• 한국토양환경학회지
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• 제1권1호
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• pp.89-102
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• 1996

지하의 유체 유동 및 물질 변환을 해석하기 위하여 다중다상이론을 이용한 통합 모형을 개발하였다 종합적 지배식은 4개의 상내의 화합물들의 물질 및 힘평형 관계를 고려하여 유도되었다. 복합한 이동 및 변환 현상을 설명하고, 공간적 차원을 변동적으로 나타내기 위하여 관계된 모든 변수 및 식들을 함축적이면서 조직적으로 표현하였다. 도출된 비선형시스템은 다차원 유한요소프로_I램으로서 해를 구하였다. 본 개발된 프로그램은 역동적으로 메모리 용량을 조절하여 일이삼차원 문제를 PC부터 SP2슈퍼컴퓨터까지 여러 종류의 기종에서 해석할 수 있다. 계산시간과 저장용량을 줄이기 위하여 시스템식을 분리시키고, 슈퍼컴의 벡터 및 병렬처리를 이용하여 띠행렬의 해를 구하였다. 유속이 우세한 경우의 수치해석상의 불안정한 문제를 해결하기 위하여 상류가중, 질량묶음, 요소별 파라미터 평가법 등을 적용하였다. 일차원 이동문제에 대하여 유한요소법과 유한차분법의 수치해의 안정성 조건을 검토하였다. 구체적인 지하수 유동 및 오염문제에 대한 모델링 예는 본 논문집의 연계 논문에 수록하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권6호
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• pp.19-28
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• 2009

폐금속광산과 비위생매립지로 인하여 중금속으로 오염된 지하수를 처리하기 위해 FeS를 이용한 투과성반응벽체(Permeable Reactive Barriers; PRBs)를 이용한다면 효과적인 결과를 보일 것으로 예상되어 FeS를 PRB 매질로 사용하기 위한 연구를 수행하였다. 컬럼 실험에 앞서 반응 매질들의 중금속 제거 특성을 알바보고자 합성 나노 FeS, 원석 FeS, 경량기포콘크리트에 대하여 96시간까지 인공중금속오염지하수와 반응을 시키는 회분식 실험을 수행하였다. 3가지 매질 모두 pH 6 이상에서 평형을 이뤘으며, 합성 나노 FeS는 반응 1시간 이후부터 평형상태에 가까워졌다. 중금속 제거효율은 합성 나노 FeS가 반응 1시간에 As와 Ni를 제외한 모든 중금속 제거율이 99% 이상으로 다른 매질에 비하여 상대적으로 빠른 제거 속도와 높은 효율을 나타내었다. 컬럼실험 결과 합성 나노 FeS로 피복된 경량기포콘크리트로 충진된 컬럼은 회분식 실험과 같은 결과로 나타났으며, 원석 FeS로 충진된 컬럼에서는 초반에 Ni을 제외한 모든 중금속이 99%이상 제거되었으나 pH는 약 9.20에서 평형을 이루었다. 본 연구에서 나타난 결과를 종합하였을 때 다양한 중금속으로 오염되어 있는 지하수를 처리하기 위한 방법으로 별도의 pH 조절이 필요 없는 합성 나노 FeS로 피복된 경량기포콘크리트를 이용한 투과성반응벽체의 적용은 매우 효과적인 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제17권3호
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• pp.21-31
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• 2012

This paper presents the short-term and long-term measures to determine the fugitive dust concentration in a contaminated site, which is a crucial step for the determination of particulate emission factor (PEF) for risk assessment. As a long-term measure, USEPA method employing Q/C value (inverse of the ratio of the geometric mean air concentration to the emission flux at center of a 0.5-acre square source) seems to be suitable as it reflects regional-specific meteorological conditions. However, it requires nation-wide database collection and interpretation. Use of ASTM method is an alternative as a short-term measure. The method is readily field-applicable as PEF calculation equation is simple and input parameters can be easily derived at the site of interest as well without the nation-wide efforts. Using ASTM method, PEF at the Former Janghang Smelter Site was determined. According to various mode of aggregate size distribution and fractions of vegetative cover, which are the most important factors in PEF calculation, PEF values at the Former Janghang Smelter Site varied greatly. When the mode of aggregate size distribution was set at 0.25 mm, PEF values at the Former Janghang Smelter Site was 5~20 times higher than the default PEF value (i.e., 35 ${\mu}g/m^3$) shown in the current Korean Soil Contamination Risk Assessment Guidance. On contrast, when the mode was set at 2 mm, PEF values at the Former Janghang Smelter Site was 160~640 times lower than the default PEF value in the Korean Guidance.

• 한국환경농학회지
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• 제26권3호
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• pp.210-216
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• 2007

The cadmium (Cd) and zinc (Zn) contamination of soils and cultivated crop plants by zinc smelting activities was studied. In the study area of the vicinity of ${\triangle}{\triangle}$ zinc smelting factory in Korea, soils and corn plants were sampled at corn harvesting stage and analyzed Cd and Zn concentration as well as Cd and Zn fraction and chemical properties in soils. At 600 m radius of studied area, Cd and Zn were highly accumulated in the surface soils (0 - 20 cm) showed greater than the Korean warning criteria (Cd 1.5, Zn 300 mg $kg^{-1}$) with corresponding values 1.7 and 407 mg $kg^{-1}$, respectively. The leaf part gave higher Cd concentration with the corresponding value of 9.5 mg $kg^{-1}$ as compared to the stem and grains pare (1.6 and 0.18 mg $kg^{-1}$), respectively. Higher Zn concentration was also obtained from the leaf part of the corn plant which gave the value of 1,733 mg $kg^{-1}$. The stem and grain part gave corresponding values of 547 and 61 mg $kg^{-1}$. The order of the mean Cd concentration in fractions is F3 (oxidizable fraction) > F2 (reducible fraction) > F4 (residual fraction) > F1 (exchangeable + acidic fraction). A highly positive correlation is observed between F2 and concentration of Cd and Zn in both plant pare, leaf and grain. Highly positive correlations are shown in the pH exchangeable Ca and Mg, and CEC when correlated with Cd and Zn bound to F4 fractions. To reduce Cd and Zn uptake by corn plant in an arable land heavily contaminated with Cd and Zn as affected by smelting factory, an efficient and effective soil management to increase soil pH and CEC is thus recommended.

• 농약과학회지
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• 제8권3호
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• pp.189-197
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• 2004

강원도 고랭지의 주요 소득원 중 하나인 배추재배는 그 재배 면적과 생산량이 지속적으로 증가하고 있지만, 병해충 방제를 위하여 사용되는 농약으로 인한 고랭지 농업환경 오염가능성에 대한 우려도 높아지고 있다. 본 연구에서는 청정 강원도 고랭지 지역인 평창, 정선 및 태백지역의 배추경작지 토양과 수질 중 시기별 잔류농약의 오염 실태를 파악하고자 하였다. 각 지역에서 2002년 4월부터 10월까지 2개월 간격으로 토양 및 수질 시료 각각 240점과 84점을 채취하여 시료 중 농약 잔류량을 다성분 동시 스크리닝 분석법으로 분석하였다. 지역 및 시기별 잔류농약 조사 결과, 토양 중 농약의 잔류량은 평창 및 정선의 경우 18종의 농약이 $0.004\sim0.412\;mg\;kg^{-1}$수준으로 검출되었으나, 평창의 횡계리에서 10월에는 농약이 전혀 검출되지 않았다. 태백의 경우에서도 검출농약의 종류가 다른 지역과 비슷하였으며, 4월, 6월 보다는 8월 및 10월에 $0.002\sim0.663\;mg\;kg^{-1}$ 수준으로 검출되었다. 평창 및 정선에서는 살충제 endosulfan이 35%의 검출빈도를 보였으며, 태백에서 높은 검출빈도를 보인 약제로는 endosulfan이 최고 100%, 살균제 dimethomorph, diniconazole이 85%, 살충제 prothiofos와 살균제 fluazinam이 30% 이상 이였다. 또한 배추 경작지 미등록 농약(diniconazole, alachlor, carbendazim, alpha-cypermethrin, carbofuran, prothiofos)들도 $0.004\sim0.412\;mg\;kg^{-1}$ 범위로 조사되어 농약 오용의 실태를 확인할 수 있었다. 한편 채취된 모든 수질 시료에서는 농약이 검출되지 않아 토양 중 농약잔류가 수계오염에 미치는 영향이 크지 않은 것으로 나타났다.

• 한국환경과학회지
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• 제7권2호
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• pp.149-156
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• 1998

Enoronmental problems caused by certain geologic conditions Include pollution of soil by heavy metal, acidization of souls , acid mine drainage, Pound-water pollution, and natural radioactivity, as well as zoo-logical hazards such as landslide and subsidence. The acrid mine drainage contains large amount of heavy metals nO, therefore. cause serious pollution onto the nearby drainage systems and soils. In spite of this prospective environmental danger, few studies have been done on the acid mine drainage derived from non-metallic ore deposits such as pyrophyllitefNapseok) deposits. The sudo-bearing pyrophyllite ores, alteration zones, and mine talllngs of pyrophylllte deposits produce acrid mine drainage by the okidation of weathering. Compared to the fresh host rocks, the ores and altered rocks of pyrophyllite deposits produce acidic solution which contain higher amount of heavy metals because of OeP lower buffering capacity to acrid solution. The pus of urine water and nearby stream water of pyrophyllite deposits are 2.1~3.7, which are strong- ly acidic and much lower than that (6.2~7.2) of upstream water and than that (6.8~7.6) of the stream water derived from the non-mineralized area. This study reveals that this acrid mine drainage can affect the downstream area which is 8km far from the pyrophyllite deposits, even though the drain Is diluted with abundant non-contaminated river water This suggmists that not only acid mine drainage but also the sulfide-bearing sediments originated from the pyrophyllite deposits move downstream and form acidic water through continuous oxidation reaction. The heavy metals such as Pb, Zn, Cu, Cd, Nl, Mn and Fe are enriched In the mine water of low pH, and their contents decrease as the pH of mine water Increases because of the Influx of fresh stream wainer. SoUs of the Pyrophyulte deposits are characterized by high contents of heavy metals. The stream sediments containing the yellowish brown precipitates formed by neutralization of acid mine drainage occur in all parts of the stream derived from the pyrophyllite deposits, and the sediments also contain high amounts of heavy metals. In summary, the acid mine drainage of the pyrophyllite deposits is located in the upstream part of Hoidong water reservoir in Pusan contains large amounts of heavy metals and flows into the Holdong water reservoir without any purification process. To protect the water of Holdong reservoir, the acid mine drainage should be treated with a proper purification process.

• 한국환경농학회지
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• 제16권4호
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• pp.333-340
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• 1997

기체크로마토그래피를 이용하여 토양과 대두시료중 haloxyfop-R 및 haloxyfop-R-methyl의 잔류 분석법을 개발하였다. 토양 및 콩시료를 산성화한 후 acetone으로 추출, 두 화합물을 동시에 추출하였으며 pH조절 분배법을 이용하여 각 화합물별로 분획화하였다. Haloxyfop-R 분획은 $BF_3$/methanol 시약에 의한 methyl화와 추가의 분배과정을 거쳐 기체크로마토그래피에 공시하였으며 haloxyfop-R-methyl 분획은 Florisil 흡착크로마토그래피로 추가 정제하였다. 기체크로마토그래피/전자포획검출기에 의한 haloxyfop-R-methyl의 최소검출량은 0.01ng이었으며 시료추출액중 불순물에 의한 간섭은 관찰되지 않았고 이에 따른 분석법의 검출한계는 토양과 대두시료에서 각각 0.005㎎/㎏ 및 0.01㎎/㎏이었다. 추출 및 분획화과정중 두 화합물간의 교차오염과 haloxyfop-R-methyl의 가수분해는 관찰되지 않아 화합물별 개별정량이 가능하였다. 분석법의 회수율은 haloxyfop-R의 경우 토양과 대두시료에서 각각 88.2${\pm}$3.9% (n=12) 및 88.3${\pm}$4.0% (n=12) 및 85.6${\pm}$5.6% (n=6)이었다. 개발된 분석법의 검출한계, 회수율 및 분석과정의 편이성을 고려할 때 haloxyfop-R과 haloxfop-R-methyl 잔류분석에 실용적으로 활용될 수 있다고 판단되었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제41권1호
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• pp.99-108
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• 2008

1980년대 이후 전 세계적으로 발굴지에서 출토되는 인골 분석에 대한 고고학적 중요성이 증가하면서 인골의 자연과학적 연구가 활발히 진행되고 있다. 국내에서도 출토 인골의 고고유전학 연구가 점차 활성화 되어감에 따라 고대 DNA 연구를 위한 주요 방법 및 기술적 지식의 축적이 이루어지고 있다. 인골의 보존 상태는 매장환경과 밀접하게 연관되어 있는데 국내에서 출토되는 인골, 동물 뼈 등과 같은 생물유체의 보존 상태가 좋지 못한 주요 원인은 우리나라의 토성(土性) 및 기후적인 특성 때문이다. 그러나 조선시대 회곽묘(灰槨墓)에서는 대체로 보존 상태가 좋은 인골이 출토되고 있는데, 이는 회곽의 구조적 화학적 특성에서 기인된 것이다. 이것은 묘제(墓制)와 장법(葬法)이 피장자(埋葬者)의 매장 환경을 조절함으로써 인골이 잘 보존 될 수 있음을 보여주는 좋은 사례이다. 인골의 미생물에 의한 오염, 물리 화학적 손상 등 다양한 원인은 고대 DNA 분석에 많은 영향을 미치기 때문에 이를 효과적으로 제거할 수 있는 DNA 분석법이 요구된다. 특히, 고대 DNA가 사람 DNA에 의하여 오염되지 않았음을 증명하기 위한 실험 절차가 체계적으로 검증되어야만 연구결과의 신뢰성을 확보할 수 있다. 우리나라 고대 인류의 이동과 그들의 문화를 이해하기 위하여 고대 DNA 분석과 더불어 안정동위원소를 이용한 인골의 골화학 분석 등 인골에 대한 자연과학적 분석이 종합적으로 병행되어야 한다. 더불어 출토 인골의 고고유전학 연구는 형질인류학, 고고학과 같은 인문사회학적 연구와 동시에 수행될 때 가장 좋은 양질의 결과를 얻을 수 있으며 이러한 학제 간 연구는 더욱더 활성화 되어야 한다. 본고는 출토 인골 연구의 학문적 가치와 종합연구의 필요성을 자연과학적 연구의 입장에서 강조하였다. 또한 출토 인골의 DNA 연구 방법과 그 결과를 예로 소개함으로써 고고유전학 연구에 대한 이해를 돕고자 하였다.

• 자원환경지질
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• 제55권4호
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• pp.353-366
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• 2022

지구과학 데이터(지오데이터)의 공간 이질성, 희소성 및 고차원성으로 인해 공간 분포 추정에 어려움이 있다. 따라서 지구과학의 많은 응용 분야에서 지오데이터의 고유 특성을 고려할 수 있는 공간 추정 기법이 필요하다. 본 연구에서는 기계 학습 알고리즘 중 하나인 가우시안 혼합 모델(Gaussian Mixture Model; GMM)을 이용하여 공간 예측 방법을 제공하고자 하였다. 제안된 기법의 성능을 검증하기 위해, 옛 제련소 부지에서 휴대용 X선 형광분석기(PXRF) 및 유도결합플라즈마-원자방출분광법(ICP-AES)을 이용하여 분석된 토양 농도 자료를 활용하였다. ICP-AES를 이용해 분석된 As와 Pb를 주변수로 하고, 나머지 자료는 보조변수로 활용하였다. 다차원의 보조변수 중 중요 변수를 선별하기 위해 랜덤포레스트 기반의 변수선택법을 적용하였다. ICP-AES 및 PXRF를 통해 구축된 다변량 데이터를 사용한 GMM의 결과를 단변량 및 이변량 데이터를 사용한 정규 크리깅(Ordinary Kriging; OK) 및 정규 공동크리깅(Ordinary Co-Kriging; OCK)의 결과와 비교하였다. GMM의 결과는 OK 및 OCK의 결과보다 낮은 평균 제곱근 편차(RMSE; 비소는 최대 0.11 및 납은 0.33까지 향상)와 높은 상관관계(r; 비소는 최대 0.31 및 납은 0.46까지 향상)를 제공하였다. 이는 GMM을 사용할 경우 토양 오염의 범위 해석의 성능을 향상시킬 수 있음을 지시한다. 본 연구는 다 변량 공간추정 접근법이 복잡하고 이질적인 지질 및 지구 화학자료의 특징을 이해하는 데 효과적으로 적용될 수 있음을 증명하였다.

• 한국광물학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-10
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• 2002

이 논문은 온산공업단지 내 화강암의 풍화 및 토양화 과정, 그리고 토양 내 중금속 오염과 토양 광물간의 관계에 관한 연구이다. 프로화일 연구를 위해 각 깊이별로 토양시료를 채취하여 각 샘플에 대한 실험분석을 실시하였다. X선 회절분석 결과 주 구성 점토광물은 캐올린 광물과 버미큘라이트, 그리고 미량의 일라이트이다. 포름아마이드 처리를 통해 프로화일 내 토양 중의 캐올린 광물의 종류에 대해 분석한 결과 프로화일 하부에 존재하는 캐올린 광물은 대부분 할로이사이트 임이 밝혀졌으며, 지표면으로 갈수록 상대적으로 캐올리나이트에 대한 할로이사이트의 양이 감소하는 경향을 보이는데, 이는 상부로 갈수록 할로이사이트에서 캐올리나이트로의 전환이 이루어지고 있음을 의미한다. $110^{\circ}C,\;300^{\circ}C,\;550^{\circ}C$ 열처리를 한 결과 X선회절분석 그래프 상의 $10\;{\AA}에서\;14\;{\AA}$ 사이의 피크가 분화된 형태를 보여주는 것이 관찰된다. 이는 시료상에 수산화알루미늄 혼합층 버미큘라이트가 존재함을 지시한다. 이것은 구연산나트륨 처리실험을 통해 버미큘라이트 층간 불순 알루미늄 이온을 추출하여 원형상으로 전환시킴으로써 열처리시 $14\;{\AA}$피크가 다시 $10\;{\AA}$으로 변화하는 것을 관찰함으로써 재확인하였다. 토양의 수소이온농도 분포 양상이 하부에서 3.9, 상부에서 3.6으로 상부로 갈수록 산성화경향이 심해지는 경향을 보여주는데, 이는 산성화된 토양에서 안정적으로 나타나는 수산화알루미늄 혼합층 버미큘라이트의 존재를 뒷받침하고 있다. 토양 내 중금속 이온의 존재양상에 대한 연구를 위해 연속추출실험을 실시하였다. 그 결과 상대적으로 많은 양의 중금속 이온이 프로화일의 상부의 철/망간 산화물과 유기물에 흡착되어 있으며 점토광물에는 적은 양만이 흡착되어 있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 결과는 대부분의 중금속 오염물들이 상부 토양에 농집되어 있고 점토광물에는 낮은 중금속 함량을 보여주는 것은 산성화된 토양을 이루고 있는 주 점토광물인 캐올린광물과 수산화알루미늄 혼합층 버미큘라이트가 낮은 흡착능력을 가지고 있기 때문인 것으로 판단한다.