• 분석과학
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• 제35권2호
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• pp.41-52
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• 2022

The leaching of nitrate from soil increases the concentration of elements, such as nitrogen, phosphorus, and potassium, in water, causing eutrophication. In this study, the feasibility of using clinoptilolite as an ion-exchange material to reduce nitrate leaching in soil was investigated. Soil samples were collected from three soil depths (0 - 30, 30 - 90, and 90 - 120 cm), and their sorption capacity was determined using batch experiments. The effects of contact time, initial concentration, adsorbent dosage, pH, and temperature on the removal of NO₃^- were investigated. The results showed that an initial concentration of 25 mg L^-1, a contact time of 120 min, an adsorbent dosage of 5.0 g/100 mL, a pH of 3, and a temperature of 30 ℃ are favorable conditions. The kinetic results corresponded well with a pseudo-second-order rate equation. Intra-particle diffusion also played a significant role in the initial stage of the adsorption process. Thermodynamic studies revealed that the adsorption process is spontaneous, random, and endothermic. The results suggest that a modification of clinoptilolite effectively reduces the leaching of nitrate in soil.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.138-144
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• 2023

본 연구에서는 알칼리 침출수의 수서환경 완화를 위한 전기화학적 처리에 대한 효과를 평가하였다. 시멘트 페이스트의 표면을 개질하기 위해 1,000 mA/m² 의 직류를 양극 graphite를 통해 외부 메쉬로 4주 동안 통전한 후, 물 속의 알칼리 침출이 자연적으로 치유되는 것을 방지하기 위해 시멘트 페이스트 시편을 밀폐된 상태의 정지된 물에 침지시켰다. 물 속에서 100일간의 모니터링 한 결과, 전기화학적 처리를 한 시편의 pH 값은 약간 증가한 반면, control 시편의 pH의 경우 13.2를 나타내어 훨씬 더 높은 pH값을 나타내었다. 또한, pH 모니터링 이후 시멘트 페이스트 시료에 대한 pH 프로파일은 전기화학적 처리가 시멘트 매트릭스의 높은 알칼리도 확보에 효과적임을 알 수 있었다. 알칼리 침출 공정에서 얻은 알칼리침출수는 다프니아 마그나의 생태학적 테스트에 사용되었다. Control 시편은 표준 Daphnia Magna를 대부분 고정시킨 반면, 전기화학적 처리기법의 경우 생태학적으로 매우 우수하다는 것을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제30권1호
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• pp.1-7
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• 1998

Effects of pH, bentonite and Portland cement on the leaching of the simulated waste glass were investigated. The simulated waste glass showed the low leach rate in the neutral pH region, while the leach rate in both acidic and alkaline regions increased. Addition of bentonite to the leachant enhanced the leaching of the waste glass. When the waste glass was leached at 72$^{\circ}C$ for 36 days in the ground water with gel state Na-bentonite, approximately 2.2${\mu}{\textrm}{m}$ of the surface was corroded out and the large amount of Ti, Nd, and Zr was observed on the surface. The amount of B leached from the simulated waste glass in the presence of domestic bentonite was about three times higher than that in the presence of Aldrich bentonite as well as Portland cement.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.372-379
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• 2007

전로슬래그는 폐수 중에 함유된 인산염을 고형물 형태로 제거하는데 유용하게 사용될 수 있다 본 연구는 전로슬래그를 이용하는데 있어서 폐수의 초기 조건에 따라 전로슬래그로 인한 폐수의 pH, 알칼리도 그리고 양이온 용출변화에 따른 인산염 제거 등에 관하여 연구하였다. 실험대상 폐수의 pH를 0.5 단위로 7.0부터 8.5까지 다른 초기조건에서 폐수의 pH는 10시간 내에 급격하게 pH 11이상까지 상승하였다. 알칼리도는 pH보다는 급격하게 상승하지는 않았지만 반응시간 10 시간이 경과한 후 꾸준하게 상승하였다. 인산염 제거는 pH상승, 알칼리도 상승과 함께 반응시간 10시간까지 급격하게 제거되다가 서서히 제거되는 양상을 보였다. 반응시간 27시간 경과 후 그리고 36 시간 경과 후 전로슬래그에 함유된 마그네슘 이온 용출 농도를 측정한 결과 2.0 mg/L과 4.3 mg/L 수준까지 지속적으로 용출 되었다. 본 실험 결과 전로슬래그에 함유된 마그네슘이 용출되었기 때문에 물속에 암모니아가 존재한다면 인산염과 함께 스트루바이트 형태의 결정체로 인이 제거될 수 있음을 확인하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제13권4호
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• pp.233-239
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• 2004

본 연구는 딸기 시설재배에서 토양 pH 변화를 수반한 제염방법이 딸기 생육 및 무기원소 흡수에 미치는 영향을 구명하기 위하여 수행하였다. 토양 pH는 제염전 6.0으로 측정되었으나 제염 후 $5.8\~6.2$로 측정되어 처리간 차이가 크지 않았고, 유의차도 인정되지 않았다. 그러나 EC는 제염 전 토양이 $1.82dS{\cdot}m^{-1}$이었으나 지하수로 용탈한 처리(A)에서 $1.65dS{\cdot}m^{-1}$, 생석회를 $500g{\cdot}200L^{-1}$로 용해시킨 후 그 상등액을 관주하여 pH를 상승시키고 3주간을 기다렸다가 용탈한 처리에서 (B)에서 1.72, 황산알루미늄을 $0.75g{\cdot}L^{-1}$로 용해시킨 용액을 관주하여 pH를 저하시킨 후 3주간을 기다렸다가 용탈한 처리(C)에서 1.71, 그리고 pH 상승(B 방법) 후 저하시킨(C 방법) 처리(D)에서 $1.83dS{\cdot}m^{-1}$로 측정되었다. (D) 처리에서 토양 암모늄 농도가 높았고, (A) 처리의 토양 인산농도가 낮았다. 정식 80일 후의 생육에서 초장은 (C) 처리에서 20.4cm로 가장 컸으나 기타 생육지표에서는 처리간 차이가 뚜렷하지 않았다. 80일 후의 식물체내 무기원소 함량에서 다량원소는 처리간 차이가 크지 않았으나, 미량요소인 철, 망간, 아연, 구리 및 붕소는 (C) 처리에서 식물체내 함량이 높았다. 딸기의 수량 및 품질은 (C) 처리에서 50식물체 당 약 137개의 특대과를 생산하였고 과중도 3,784g으로 조사되어 우수함을 알 수 있었다. (B) 처리의 경우에도 특대과의 비율에서 비교적 우수한 성적을 나타내었다. (C) 처리에서 103당 3,123kg의 수확량 및 2,489 kg의 상품과를 생산하여 가장 우수하였으며, (B) 처리에서도 2,820kg/10a으로 비교적 수량이 많아 pH 변화 후 관수하여 용탈시킬 경우 효과적인 제염방법이 될 수 있음을 나타내고 있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제31권4호
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• pp.407-413
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• 1998

토양의 구성광물이 전혀 다른 광질토양인 규암(Eutrochrepts)과 화산회 토양인 평대(Melanudands)토양을 $2^{{\prime}{\prime}}{\times}30cm$ column에 각각 충진 후 구성성분($SO_4:NO_3$의 비율)이 다른 pH 2.0의 인공산성비(1, 2, 5 pore volume)를 토양에 처리한 결과, 산성비 구성성분에 있는 음 이온의 토양흡착은 평대(화산회)토양에서 규암(광질)토양보다 아주 많았으며, 평대토양에서 $SO_4$와 $NO_3$ 흡착이 커서 염기의 용탈이 적었으며 $SO_4$의 흡착이 $NO_3$의 흡착보다 많아 산성비의 구성 성분중 $SO_4$가 적고 $NO_3$의 양이 많은 강우에서 염기의 용탈이 많았다. 한편 규암토양은 $NaNO_3$와 $Na_2SO_4$ pH의 차이가 거의 없기 때문에 $NO_3$와 $SO_4$의 흡착이 적어 상대적으로 대응 음이온이 많아 염기의 용탈이 많았고 토양이 산성화되었으며, 토양염기의 용탈양율은 규암토양에서 컸다. 평대 토양에서는 산성비 구성 성분간의 차이로 염기의 용탈양 차이가 컸고 산성비의 구성 성분중 $NO_3$가 $SO_4$ 보다 많은 산성비 처리에서 Ca, Mg을 더 용탈시켰다. 산성비에 의한 토양염기의 용탈은 Ca>Mg>K의 순으로 많았고, 평대토양은 주로 표토, 규암토양은 전 토층을 통하여 비교적 고르게 일어났다.

• KSBB Journal
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• 제16권4호
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• pp.389-397
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• 2001

본 연구에서는 T. thiooxidans MET 균주를 이용하여 비소화 슬러지와 혐기성 소화슬러지로부터 중금속을 용출하여 제거하는데 영향을 미치는 슬러지 성상의 영향을 조사하였다. 슬러지 종류와 농도에 관계없이 슬러지로부터의 중금속 용출은 슬러지 용액의 pH에 의존하였다. 슬러지 용액의 pH가 3.0 이하일 때 효율적인 중금속 용출 효율을 얻을 수 있었으며, Zn > Cu > Cr의 순서로 용출이 진행되었다. 비소화 슬러지 및 혐기성 소화 슬러지간에 buffering capacity의 차이는 없었으나, 동일 고형물 농도에서 혐기성 소화 슬러지에서 T. thiooxidans MET의 황산화속도가 높기 때문에, 혐기성 소화 슬러지 용액의 pH 감소 속도가 비소화 슬러지보다 빨랐다. 그러나, pH 변화에 따른 슬러지 단위 질량당 중금속 용출량을 비교한 결과, 동일 pH 조건에서 혐기성 소화슬러지의 중금속 용출량은 비소화 슬러지에서의 중금속 용출량 보다 낮았다. 이는 혐기성 소화 슬러지와 비소화 슬러지에 함유되어 있는 불용성 금속화합물의 차이 때문으로 사료되었다. 슬러지 성상에 관계없이, 슬러지 고형물 농도가 증가할수록 (10~70 g/L) 중금속 용출 효율은 감소하였고, 최적 S$^{\circ}$/슬러지 고형물의 비율은 0.1이었다. 또한, T thiooxidans MET 균주를 이용한 슬러지로부터 중금속 용출 공정은 90% 이상의 살균 효과와 20% 정도의 슬러지 감량 효과가 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제11권4호
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• pp.44-50
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• 2002

분쇄, 자력선별을 통하여 철 성분을 제거한 폐망간전지 분말을 대상으로 침출제 농도, 온도, 고액비, 교반속도 등을 변화시키면서 황산용액에서 아연과 망간의 침출실험을 수행하였다. 침출시료의 X선 회절분석 결과 아연은 금속아연과 아연산화물, 망간은 이산화망간과 +3가 망간산화물로 존재하고 있어 황산에 의한 아연의 선택침출이 어렵다는 것을 확인하였다. 폐망간전지의 분쇄산물을 대상으로 황산침출을 행한 결과 고액비 1:10, 황산농도 1 M, 반응온도 $60^{\circ}C$, 교반속도 200 r.p.m에서 60분간 침출하였을 때 아연과 망간의 침출율은 각각 92%, 35%로 나타났으며, 반응 후 침출용액의 pH는 0.75, 침출용액 중 아연 및 망간의 농도는 각각 19.5 g/l, 7.8 g/l 이었다. 폐망간전지 분말의 황산침출시 망간의 침출율을 향상시키기 위해서는 환원제의 사용이 필요함을 알 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제29권1호
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• pp.72-83
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• 2024

Most of the slags generated from steel-making industry in Korea are recycled into media-contact aggregates such as fill and cover materials. For their use as media-contact aggregates, the slags must meet not only the waste quality criteria, but also the Daphnia magna acute toxicity test criteria. In this study, Korean Leaching Test ES 06150.e (Korea), Japanese Leaching Test JIS K 0058-1(Japan), Detuch Leaching Test DIN 19529 (Germany), Toxicity Characteristic Leaching Procedure (USA) were conducted for batch leaching test of slags from 6 Korean steel-making companies. In addition, Korean Standard up-flow percolation test (ES 06151.1) mimicking field conditions was conducted to assess the impact of the slag leachate on the surrounding environment indirectly. Heavy metals such as Cr⁶⁺ and Zn²⁺ were detected from both extractant and leachate samples, but all of them did not exceed waste quality criteria of each country. However, Daphnia magna acute toxicity tests using the leachate samples from up-flow percolation test with slag alone and slag/natural soil conditions exceeded ecotoxicity standard (TU=2) due to their high pH (11.3-12.5). After neutralizing the pH of the slag leachate to 6.5~8.5, the Daphnia magna mortality and immobilization were reduced to satisfy ecotoxicity standard. As the reducing pH of slag leachate would be extremely difficult, appropriate recycling management considering the physicochemical characteristics of he slags should be stuided further.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제29권1호
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• pp.39-50
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• 2024

Slags from steel-making industry have been recycled at a target rate of 95% and most of them are recycled as media-contact type such as fill and cover materials in Korea. However, as they contain free phase CaO during their generation, they may not only expand and collapse upon contact with water, but high pH leachate and heavy metals leaching may occur. In this study, the Korean leaching procedure (KLP) and up-flow percolation test were performed for the samples collected from 17 steel-making production plants in Korea. The waste quality criteria were met in all tests, but pH of the samples was above 10. There are no regulations on the pH of leachate in most of the countries, however, Germany, Italy, and Australia have set a pH range of 10 to 13 for the leachates. Although slag leachate cannot be considered hazardous based only on its high pH, it is necessary to reduce the pH of leachate to minimize the impact on the surrounding environment. Furthermore, conflicting regulations on wastes handling and management in Korea created confusion on the types of wastes subject to recycling. Therefore, an appropriate management plan for steel-making slags needs to be established. To this end, this study attempted to provide a guideline for managing steel-making slag waste by considering international guidelines and current management practices in Korea.