• 한국결정성장학회지
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• 제14권5호
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• pp.204-210
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• 2004

국내 화력발전소에서 배출되는 석탄회 중에서 비산재의 재활용률은 점점 증가하고 있으나, 바닥재는 현재 전량 매립되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 바닥재로부터 제올라이트를 합성함으로써 바닥재의 고부가가치 물질로의 전환 가능성을 알아보았다. 실험을 위해 분쇄한 바닥재를 반응온도$(80,{\;}120,{\;}150^{\circ}C)$ 및 NaOH농도(1~5M)를 변화시키면서 알칼리 수열합성법으로 반응시킨 결과, NaPl, hydrxoy-sodalite, tobermorite 등이 생성되었다. 특히, $120^{\circ}C$ 이하의 온도 및 2M이하의 NaOH농도에서 양이온교환능력이 우수한 것으로 알려진 NaPl이 높은 결정성을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2006년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.387-390
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• 2006

매립장주변의 대수층 특성과 수리지화학적 특성과의 상관관계 분석은 매립장 환경 위해 요인을 평가하는데 중요한 역할을 하며 이를 위해 생활쓰레기 매립장인 금산 매립장을 대상으로 연구를 수행하였다. 대수층 매질 특성을 파악하기 위해 토양시료를 채취하여 중금속 성분 및 pH, 전기전도도, 용존유기탄소, 양이온교환능력, 유기물함량, 토양 입도분석을 수행하였고, 수리지화학적 특성 파악을 위해 수질검층 및 지하수 시료를 분석하여 매립지역의 수직 및 수평적인 분포 특성을 파악하였다. 대수층의 토양특성과 지하수 수질특성의 비교분석 결과 침출수 집수정을 기점으로 침출수의 영향을 받은 관측정의 전기전도도(EC) 측정값이 배경 지하수에 비해 상대적으로 높은 값을 보여 주었다. 입도분석 결과 상부 표토에 가까운 50cm 이내의 토양은 농경의 영향으로 심부보다 상대적으로 실트질 토양이 많고 이보다. 심부의 토양은 사질 토양으로 되어 있었다. 이러한 투수성이 좋은 사질 토양은 지하수의 이동을 비교적 쉽게 유도하기 때문에 매립장으로부터 침출수가 누출되었을 때 지하수 흐름을 따라 빠르게 이동할 수 있는 통로로 작용될 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제37권2호
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• pp.66-73
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• 2004

강원도 고랭지 원예작물 재배지 일대에 성행하고 있는 화강암류의 풍화모재(석비레) 성토 밭토양은 일종의 인위토(Anthrosols)를 이루고 있고. 이들은 환경훼손과 토사 및 양분유출의 문제점을 안고 있다. 이들의 이화학을 조사한 결과, 고랭지 석비 성토 밭토양의 자갈함량은 평창지역이 평균 16.7%, 홍천지역이 25.3%로 조사되었다. 평창지역 석비레 성토지의 토양 경도는 0-10 cm 깊이에서 0.04-7.48 MPa이었고, 11-40 cm 깊이에서 0,10-8.89 MPa로 표토와 심토 모두 변이가 매우 심하게 나타났으며, 용적밀도는 0-10 cm 깊이에서 평균 $1.15g\;cm^{-3}$이었으며, 11-40 cm 깊이에서 $1.32g\;cm^{-3}$이었다. 그리고 양이온교환용량과 유기물 함량은 각각 $7.1cmol_c\;kg^{-1}$과 $12.4g\;kg^{-1}$으로 낮았고, 유효인산의 함량은 $526mg\;kg^{-1}$으로 다소 높게 나타났다. 홍천지역 석비레 성토지의 양이온치환용량은 $7.0cmol_c\;kg^{-1}$으로 낮았고, 유기물함량과 유효인산은 각각 $462mg\;kg^{-1}$과 $27.4g\;kg^{-1}$으로 적정 수준이었다. 강원도 고랭지의 석비례 성토지의 이화학성을 전국 밭토양의 평균치와 비교한 결과, 유기물, 교환성양이온과 점토의 함량이 낮은 것으로 나타났고, 교환성양이온은 차이가 없었으며, 유효인산의 함량이 높은 것으로 나타났다. 화강암 풍화모재 성토지는 양이온교환용량이 낮은 입자로 이루어져 있고, 점토의 함량이 낮아서 응집력과 양분을 보유할 수 있는 능력이 대단히 취약하기 때문에 토사와 양분유실을 일으키므로 토양관리와 수질에 대한 관리가 시급한 문제로 대두되고 있다. 모재성토지에 대한 화학적 물리적 평가가 정밀하게 이루어져서 모재 성토에 대한 대안을 마련하고, 토양의 유실과 양분의 손실을 저감시킬 수 있는 방법의 개발이 빠른 시일 내에 적용되어야 모재를 성토하여 영농활동을 하는 고랭지 밭에서 환경친화형 지속농업이 실현될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제19권4호
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• pp.259-264
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• 2006

이 논문에서는 대전광역시 도심하천인 유등천 및 유등천이 합류된 갑천 하류 하상퇴적물의 물리화학적 특성을 분석하고 중금속에 의한 오염 정도를 평가하였다. 유등천 하천퇴적물은 약산성내지 약알칼리이며, 퇴적물 대부분은 모래가 약 80% 이상인 사질토로 양이온 보유능력과 수분보유 능력이 낮아 식물이 자라기에 부적합한 퇴적물임을 지시한다. 따라서 유등천변 소유역 퇴적물이 토양의 기능중 하나인 자정능력을 갖추기 위해서는 점토를 많이 객토하여 식생과 자정능력을 가지는 소유역 토양으로 전환해야 할 것으로 판단한다. 조사 지점별 중금속 성분의 함량변화 특성을 보면 유등천은 도심을 통과하면서 토사내 중금속(Pb, Cr, Cd)의 농도가 증가되는 경향을 보인다. 이러한 하천유역 토사내중금속 농도의 증가는 하천수의 수질과 관련이 있는 것으로 보인다. 하상퇴적물 깊이별 중금속의 농도는 일부지점에서 심도증가와 함께 증가하는 경향을 보인다. 하천수의 수질오염은 하천 퇴적물의 오염으로 이어지고 이는 궁극적으로 하천생태환경에 영향을 미치게 되므로 하천수의 수질에 대한 지속적인 감시와 오염된 하상퇴적물에 대한 정화작업이 필요하다.

• 한국광물학회지
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• 제18권3호
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• pp.183-194
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• 2005

일본의 묘기 광상에서 산출되는 벤토나이트를 대상하여 광물학적, 물리화학적 성질 및 열적성질을 측정하였으며, 이 연구의 주목적은 악틴족 원소인 U, Th과 란탄족 원소인 Ce, Eu에 대해 천연산 Na-형 벤토나이트의 흡착특성을 파악하기 위함이다 묘기 벤토나이트는 pH 10.4 정도로 높은 알카리성을 나타낸다. 또한 높은 점도, 팽윤도, CEC 값을 나타내고, 수용액과의 반응에서 짧은 시간에 안정화되어 균질한 상태를 유지하였다. 화학성분 분석결과 $Na_2O$가 CaO에 비해 상대적으로 높은 함량비를 보이는 것으로 보아 묘기 벤토나이트를 구성하는 스멕타이트는 Na-형에 속한다. 열분석 결과 벤토나이트의 전암시료와 점토입자 이하 시료는 각각 $591^{\circ}C$와 $658^{\circ}C$에서 분해됨이 확인되었다. 점토입자 시료 0.2g을 U. Th, Ce그리고 Eu의 각 여러 농도별, pH별 용액 20mL와 반응시킨 흡착실험을 행하였다. 그 결과, 농도 및 pH변화에 따른 흡착량의 변화는 Ce, Th과 Eu용액의 경우 비교적 일정한 흡착량의 감소를 보이나, U용액은 농도가 높아질수록, pH가 증가될수록 급격한 흡착량의 감소를 나타내었다. 흡착능력은 Ce, Th, Eu, U 순으로 나타난다. 벤토나이트의 Ce, Eu, Th, U 흡착은 스멕타이트의 양이온교환반응과 표면흡착반응 이외에도 수용액에 존재하는 이온들이 다양한 화학종의 형성과 침전물 형성이 흡착에 큰 영향을 끼치는 것으로 판단된다. 또한 수반되는 제올라이트가 이들 원소들의 흡착에 영향을 끼쳤을 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.29-34
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• 2007

본 연구에서는 카올린광물과 벤토나이트로 혼합물에 대한 열처리의 영향을 조사하였다. $100^{\circ}C$에서 $500^{\circ}C$까지 $100^{\circ}C$씩 온도를 증가시켜 인공적으로 생성한 혼합점토시료에 대하여, 열처리에 따른 건설재료의 강도특성을 분석코자 액성한계와 소성한계의 변화를 조사하였다. 실험 결과, 액성한계는 $100^{\circ}C$에서 $300^{\circ}C$ 사이에서는 약간 감소하는 경향을 나타내었으며, $300^{\circ}C$ 이후에는 액성한계가 급격히 감소하였다. 반면, 소성한계는 열처리의 영향이 크지 않았으며, $500^{\circ}C$로 처리한 혼합점토시료 모두에서 비소성(N.P.)을 나타내었다. 열처리에 따른 NaCl 함유량은 열처리 온도가 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났으며, 수소이온농도(pH) 역시 열처리의 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 양이온교환능력(C.E.C.) 또한, 열처리 온도에 따라 감소하는 경향을 보여 열처리에 따라 혼합점토의 액 소성한계가 영향을 크게 받는 것으로 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제22권6호
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• pp.711-715
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• 1990

식품 및 의약품 원료로 이용되고 있는 Iysozyme을 난백으로부터 이온교환 크로마토그래프를 이용하여 연속추출하였다. 사용된 수지는 지금까지 수율, 순도, 작동용이성에서 가장 효과적이라고 밝혀져 있는 Duolite C-464 양이온교환수지를 선택하여 $Na^+$형으로 $pH\;7.9{\pm}0.1$로 평형화하여 사용하였다. 조제용 자동 Liquid Chromatography(LC) system(column size ; i.d. 50 mm, bed volumn ; 1020 ml)에서 수지 평형화, 난백접촉, rinse, lysozyme용출 순으로 cycle을 연속적으로 반복하면서 시행하고 그 재현성을 관찰하기 위해 각 cycle별 rinse끝점과 용출끝점의 UV level을 비교하였다. 그 결과 rinse끝점은 19 cycle까지 30% 이하를 유지하였다. 용출 끝점은 17 cycle까지는 30% 이하에서 비교적 안정하였으나 18 cycle 이후 부터는 50% 이상으로 용출능력이 현저하게 감소하였다. 또한, 회수율 비교에서 17cycle까지는 90% 이상을 유지하다가 18cycle에서는 72%, 19 cycle에서는 65%로 격감하였다. 본 추출 정제 lysozyme은 전기영동상 단일 band로 나타났고, densitometer로 측정한 순도는 99% 이상이었다.

• 한국재료학회지
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• 제11권2호
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• pp.120-125
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• 2001

흡착재료에는 hydroxyapatite(HAp), zeolite,, 분자체탄소, 활성탄, 알루미나등의 재료가 많이 사용되고 있다. 이들 흡착재료 중에서 금속이온과 양이온 교환반응이 좋은 HAp, zeolite는 폐수처리과정에서 많이 사용되고 있지만, 피러나 이 폐수처리과정에서 문제되는 것은 유해한 중금속뿐만 아니라 많은 세균들이 이 폐수에 존재하고 있어 수질오염 등의 여러 가지 문제를 야기 시키고 있다. 본 연구는 여러 중금속 흡착재료 중에서 HAp, zeolite에 항균효과가 있다고 알려진 금속이온 (Ag$^{+}$, Cu$^{2+}$, $Zn^{2+}$)들을 이온 치환시켜 항균성을 흡착재료에 부여하고자 한다. HAp, zeolite에 Ag$^{+}$, Cu$^{2+}$, $Zn^{2+}$의 금속이온들을 치환시킨 후, E. Coli로 항균효과를 측정하였다. HAp, zeolite와 여러 금속이온 치환후의 항균효과를 측정한 결과, Ag$^{+}$ 로 이온치환 시킨 HAp, zeolite에서는 1$\times$$10^{-2}$cell/ml 농도의 E. Coli에서 24시간가지 완벽한 항균효과를 보였고, Cu$^{2+}$와 $Zn^{2+}$으로 이온치환 시킨 경우에서는 좋은 항균효과를 보이지 않았다. 이러한 결과는 Feng. et. al.이 발표한 바와 같이1) Ag ion이 cell내부의 DNA에 영향을 기척, 복제능력을 떨어뜨리고 Cell을 비활성화 시키기 때문이다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권7호
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• pp.483-490
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• 2009

본 연구의 목적은 도시지역 강우유출수 내에 존재하는 다양한 오염물질에 대한 여과장치의 제거 효율을 평가하고 여재의 특성에 따른 설계인자를 도출하는데 있다. 비점오염물질 제어기술로서 여과 장치 내에 충전될 여재의 선정은 여과장치의 수명과 크기를 결정하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 컬럼운전을 수행함으로써 펄라이트와 합성여재의 강우유출수 내에 존재하는 오염물질에 대한 제거능을 조사하였다. 각 여재의 양이온교환능력 (CEC) 및 제타전위 등 여재의 표면특성을 분석한 결과 펄라이트가 양 이온계 오염물질의 흡착에 있어서는 더 우수한 것으로 나타났다. 또한 컬럼 운전 수행 결과 입자성 오염물질인 $TCOD_{Cr}$와 탁도는 초기 2.5분의 접촉시간만 가지고도 대부분의 제거가 가능한 것을 확인할 수 있었다. 한편 수리학적 특성에 있어 EBCT (empty bed contact time) 2.5분의 시점에서 살펴보았을 때 폐색이 발생한 시점은 펄라이트는 630분, 합성여재에서는 810분으로 동일 조건에서 합성여재의 운전 수명이 더 긴 것으로 나타났다. 용존성 오염물질인 $SCOD_{Cr}$에 대하여서는 두 여재 모두 뚜렷한 제거 특성이 보이지 않았으며 이 결과는 흡착에 필요한 접촉시간이 확보되지 못한 것으로 판단된다. 마지막으로 여재의 표면 특성인 양이온 교환능력과 중금속 제거효율 사이의 상관관계는 찾아볼 수 없어 대부분 입자에 포획된 상태로 제거됨을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 향후 도시지역 강우유출수 처리를 위한 여과장치 설계 및 적정 여재 선정에 있어 중요한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국광물학회지
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• 제23권4호
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• pp.377-393
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• 2010

제3기 마이오세 화성쇄설성 퇴적층인 범곡리충군의 주요 구성 암층인 부석질 응회암의 흡착기능성 광물자원으로서의 자원잠재성을 평가하기 위하여 그 응용광물학적 특성 및 그 규제 요인에 대하여 해석하였다. 장기 지역 범곡리층군에서 주된 암상을 이루는 부석질 응회암은 속성변질되어 저품위 제올라이트 및 벤토나이트를 이룬다. 이들은 부석편의 존재로 인한 성분적 특수성에 기인하여 일부 광석들은 양이온치환 능력, 비표면적 및 산성의 pH 농도와 연관된 우수한 흡착기능성을 나타낸다. 이 흡착기능성 광물질에서 낮은 pH 농도를 유발하는 것은 주로 결정구조상 층간에 수소 이온을 갖는 H-스멕타이트의 존재에 의한 것으로 밝혀졌다. 이 H-스멕타이트는 층간 교환성 양이온으로서 수소 이온의 존재에 의해 결정구조상 불규칙성이 야기되어 엽편상의 결정 가장자리가 다소 말린 형태를 보이고, X-선회절 분석에서는 (001) 회절선을 비롯한 주요 기저 회절선들이 일반적인 Ca-유형의 스멕타이트에 비해 상대적으로 낮은 강도를 보이는 것이 특정이다, 이 H-스멕타이트의 원물질 해석과 광물 공생관계를 토대로 이 독특한 점토광물의 생성 모델을 제시하였다. 즉, 부석질 유리편이 속성과정 동안에 필연적으로 야기되는 수화 변질의 결과로 규산이 해리되면서 생성된 수소 이온에 의해 공극수의 pH가 감소되어 단백석이 생성됨으로써 스멕타이트의 생성을 조장한 것으로 여겨진다. 강한 산성을 유발하는 이같은 H-스멕타이트의 존재에 의해서 범곡리층군의 저품위 흡착기능성 광물자원의 산업적 효용도, 특히 산성백토나 상토 부문 등에서 긍정적으로 평가될 수 있을 것으로 여겨진다.