• 보존과학회지
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• 제9권1호
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• pp.21-32
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• 2000

구미시 황상동에 위치한 마애여래입상 (보물 제 1122 호)의 구성 암석은 흑운모-각섬석 화강섬록암으로서 약 30 여 개의 불연속적 동일 암체로 구성되어 있으나, 보관석은 역질 사암이다. 마애불 주변에 노출된 암괴의 대부분은 $N25{\sim}45^{\circ}W$의 주향과 거의 수직($70{\sim}85^{\circ}SE$)에 가까운 배면경사를 갖는 절리들이 발달되어 있다. 마애불 본체의 암괴들은 균열된 채 서로를 지지하고 있으나, 접합점에서는 심한 기계적 및 화학적 풍화를 받아 붕괴위험에 쳐해 있다. 또한 상부와 배면으로부터 발생하는 토압과 응력에 의하여 본체는 전면으로 두상은 좌측으로 기울어져 있다. 이 마애불을 이루는 암석의 풍화등급은 HW에 속하며, 조암 광물의 대부분은 화학적 및 광물학적 풍화에 의하여 점토 광물과 철수산화 광물로 교대되어 있다. 마애불의 표면에는 지의류와 선태류가 서식하고 있으며 모근과 포자류가 암석의 생물학적 풍화를 촉진시키고 있고, 절리대에는 이미 토양화가 진행되어 잡초가 서식하고 있다. 보존과학적 측면에서 볼 때, 이 마애불의 구조적 안정을 위해서는 불안정한 암괴의 제거가 필수적이며 불균형의 재발생과 마애불의 전면으로 작용하는 응력을 최소화하기 위하여 암석 지지공법에 의한 본체의 지보가 필요하다. 균열이 심한 절리면에는 암석용 충진제를 사용하여 수경화 처리가 선행되어야 할 것으로 보이며, 마애불에 미치는 지면의 습도를 저감하기 위한 차수벽 또는 차단막의 설치도 고려되어야 할 것이다. 또한 표면에 피복된 지의류와 토양화가 진행된 불연속면에 서식하는 잡초를 제거하기 위한 생화학적 처리가 필요하다.

• 보존과학연구
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• 통권34호
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• pp.110-122
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• 2013

정선 정암사 수마노탑의 부재는 탄산염암 중에서 돌로마이트이다. 이 탑은 전면에 걸쳐 백화에 의한 화학적 풍화가 진행되고 있고 기단부와 5층 이상의 옥개에서 부재간의 이격이 관찰되고 있다. 또한 부재 이격사이로 생물학적 풍화가 진행되고 있으며 3,5,6,7층 옥개에서 이탈부재가 관찰된다. 건 습식세척으로 생물과 백화일부를 제거하고, 스팀세척으로 잔여백화를 제거하였으며 기단부의 녹흔은 옥살산을 사용한 습포법으로 제거하였다. 이탈부재는 L-30과 Por-rok을 사용하여 고정시켰고, 기단부와 5층 이상의 옥개상부는 Por-rok을 사용하여 방수처리 하였다. 시공 후 방수처리한 구간에서는 백화현상이 나타나는 정도가 미약한것을 확인할 수 있었으므로 방수효과와 동시에 백화저감에도 효과가 있는 것으로 판단된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권2호
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• pp.222-241
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• 2020

조선왕릉 태릉은 중종의 계비인 문정황후의 무덤으로 다양한 종류의 석조물(석물 24기, 봉분석재 144개)이 배치되어 있다. 이 석조물은 모두 중조립질의 흑운모화강암을 사용하여 제작하였다. 석조물의 주요 손상양상은 물리적 손상과 생물오염으로 확인되며 이 중에서 박리박락(145기), 입상분해(138기), 보수물질(156기)과 함께 생물오염인 조류(154기), 지의류(165기), 선태류(97기)가 높은 발생빈도를 보인다. 특히 생물학적 손상(조류)이 가장 심각한 상태(3등급 이상이 전체 석물의 94%)로 즉각적인 보존처리가 요구되며 부분적으로는 박리박락과 입상분해 등도 중장기적인 보존관리가 필요할 것으로 판단된다. 에코팁 경도와 초음파탐사 결과, 석재의 약 70%이상이 물성이 상당히 취약한 것으로 나타났다. 초분광 분석에서도 봉분석재 표면의 80% 이상에서 생물이 서식하는 것으로 분석되었으며 이 부분에는 P(인), S(황), Cl(염소), Ca(칼슘)이 높게 검출되었다. 이는 태릉이 수백 년 동안 야외에 위치하고 있어 물리적, 화학적 및 생물학적 요인 등에 의해 풍화작용을 받아 왔기 때문이다. 따라서 태릉 석조물 중 물리적 풍화등급이 높은 석물은 물성을 보강하기 위해 강화처리가 필요한 것으로 판단되며 생물은 석재의 손상을 유발할 수 있는 가능성이 높기 때문에 건식 및 습식 세정으로 제거해야 한다. 또한 보존처리 이후 생물의 재발생을 지연하기 위해서는 봉분에 흘러내린 토사를 정기적으로 정리해줄 필요가 있고 장기적으로 보존상태에 대한 모니터링이 필요하다.

• 환경정책연구
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• 제13권2호
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• pp.65-98
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• 2014

해양환경의 플라스틱은 풍화작용에 의해 매우 작은 크기로 부서지는데, 이를 미세플라스틱이라고 한다. 해수에 오염된 잔류성이 크거나 생물축적성이 있는 유기물질은 미세플라스틱에 잘 흡착되며, 이들 물질이 흡착된 미세플라스틱을 해양생물이 섭취하면 먹이사슬을 통해 점차 생물축적된다. 이는 결국 해양생태계의 건강성을 파괴하고 사람을 포함한 상위포식자에게 피해를 끼친다. 해양 오염물질의 흡착제로서의 역할뿐 아니라, 미세플라스틱 그 자체에서 내분비계 교란물질이 용출되어 해양생물에 피해를 입히기도 한다. 우리나라는 잔류성이나 생물축적성이 큰 물질에 대해서는 화학물질 측면에서 규제하고 있으나, 이는 육상에서의 관리에 국한되어 있다. 만약 이들 물질이 해양생태계로 유입되면, 결국 미세플라스틱 흡착 여부에 의해 그 피해가 증가하게 된다. 이에 해양생태계 내에서의 잔류성 생물축적성 물질의 피해를 저감하기 위해서는 우선 미세플라스틱의 관리가 엄격해야 할 것이다. 이에 미세플라스틱 자체를 유해물질로 지정하여 엄격히 관리하거나, 생분해성 플라스틱 이용 확대, 재활용 및 재사용 촉구, clean-up 프로그램의 확대 등을 통해 해양생태계 내로의 플라스틱 유입을 저감하는 노력이 요구된다.

• 보존과학회지
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• 제32권3호
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• pp.353-364
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• 2016

구리 현릉의 능상석조물은 주로 자철석계열의 흑운모화강암으로 구성되었으며 풍화도가 높다. 손상 특성으로는 미생물 및 토사 유입과 흑색오염물의 발생률이 높게 나타났다. 봉분 부재에 대한 손상도 평가 결과, 토사(50.5%)와 지의류(47.6%)의 피도가 주요 요인으로 나타났으며 북면에서 지의류 외의 생물생육(8.6%)이 두드러진다. 표면오염물은 광물산화와 부재간 이음부에서 석고가 생성되었고 주요 변색양상인 흑색은 유기물에 의한 것으로 해석되었다. 각 단위 부재별 초음파 측정 결과, 평균 2,195 m/s의 속도로 심한풍화(HW)가 진행된 상태이며 대부분 부재에서 4~5등급에 도시되었다. 따라서 현릉의 능상석물에 대한 보존처리가 필요한 상태로 판단된다. 훼손을 촉진하는 토사 및 높은 점유율을 보이는 지의류 등 생물오염 세척과 상당한 풍화가 진행된 부재에 대한 강화 및 접합 충전이 요구된다. 또한 Ca를 주성분으로 하는 보수물질과 백화에 대한 제거 및 재처리 여부에 대한 논의가 필요하다 .

• 보존과학회지
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• 제28권1호
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• pp.39-52
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• 2012

일본 오이타현에 위치한 우스키 마애불상군은 12~14세기에 걸쳐 조성된 것으로 알려져 있으며 총 60여개의 석불군으로 이루어진 일본의 대표적인 석조문화재이다. 이 불상군을 이루는 기반암은 아소-4 화산쇄설암 층군에 포함되는 암회색 응회암이다. 이 석불군의 호키 I군과 후루조노를 대상으로 훼손지도를 작성한 결과, 호키 I군에서는 균열 약 121개, 염풍화로 인한 박락 19%, 흑색변색 5%, 생물학적 훼손 51%로 나타났고, 후루조노는 균열 약 48개, 염풍화로 인한 박락 24%, 생물학적 훼손 41%로 산출되었다. 암반에 균열이 집중적으로 분포하는 호키 I군에서는 사면안정성 평가를 통해 전체적으로 평면, 전도 및 쐐기파괴의 가능성이 확인되었다. 또한 초음파속도 측정을 수행한 결과, 애염명왕(기반암)은 1,520~2,794(평균 2,298)m/s를 보였으며, 동종암석으로 교체된 아미타여래좌상의 대좌(신부재)는 3,242~4,141(평균 3,813)m/s로 측정되어, 이들은 약 1,600m/s의 물성차이를 보였다. 따라서 적용 가능한 범위 내에서 균열, 공동, 탈락, 마모 및 박리박락 부분에 대한 보존처리 및 보강이 우선적으로 시행되어야 할 것이다.

• 보존과학회지
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• 제26권3호
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• pp.277-294
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• 2010

서산마애삼존불상(국보 제84호)을 이루는 암석은 담회색을 띠는 중립질 흑운모 화강암이며 부분적으로 페그마타이트 및 석영 세맥이 관찰된다. 삼존불이 조각된 암반은 전면에 걸쳐 불규칙적인 불연속면의 발달로 크기와 모양이 다양한 암괴를 형성하고 있으며, 암반 사면의 안정성이 취약한 것으로 나타났다. 훼손도 진단 결과, 수직 및 수평 절리가 밀집된 부분을 중심으로 물리적 풍화와 표면변색에 의해 훼손이 가중된 상태를 보인다. 이를 삼존불의 전체 면적대비 훼손율 42.7%에 비교했을 때, 물리적 풍화는 9.6%, 변색은 33.1%로 변색에서 높은 점유율을 보였다. 초음파 측정 결과, 삼존불은 전반적으로 심한 풍화단계(HW)에 있으며 삼존불에 발달하고 있는 불규칙한 절리계를 따라 약 1,000m/s의 저속도대가 분포하여 구성 암석이 약화된 것을 알 수 있다. 삼존불 보호각 내외부의 상대습도는 사계절 모두 평균 70% 이상을 기록하며, 95% 이상의 고습도 영역에서 높은 빈도수를 나타냈다. 이 고습도 환경은 강수와 함께 암석 표면에 결로를 발생시켜 수분을 공급하며 수분의 침투와 함수율이 높은 균열 및 절리대를 따라 물리적, 화학적, 생물학적 풍화를 진전시키는 것으로 사료된다. 따라서 삼존불의 과학적 보존을 위해 수분문제를 비롯하여 지속적인 보존환경 모니터링을 통한 환경제어 방안이 필요할 것으로 판단된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제55권2호
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• pp.186-197
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• 2022

여주 신륵사 대장각기비는 불경을 만들어 보관하던 곳인 대장각의 조성에 관한 기록이 적힌 고려시대의 비석이다. 비신은 변색이 일어나고 수십 개의 균열이 발생하였으며 부분적으로 결실되어 명문이 일부 훼손된 상태로 오랫동안 유지되어 왔다. 석조유산에 적용할 수 있는 비파괴분석법을 활용하여 대장각기비의 재질조사, 휴대용 X-선 형광분석, 초음파 물성진단을 실시하였다. 재질조사 결과, 비신은 담회색 결정질 석회암으로, 받침석, 지지석, 옥개석은 중조립질 흑운모화강암으로 구성되어 있음을 확인하였다. 대장각기비의 변색오염물은 휴대용 X-선 형광분석 결과 철(Fe)이 원인물질로 판단되었다. 분포양상으로 미루어 비신과 개석 사이에 철을 함유한 물질이 산화되어 흘러내리고 이후 생물이나 유기질 오염물이 부착되면서 황색과 흑색 오염물을 형성한 것으로 해석된다. 초음파 물성진단 결과, 신선한 암석(FR)부터 완전히 풍화된 암석(CW)까지 다양한 풍화도를 보였고 평균 풍화도지수는 3등급(보통)으로 산출되었다. 균열이 집중적으로 나타난 지점은 완전히 풍화된 단계(CW)로 판정되었고, 비신 상부와 하부에 분포하는 일부 균열은 위험도가 매우 높은 것으로 확인되었다. 균열에 대해서는 향후 거동 모니터링과 보강대책 수립이 필요할 것으로 판단된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권4호
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• pp.78-99
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• 2020

천안 성불사 마애불은 16나한이 모두 남아있는 국내의 유일한 예로 학술적 가치가 아주 높으나 심하게 손상되어 있어, 보존 방안을 검토하기 위해 디지털 기록화와 정밀 진단을 바탕으로 안정성을 평가하였다. 이 결과, 삼존불은 비슷한 규모이나 나한상은 매우 다양한 크기를 보였으며, 권속 2구는 나한상에 비해 크다. 추정공양상은 나한상과 유사하며, 대부분의 존상은 형상과 제작기법이 잘 드러난다. 마애불이 새겨진 암반은 편리 구조가 뚜렷한 호상편마암으로, 석영과 장석으로 이루어진 우백대와 흑운모로 구성된 우흑대가 교호하며 미량의 백운모를 포함한다. 이 마애불에는 물리적 풍화와 변색 및 생물 오염이 복합적으로 작용하고 있으며, 주암면에는 미세 균열 1,131cm, 박리상 균열 1,061cm, 구조상 균열 1,456cm, 절리 1,277cm로 나타났다. 손상도 평가 결과, 절리 3.6(균열지수), 박리 5.2%, 박락 1.7%, 탈락 0.1%로 산출되었다. 특히 생물학적 풍화가 심하여 주암면의 생물피도는 9단계와 10단계가 전체 면적의 57.5%를 차지하였고, 5~8단계도 22.3%로 아주 높았다. 표면 변색 요인은 Fe과 Ca 및 S로 암갈색과 백색으로 나타나고 흑화 오염물에서는 다량의 C가 검출되며, 모든 영역에서 손상 가중치가 매우 높다. 마애불 암반에서는 서로 다른 방향을 갖는 불연속면이 확인되었다. 암반의 파괴유형 분석 결과, 평면 파괴와 전도 파괴의 가능성이 있으며 쐐기 파괴는 발생하기 어려운 것으로 나타났다. 주암면의 초음파 속도는 평균 2,463m/s이며, 절리대가 많은 좌측면 하부가 상대적으로 낮아 상당히 풍화된 단계(HW)와 완전히 풍화된 단계(CW)가 집중 분포하는 취약한 물성을 보였다. 이 마애불에서는 미세 균열의 14.9%와 박리상 균열의 58.9% 정도에서 보존처리가 요구된다. 또한 마애불의 보존 환경을 개선할 수 있는 수목 정비와 암반의 구배를 고려한 배수 시설 및 지반 정비가 필요하며, 장기적인 보존 관리를 위해 보호 시설도 검토해야 할 것이다.

• 보존과학회지
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• 제27권2호
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• pp.145-154
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• 2011

본 연구는 2008년 6월에서 11월까지 국내 9기의 석조문화재를 대상으로 색에 따른 오염등급의 평가와 생물오염피복도를 조사하였다. 생물오염피복도는 홍천물걸리삼층석탑, 수타사삼층석탑 및 수타사홍우당부도에서 90% 정도로 나타났으며, 선태류의 생물오염피복도가 15~23%의 범위로 생물오염이 가장 심한 것으로 나타났다. 색에 따른 생물오염등급은 괘석리사사자삼층석탑, 수타사삼층석탑, 수타사홍우당부도가 등급 5로 오염등급이 가장 높았으며, 여주창리삼층석탑이 등급 2로 양호하게 나타났다. 상관분석 결과 생물오염등급과 지의류의 생물오염피복도는 높은 상관성(r=0.91)을 나타냈지만, 기중조류와 선태류의 생물피복도와는 상관성은 낮게 나타나 이에 대한 보완이 필요할 것으로 판단된다. 각 출현종과 생물오염피복도(선태류, 지의류, 기중조류)의 상관분석결과 선태류의 생물피복도와 Cosmarium decedens, Chlorella ellipsoidea, Anabaena fertilissima, Botryococcus braunii, Chroococcus turgidus, Navicula cryptocephala 및 Xenococcus acervatus가 상관계수 0.56~085의 범위로 높은 상관성을 나타냈다. 지의류의 생물피복도는 Trebouxia sp. 및 Chroococcus varius와 상관계수 0.50 및 0.43으로 나타났으며, 기중조류의 생물오염피복도는 Achnanthes laterostrata 및 Ulothrix zonata와 상관계수 0.76 및 0.57의 상관성을 나타냈다. 생물오염피복도와 상관성이 높은 기중조류는 출현 경향성이 대체로 뚜렷하게 나타나, 지표종으로 유용하게 사용될 수 있을 것이라 판단된다.