경북 포항시 남구 동해면 금광리 일대의 전기 마이오세 현무암층 내에 단층파쇄대의 중심에 약 5-10 cm의 폭을 가진 흑색의 단층점토가 길게 연장되어 나타났다. 이 단층점토에 대해 XRD, FTIR, DTA/TGA, SEM, TEM, XRF, EPMA 등으로 자세히 분석한 결과, Fe 성분을 다량 함유하는 Fe-세피올라이트인 것으로 확인되었다. 이 외에 단층파쇄대의 변질광물은 주로 스멕타이트인 것으로 나타났으며, 신선한 모암인 현무암에도 스멕타이트가 상당량 포함되어 나타났다. 이러한 구성광물의 산상으로 보아, Fe-세피올라이트는 현무암의 고화 형성 후에 다소 깊은 곳에서 단층작용과 함께 열수변질작용이 관여하여 형성된 것으로 사료된다.
본 연구에서는 점토광물인 황토 지장수와 견운모 상등액을 이용하여 콩나물의 생장률과 무기이온의 함량을 비교하고자 하였다. 실험결과 콩나물의 총 길이는 견운모 상등액 콩나물이 황토 지장수에 비해 14.71%, 수돗물에 비해 50% 길었다. 또한 뿌리의 길이는 견운모 상등액 콩나물의 뿌리가 황토 지장수에 비해 36.05%, 수돗물에 비해 17.30% 길었다. 이는 견운모에 함유되어 있는 $K^+$ 성분과 미네랄이 식물의 뿌리에 작용하여 줄기도 윤기가 있게 성장을 한 것 같다. 견운모 상등액 콩나물의 경우 황토지장수로 재배한 콩나물에 비해 11.56%, 수돗물과 비교하여 13.48%의 많은 미네랄을 함유하고 있었다. 다양한 견운모의 농도를 이용하여 콩나물의 생장률과 미네랄 흡수량을 비교한 결과 100g/L의 농도에서 가장 좋은 생장률을 나타내었고, 미네랄의 흡수량은 100g/L와 200g/L가 비슷하여 경제적인 면을 고려한다면 100g/L의 농도가 콩나물을 재배하는데 적합하다고 생각된다.
堆積物 流動의 再現과 豫測을 위한 數値模型의 開發에는 堆積物의 浮上機作 과 沈澱過程의 究明이 先決要件이 된다. 따라서 이의 究明을 爲한 一蓮 의 水理實驗이 企圖하였다. 硏究結果, 堆積物의 浮上은 전단응력과 퇴적물에 함유된 수분량 및 堆積物의 구성종류에 따라 좌우되고 있음이 밝혀 졌으며, 침전은 퇴적물의 농도와 점토광물질의 함유량에 따라 크게 변하고 있음이 밝혀 졌다.
본 연구는 청미천에서의 하천유사의 측정 및 분석에 관한 연구의 제2편으로, 청미천의 원부교 및 한평교 지점에서 채취된 하상토의 광물특성 및 오염도를 분석하였다. 하상토의 광물특성 분석결과에 의하면, 청미천의 사질유사의 주 조성 광물은 석영이며 이 밖에 장석과 암편류가 상당량 포함되어 있어, 문헌상에 알려진 유사의 일반적인 광물특성 결과와 대체로 일치하고 있다. 또한, 사질유사의 형상계수(SF)는 약 0.7로서 외곡의 경우의 \ulcorner균 형상계수와 일치하고 있다. 한편, 점토질 유사의 광물구성 성분은 illite, kaolinite, chlorite 등이며 bentonite는 함유되어 있지 않다. 유수 및 하상토의 오염분석 결과에 의하면, 지표수와 하상토내 간극수의 유기물 및 중금속의 함유량은 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 이것은 시료를 채취한 시기가 '90년 9월 대홍수 직후이며 따라서 대부분의 기존 하상토 및 간극수가 하류로 쓰려 내려가고 상류에서 유수에 씻긴 신선한 하상토가 대신 덮혔기 때문으로 추정된다. 한편, 하상토의 대부분을 차지하는 모래의 경우 하상토와 주위 경작지의 중금속 함유량이 비슷하게 나타났으나, 이토 등 미립토사의 경우는 하상토가 주위 경작지보다 특히 수은 및 아연을 훨씬 많이 함유하고 있는 것으로 나타났다. 이러한 미립토사는 wash load의 형태로 하류로 이송되어 홍수터 등에 침전되어 새로운 오염원이 될 수 있다.
한강하류(漢江下流), 아산만(牙山灣), 금강하류(錦江下流)및 낙동강하류(洛東江下流) 지역(地域)에 대(對)한 Atterberg한계치(限界値)와 교란(攪亂)된 흙과 교란(攪亂)되지 않은 흙에 대(對)한 역학적(力學的) 성질(性質)을 규정(規定)하는 여러가지 토질상수치(土質常數値)의 상관성(相關性)을 분석(分析)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 자연상태(自然狀態)의 흙에 단위체적중량(單位體積重量)은 함수비(含水比)를 좌우(左右)하는 성분(成分)인 점토광물(粘土鑛物)의 함유량(含有量)에 의하여 변화(變化)하는 것으로 생각된다. 따라서 습윤단위중량(濕潤單位重量)은 점토광물(粘土鑛物)의 함유량(含有量)이 가장 많은 낙동강하류(洛東江下流)에서 가장 작은 값을 나타내고 한강하류(漢江下流), 금강하류(錦江下流), 아산만(牙山灣)의 순(順)으로 큰 값을 나타냈다. 2. 함수비(含水比)가 증가(增加)하면 건조밀도(乾燥密度)는 감소(減少)하는 곡선관계(曲線關係)가 성립(成立)하며 건조밀도(乾燥密度)의 값은 조립토(粗粒土)의 함유량(含有量)이 많은 아산만(牙山灣)에서 가장 컸고 금강하류(錦江下流), 한강하류(漢江下流) 및 낙동강하류(洛東江下流)의 순(順)으로 나타났다. 3. 각지역(各地域)의 액성한계(液性限界)와 소성지수(塑性指數)의 값은 액성한계(液性限界)의 값이 40% 이상(以上)에서는 소성도(塑性圖)의 A-선(線)보다 위에 있었다. 4. 건조밀도(乾燥密度)는 공극비(空隙比)의 증가(增加)에 따라 감소(減少)하는 곡선관계(曲線關係)가 성립(成立)하며 조립토(粗粒土)의 함유량(含有量)이 많은 흙에서 변화(變化)의 폭(幅)이 컸다. 따라서 공극비(空隙比)의 증가(增加)에 따라 건조밀도(乾燥密度)의 감소(減少)하는 경향(傾向)은 점토함유량(粘土含有量)이 가장 작은 아산만(牙山灣) 지역(地域)에서 가장 큰값을 나타내고 금강하류(錦江下流), 한강하류(漢江下流) 및 낙동강하류(洛東江下流)의 순(順)으로 나타났다.
본 연구는 해수의 작용으로 운반퇴적된 해성토와 하천에 의해 집적생성된 하성토가 혼합된 삽교호 유역의 하해혼성충적토에서, 토양의 이화학적 특성과 토양광물 분포를 밝혀 토양 발달정도를 추정하고 지형적인 연관성이 토양광물 조성에 미친 영향을 구명하기위하여, 간척지 숙성화 정도가 상이한 광활통, 춘포통, 복천통, 공덕통의 논토양과 간석지 1지점에 대하여 토양 이화학적분석, 시차열분석, 열중량분석, X-선회절분석을 실시한 결과로서 다음과 같이 요약할 수 있다. 해안에 위치한 토양일수록 토양의 입경분포에서 미사와 점토함량은 증가하고, 토양산도와 치환성 Na가 높아지고 CEC는 약간 감소하는 경향을 보였으며, 공덕통이탄층의 CEC는 $65cmol^+kg^{-1}$이었다. 토양 중 모래의 주광물은 석영, 운모, 장석, 녹니석, 각섬석이었으며, 광활통과 춘포통은 운모, 복천통과 공덕통은 석영의 분포가 높았으며, 내륙에 위치하는 토양일수록 장석, 녹니석의 상대적 비율이 높아 상부 곡간지로부터 유입된 풍화퇴적물의 영향을 받은 것으로 추정된다. 공시토양 대부분의 주점토광물은 kaolinite, illite, vermiculice로 토양의 산도가 낮은 공덕통의 모재층은 hydroxy interlayered mineral이 함유되어 있었고, 점토광물의 분포는 내륙에서 해안으로 갈수록 1:1광물이 감소하고 2:1광물의 비율이 증가하는 경향이었다.
키토산 필름은 농업, 식품과 제약 분야에서 응용이 가능하다. 그러나 키토산으로만 만들어진 필름은 기체투과성이 높고 기계적 물성에 약하다. 따라서 본 연구에서는 기체 투과성을 낮추고 기계적 물성을 높이기 위해 층상구조를 갖는 점토광물의 일종인 montorillonite (MMT)와 양이온 생체고분자인 키토산을 이용하여 양이온 교환과 수소결합과정을 통해 $Na^+-MMT$에 키토산을 삽입하여 키토산/Clay 나노복합재료를 제조하였다. 키토산/clay 나노 복합재료의 X-ray 회절패턴에서 $2\theta=7.5^{\circ}$에서 MMT의 basal reflection이 나타났고, $2\theta=3\~5^{\circ}$ 주위에서의 새로운 약하고 넓은 peak로서 더 낮은 각에서 MMT의 basal reflection의 이동에 의해 삽입된 나노 구조의 형성을 증명하였다. 또한 TGA thermogram를 이용하여 clay의 함유량이 증가할수록 제조된 나노복합재료의 열분해가 일어나는 범위의 질량감소가 줄어드는 것을 확인하므로서 내열성을 관찰하였다. 기계적 물성 성질을 측정하여 clay 함유량의 증가에 따른 인장 강도와 인장 모듈러스의 변화를 관찰하고, 키토산이 층상 실리케이트 내에 삽입하여 제조된 나노복합재료에서 clay의 함유량이 증가할수록 질소 투과경로의 tortuosity를 증가시켜서 기체 투과도를 감소시키는 것도 확인하였다.
본 연구에서는 식물추출액을 이용하여 요소를 분해한 다음 이로부터 분해된 탄산이온과 수용액 상태의 칼슘이온이 음전하를 띄는 점토를 매개체로 하여 탄산칼슘을 석출시켜 친환경적으로 흙을 고결시키면서 내구성도 향상시키는 연구를 수행하였다. 식물추출액과 요소가 혼합된 제1용액과 칼슘원(염화칼슘)이 용해된 용액에 소량의 점토가 혼합된 제2용액을 깨끗한 낙동강모래에 섞어서 비빈 다음 다짐방법으로 소형 공시체를 제작하였다. 요소와 염화칼슘의 몰농도를 세 종류(1, 5, 7몰)로 달리하였으며, 각 공시체에 점토를 전체중량의 0%, 1%, 3%의 세가지 비율로 혼합하여 공시체를 제작한 다음 실내에서 7일 동안 양생하였다. 양생이 완료된 공시체에 대해 일축압축시험, 내구성시험, SEM, EDX 및 XRD 분석, 그리고 열중량 분석을 실시하여 사질토의 고결 정도와 구조를 분석하였다. 요소와 염화칼슘의 몰농도가 높을수록 점토 함유량이 증가할수록 일축압축강도와 내구성이 증가하는 경향을 보였다. SEM, EDX 및 XRD 분석을 통하여 점토광물 주변에 탄산칼슘(calcite)이 석출되는 것을 확인하였으며, 열중량 분석으로부터 시료 내에 중량대비 탄산칼슘이 1-2% 정도 석출되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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