• 제목/요약/키워드: 교질입자

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교질상 적철석의 거동 특성: 수환경 내 이온 조성 및 세기, 자연 유기물이 미치는 영향 (Study on the Behavior of Colloidal Hematite: Effects of Ionic Composition and Strength and Natural Organic Matter in Aqueous Environments)

  • 이우춘;이상우;김순오
    • 자원환경지질
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    • 제53권4호
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    • pp.347-362
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    • 2020
  • 수환경 내 철 (수산)산화물은 주로 광산 활동에 의해 생성되며 주변 환경을 교란시키는 대표적인 교질물이다. 철 (수산)산화물들 중 지표에 많이 분포하고 있는 적철석은 수환경 내 다양한 환경인자들로 인해 거동 특성이 변한다. 본 연구는 배경용액의 이온 조성과 세기, pH, 자연 유기물 등의 환경적 인자가 교질상 적철석의 거동에 미치는 영향을 살펴보고자 수행되었다. 특히, 적철석 교질물 입자들의 거동특성을 보다 더 명확하게 해석하고자 동적광산란분석기(dynamic light scatterer, DLS)와 단일입자 유도결합플라즈마질량분석기(single particle ICP-MS, spICP-MS)를 비교하여 분석을 수행하였다. 배경용액의 이온 조성과 세기가 변함에 따라 적철석 입자의 표면 확산이중층의 두께가 변화될 뿐만 아니라, 입자에 미치는 정전기적 힘과 van der Walls의 합력이 변하면서 입자의 응집/분산 특성이 달라지는 것으로 나타났다. 또한 수환경의 pH가 적철석 입자의 영전하점(point of zero charge, PZC)에서 멀어질수록 정전기적 반발력이 커져 입자들이 분산되는 것을 확인하였다. 수환경 내 자연 유기물이 적철석의 표면을 코팅함에 따라서 자연 유기물 표면에 존재하는 카르복실기와 페놀기 등과 같은 작용기들로 인하여 적철석 입자의 정전기적 안정화와 구조적 안정화가 증가하는 것으로 조사되었다. 이러한 안정화 효과는 자연 유기물의 농도가 작을수록 증가하지만, 상대적으로 이온포텐셜이 큰 2가 양이온이 1가 양이온보다 자연 유기물로 코팅된 적철석 입자들 사이에서 더 큰 가교역할을 하기 때문에 자연 유기물로 코팅된 적철석 입자들의 안정화(분산)를 방해하는 것으로 확인되었다. 결론적으로, 수환경 내 교질상 적철석의 거동 특성은 이온의 조성과 세기, pH, 그리고 자연 유기물 등과 같은 환경적 인자들에 많은 영향을 받는 것을 정량적으로 확인할 수 있었는데, 그 중 자연 유기물은 수환경에서 교질물의 거동에 매우 지배적이고 주요한 제어인자임을 알 수 있었다. 한편, 적철석 입자의 거동 특성을 정량화할 수 있는 두 분석기법을 비교한 결과, DLS 분석기법은 신속성 및 편의성에서 강점을 지니는 반면 spICP-MS의 분석기법은 입자의 모양 및 응집 형태 등을 고려할 수 있는 장점이 있기 때문에 두 분석기법을 조합하여 활용하면 수환경 내 교질물의 거동 특성을 연구하는데 보다 더 효과적일 것으로 판단된다.

난류 유동일때 관과 channel에서 고분자와 계면활성제에 의한 마찰저항 감소에 관한 연구 (Drag Reduction by Polymer and Surfactant in Tubulent Channel and Pipe Flows)

  • 박성룡
    • 설비공학논문집
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    • 제7권3호
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    • pp.359-365
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    • 1995
  • The drag reduction phenomenon with an additives of surfactant(STAC, stearlytrimethyl ammonium chloride) and polymer(PEO, polyethlene oxide) was investigated in fully developed turbulent pipe and channel flows at various low Reynolds numbers as well as very low additives concentration. A maximum of 70% drag reduction compared with plain water flow was found. This maximum drag reduction percentage obtained with surfactant solution was slightly higher than that of the Virk's asymptote in polymer solution.

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Re-188이 표지된 황 교질(Sulfur Colloid) 제조와 생체내 분포 (Preparation and Biodistribution of Re-188 Sulfur Colloid)

  • 김영주;정재민;장영수;이용진;이동수;정준기;이명철;송영욱
    • 대한핵의학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.298-304
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    • 1998
  • 목적 : Re-188 황 교질을 제조하여 관절염 활액막절제술, 복강내 암전이 치료제로서의 사용 가능성을 알아보았다. 대상 및 방법: Re-188 황 교질의 표지에 EDTA $Na_2.2H_2O$의 양, $KReO_4$의 존재유무, pH의 영향을 관찰하였다. Re-188 황 교질의 안정성을 실온에서 24 시간, 사람혈청과 활액에서 72 시간동안 관찰하였다. Re-188 황 교질의 입자 크기 분포는 여러 가지 크기의 필터를 사용하여 측정하였다. Re-188 황 교질을 실험 동물에 투여하여 생체내 분포와 체외 대사량을 관찰하였다. 결과: Re-188 황교질은 sodium thiosufate 40 mg, EDTA $Na_2.2H_2O$ 0.8 mg, $KReO_4$ 0.8 mg, pH 1의 조건에서 60분 동안 가열시 표지효율이 $64.5{\pm}5.8%$ (n=5)로 가장 높았고, 이를 정제하였을때 방사화학적 순도는 99%이상이었다. Re-188 황 교질은 실온에서 24 시간, 혈청과 활액에서 72시간 동안 모두 방사화학적 순도가 99%이상으로 매우 안정하였다. Re-188 황 교질의 입자크기 분포는 $1{\mu}m$ 이하가 0.3%, $1{\sim}5{\mu}m$ 11.2%, $5{\sim}10{\mu}m$ 35.8%, $10{\mu}m$ 이상은 52.8%으로 나타났다. 마우스의 꼬리정맥으로 Re-188 황 교질을 주사한 후 1 시간에 폐와 간의 섭취율($37.30{\pm}5.36$, $32.33{\pm}5.79%$ ID/organ)이 가장 높았으며, 근육의 섭취율은 $6.60{\pm}0.02 %$ID/organ였다. 마우스복강내에 Re-188 황 교질을 주사한 후 1, 24 시간에 복강외 장기의 섭취율은 $0.1{\pm}0.1$, $0.4{\pm}0.1%$ ID/organ으로 매우 낮았으며, 주사 후 70 시간까지 뇨와 대변으로 배설된 양은 $2.68{\pm}0.50%$$0.95{\pm}0.17%$였다. 토끼 무릎관절에 Re-188 황 교질을 주사한 후 24 시간에 무릎을 제외한 모든 장기에서의 섭취율은 0.07% ID/g 이하로 매우 낮았다. 결론: 이실험에서 표지한 Re-188 황 교질은 표지효율과 안정성이 높고 임상적으로 방사선 활액막 절제술 등에 사용할 수 있을 것으로 생각한다.

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나노크기의 교질상 영가철 및 자철석에 대한 수용상의 거동특성 (Characterization of Behavior of Colloidal Zero-Valent Iron and Magnetite in Aqueous Environment)

  • 이우춘;김순오;김영호
    • 한국광물학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.95-108
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    • 2015
  • 광산배수가 지표에 노출되거나 주변 수계로 유입됨에 따라 나노크기의 철 교질물질이 형성되며, 이러한 철 교질물질은 심미적 오염을 발생시킬 뿐만 아니라 수생태계에도 악영향을 미친다. 이를 제어하기 위해 철 나노물질의 거동특성을 파악하는 것이 매우 중요한데, 아직까지 이에 대한 연구가 미흡하다. 본 연구는 영가철과 자철석을 이용하여 배경용액의 pH와 조성, 그리고 자연유기물에 따른 철 나노물질의 거동특성을 고찰하기 위해 수행되었다. 이를 위해 동적광산란분석기를 이용하여 철 나노물질의 입자크기와 표면 제타전위를 측정하였으며, DLVO (Derjaguin, Landau, Verwey, and Overbeek) 이론에 적용하여 응집 및 분산 등의 거동특성을 비교하였다. 철 나노물질은 영전하점 pH 근처에서는 입자간의 전기적 인력으로 인한 응집이 발생되며, 그보다 pH가 낮거나 높으면 전기적 반발력에 의해 분산이 잘되는 것을 확인하였다. 배경용액 내 양이온이 음이온보다 거동특성에 더 큰 영향을 끼치는 것을 확인하였으며, 특히 1가 양이온보다 2가 양이온이 입자표면간의 전기적인 인력 및 반발력에 더 큰 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 수용상의 자연유기물은 철 나노물질을 코팅함으로써 표면을 음전하로 띠게 하여 분산이 잘 되게 하는 것을 확인하였다. 동일한 환경조건에서 자철석보다 영가철이 응집이 더 잘 되는 것으로 나타났는데, 이는 영가철의 낮은 안정성과 빠른 반응성으로 인해 철 산화물로 변질되기 때문인 것으로 판단된다.

제주도 우도 현무암질 화산재의 표성 변질작용 (Supergene Alteration of Basaltic Ash in Udo Tuff Cone, Jeju Island)

  • 정기영
    • 한국광물학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.141-150
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    • 2010
  • 제주도 우도 응회구의 현무암질 화산재는 대부분 미약하게 변질되었으나, 지표부근에서는 연황색으로 변질되었다. 육상 환경에서 화산재의 표성 변질 및 고화과정을 조사하기 위하여 표성 변질 우도 화산재에 대하여 X선회절, 주사 및 투과전자현미경, 전자현미분석을 실시하였다. 분석결과, 화산재 입자는 현무암질 유리 기질과 사장석, 감람석, 휘석 결정으로 구성되어 있었다. 입자 가장자리로부터 유리가 선택적으로 변질되어 교질상 변질테가 형성되었으며, 큰 입자 중심에는 변질되지 않은 유리가 잔존한다. 변질테와 유리 경계에는 매우 얇은 용탈 유리층이 존재하며, 변질테는 Fe와 Ti이 풍부한 극미립 비정질 규산염과 스멕타이트로 구성되어 있다. 변질 유리에서 방출된 용존물은 공극에 벌집모양 스멕타이트 집합체로 다량 침전되었으며, 화산재의 고화작용에 기여하였다.

강원도 영월군 마차리 부근에 분포하는 오오도비스기 문곡층의 속성역사 (Diagenetic history of the Mungok Formation near Machari area, Yongweol, Kangwondo, based on Textural, Isotopic, and Chemical Analyses)

  • 우경식;최승진
    • 한국석유지질학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.1-13
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    • 1993
  • 강원도 영월 마차리 부근에 분포하는 문곡층의 속성역사에 대한 연구를 조직적, 동위원소적 및 미량원소적 결과를 이용하여 수행하였다. 속성광물의 생성단계는 각각 그들의 지화학적 결과와 함께 문곡층이 여러 단계의 속성작용을 받았음을 보여준다: 그들은 1) 천해속성작용, 2) 민물속성작용, 3) 얕은매몰속성작용 및 4) 깊은매몰속성작용이다. 천해속성작용은 섬유상 방해석 교질작용과(framboidal) 황철석화작용으로 이루어져 있으며, 민물속성작용 동안에는 불안정한 광물(아라고나이트와 고마그네슘 방해석)로 구성된 탄산염 입자들의 용해작용과 재 결정작용, 극피동물 위의 syntaxial overgrowth 작용 및 등립질 방해석의 교질작용이 일어났다. 얕은 매몰 속성환경에서는 쳐어트와 이디오토픽 돌로마이트가 생성되었고 제노토픽 돌로마이트화작용은 스타일로라이트화 작용 전에 일어났을 것이다. 깊은 매몰 속성환경 에서는 saddle 돌로마이트화작용, 2차 규화작용 및 탈돌로마이트화작용이 일어났다.

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원자로 생산 방사성 핵종의 임상이용

  • 임상무
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제27권4호
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    • pp.635-643
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    • 1995
  • 핵의학(nuclear medicine )이 란 방사성 및 안정 핵종의 동위원소표지 화합물을 인체에 투여하여, 관심장기의 형태 및 기능을 평가하여 해부학적 또는 생리학적 상태를 진단, 치료하는 의학의 전문 분야이다. 핵의학에 이용되던 방사성 핵종은 1960년대 까지만 해도 $^{131}$ I이 주였으나 1970년대 부터는 $^{99}$Mo -$^{99m}$ Tc 발생기와 $^{99m}$ TC으로 표지된 방사성의 약품이 활발히 이용되면서 $^{131}$ I을 대신하게 되었다. 원자로-생산핵종들의 특성은 중성자가 과잉이어 붕괴시 배타입자를 방출하는 점으로, 이것이 각종 질병의 치료에 이용되고 있다. 특히 각종 표시 화합물의 성질을 이용하여 원하는 부위에 방사선을 집중시킬 수 있음이 외부조사보다 유리한 점이다. 방사성핵종을 이용한 악성종양의 치료에 가장 성공적인 것은 분화된 갑상선 암환자에서 $^{131}$ I을 사용한 것이며, 갈색세포종 등에 $^{131}$ I-MIBG도 효과적이다. 악성종양의 골전이 치료에 베타선을 방출하는$^{32}$P, $^{186}$ Re, $^{153}$ Sm 등이 이용되었다. 종양의 동맥에 주입하여 세동맥이나 모세혈관에 걸리는 기름, 교진 또는 입자에 의한 치료에 $^{131}$ I-lipiodol, ethiodol, $^{32}$P 또는$^{90}$ Y흡사 ceramic resin 미소구 $^{166}$ Ho 유산중합체 미소구 등이 이용된다. $^{166}$ Ho, $^{198}$ Au, $^{32}$P, $^{90}$ Y, $^{169}$ Er, $^{186}$ Rc, $^{131}$ I, $^{211}$ At 등 의 방사성 핵종의 교질, 미소구 또는 단세포군 항체표지 형태로 직접 종양내 또는 공동이나 체강에 투여하는 치료법이 있다. 류마치스 관절염의 슬관절에 $^{165}$ Dy colloid를 주사하는 $^{166}$ Ho-MAA도 활발히 이용되고 있다.

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제주도 해빈퇴적물의 구성성분 (Compositional Variations of the Beach Sediments in Cheju Island)

  • 지옥미;우경식
    • 한국해양학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.480-492
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    • 1995
  • 제주도 해안을 따라 협재, 애월, 이호, 삼양, 함덕, 세화, 표선, 중문, 화순지역 에 분포하는 해빈퇴적물의 구성성분과 그들을 조절하는 요인들을 알아보기 위하여 이 들 퇴적물에 대한 암석학적인 조사를 실시하였다. 각 지역 퇴적물의 평균입도는 각각 협재 2.2$\psi$, 애월 0.8$\psi$, 이호 1.4$\psi$, 삼양 2.4$\psi$, 함덕 1.6$\psi$, 세화 $1.5\psi$, 표선 2.1 $\psi$, 중문 0.4, 화순 0.9$\psi$로 대개 0.4-2.4$\psi$정도이며, 분급도는 표선과 화순지역의 퇴 적물만이 불량하고 애월과 중문지역은 보통이며 나머지 지역은 비교적 양호하다. 각 지역별로 퇴적물을 이루는 주 구성성분들을 살펴 보면, 백색을 띠는 협재, 애월, 함 덕, 세화, 표선지역의 해빈 퇴적물은 탄산염광물로 각질을 이루고 있는 연체동물 (mollusk)과 홍조류(red algae)의 각질파편들이 85%이상으로 포함되며, 흑색을 띠는 이호, 삼양, 화순지역은 화산암암편(rock fragment)이 우세하게 나타난다. 특히, 해빈 퇴적물이 비교적 백색을 띠는 탄산염입자가 우세한 지역 중에서 중문지역의 해빈퇴적 물내에는 화산암 암편의 함량이 다른 지역들 보다 더 높게 나타나며 요선지역에서는 탄산염입자의 암편(intraclast)이 우세하게 나타난다. 입자의 크기에 따른 생물들의 퇴적물에 대한 기여도를 살펴 보면 1-2$\psi$의 크기를 가진 입자들은 주로 석회조류로 이 루어져 있으면, 2-3$\psi$의 입자들은 주로 연체동물의 파편으로 구성된다. 특히, 삼양지 역은 0-1$\psi$를 이루는 구성성분 중 태선류(bryozoan)가 거의 48%를 구성하고 있는 것이 특징이다. 해빈퇴적물의 구성성분을 조절하는 요인들은 하천에 의한 화산암암편의 공 급량, 제주도 해안에 따라 해빈 주변에 분포하는 주변암의 암질(lithology), 연안류 (longshore current)의 방향 및 폭풍의 영향들이 있다. 이호와 삼양지역은 주변에 많 이 분포하는 하천의 발달로 하천을 통하여 공급된 화산암암편의 양이 다른 지역보다 상대적으로 많아 해빈퇴적물이 흑색도 띠며, 그 외의 지역에서는 화산암암편의 공급이 상대적으로 적고 탄산염입자의 공급이 활발하여 해빈퇴적물이 백색을 띠는 것으로 생 각된다. 특히, 중문지역에서는 화산암암편이 주변 하천으로부터 공급되었을 뿐만 아니 라, 이 지역들의 주변에 분포하는 응회암으로부터 폭풍의 영향에 의한 일부 공급되었 을 것으로 생각된다. 또한 표선지역의 해빈퇴적물에 많이 포함되어 있는 탄산염입자의 암편은 천해 교질작용에 의한 고화된 퇴적물이 침식되어 생성된 것으로서, 이는 표선 부근의 천해에서 활발한 천해교질작용이 일어나고 있음을 시사한다.

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고령 양전동암각화의 암석학적 특징과 훼손양상 분석 (Petrological Characteristics and Deterioration Aspect of the Goryeong Yangjeondong Petroglyph)

  • 최기주;이상헌
    • 보존과학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.131-145
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    • 2009
  • 고령 양전동암각화는 녹색 사암으로 구성된 너비 6m 높이 3m의 암반의 절리면에 겹동그라미(3점)와 방패무늬(30점)의 그림들이 있다. 구성암석의 주 구성광물은 석영, 장석 및 녹니석이며, 교질물인 점토광물 중 녹니석이 대부분이나 일라이트와 소량의 방해석도 산출된다. 이들 점토광물들은 구성광물을 피복 및 성분을 교대하거나 공극을 충진하는 양상으로 산출된다. 수용성 염과 암석의 풍화현상과의 관계를 포함한 훼손양상과 암각화가 그려진 암반의 사면안정성을 조사하였다. 훼손양상은 주로 표면박리, 입자박락, 균열 및 파손 등이다. 그리고 절리와 균열이 발달한 암반은 낙석의 가능성이 있는 것으로 해석된다. 보존을 위해서는 균열 및 파손 부위에 대한 접착처리와 약해진 표면층에 강화처리가 필요하다.

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태백산분지 내 새로운 행매층 분포 확인 (New Occurrence of Haengmae Formation in Taebaeksan Basin)

  • 송윤구;박채원;김남수;최성자;최위찬;권상훈;장이랑
    • 자원환경지질
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    • 제54권3호
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    • pp.365-372
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    • 2021
  • 행매층은 정선석회암과 회동리층 사이에 위치하며 회동리층의 존재 및 지질시대를 결정하게 하는 중요한 역할을 하는 지층이다. 행매층의 분포조사를 통해 정선 및 옥계 일원에서 쇄설성 탄산염암이 확인되었으며 이들에 대한 암석학적 및 광물학적 특성을 규명하였다. 쇄설성 탄산염암의 암상 특성은 함돌로마이트역-미사질 백운암, 혹은 입자암(Dolomite-pebble bearing fine sand-sized dolostone, or grainstone)으로 정의할 수 있다. 광물조성 및 미세구조적 특징으로는 단결정 돌로마이트와 Mg-펜자이트의 존재, 그리고 입자 사이를 충진하는 교질물질로 나타나는 방해석의 생성이다. 이 같은 특성은 정선군 미탄면 행매동 일원의 전형적인 행매층의 특성과 일치하고 있어, 정선과 옥계 일원의 쇄설성 탄산염암이 행매층임을 지시한다. 본 연구결과는 태백산분지내에서 행매층은 독립 암층서단위일 뿐만 아니라 평안누층군 홍점층 직하부의 조선누층군인 정선석회암과 석병산석회암 상부에 분포하고 있음을 제시해 준다.