• 제목/요약/키워드: pH-Eh

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부곡 지열수의 심부환경과 지화학적 진화: 유황형 지열수의 생성과정 재해석 (Geochemical Evolution and Deep Environment of the Geothermal Waters in the Bugok Area: Reconsideration on the Origin of Sulfate-type Geothermal Water)

  • 고용권;윤성택;김천수;배대석;박성숙
    • 자원환경지질
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    • 제34권4호
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    • pp.329-343
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    • 2001
  • 국내에서 가장 높은 용출온도를 보이는 경남 부곡 지열수에 대하여 Yun et al.(1998)에 의하여 기존에 발표된 수리화학 및 동위원소 자료를 토대로 지열수의 심부환경과 지화학적 진화과정을 재해석하였다. 부곡 지열수는 지화학적 특성에 따라 3가지 유형으로 구분되어 진다(지열수I,II,III형). 지열수I형과II형은 높은 온도(55.2~$77.2^{\circ}C$)를 보이며, 화학적으로 Na-$SO_4$형에 속하지만, pH와 Eh가 다소 차이가 나며, $SO_4$함량이 크다는 것이 특징이다. 지열수 중심지역으로부터 외곽부에서 산출되는 지열수 III형은 29.3~$47.0^{\circ}C$의 용출온도를 보이며, Na-$HCO_3SO_4$형을 나타낸다. 지열수 I형에 대하여 다성분계 지질온도계의 적용결과는 심부저장지의 온도가 115~$130^{\circ}C$인 것으로 추정되었다. 다양한 지화학적 특성을 보여주는 부곡 지열수의 지화학적 진화과정은 다음과 같이 해석될 수 있다. 첫째, 부곡지역보다 높은 지형에서 함양된 지하수가 심부로 순환하게 되면서, 퇴적암 또는 심부의 화강암과 물-암석 반응이 진행된다. 이때 퇴적층에 함유되어 있던 황산염 광물의 용해반응으로 지하수는 다량의 $SO_4$를 함유하게 된다. 둘째, 지하수가 계속 심부로 순환하는 과정에서 환원환경에 접하게 되어 $H_2$S가 생성되고, 심부열원에 의하여 약 13$0^{\circ}C$까지 가열되어 규산 염광물과의 반응정도가 높아진다. 이 때 pH는 상승하고 SO$_4$함량은 감소하게 되며, 방해석이 침전조건에 놓이게 됨으로써, 결국 지열수는 Na-SO$_4$형을 띠게 된다. 셋째, 이렇게 형성된 지열수가 유동로를 따라 상승하는 과정에서 덜 깊게 순환하는 지하수와 혼합과정을 거치게 된다. 지열수와 혼합되는 지하수는 퇴적층내 황철석의 산화반응에 의해 다량의 SO$_4$를 함유한 것으로 사료된다. 이렇게 형성된 지열수는 계속 상승하면서 천부환경의 지하수와 혼합되어 부곡지역내 다양한 지화학 특성을 보이는 지열수를 형성하게 된다.

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고함량 자연방사성물질 우려지역에 대한 지하수 환경 특성 연구 (Characteristics of Groundwater Environment in Highly Enriched Areas of Natural Radionuclides)

  • 정도환;엄익춘;윤정기;김문수;김영규;김태승
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제15권6호
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    • pp.9-16
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    • 2010
  • Groundwater sampling was performed at 38 wells where they are located in the areas with high uranium and radon (marked as A and B, respectively) concentrations, which were based on the previous research results. In-situ parameters (temperature, pH, EC, Eh, DO) and natural radionuclides (uranium and radon) were analyzed to figure out the characteristics of groundwater environments. In-situ data did not show any relations to natural radionuclide data, which could be caused by groundwater mixing, depths of wells, and geological settings, etc. But the highest radon well presented relatively low temperature value and the highest uranium well presented relatively low pH values The highest uranium concentration ranging $1.14{\sim}188.19{\mu}g/L$ showed in the area of A region consisted of Jurassic two-mica granite. The areas of Jurassic biotite granite and Cretaceous granite in the A region have the uranium concentrations ranging $0.10{\sim}49.78{\mu}g/L$ and $0.36{\sim}3.01{\mu}g/L$, respectively. The uranium values from between wells of community water systems (CWSs) penetrating fractured bed-rock aquifers and personal boreholes settled in shallow aquifers near the wells of CWSs show big differences. It implies that the groundwaters of the two areas have evolved from different water-rock interaction paths that may caused by various types of wells having different aquifers. High radon activities in the area of B region composed of Precambrian gneiss showed ranging from 6,770 to 64,688 pCi/L. Even though the wells are located in the same geological settings, their rodon concentration presented different according to depth and distance.

저염, 고염 및 재래식 간장으로 절인 토하젓의 장기 숙성과정중의 영양성분의 변화 (Changes in Nutritional Components of Toha-jeot (Caridina denticulata denticulata $D_{E}$ $H_{AAN}$) with Low-salt, High-salt and Conventional Soybean Sauce during Long Fermentation)

  • 박영희;박복희
    • 한국농촌생활과학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.60-70
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    • 1999
  • Changes in the nutritional components of Toha-jeot, salt-fermented Toha shrimp (Caridina denticulata denticulata $D_EH_{AAN}$), which was salted with a low-salt group of 15% sodium chloride (L), a high-salt group of 23% sodium chloride (H), a 50% conventional soybean sauce group (S) during long fermentation were investigated. These three groups were refrigerated at ${4\pm}1^{\circ}C$ and then taken out for analysis at three month intervals during 9 month. Even in the process of a long fermentation, the moisture containment of Toha-jeot in group L and S is 76.0~73.6% and in group H it is 70.0%, which are similar in all three groups. In case of the salinity, there was no change in groups L, H but it was lowered in group S during the fermentation. In all groups there was no change of pH. The free amino acid contents in Toha-jeot, of which ornitine, glutamic acid, leucine, alanine, lysine and valine occupy the majority, in order of abundance, increased gradually up to six months of fermentation and decreased by nine months. But free amino acid contents of S group increased continuously during the fermentation process. Hypoxanthine was altered almost among other nucleotides. ATP was not detected, IMP and inosine had disappeared after the six months for mentation. ADP was not detected after the nine months fermentation. Monoene, polyene and n-3 fatty acids were increased and saturated fatty acids were decreased in L and H groups. However, no changes of fatty acid contents in S group during fermentation were showed. The fatty acid contents of three groups, of which $C_{18:1},\;C_{16:0},\;C_{16:1}$ and $C_{20:5}$ occupy the majority, Mineral content of Toha-jeot is mainly consisted of Na, Ca, K and Mg. In the Hunter values, the redness of L group was superior to that of other groups.

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실내 microcosm실험에 의한 시흥광산 및 덕음광산 주변 오염 논토양내 중금속의 지구화학적 거동 연구 (Geochemical Behavior of Metals in the Contaminated Paddy Soils around Siheung and Deokeum Mines through Laboratory Microcosm Experiments)

  • 김정현;문희수;안주성;김재곤;송윤구
    • 자원환경지질
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    • 제35권6호
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    • pp.553-565
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    • 2002
  • 본 연구는 시흥 동연아연 및 나주 덕음 금은 폐광산 주변 오염 논토양을 대상으로 시기별 중금속의 수직적 분포 및 함량변화를 실내 microcosm실험을 통하여 조사하였으며 산화환원 환경 변화에 따른 중금속의 지구화학적 거동 양상을 평가하고자 하였다. 두 지역의 원 논토양은 광물학적 구성, 중금속 함량 및 pH와 같은 지구화학적 특성이 차이를 나타내었으며 특히 덕음에서 상대적으로 낮은 중금속 함량에 비해 높은 교환성 형태의 비율로 중금속 용출이 높을 것으로 예상되었다. 18주의 침수기간동안 microcosm토양 상하부는 산화환원 환경 차이를 유지하였으며 pH의 경우 시흥의 상하부 토양 및 덕음의 하부 토양에서는 중성-알칼리성을 유지하였으나 덕음 상부는 3.2-3.8의 강산성을 나타내었다. 용존 Fe, Mn은 상부에 비해 하부에서 높은 농도를 보여 환원성 용해현상에 의한 용출거동을 나타내었다. Pb 및 Zn는 산화환경인 상부에서 그 용출이 높게 나타나며 pH가 높은 시흥의 경우 상층수/토양 경계면에 철 및 망간이 풍부한 층이 형성되고 중금속의 이동을 억제하는 트랩역할을 하여 용출정도가 낮았다. 반면 pH가 낮은 덕읍에서는 원 토양의 상대적으로 낮은 중금속 함량에 비해 그 용출정도가 높았으며 침수 및 배수의 시기별 화학적 존재 형태의 변화도 나타났다. 강산성의 논토양에서는 침수기에 토양 상층부에서 벼작물의 중금속 흡수도가 증가할 수 있으며 배수후에는 교환성 형태의 증가로 역시 그 흡수도가 높아질 것으로 예상된다.

울산지역 지하수중 비소의 산출 및 존재형태 (Occurrence and Species of Arsenic in the Groundwater of Ulsan Area)

  • 윤욱;조병욱;성규열
    • 자원환경지질
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    • 제37권6호
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    • pp.657-667
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    • 2004
  • 울산광역시 46개 지하수 시료 중 29개 시료에서 비소가 검출되었고, 그 농도는 $<0.1-7.2{\mu}g/L$의 범위를 나타낸다. 그 중 3개의 지하수에서 국내음용수 기준치$(50{\mu}g/L)$를 초과하였고, 10째 시료에서는 세계보건기구 기준치인 $(10{\mu}g/L)$를 초과하고 있음이 이번 연구에서 밝혀졌다. 비소의 농도가 높은 곳은 지질구조선 부근 특히 과거 울산철광 부근인 달천리 일대와 정자역암이 분포하는 효문동 일대이다. 울산철광 부근은 주로 황철석이 산화된 형태로 산화환경을 보이나, 효문동 일대는 환원상태의 FeOOH의 산화에서 야기되는 것으로 해석된다. pH-Eh 도표에 따른 연구지역 지하수중 비소의 존재형태는 달천리 일대에서는 As(V)로 $H_2AsO_4^-,\;HAsO4_^{-2}$로 존재한다. 효문리등 구조선일대는 As(III)로 $H_3AsO_3$ 형태로 존재한다.

태백시 동해폐탄광 산성광산배수의 오염현황과 하상퇴적물 내 철, 알루미늄의 거동특성 (Fe and Al Behaviors in Precipitates and Pollution Characteristics of Acid Mine Drainage from the Donghae Abandoned Coal Mine, Taebaek, Korea)

  • 추창오;박정원;이진국
    • 지질공학
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    • 제29권4호
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    • pp.579-598
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    • 2019
  • 강원도 태백산국립공원 구역에 인접한 동해폐탄광으로부터 발생하는 산성광산배수(AMD)에 대하여 수질오염과 하상퇴적물 내 Fe, Al의 거동특성을 화학분석, XRD, 적외선분광분석(IR), 핵자기공명분석(27Al NMR)을 이용하여 연구하였다. 산성광산배수의 수질은 pH와 용존이온의 침전에 따라서 변화하며, 포화지수 계산에 따르면 대부분 다양한 철, 알루미늄 수산화광물종에 과포화되어 있다. 하상의 적갈색 침전물은 슈베르트마나이트, 페리하이드라이트와 침철석으로 구성된다. 백색침전물은 대부분 알루미늄광물인 배스알루미나이트로 구성되는데, 이것의 결정도는 매우 낮다. 배스알루미나이트에서는 Al-중합체 Al13-Tridecamer가 소량으로 함유되어 있다. 동해폐탄광의 산성광산배수를 저감하기 위해서는 단순한 저류조 운영보다는 적극적인 제거법을 적용하여 철, 알루미늄 광물의 침전과 용해도를 조절할 필요가 있다.

영월, 정선 및 평창지역 폐 석탄광 산성광산배수의 환경오염 평가 (Environmental Assessment for Acid Mine Drainage by Past Coal Mining Activities in the Youngwol, Jungseon and Pyungchang areas, Korea)

  • 정명채
    • 자원환경지질
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    • 제36권2호
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    • pp.111-121
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    • 2003
  • 이 연구의 목적은 영월, 정선 및 평창지역에 분포하는 13개 석탄광에서 배출되는 산성광산배수의 물리화학적 특성파악을 통하여 주변 수계에 미치는 영향을 조사하는 것이다. 2000년 11월부터 2002년 7월까지 총 6회의 시료를 채취하여, pH, Eh, TDS, salinity, DO 등의 물리화학적 특성은 물론 Al, Ca, Fe, Mg, Mn, Zn 등을 포함한 총 18개의 양이온, 질산염과 황산염을 포함한 6개의 음이온의 한량을 각각 ICP-AES와 IC를 이용하여 분석하였다. 조사대상 지역이 광역적이고 수계가 서로 다르기 때문에 총 4개의 수계로 구분하여 조사한 결과, '수계 1'에 해당하는 삼척탄좌 정암광업소에서 유출되는 물이 가장 전형적인 산성광산배수의 특징인 낮은 pH (3~4)와 높은 TDS (1,000-5,000 ㎎/1) 값을 보이고 있었으며, 이들에 의해 주변 수계가 상당한 영향을 받고 있었다 양이온 분석결과, 일부 광산에서는 비오염지역의 수계에서 검출되는 중금속에 비해 수십에서 수백 배 높은 함량이 검출되었다. 특히, Al, Fe, Mn 및 Zn 등은 상당히 부화되어, 정암광업소에서 유출되는 산성수에서는 각각 350 mg/1의 Al, 80 mg/1의 Fe, 44 mg/1의 Mn 및 8 mg/1의 Zn이 검출되었다. 서진광산, 세방광산 및 성진광산 둥에서도 50 mg/1 이상의 Al과 100 mg/1 이상의 Fe 및 l0 mg/l 이상의 Mn 등이 검출되어 이들에 의한 수계 오염 가능성이 확인되었다. 음이온의 분석 결과에 의하면, 대부분의 조사대상광산에서 200 mg/1 이상의 황산염이 검출되었으며 일부 광산 유출수에서는 100 mg/1 이상의 황산염이 검출되었다. 또한 산성광산배수의 계절적인 변화를 고찰하기 위해 계절별로 시료를 채취하여 조사한 결과, 건기에 비해 우기에 일부 금속과 황산염의 농도가 증가되는 경향을 보였다. 결과적으로, 조사대상지역의 수계는 석탄광 개발로 인해 발생된 산성광산배수에 의해 중금속 및 일부 음이온으로 오염되어 있으며, 따라서 이를 위한 적절한 처리 시설의 설치와 관리가 요구된다.

제지슬럿지의 퇴비화 과정 중 미생물활성 및 이화학적 환경변화 (Changes of Microbial Activity and Physicochemical Environment during Composting of Papermill Sludge in a Pilot Plant)

  • 정영륜;정만훈;한신호;오세균
    • 유기물자원화
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    • 제3권2호
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    • pp.79-89
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    • 1995
  • 제지슬럿지의 효율적 퇴비화를 위하여 공장규모로 이동식 퇴비단 뒤짚기 형식의 장치를 설치하고 이 장치 내에서 퇴비화 과정 중 변화되는 미생물의 활성과 이화학적 환경변화를 조사하였다. 또한, 이러한 환경변수를 이용하여 퇴비숙성도를 판정할 수 있는 수식을 도출하고자 하였다. 미생물 활성은 제지슬럿지의 퇴비화 초기 10일 후에 이산화탄소 생성량이 1,850ppm으로 가장 높았고 그 이후로는 점차 감소하였다. 미생물 밀도변화는 정체식 퇴비더미에서 나타나는 전형적인 변화양상은 아니었으나 슬럿지 투입 23일 후 까지도 고온성 세균의 중온성 세균에 대한 밀도비가 증가하였다. 온도는 퇴비화 과정 투입 1일 후 부터 급격히 증가하여 7일 후에는 $62^{\circ}C$가 되었고 18일 이후부터는 서서히 감소하기 시작하였다. 산도는 전형적인 퇴비화 과정의 변화양상을 나타내는 것으로 처음 1일간 pH 6.8이었으나 이후 증가하기 시작하여 7일 후에는 8.0, 23일 후에는 7.4로 감소하였다. 산화환원전위는 퇴비화 시작전 -320mV로 환원상태 이었으나 퇴비화 기간이 늘어남에 따라 점차 증가하여 23일 후에는 -15mV이었다. 그러나, 측정 전 퇴비를 살균하여 조사 하였을때는 퇴비화 기간에 상관없이 평균 50mV 정도를 유지하였다. 함수율은 초기에 67% 정도였으나 점차 감소하여 23일후에는 약 50%가 되었다. 제지슬럿지 퇴비숙성의 생물학적 검정방법 중의 하나로 퇴비의 무 생장에 미치는 영향을 조사한 결과, 13일 이상 공정중에서 처리한 퇴비를 토양에 섞어 주었을 때 생장이 양호하였으며 그 이하 처리기간의 퇴비 사용 시에는 생장이 약간 억제되는 경향이었다. 이상의 변수를 이용하여 숙성도 판정을 위한 수식을 도출하였으며, 이 수식의 실제 응용을 위해서는 여러 종류의 유기물을 이용한 여러번 실험에 의한 수식의 보정이 필요할 것이다.

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과산화수소를 이용한 광미중 비소의 불용화 (Immobilization of Arsenic in Tailing using the Hydmgen-Peroxide)

  • 정익재;최용수;박흥목
    • 한국토양환경학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.67-75
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    • 1999
  • 비소는 자연적인 환경 하에서 음이온적인 거동을 하며 조건의 변화에 따라 다양한 형태로 전환되는 물질이기 때문에 적당한 처리방법이 없는 형편이다. 본 연구의 처리방법은 광미에 과산화수소를 첨가하여 비산철로 불용화 하는 방법으로 실제 구봉광산의 광미를 이용하여 실험한 결과 비소와 철의 용출농도가 각각 84%와 93%가량이 감소되는 것으로 나타났으며, 순수한 황철광과 비소표준용액을 이용하여 과산화수소를 첨가하는 실험에서는 과산화수소의 첨가량에 따라 비소의 농도가 직선적으로 감소하는 것으로 나타났다. 재용출 실험에서는 철은 약 80%, 비소는 약 90%가 용출이 억제되어 장기적 안정성면에서도 우수한 것으로 나타났다.

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ESTIMATION OF THE BEHAVIORS OF SELENIUM IN THE NEAR FIELD OF REPOSITORY

  • Kim, Seung-Soo;Min, Jae-Ho;Baik, Min-Hoon;Kim, Gye-Nam;Choi, Jong-Won
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제44권8호
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    • pp.945-952
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    • 2012
  • The sorption of selenium ions onto iron and iron compounds as a disposal container material and its corrosion products, and onto bentonite as a buffer material, was studied to understand the behaviors of selenium in a waste repository. Selenite was sorbed onto commercial magnetite very well in solutions at around pH 9, but silicate hindered their sorption onto both magnetite and ferrite. Unlike commercial magnetite and ferrite, flesh synthesized magnetite, green rust and iron greatly decreased selenium concentration even in a silicate solution. These results might be due to the formation of precipitates, or the sorption of selenide or selenite onto an iron surface at below Eh= -0.2 V. Red-colored Se(cr) was observed on the surface of a reaction bottle containing iron powder added into a selenite solution. Silicate influences on the sorption onto magnetite and iron for selenide are the same as those for selenite. Even though bentonite adsorbed a slight amount of selenite, the sorption cannot be ignored in the waste repository since a very large quantity of bentonite is used.