• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.25-35
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• 2005

산업도시인 울산지역의 토양을 대상으로 단계별추출법을 통해 토양 내 축적된 중금속의 총 농도와 존재형태에 대해서 분석하였다. 울산지역을 오염배출원의 특성별로 6개(녹지, 주거지, 교통밀집, 기계 및 조선공단, 석유화학공단, 비철금속공단) 지역으로 구분하여 토양시료를 채취하였다. 연속추출법에 의하여 분석한 토양 중 중금속의 총 농도는 대체적으로 비철금속공단지역 >> 기계 및 조선공단지역 > 교통밀집지역 > 녹지 > 주거지의 순으로 나타났다. 거의 대부분의 지역에서 Cd, Cr 및 Ni은 50% 이상이 residual의 형태로 존재하였고 다음으로 Fe & Mn oxide 형태였다. 그러나 다른 지역보다 다소 높은 중금속 농도를 보였던 비철금속 공단지역에서는 residual의 존재비율이 낮았으며, 다른 지점에 비해 organic & sulfides의 비율이 높았다. Cu는 지역에 따라 다소 다른 존재형태를 보였다. Pb와 Zn은 Fe & Mn oxide가 가장 중요한 존재형태였고 Pb의 경우 그 다음으로 residual이 높은 존재형태를 보였다. 토양이나 빗물의 pH와 같은 환경 조건의 변화에 따라 쉽게 자연계로 유입될 수 있는 이동성을 가진 exchangeable 및 carbonates형태의 중금속이 차지하는 비율은 분석대상 전 지점에 걸쳐 대체적으로 낮은 것으로 나타났다. 그러나 비철금속 공단지역의 토양에서는 중금속의 총 농도가 심각하게 높게 나타났다. 그래서 토양 중 이동성 중금속의 상대적인 존재비율은 낮을지라도, 그 지역의 매우 높은 총 농도 때문에 많은 양의 중금속이 자연계에 유입될 가능성이 크다고 볼 수 있다. 따라서 배출원에서의 사전 오염방지 대책이나 중금속에 오염된 토양의 복원 등 긴급한 대책이 절실한 것으로 판단된다. 또한, 왕수추출법과 연속추출법에서 얻어진 중금속의 총 농도는 Cd를 제외하고 전 항목에 대해 높은 결정계수(0.7 < R2 < 0.9)를 보였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권4호
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• pp.90-103
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• 2015

The agricultural soil, meets soil environmental standards whereas agricultural product from the same soil does not meet permissible level of contaminants, is identified in the vicinity of the abandoned mine in Korea. This study estimated the stabilization efficiency of Cd and Pb using limestone through the flood pot test for this kind of agricultural paddy soil. We had the concentration of the monitored contaminants in soil solution for 4 months and analyzed fractionations in soil and concentrations in rice plant. In soil solution of plow layer, the reductive Mn had been detected constantly unlike Fe. The concentrations of Mn in limestone amended soil was relatively lower than that in control soil. This reveals that the reductive heavy metals which become soluble under flooded condition can be stabilized by alkali amendment. This also means that Cd and Pb associated with Mn oxides can be precipitated through soil stabilization. Pb concentrations in soil solution of amended conditions were lower than that of control whereas Cd was not detected among all conditions including control. In contaminants fractionation of soil analysis, the decreasing exchangeable fraction and the increasing carbonates fraction were identified in amended soil when compared to control soil at the end of test. These results represent the reduction of contaminants mobility induced by alkali amendment. The Cd and Pb contents of rice grain from amended soil also lower than that of control. These result seems to be influenced by reduction of contaminants mobility represented in the results of soil solution and soil fractionation. Therefore contaminants mobility (phytoavailability) rather than total concentration in soil can be important factor for contaminants transition from soil to agricultural products. Because reduction of heavy metal transition to plant depends on reduction of bioavailability such as soluble fraction in soil.

• 한국분말재료학회지
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• 제28권2호
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• pp.91-96
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• 2021

Rare earth magnets with excellent magnetic properties are indispensable in the electric device, wind turbine, and e-mobility industries. The demand for the development of eco-friendly recycling techniques has increased to realize sustainable green technology, and the supply of rare earth resources, which are critical for the production of permanent magnets, are limited. Liquid metal extraction (LME), which is a type of pyrometallurgical recycling, is known to selectively extract the metal forms of rare earth elements. Although several studies have been carried out on the formation of intermetallic compounds and oxides, the effect of oxide formation on the extraction efficiency in the LME process remains unknown. In this study, microstructural and phase analyses are conducted to confirm the oxidation behavior of magnets pulverized by a jaw crusher. The LME process is performed with pulverized scrap, and extraction percentages are calculated to confirm the effect of the oxide phases on the extraction of Dy during the reaction. During the L ME process, Nd is completely extracted after 6 h, while Dy remains as Dy₂Fe₁₇ and Dy-oxide. Because the decomposition rate of Dy₂Fe₁₇ is faster than the reduction rate of Dy-oxide, the importance of controlling Dy-oxide on Dy extraction is confirmed.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제46권2호
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• pp.273-282
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• 2004

축분퇴비를 농경지에 환원시키는 방안은 작물에 필요한 영양분을 공급하는 측면외에도 토양의 이화학적 특성을 개선시켜 비옥도를 증진시키는 긍정적인 면인 있으나 중금속 함량이 높은 퇴비의 연용은 토양 내 중금속을 집적시켜 잠재적인 위해(危害).수준에 이를 수 있다. 그러므로 퇴비의 안전한 사용을 위해서는 총 중금속 함량과 더불어 생태계로의 이동 및 식물에 흡수 이용될 수 있는 중금속의 화학적 형태에 대한 정보가 중요하다. 따라서 본 연구에서는 톱밥이나 왕겨를 수분조절재로 이용한 축분퇴비에 대해서 총 중금속 농도와 중금속 화학종분화(化學種分化)에 대한 조사를 수행하였다. 퇴비의 조제원료로 사용된 축분의 종류에 따라 돈분퇴비, 계분퇴비 및 혼합분퇴비(돈분+계분+우분)로 분류하여 각각 25점씩 총 75점에 대한 축분퇴비시료를 전국에 걸쳐 수집하였다. 분석대상 중금속 원소는 Cr, Ni, Cu, Zn, As, Cd 및 Pb이며, 분석방법은 산분해법에 의한 총 중금속 농도와 단계별 추출법에 의한 치환태, 흡착태, 유기태, 탄산태 및 황화물 잔류태로 분류하여 화학적 분포를 분석하였다. 분석결과, 본 연구에 사용된 모든 축분퇴비의 총 중금속 함량은 비료관리법의 허용기준을 만족하는 것으로 분석되었으며 또한 돈분퇴비의 총 중금속 함량은 계분퇴비나 혼합분 퇴비에 비해 Cr을 제외한 모든 항목에서 높게 분석되었다. 축분 퇴비에 다량으로 존재하는 중금속 원소인 Zn, Cu의 함량은 건물(建物)기준으로 각각 157${\sim}$839mg Zn/kg, 47${\sim}$458mg Cu/kg으로 퇴비에 사용된 가축분의 종류에 따라 편차가 심한 것을 알 수 있었다. 추출된 중금속의 주된 형태는 Cr, Ni, Zn, As 및 Pb은 황화물 잔류태, Cu는 유기태, Cd은 탄산염태로 분석되었다. 본 연구결과 축분퇴비 내 중금속의 화학적 분포를 현행 총 중금속 허용기준에 추가 기준으로 지정하는 퇴비공정규격의 개정이 필여하다고 사료된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.137-137
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• 2009

Thin-film transistors (TFTs) that can be prepared at low temperatures have attracted much attention due to the great potential for flexible electronics. One of the mainstreams in this field is the use of organic semiconductors such as pentacene. But device performance of the organic TFTs is still limited by low field effect mobility or rapidly degraded after exposing to air in many cases. Another approach is amorphous oxide semiconductors. Amorphous oxide semiconductors (AOSs) have exactly attracted considerable attention because AOSs were fabricated at room temperature and used lots of application such as flexible display, electronic paper, large solar cells. Among the various AOSs, a-IGZO was considerable material because it has high mobility and uniform surface and good transparent. The high mobility is attributed to the result of the overlap of spherical s-orbital of the heavy pest-transition metal cations. This study is demonstrated the effect of thickness channel layer from 30nm to 200nm. when the thickness was increased, turn on voltage and subthreshold swing were decreased. a-IGZO TFTs have used a shadow mask to deposit channel and source/drain(S/D). a-IGZO were deposited on SiO2 wafer by rf magnetron sputtering. using power is 150W, working pressure is 3m Torr, and an O2/Ar(2/28 SCCM) atmosphere at room temperature. The electrodes were formed with Electron-beam evaporated Ti(30nm) and Au(70nm) structure. Finally, Al(150nm) as a gate metal was evaporated. TFT devices were heat treated in a furnace at $250^{\circ}C$ in nitrogen atmosphere for an hour. The electrical properties of the TFTs were measured using a probe-station to measure I-V characteristic. TFT whose thickness was 150nm exhibits a good subthreshold swing(S) of 0.72 V/decade and high on-off ratio of 1E+08. Field effect mobility, saturation effect mobility, and threshold voltage were evaluated 7.2, 5.8, 8V respectively.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권5호
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• pp.734-744
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• 2011

본 연구에서는 안정화공법을 이용하여 폐금속 광산 주변 비소 및 중금속 성분이 복합적으로 오염된 농경지를 효과적으로 복원하기 위해 안정화제로써 석회석과 제강슬래그의 처리효과와 적용성을 실내컬럼실험을 통해서 검토하였다. 대상토양 내 중금속의 존재형태 중 이동성이 높은 형태인 교환성 및 탄산염 형태의 분포비율은 여러 문헌들의 결과들과 유사하게 카드뮴 > 아연 > 납 순으로 높게 분포하는 것으로 나타나 광해로 인한 농경지의 오염성분들 중 카드뮴은 주변 환경에 미치는 영향이 가장 크며 상당한 주위가 필요한 성분인 것으로 판단되었다. 본 대상토양과 같이 pH가 매우 높은 토양도 갑작스럽게 변화하는 산성환경에 의해 일시적으로 토양의 pH 완충력이 감소하여 다량의 중금속 성분들이 용출될 가능성이 높은 것으로 나타났다. 반면 석회석과 제강슬래그로 처리한 처리구는 수질기준을 초과한 침출수 가 관찰되었던 대조구에 비해 모두 수질기준 이하로 중금속의 농도가 매우 낮게 나타났다. 비소의 경우는 비소 저감의 목적으로 적용한 제강슬래그의 혼합비가 증가할수록 오히려 농도가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 제강슬래그가 함유하고 있는 인 성분과 관계가 있는 것으로 판단되었으며, 비소와인의 경쟁적인 흡착 관계에서 그 우세함이 토양의 특성에 따라 상이할 수 있을 것으로 예상되었다. 석회석은 카드뮴, 납 그리고 아연 등의 중금속 성분에 대해서 모두 좋은 처리효과를 나타내어 토양의 중금속 처리에 있어서 효과적인 안정화제로 판단되었다. 제강슬래그의 경우는 비소를 효과적으로 저감하는 물질인 철 산화물을 많이 함유하고 있기 때문에 비소 처리에 있어서 활용 가능성이 높은 재료로 판단되나 복원 대상토양 내에서 철 산화물과 서로 강하게 흡착하려고 하는 비소와 인의 흡착선호도를 먼저 평가한 후에 적용여부를 검토해야 하며, 이와 관련된 연구가 필요할 것으로 판단되었다.

• 농업생명과학연구
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• 제45권6호
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• pp.251-263
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• 2011

본 연구에서는 폐금속 광산 주변 비소와 중금속으로 오염된 논토양을 효과적으로 복원하기 위한 안정화제로써 석회석과 제강슬래그의 처리효과와 그 적용성을 검토하기 위해 담수답의 환원 환경을 적용한 컬럼 실험을 실시하였다. 실험결과 담수된 논토양의 환원 환경에서는 철과 망간 성분이 환원되어 급격하게 용출되는 시점에 중금속 성분도 급격하게 용출되는 경향이 나타났으며, 대조구(무처리)의 경우 침출수에서 오염기준을 초과한 시료가 나타났다. 그러나 석회석 5%와 제강슬래그 5%로 각각 처리한 토양은 모두 오염기준 이하로 대조구보다 중금속 농도가 매우 낮게 검출되었다. 석회석과 제강슬래그 모두 담수답의 환원 환경에서 좋은 처리효과를 나타내어 효과적인 안정화제로 판단되었으며, 특히 제강슬래그는 담수답 환경에서 지속적으로 증가하는 비소 성분에 대해서 좋은 처리효과를 나타내었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1647-1654
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• 2008

The characteristics of arsenic(As) contamination were investigated on soils of 3 abandoned metal mine sites in Gangwon-do, Korea. Total forty nine soils were sampled to conduct standard methods(extraction by 1HCl), sequential extraction and column leaching test. Concentration of As extracted by 1N HCl was ordered as follows: A mine > B mine > C mine, and the concentration of arsenic in the soils of A mine was significantly greater than that at any other cases and all samples of A mine were exceeded the national regulation of $6mg \;kg^{-1}$. In the results of sequential extraction, the potential contamination risk for groundwater and plants was ordered as follows: C mine > B mine > A mine because the C mine showed the relatively greater mobility and bioavailability of fraction than any other mines. And, in colume test, concentration of As was ordered as follows: C mine > B mine > A mine, and it was expected that these results were connected with fraction characteristics of the mine sites. Therefore adequate leaching investigations should be used to simulate the effect of natural leaching conditions, and to predict both the potential mobility of metals to groundwater and their bioavailability to plants under natural conditions.

• 한국환경농학회지
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• 제35권1호
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• pp.24-31
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• 2016

본 연구는 산업폐기물의 일종인 제강급랭슬래그의 중금속 폐수처리를 위한 여재로서의 활용도를 높이고자 단일 및 복합 중금속용액에 대한 제강급랭슬래그의 경쟁흡착특성을 조사하였다. Freundlich 등온흡착식을 이용한 Cd, Cu 및 Zn의 흡착능은 단일 용액일 때 각각 2.21, 2.56 및 0.89이었으며, 복합 용액일 때는 각각 0.31, 1.28 및 0.37이었으며, Langmuir 등온흡착식을 이용한 제강급랭슬래그의 최대흡착능은 단일 용액일 때 Cu(16.6 mg/g) > Cd(8.1 mg/g) > Zn(6.2 mg/g)순이었으며, 복합 용액일 때 Cu(14.5 mg/g) >> Zn(1.3 mg/g) > Cd(0.6 mg/g)이었다. Freundlich와 Langmuir 등온흡착식은 모두 동일한 경향으로 단일 용액에서 최대흡착능에 비해 복합 용액일 때 흡착능은 감소하는 경향이었다. 특히 Cu의 경우는 단일 용액에 비해 복합용액일때 흡착능이 12.6% 정도로 약간 감소하였으나, Cd 및 Zn의 경우는 단일 용액에 비해 복합 용액일 때 흡착능이 각각 92.6% 및 79.0% 정도로 현저하게 감소함을 알 수 있었다. 이상의 결과를 미루어 볼 때, Cd 및 Zn은 경쟁 이온이 없는 단일 용액에서는 흡착제에 대해 높은 흡착능을 보였으나, 복합용액에서는 경쟁관계인 Cu에 의해 상대적으로 흡착능이 감소한 것으로 판단된다. 제강급랭슬래그의 단일 및 복합중금속 용액에서 Cd, Cu 및 Zn의 흡착량은 전반적으로 Langmuir 등온흡착식이 Freundlich 등온흡착식에 비해 잘 일치하였으며, 또한 단일 및 복합중금속 용액에서 각 금속의 흡착패턴은 각 금속의 경쟁으로 인하여 서로 다른 패턴을 가지는 것을 알 수 있었다. 따라서 제강급랭슬래그는 중금속 폐수처리를 위한 여재로 충분히 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제24권4호
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• pp.358-363
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• 2005

굴 패화석은 남해안의 굴양식 지역을 중심으로 발생량이 매년 증가되고 있으나 재활용율이 낮아 지역적으로 문제가 되므로 토양개량제로서 재활용하고자, 굴 패화석에 소량 포함되어 있는 중금속이 배추의 수량 및 중금속흡수 특성과 토양 내 중금속의 이동성에 미치는 영향을 조사하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 굴 패화석 시용에 따른 토양 내 0.1N HCl 가용 중금속 함량은 토양오염 우려기준 이하로 굴 패화석을 다량시용 함에 따른 중금속성분의 토양 내 축적은 없었다. 굴 패화석 시용량 증가에 따라 토양 내 중금속성분의 총 함량은 미미한 수준에서 증가하는 경향을 보였으나, 대부분의 중금속성분은 생물체 흡수가 불가능한 광물 내 고정된 중금속성분의 형태(residual phase)로 존재하였다. 패화석의 시용량을 증가시킴에 따라 배추 체내 Cu, Mo, Zn의 흡수량은 다소 증가하는 경향을 보였으나 우려할 만한 수준은 아니었으며 생육기간 동안 육안적으로 특정 이온과다에 의한 독성증상은 나타나지 않았다. 이상의 결과를 통해 굴 패화석 시용은 토양의 pH개선, 중금속 축적의 배제는 물론, 작물 수량증대에 효과가 현저하므로 양질의 토양개량제로서 활용이 가능한 것으로 판단되었다.