• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제23권1호
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• pp.54-62
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• 2018

This paper is aimed at source tracking of soil heavy metal contamination at a site established by reusing construction wastes. The soil heavy metal concentration at the study site peaked at a depth range of 5-10 m. Column studies were conducted to investigate the possibility of the contamination scenario of infiltration of stormwater carrying heavy metals of ground origin followed by selective heavy metal accumulation at the 5-10 m depth range. Almost all amount of lead, zinc, cadmium, and nickel introduced to the columns each packed with 0-5 m or 5-10 m field soil were accumulated in the column. The very poor heavy metal mobility in spite of the weak association of the heavy metals with the soil (characterized by a sequential extraction procedure) can be attributed to the high pH (10-11) of the construction wastes. From the results, the heavy metal contamination of the subsurface soil by an external heavy metal source was determined to be very unlikely at the study site. The column study applied in the current study is expected to be a useful methodology to present direct evidence of the contaminant source tracking at soil contamination sites.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제22권6호
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• pp.1-11
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• 2017

This study was conducted to investigate the performance of four commercial chemical agents in stabilizing arsenic (As) in soil at the forest area near the former Janghang smelter site. After amending the stabilizing agents (A, B, C, and D) into As-contaminated soil samples, synthetic precipitation leaching procedure (SPLP) and solubility bioavailability research consortium (SBRC)-extractable As concentrations significantly decreased except for agent D, which is mainly composed of fly ash and calcium carbonate. Increase of SPLP and SBRC-extractable As concentrations in four soil samples (S1, S2, S3, and J2) was attributed to desorption of As adsorbed on iron oxides due to high pH generated by agent D. It is therefore necessary to consider application conditions according to soil characteristics such as pH and buffering capacity. Results of sequential extraction showed that readily extractable fractions of As in soil (i.e., sum of $SO_4-$ and $PO_4-extractable$ As in soil) were converted into non-readily extractable fractions by amending agents A, B, and C. Such changes in the As distribution in soil resulted in the decrease of SPLP and SBRC-extractable As concentration. A series of follow-up monitoring and management plan has been suggested to assess the longevity of the stabilization treatments in the site.

• 분석과학
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• 제19권1호
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• pp.18-30
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• 2006

This paper describes the cumulative deposition of fallout Pu in soil and lichen at the present time and give the characteristics of fallout Pu deposits in the soil. In the soil of the forest, the accumulated depositions of $^{239,240}Pu$ were estimated to be in the range of 34.0 to $101.2Bq\;m^{-2}$ with an average value of $65.3{\pm}21.6Bq\;m^{-2}$. The average inventory of $^{239,240}Pu$ in the forest was calculated to be two times higher than that in the hill. Also, the deposited activities of $^{239,240}Pu$ in cultivated soil were significantly lower than those in the hill or forest. However, the cumulative depositions of fallout Pu in the volcanic ash soil on Cheju Island were much higher than those in the forest and hill soils. The measured activity concentrations of Pu isotopes in lichens and mosses showed large variations, due to characteristics of species and life span of lichen and moss colonies. From depth profiles, it was found that most of the fallout Pu has been accumulated in upper 10 cm layer of soil. Except for a few cases, the concentrations of $^{239,240}Pu$ in soil tended to decrease exponentially with increasing soil depth. Among parameters affecting the cumulative deposition of fallout Pu, organic substances and rainfall play an important role in the retention and relative mobility of fallout Pu in the soil. However, pH showed a weak correlation with the deposition of fallout Pu in the soil. From sequential leaching experiments, Pu was found to be associated predominantly with the "organic" and "oxy-hydroxy" fractions. Both the activity ratios of $^{238}Pu/^{239,240}Pu$ and $^{241}Pu/^{239,240}Pu$ in soils, lichens and mosses and the atomic ratios of $^{240}Pu/^{239}Pu$ in soils are close to those observed in the cumulative deposit global fallout from nuclear weapon testings. The results obtained from this research make it possible to interpret and predict the behavior of fallout Pu under natural conditions.

• 한국토양비료학회지
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• 제18권2호
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• pp.177-188
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• 1985

영남지역(嶺南地域)의 내륙(內陸)(영천(永川)) 및 해안(海岸)(영일(迎日))지역(地域)에 분포(分布)된 식질단구지(埴質段丘地) 토양군(土壤群)의 특성(特性)과 생성연구(生成硏究)를 위하여 형태적특징(形態的特徵)과 토양(土壤) 단면발달도(斷面發達度)를 조사(調査) 비교(比較)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 식질단구지토양(埴質段丘地土壤)은 지형(地形)과 토지이용(土地利用)에 따라 토양배수(土壤排水)가 "양호(良好)" 하고 색상(色相)이 5YR인 고위단구(高位段丘)(반천통(盤泉統))와 토양배수(土壤排水)가 "약간양호(若干良好)"하며 색상(色相)이 7.5YR인 내지 10YR의 중위단구(中位段丘)(우평통(牛坪統), 화동통(華東統)) 및 심토일부(心土一部)까지 회색화(灰色化)되어 토양배수(土壤排水)가 "약간양호(若干良好)" 또는 "약간불량(若干不良)"한 저위단구(低位段丘)(덕평통(德坪統), 극락통(極樂統))로 구분(區分)되었다. 2. 단구퇴적물중(段丘堆積物中)에 함유(含有)된 석력(石礫)의 원반도(園礬度)는 평균(平均) 0.543~0.546으로서 상호유사(相互類似)한 원력(圓礫) 또는 완원력(完圓礫)이었고, 구형도(球形度)는 0.723~0.722로서 구형(球形)에 가까운 이형적(異型的)인 충적퇴적물(沖積堆積物)이었다. 3. 모재(母材) 100gr당(當) 토층중(土層中)의 점토생성량(粘土生成量)은 50.8~30.7gr.이었고 점토용탈율(粘土溶脫率)은 30.1~7.4%로서 고위단구(高位段丘) 일수록 높았다. 4. 토양단면발달지수(土壤斷面發達指數)는 37.95~22.01로서 상대적(相對的) 표고(標高)가 높을수록 높았으며 점토용탈량(粘土溶脫量)은 용탈층(溶脫層)에 대한 집적층(集積層)의 점토함량비(粘土含量比)와 정상관(正相關) 관계(關係)이었다. 5. 단구군토양(段丘群土壤)의 토양별(土壤別) 입도누적곡선(粒度累積曲線)은 서로 비슷하였으나 영일지역(迎日地域)의 우평통(牛坪統)의 기층(基層)은 상위층(上位層)과 입도누적곡선(粒度累積曲線)(미사제외(微砂除外))이 판이(判異)하였으므로 이중퇴적물단면(二重堆積物斷面)(Bisequum profile)일 가능성이 높았다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권5호
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• pp.8-19
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• 2008

우라늄 함량이 높은 흑색 셰일 및 점판암이 주요 기반암인 괴산군 청천면 덕평리 일대 토양의 물리/화학적 특성을 규명하였고, 토양으로부터 우라늄을 제거하기위한 다양한 세척용액 및 세척조건을 적용한 실내 세척 실험을 실시하여, 토양 세척법이 우라늄 함량이 높은 토양으로부터 우라늄을 제거하는데 효과적인 방법임을 입증하였다. 총 8지점 토양 시료의 우라늄 농도를 분석하여 인공강우 용출실험(SPLP), 독성물질 용출실험(TCLP)을 실시한 결과 가장 우라늄함량이 높은 S2 토양의 경우 SPLP 용출 농도가 USEPA 음용수 기준치(30 ${\mu}g$/L)를 초과하여 토양으로부터 주변수계로의 지속적인 오염 가능성이 있는 것으로 나타났으며, 연속추출실험(SEP) 결과 약산 강우에 의해 토양으로부터 우라늄 용출이 발생할 수 있는 것으로 판단되었다. 토양으로부터 우라늄을 제거하기위하여 다양한 세척액과 세척조건을 적용하여 토양 세척 실험을 실시한 결과, pH 1인 산성용액, 염산 0.1 M 용액, 황산 0.05 M 용액, 구연산 0.5M 용액을 세척액으로 사용하는 경우 우라늄 제거 효율이 80% 이상이었으며, 아세트산과 EDTA 용액의 경우 30%이하의 낮은 제거율을 나타내었다. 토양/세척액 비율은 1 : 3, 세척 시간을 30분, 토양 당 반복 세척 회수를 2회로 설정하여 위의 세척용액들을 이용하는 경우, 실제 우라늄 함량이 매우 높은 S2 토양 주변 현장에서 토양 세척법이 우라늄 제거에 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 판단되었다. 세척 전/후 토양의 총유기탄소함량(TOC), 양이온 교환 능력(CEC)을 측정하였고, X-선형광분석(XRF)과 X-선회절분석(XRD)을 실시하여 비교함으로써 세척 후 토양 특성 변화를 규명하였다. 세척 후 토양의 TOC와 CEC가 각각 55%, 66%까지 감소하여 세척한 토양을 작물재배용으로 재사용할 경우 적절한 개량제를 첨가하는 것이 바람직할 것으로 나타났다. 세척 전/후 토양의 XRF 및 XRD 분석 결과, 산세척에 의한 토양의 주요 성분과 광물 구조 변화는 심각하지 않은 것으로 나타나 pH 회복을 위한 추가 물 세척 후 세척 토양을 재활용 할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권11호
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• pp.25-31
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• 2013

민간 및 군용사격장은 납, 구리 등의 중금속으로 오염되어 있어 복원이 필요한 경우가 많다. 산세척 또는 용출제를 이용한 용출이 흔히 사용되는 복원공법이다. 사격장 오염토양을 채취하여 오염특성 및 고비중 입자의 기여율을 조사하기 위한 기초연구를 수행하였다. 사격장 오염토양은 중금속, 특히 납으로 오염되어 있었으며, Ethylenediamine Tetra Acetic Acid(EDTA)를 이용한 5회 반복추출에도 환경기준치 이상의 오염이 토양시료에 남아 있었다. 이는 토양시료에 계속적으로 오염을 유출하는 입자가 존재하거나 오염제거가 매우 어려운 상태로 오염이 존재한다는 것을 의미한다. 토양시료에 포함된 색을 띠는 특이입자를 분리하여 분석한 결과 이들 입자는 비중이 2.5-6.6이고, 납과 EDTA의 결합율이 4.9-32%로 탄두 및 탄피가 잘게 부서진 입자로 판단되었다. 이들 입자를 제거한 토양은 오염도가 제거하기 전 토양에 비하여 낮으며, 용출 등의 기술로 쉽게 오염이 제거될 수 있음을 보여주었다. 이러한 결과는 연속추출 및 TCLP 등의 연구에서 증명되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권10호
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• pp.1072-1080
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• 2005

과거 납제련소 부지의 중금속으로 오염된 토양을 EDTA, citrate, HCl의 세가지 용매를 이용하여 토양세척법으로 처리한 경우 중금속의 추출특성에 대하여 중금속의 추출율과 화학적 결합형태별 변화를 중심으로 살펴보았다. EDTA를 이용한 토양세척실험에서 중금속의 추출은 Pb에 특히 효과적이었다. EDTA/HM의 물비가 증가할수록 Pb의 제거율도 증가하였고 EDTA/HM의 몰비 6.5에서 효율적인 제거가 가능하였다. Citrate를 이용한 토양세척실험에서 중금속의 추출은 다른 중금속들 보다 Zn의 추출에 효과적이었다. HCl은 모든 중금속에 대하여 전반적으로 높은 추출율을 나타내었으며 0.3N 농도에서 가장 효율적인 추출이 가능하였다. EDTA로 토양세척법 처리 전후 중금속의 결합형태별 변화는 교환성과 탄산염 형태와 같이 결합력이 약한 형태로 존재하는 중금속이 대부분 추출되었다. Citrate와 HCl 처리 후 중금속의 결합형태별 변화는 네가지 중금속 모두 유사한 경향을 보였으며 Pb은 처리 전보다 처리 후에 교환가능성 형태가 증가하는 현상이 관찰되었다. Citrate 처리시 중금속 추출효율은 비결정성 형태의 함량과 거의 일치하는 결과를 나타내었다. EDTA와 HCl을 이용한 경우는 중금속 추출효율과 중금속의 결합형태의 비교결과 Zn을 제외한 나머지 중금속의 경우 비잔류성 형태의 대부분을 제거할 수 있었다. 처리 후 토양의 TCLP 결과는 EDTA로 처리한 경우에 Pb의 USEPA 기준인 5 mg/L를 만족시켰다.

• 환경영향평가
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• 제29권5호
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• pp.350-362
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• 2020

본 연구에서는 전정가지 부산물과 one-pot 합성방법을 이용하여 철 나노입자가 담지된 바이오차인 INPBC(Iron Nano-Particles Impregnated BioChar)를 제조하고 비소 오염토양의 안정화제로써의 적용 가능성을 평가하였다. INPBC는 전정가지 부산물과 Fe(III) 용액을 220℃에서 3시간 동안 수열반응하고 이후 N₂ 분위기에서 1시간 동안 소성하여 제조하였으며 FT-IR, XRD, BET, SEM을 이용하여 INPBC의 특성을 분석하였다. INPBC의 안정화 성능평가는 국내 E폐광산과 S폐광산의 인근 농경지에서 채취한 비소로 오염된 토양 Soil-E와 Soil-S를 채취하여 4주 동안의 배양실험을 실시하였다. 배양실험 후 토양중 비소의 안정화 정도를 알아보기 위해 TCLP와 SPLP 용출시험을 실시하였다. TCLP와 SPLP의 용출시험결과, INPBC의 적용 농도의 증가에 따라 토양 중 비소의 용출농도는 감소하여 안정화 효율이 높아지는 것을 확인할 수 있었으며, 특히 Soil-E의 경우 SPLP 용출액 중 비소의 농도는 먹는물 수질기준치 이하의 낮은 값을 나타내었다. 안정화 토양의 연속추출시험에서는 쉽게 용출되는 1단계 및 2단계의 분획비율이 감소되고 그 보다 용출이 어려운 3단계 및 4단계의 분획비율이 증가되는 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 결과는 오염토양에 주입한 INPBC의 표면에 존재하는 철 나노입자로 인해 토양에서 용출된 비소가 sorption에 의해 안정화된 것으로 판단된다. 본 연구에서 나타난 INPBC의 비소 오염토양의 안정화 효과는 대규모 비소 오염토양의 위해성 저감을 위한 안정화제로서 높은 적용 가능성을 보여 준다.

• 한국광물학회지
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• 제23권2호
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• pp.125-139
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• 2010

광물학적 지구화학적 방법을 이용하여 송천 금은광산 광미 내 중금속 및 비소의 거동특성에 대해 연구하였다. 광미 내 광물조성은 X-선 회절분석, 에너지 분산분광분석, 전자탐침미세현미분석(EPMA)을 이용하여 조사하였고, 중금속과 비소의 농도와 화학적 존재형태는 각각 왕수분해법과 연속추출법으로 분석하였다. 광물학적 연구결과, 방연석, 섬아연석, 황철석, 석영, 그리고 스코로다이트로 구성된 수지상 광물집합체가 관찰되었으며, 특히 스코로다이트는 기질의 형태로 나타났다. 이러한 광물집합체 내 다양한 황화광물의 풍화반응 정도를 평가하고자 EPMA 분석을 실시하였으며 그 결과, 유비철석, 방연석, 섬아연석, 황철석 순으로 풍화반응성이 높은 것으로 평가되었다. 방연석의 풍화는 이차광물로 이루어진 누대구조가 특징적으로 관찰되었으며, 이러한 누대구조에서 다량의 앵글레사이트와 소량의 보이단타이트를 관찰하였다. 그리고 유비철석은 거의 모두 스코로다이트로 변질되어 스코로다이트가 기질의 형태로 존재하였으며 이러한 기질 내에서 유비철석보다 풍화반응성이 떨어지는 방연석, 섬아연석, 황철석 등이 관찰되었다. 유비철석으로부터 스코로다이트로 변질되는 과정 중 일부 비소는 용출되어 주변 환경에 악영향을 끼쳤을 것으로 판단된다. EPMA 정량분석결과로 볼 때, 이러한 스코로다이트는 안정도가 비교적 높음을 알 수 있었으며, 또한 안정한 스코로다이트는 광미를 피복하여 광미 내 다른 일차광물들의 풍화를 억제하는 것으로 생각된다. 이러한 원인으로 송천광미가 지표환경에 장기간 노출되었음에도 불구하고 초기 풍화진행단계의 특성을 보이는 것으로 판단된다. 본 연구의 광물학적, 지구화학적 연구결과를 종합해보면 현재 납과 비소가 이동성이 높은 형태로 존재하기 때문에 광미가 지표에 계속 노출되어 풍화반응이 지속된다면 그러한 유해원소들의 용출 가능성이 클 뿐만 아니라 스코로다이트의 안정도가 감소하여 비소의 재용출 가능성도 높아 송천광산의 환경위해성이 큰 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제55권1호
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• pp.63-76
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• 2022

이산화탄소 지중저장 가능성 평가를 위해 시추한 결과, 장기분지 성동리층에 97~118m 두께의 데사이트질 응회암이 확인되었으며 내부구조와 입자조성에 따라 4개의 퇴적단위(퇴적단위 1~4)로 구분되었다. 퇴적단위 1은 육성환경, 퇴적단위 3, 4는 수중 환경에서 쌓인 화쇄류암(ignimbrite)이며, 퇴적단위 2는 화산휴지기에 쌓인 망상하천 퇴적암으로 데사이트질 응회암이 관찰되지 않는다. 박편분석결과, 모데나이트, 클리놉틸로라이트는 주로 유리를 교대하거나 기공을 충전하며 매몰-속성과정 동안 화산유리의 교대작용 및 용해-침전작용으로 생성된 것으로 보인다. 클리놉틸로라이트는 퇴적단위 3에서 유리를 교대하는 경우가 기공을 충전한 경우보다 Si/Al비와 Na함량이 높으며 퇴적단위 4에서는 산출상태 및 지역에 상관없이 조성이 동일해 지는데, 이는 화산유리의 교대 및 용탈작용이 진행될수록 공극수의 Si/Al비와 pH가 증가했으며, 퇴적단위 3의 클리놉틸로라이트가 생성될 당시 동-서쪽의 공극수 조성이 달랐음을 지시한다. 또한, 모데나이트의 성장이 끝난 후 클리놉틸로라이트가 생성되었으며, 두 불석광물은 각 퇴적단위별로 순차적으로 생성된 것으로 해석된다. 종합해보면, 퇴적단위 1이 쌓인 후, 화산휴지기 동안 서고동저의 분지지형으로 인해 서쪽은 pH가 더 높았으나 스멕타이트의 성장으로 공극이 폐쇄되어 더 이상 불석광물 이 성장하지 못한 반면, 동쪽은 망상하천이 발달한 개방계 상태에서 지하수의 영향을 받아 클리놉틸로라이트가 성장할 수 있었던 것으로 보인다. 이후 분지의 침강으로 퇴적단위 3, 4는 수중환경으로 변화였고 공극수는 점점 알칼리함량이 증가하여 결국 동-서쪽의 공극수 조성이 동일해 진 것으로 해석되었다. 이와 같이 유사한 조성의 응회암에서도 분지의 수계와 퇴적환경에 따라 다양한 불석광물이 공간적으로 다르게 분포할 수 있음을 보여준다.