를 차지하는 것으로 확인되었고 Cheto-MM의 코발트 흡착은 층간 내부에 의한 영향이 큰 것으로 판단된다. 이러한 흡착에 있어 흡착 속도 모델을 적용한 결과, Cheto-MM의 코발트 흡착 속도는 pseudo-second-order 모델로 설명되며 농도에 따른 흡착은 Langmuir 등온흡착 모델로 가장 잘 설명되었다. 본 연구는 몬모릴로나이트의 흡착 자리에 따른 코발트의 흡착 양상에 대한 기본지식을 제공하고, 추후 고준위 방사성 폐기물 처분장에서의 스멕타이트의 흡착 거동을 예측하는데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

벤토나이트와 방사성 핵종의 열역학적 수착 모델 연구 (Review of Thermodynamic Sorption Model for Radionuclides on Bentonite Clay)

  • 황정환;김정우;한원식;윤원우;이지용;최승규
    • 자원환경지질
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    • 제56권5호
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    • pp.515-532
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    • 2023
  • 벤토나이트는 고준위 방사성폐기물 처분을 위한 심층처분 시스템에서 처분용기와 암반 사이를 메우는 완충재로 고려되는 팽창성 점토이다. 벤토나이트는 높은 양이온교환능과 비표면적을 가지고 있기 때문에, 처분용기로부터 핵종이 누출될 경우, 수착하여 암반으로의 유출을 지연시키는 역할을 한다. 본 연구에서는 여러 선행연구에서 8종류의 벤토나이트를 사용하여 수행된 U, Am, Se, Eu 핵종의 수착실험 및 모델 자료를 취합하고, 각 연구에서 설정된 실험 조건들을 기반으로 열역학적 수착모델의 특성을 평가하였다. 핵종과 벤토나이트 간의 수착 거동 해석에 중요한 역할을 하는 열역학적 수착모델은 벤토나이트의 광물학적 특성뿐만 아니라 핵종 농도, 용액의 이온강도, 주 양이온, 온도, 고액비, 용존 탄산 농도 등 세부적인 실험 조건과 밀접하게 연관되어 있는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 특정 실험 조건에서 수행된 수착실험 및 모델의 최적화로 제안되는 수착 반응식과 반응상수가 다양한 환경 조건에 적용하기에 불확실성이 크다는 것을 의미한다. 따라서, 심층처분 시스템에 적용가능한 열역학적 수착모델을 구축하기 위해서는 현장 조사 및 실험이 함께 수행되어야 한다.

포항-울산간의 점토자원의 지질과 그 물리화학적 특성에 관한 연구 (A Study on Geology of Clay Mineral Deposits of Pohang-Ulsan Area and their Physico-Chemical Properties)

  • 김옥준;이하영;김서운;김수진
    • 자원환경지질
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    • 제4권4호
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    • pp.167-215
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    • 1971
  • I. Purpose and Importance of the Study The purpose of the present study is to clarify to geological, mineralogical, and physico-chemical properties of the clay minerals deposits imbedded in the Tertiary sediments in the areas between. Pohang and Ulsan along southeastern coastal region of Korea. These clays are being mined and utilized for filter and insecticide after activation or simple pulverizing, nontheless activated clays are short coming as chemical industry in Korea has been rapidly grown in recent years. In spite of such increase in clay demand, no goological investigation on clay deposits nor physico-chemical properties of the clays have been carried out up to date. Consequently activated clays produced in Korea is not only of low grade but also of shortage in supply, so that Korea has to import activated clays of better grade. The importance of the present study lies, therefore, on that guiding principle could be laid down by knowing stratigraphical horizons, of clay deposits and fundamental data of improving grade of activated clays might be derived from the results of physico-chemical examinations. II. Contents and Scope of the study The contents of the study are pinpointed down in the following two subjects: 1) General geological investigation of Tertiary formations distributed in the areas between Pohang and UIsan, and detail geological study of the bentonitic clay deposits imbedded in them. 2) To clarifty physico-chemical characteristics of the clays by means of chemical analysis, X-ray diffraction and electron microscope. The scope of the study involves the following there points: i) Regional geological investigation-This investigation has been carried out in order to find out the distribution of Tertiary sediments and exact location of clay mineral deposits in the areas between Pohang and UIsan. ii) Detail geological investigation-This has been concentrated in and around the clay deposits which. had been found out by the regional investigation. iii) Laboratory researchs include i) age determination and correlation of Tertiary sediments by paleontological study, and ii) Chemical analysis, X-ray diffraction, and electron microscopic studies on clays, samples taken from various clay deposits. III. Research Results and Suggestions 1) The geology of the area investigated is composed mainly of Janggi and Beomgokri groups of Miocene age in ascending order rested on the upper Silla system, Balkuksa granite and volcanic rocks of upper Cretaceous age as base. 2) Janggi group is composed in ascending order of Janggi conglomerate, Nultaeri rhyolitic tuff, Keumkwangdong shale, two beds of lignite-bearing formations which consist of alternation of conglomerate, sandstone and mudstone, and andesitic, rhyolitic, and basaltic tuff beds. 3) Beomgokri group is mainly composed of andesitic to rhyolitic tuff interlayered by conglomerate and tuffaceous sandstone. In the areas around boundary between North-and South Kyeongsang-do is distributed Haseori farmation which is composed of conglomerate, sandstone, mudstone and andesitic to rhyolitic tuff, and which is correlated to Eoilri formation of Janggi group. 4) Clay deposits of the area are interbedded in Eoilri, Haseori, Nultaeri tuff, Keumkwangdong shale, upper and lower horizon of the lower lignite-bearing seam, and Keumori rhyolitic tuff formations of Janggi group; and are genetically classi.fied into four categories, that is, i) those derived from volcanic ash beds(Haseori and Daeanri deposits), ii) those of secondary residual type from rhyolitic tuff beds(Seokupri deposits), iii) Clay beds above and beneath the lignite seams, (Janggi and Keumkwangdong deposits), and iv) those derived from rhyolitic tuff beds(Sangjeong and Tonghae deposits). 5) Mineral constituents of clay deposits are, according to X-ray diffraction, montmorillonite accompanied in different degree by cristobalite, plagioclase, quartz, stilbite, and halloysite in rare occasion. The clays are grouped according to mineral composition into four types; i) those consist mostly of montmorillonite, ii) those composed of montmorillonite and cristobalite, iii) those composed of montmorillonite and plagioclase, and iv) those composed of montmorillonite, plagioclase and quartz. 6) Clays interbedded in Haseori formation and vicinity of lignite seams belong to the first type, are of good quality and derived either from volcanic ash bed, or primary clay beds near lignite seams. Clays belonged to other types are derived from weathering of rhyolitic tuff formations and their quality varies depending upon original composition and degree of weathering. Few clays in secondary residual type contain small amount of halloysite. 7) Judging from analytical data, content of silica($SiO_2$) varies proportionally with content of cristobalite, and alumina($Al_2O_3$) content does not vary with that of plagioclase, but increases in the sedimentary bedded type of deposits. 8) It is unknown whether or not these days could be upgraded by beneficiation since no grain size of these impurities nor beneficiation test had been studied. 9) Clay beds derived from valcanic ash layers or sedimentary layers at the vicinity of lignite seams are thin in thickness and of small, discontinueous lenticular shape, although they are of good quality; and those derived from rhyolitic tuff formations or residual type from tuff are irregular in both occurrence and quality. It is, therefore, not only very difficult but also meaningless to calculate its reserve, and reserve estimation, even if done, will greatly be deviated from practically minable one. Consequently, way of discovery and exploitation of clay deposits in the area under consideration is to check the geologically favorable areas whenever needed.

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한국에 강하한 황사의 토양학적 특성 (Pedological Characteristics of Asian Dust in Korea)

  • 장용선;김유학;손연규;이계준;김명숙;김선관;원항연;좌재호;엄기철;김상효;곽한강;김한명
    • 한국토양비료학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.301-306
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    • 2005
  • 황사가 토양환경에 미치는 영향을 평가하고 우리나라 풍적모재 토양의 기원을 해석하기 위하여 2002년부터 2004년 사이에 채취한 국내 황사를 중국 북부건조지대 및 황토지대 토양의 광물조성과 물리 화학적 특성을 비교하였다. 중국 북부 건조지대 및 황토지대 토양의 화학적 특성은 pH 8.3-9.0, 유기물 $11-23g\;kg^{-1}$, CEC $7.1-18.4cmol_c\;kg^{-1}$으로 채취지역별로 차이를 보였다. 토양의 광물조성은 석영과 장석류를 주광물로하고 석회석, 백운석, 점토광물을 소량으로 수반하고 있었다. 국내에 강하한 황사의 입자 크기는 $50{\mu}m$ 이하 이었으며, 황사의 주요한 점토광물은 illite로 우리나라 일반농경지 토양에 비하여 illite 함량이 많고 kaolin은 적었다. 황사의 염기포화도가 약 260%로 과포화를 보이는 것은 황사 중 탄산염광물의 영향으로 생각된다. 황사의 미세형태는 국내 밭토양 (본량사양토, 수원)에 비하여 원마도 및 분급도가 양호한 구형의 형태를 띠고 있었으며, 강하 황사 중의 광물조성과 성분함량은 채취시기 및 지역별로 큰 차이가 없었다. 우리나라 강하 황사의 입경분포, 치환성 양이온 등 이화학적 특성은 중국 북부 건조지대 토양과는 차이가 있었으나 광물조성과 화학적 조성은 중국 황토지대 토양과 유사한 경향을 보였다.

비소의 Two-Line Ferrihydrite에 대한 흡착반응 (Adsorption of Arsenic onto Two-Line Ferrihydrite)

  • 정영일;이우춘;조현구;윤성택;김순오
    • 한국광물학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.227-237
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    • 2008
  • 최근 들어 비소오염에 대한 환경적 관심이 증대되면서, 세계적으로 비소에 대한 음용수 기준이 강화되고 있으며, 국내적으로도 비소로 오열된 지하수 덴 토양의 출현 빈도가 높아지면서 비소 오염과 그에 대한 처리 및 대책이 주요한 환경적 관심사로 대두되고 있다. 지중에서 비소의 거동은 주로 산화물들과 점토광물에 의하여 제어되는데, 특히 철(산)수산화물이 가장 효과적으로 비소를 제어하는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 다양한 철(산)수산화물들 중 2-line ferrihydrite가 비소의 거동에 어떠한 영향을 미치는가를 파악하기 위하여 수행되어졌다. 다양한 비소 화학종들 중 자연 상에서 발현 빈도수가 가장 큰 3가 비소(아비산염)와 5가 비소(비산염)가 2-line ferrihydritc와 어떠한 흡착 특성을 갖는지 비교하여 연구하였다. 비소의 흡착제로 실험실에서 제조되어 이용된 2-line ferrihydrite는 $10\sim200nm$의 작은 나노 크기, $247m^{2}/g$의 비교적 큰 비표면적, 다른 철(산)수산화물보다 높은 8.2의 영전하 pH 등을 갖는 것으로 나타났는데, 이러한 2-line ferrihydrite의 대표적인 물리화학적인 특성들은 비소의 흡착제로서 매우 적합한 것으로 조사되었다. 평형흡착 실험결과, 3가 비소가 5가 비소보다 월등히 높은 흡착력을 보였으며, 3가 비소는 pH 7.0, 5가 비소는 pH 2.0에서 가장 놀은 흡착력을 보이는 것으로 나타났다. 3가 비소는 pH 12.2를 제외하고는 pH에 따른 흡착량이 크게 차이를 보이지 않은 반면, 5가 비소는 pH가 증가함에 따라 흡착량이 현격하게 갈소하는 것으로 나타났다. pH에 따른 비소의 흡착특성을 보다 더 자세하게 초찰한 견과, 3가 비소는 pH 8.0까지는 흡착량이 증가하다가 pH 9.2 이상에서는 흡착량이 급격하게 같소하는 것으포 나타났다. 5가 비소의 경우에는 pH가 증가할 수록 비교적 일정하게 흡착량이 갉소하는 것을 알 수 있었다. 이렇게 비소 화학종에 따라서 상이한 흡착특성을 보이는 이유는 pH에 따른 각 비소 화학종의 화학져 존재 형태(chemical speciation)와 2-line ferrihydrite의 표면전하의 변화 등이 복합적으로 작용하기 때문인 것으로 사료된다. 각 비소 화학종과 2-line ferrihyite와의 흡착특성을 반응속도론적 관점에서 고찰한 결과, 대부분의 비소종들이 2시간 이내에 흡착이 거의 완료되는 것으로 나타났으며, 두 종류의 비소 화학종과 2-line ferrihydrite의 흡착 반응속도를 가장 잘 모사하는 반응속도 모댁은 power function과 elovich model인 것으로 조사되었다.