• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.352-355
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• 2012

산성광산배수(Acid Mine Drainage)는 낮은 pH, 높은 Sulfate, 상대적으로 높은 Fe, Al, Mn 등의 중금속 농도가 특징으로 다양한 오염인자를 가지고 있으며, 각각의 오염인자가 오염에 미치는 영향이 매우 다양하게 나타난다. 특히 산성광산배수는 유역 내 시각적, 생태학적 문제를 일으켜 많은 환경오염을 야기하고 있으며, 많은 중금속을 용출시켜 주변 하천의 생태계를 파괴하게 된다. 이러한 산성광산 배수에 의한 환경피해의 심각성은 이미 국 내외에서 널리 인식되고 있으며, 이를 효과적으로 관리하기 위해서 산성광산배수의 거동 매커니즘 조사에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 금강수계 거풍광산 유역 장연천을 대상으로 하여 광산주변 표토, 계절별 거리별 하천수 및 저질토에서의 오염특성을 조사하고 그 영향을 평가하고자 하였다. 연구결과 하천수의 경우 대부분의 중금속 농도가 오염물질의 축적이 가장 많을 것으로 예상되는 5월에 높은 농도를 보였으며, 강우가 시작되는 6월, 7월까지 건기에 비해 높은 농도를 유지하다가, 강우가 지속됨에 따라 희석되어 농도가 감소되는 현상을 나타냈다. 저질토의 경우도 비슷한 양상을 타나냈다. 거리별 영향의 경우 하천수는 산성광산배수가 유입되는 상류에서 지속적으로 높은 농도를 나타냈으나, 저질토의 경우 건기에는 비슷한 양상을 나타내다가 우기에 강우의 영향으로 하천 하류에서 전체적으로 농도가 높아지는 경향을 나타냈다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.167-170
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• 2005

대부분의 폐광산 주변 농경지 토양은 비소 및 여러 중금속으로 오염되어 있으며, 이러한 중금속들의 지속적인 용출에 의해 주변 지하수 오염과 재배 농산물의 중금속 축적이 우려되고 있다. 오염토양에서의 중금속 용출에 의한 오염을 막기 위하여 본 연구에서는 개량제를 이용한 안정화 공법을 선택하여 하부로 배출되는 중금속의 용출율을 감소시키는 실험을 실시하였다. 생석회(CaO)를 개량제로 이용하여 실제 오염 농경지 현장과 비슷한 대형칼럼을 제작한 후 인공강우를 주입, 하부로 용출되는 중금속의 농도를 측정함으로써 생석회 첨가에 의한 용출율 감소를 규명하였다. 개량제를 비오염토와 혼합하여 오염토양 상부에 복토한 것과 오염토와 혼합하여 객토한 칼럼을 각각 제작하였으며 투입되는 생석회의 양도 $2{\sim}10%$로 다양하게 적용 하였고, 첨가된 개량제의 성상도 분말과 입상으로 나누어 실험하였다. 주입하는 인공강우는 연구지역 주변의 10년간의 연 평균 강수량을 토대로 산정하였으며, 복토와 객토를 하지 않은 오염토양도 같은 조건에서 용출을 실시하였다. 실험결과 생석회의 성상에 따른 중금속 용출율의 차이는 없었으며, 개량제 함량은 5%가 적당한 것으로 나타났다. 복토와 객토를 비교하였을 때 용출되는 중금속의 농도는 객토가 복토에 비해 낮아 중금속 용출율 감소효과가 매우 큰 것으로 나타났으며, 중금속의 종류에 따라 용출율 감소의 차이를 나타내었다. 복토법의 경우 As의 용출율은 분말 생석회를 5% 복토한 경우 용출율이 10배 감소하고 Cd의 경우 2%와 5% 복토한 경우 각각 25배와 161배 감소하는 것으로 나타났다. Pb의 경우 생석회로 5%로 복토한 경우 10배정도의 용출율 감소를 보였고 Zn의 용출율은 분말, 입상 생석회를 5% 복토한 경우 80배$\sim$155배 감소하는 것으로 나타났다. 객토법의 경우 입상생석회를 5% 복토한 경우 Cd과 Zn 각각 200배에서 400배의 용출율 감소를 나타내었다.

• 자원리싸이클링
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• 제21권1호
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• pp.75-81
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• 2012

선탄경석을 환경개선물질로 순환자원화하기 위해 철산화물과 혼합하여 중금속 불용화제를 제조하고 이의 적정제조 조건과 중금속에 대한 불용화 성능을 평가하였다 선탄경석을 분쇄한 후 철산화물의 분말을 혼합하여 구형의 펠릿을 제조하고 이를 가열하여 중금속 불용화제를 제조하였다. 온도별로 가열한 결과, $1100^{\circ}C$부터 선탄경석에 함유된 탄질분에 의해 영가철이 생성되었다. 제조된 불용화제는 구형의 다공체로서 공극률은 34.63%, 겉보기 밀도는 1.31 g/mL, 공극의 평균크기는 9.82 ${\mu}m$로 측정되었다. 불용화제를 비소(V), 구리(II), 크롬(VI), 카드뮴(II)이 함유된 각각의 중금속 용액과 반응시킨 결과, 영가철이 생성된 $1100^{\circ}C$에서 제조된 펠릿이 중금속 불용화도가 높고 pH를 더 높이는 것으로 나타났다. 중금속농도 10 ppm의 용액을 99.9%이상 불용화하기까지 비소의 경우 1시간, 크롬의 경우 2시간, 구리의 경우 4시간이 필요하였다. 그러나 카드뮴의 경우 불용화도가 낮게 나타났고 중금속농도가 높을수록 불용화도가 더 낮아지는 것으로 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제20권6호
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• pp.693-698
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• 1992

공장 폐수를 비롯한 중금속 오염 환경으로부터 효율적인 중금속 제거를 위해 생물학적 오염제거에 관한 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 실험에서는 항생제 내성 유전자를 많이 가지고 있는 것으로 알려진 Serratia marcescens를 대상으로 이 균주가 중금속들에 대해 어떤 영향을 보이는지 조사하였다. 그 결과 lead, iron, magnesium, manganese 등의 처리군에서 24시간내에 1,000ppm 이상의 고농도 처리군에서 최소억제성장농도(MIC)를 나타냈으며, cadmium에서는 600ppm 처리군에서, 구리는 800ppm의 처리군에서 MIC를 보였으며, 아연 처리군에서는 800ppm에서 MIC를 나타냈다. 또한 48시간 배양에 따른 MIC 비교 결과, 중금속의 고농도 처리군에서 매우 긴 적응기를 갖는 것으로 확인하였다. 15가지의 항생체를 대상으로 저항성을 조사한 결과, ampicillin, tetracycline, cefamandole, cephalothin에서 저항성을 보엿으며 다른 S. marcescens 균주들에 비해 chloramphenicol에 대한 특이한 민감성을 보였다. 카드뮴과 납을 대상으로 중금속의 세포내 흡수를 조사한 결과 16.59%와 35.38%의 중금속이 세포내로 흡수되었음을 확인하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권4호
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• pp.54-61
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• 2008

폐금속 광산 지역 등지에서 중금속으로 오염된 지하수의 정화 및 오염 확산 방지를 위하여 투수성 반응벽체를 사용할 수 있다. 본 연구에서는 제강슬래그가 중금속 오염지하수의 이동, 확산 방지를 위한 투수성 반응벽체 충전물질로서 사용가능한지를 평가하기 위하여 카드뮴, 구리, 납에 대한 이동성을 평가하였다. 중금속으로 오염된 현장의 조건을 고려하여, 1) 단일 및 혼합상태에 따른, 2) 카드뮴의 경우 초기 농도에 따른 영향을 주상실험을 이용하여 평가하였다. 또한 평형흡착을 가정한 이류-확산 방정식의 해석해를 이용하여 정량적인 평가도 수행하였다. 중금속 종류별로는 단일오염과 복합오염에 상관없이 카드뮴이 구리보다 지연정도가 적게 나타났다. 카드뮴의 지연계수는 혼합인 경우 3.94였고, 구리의 경우 단일에서는 40.3, 혼합에서는 25였다. 카드뮴과 구리의 지연정도의 차이는 전기음성도에 의한 친화력이 다르기 때문으로 판단된다. 전기음성도가 비슷한 구리와 납의 경우 비슷하게 파과가 진행되었지만, 납의 경우 파과가 진행되다가 유출수에서의 농도가 현저하게 줄어 나타난데 반해 구리는 파과진행 후 유출수에서 초기 농도보다 높은 농도가 나타났다. 이는 납이 흡착되어 있던 구리를 탈착시키고 그 공간에 흡착되었기 때문이라고 사료된다. 결국 흡착되어 있던 중금속이 다른 중금속에 의하여 탈착되는 현상이 나타났다. 제강슬래그에서는 중금속이 반응하면서 흐름특성이 변화하는 것으로 나타났다. 카드뮴의 초기농도가 증가함에 따라 지연정도는 감소하여 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권8호
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• pp.787-798
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• 2005

본 연구에서는 폐광산지역에서 발생되는 폐기물인 광미를 대상으로 토양세척공정을 이용하여 다양한 세척용매와 농도, 그리고 추출시간에 따른 중금속의 추출특성을 파악하였다. 세척용매로는 물, HCl(0.1, 0.3, 1.0 N), EDTA(0.01, 0.05, 0.1 M), SDS(0.1, 0.5, 1.0%)를 이용하였다. 그 결과, 물과 SDS 용매에서 Zn과 Cd이 Pb과 Cu보다 높은 추출효율을 보였지만, 전체적으로는 1%이하로 중금속의 추출에 효과적이지 못하였다. 그러나, SDS에서 Pb과 Cu의 추출효율은 추출시간이 길어질수록 증가하였다. HCl과 EDTA를 이용한 중금속의 추출은 물과 SDS보다 빠른 추출경향을 보였고, 대부분의 중금속이 6시간 이내에 추출되었으며 용매의 농도와 무관하였다. 6시간 이후에는 느린 추출경향을 보였지만 세척용매의 농도에 따라 좌우되었다. 또한, 용매의 농도가 증가할수록 추출경향은 빨라졌고, 추출 효율도 증가하였다. 추출효율은 1.0 N HCl에서 Cd>Pb>Zn>Cu로, 0.1M EDTA에서 Pb>Cd>Zn>Cu 순으로 높았다. 농도증가에 따른 추출효과는 HCl에서 Pb이, EDTA에서 Pb과 Cd이 가장 컸으며, 중금속제거를 위한 6시간이상의 추출은 비효과적이었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제23권4호
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• pp.179-191
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• 2018

황해 동부해역 표층퇴적물의 중금속 분포 특성을 파악하기 위하여 입도, 유기탄소(TOC)와 함께 중금속 원소들(Cu, Pb, Zn, Cd, Cr, Mn, As, Ni, Co, Li, Fe, Al)의 농도를 분석하였다. 연구결과에 따르면, 일부 정점에서 Pb, Mn, As를 제외하면 모든 중금속 농도의 분포는 입도 및 TOC의 분포와 유사하게 황해 중앙해역에서 상대적으로 높고, 한국 연안으로 갈수록 감소하는 경향을 보였다. 입도와 중금속 농도간의 관계를 통하여 대부분의 금속은 입도가 세립할수록 농도가 높게 나타나는 일반적인 경향을 보였다. 그러나 일부 정점에서 Pb은 조립질 퇴적물에서의 암석기원(feldspar) 영향, Mn은 생물기원($CaCO_3$) 영향, As는 중광물(pyrite) 특성에 따라 분포 양상이 다르게 나타났다. 과거에 조사한 자료(2000년)와 비교했을 때, 황해 동부해역에서 지난 15년 동안의 추가적인 중금속 농축은 없었고, 투기해역에 대한 저질환경은 과거에 비해 크게 개선되지 못한 것으로 나타났다. 연구해역 내 모든 중금속의 농도는 한국과 중국에서 규정하고 있는 최소기준(TEL, MSQ-1)보다 낮았지만, 농축지수(enrichment factor; EF), 농집지수(geo-accumulation index; $I_{geo}$), 생태위해성지수(ecological risk index; ERI)는 Cu, Pb, Zn, Cr이 황해 중앙해역에서 상대적으로 높게 나타났다.

• 대한예방의학회:학술대회논문집
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• 대한예방의학회 2002년도 제10회 춘계 심포지움 연제집
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• pp.88-88
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• 2002

• 한국토양비료학회지
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• 제34권1호
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• pp.33-41
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• 2001

강원도 동남부에 위치한 옥동천 상류에는 많은 양의 휴폐광산 폐기물이 적절한 처리시설이 없는 상태로 방치되어 있고, 이들이 유실되어 하류의 토양, 물 및 저니토를 중금속으로 오염시키고 있는 실정이다. 본 연구의 목적은 광미댐에 적치된 광미중에 존재하는 중금속의 분획물을 조사하고, 각 분획물의 오염도 지수를 평가하는데 있다. 광미댐에서 광미를 깊이별로 채취하여 물리화학적 특성을 분석하였다. 광미의 pH는 7.3~7.9였고, 총 질소와 유기물 함량은 각각 3.2~5.5% 및 1.3~9.1%의 범위에 있었다. 신광재댐 광미의 중금속함량은 구광재댐 광미보다 높은 편이었다. 광미에 존재하는 중금속 별 총 함량은 Zn > Cu > Pb > Ni > Cd순(順) 이었으며, 이들의 농도는 토양환경보전법에서 지정한 산업지역의 대책기준을 상회하고 있었으며, 천연부존량보다 높았다. 중금속 분획물의 상대적분포는 residual > organic > reducible > carbonate > adsorbed순(順) 이었다. 총 농도에 비교하여 생물유효성 분획물의 농도는 매우 낮은 편이었다. 광재댐의 깊이별 중금속의 농도는 중금속의 종류에 따라 상이했다. 광재댐 표충의 Cu 농도는 심층의 농도보다 높았다. 총 농도를 기준으로 할 때 각 중금속 분획물의 오염도 지수는 4.27~8.51 범위에 있었다. 생물유효성 분획물의 오염도지수는 비유효성 분획물의 오염도 지수보다 낮았다. 광미에 존재하는 중금속 분획물의 농도와 오염도 지수에 관한 결과를 통해 광미는 중금속으로 인해 심각하게 오염된 상태이며, 유실될 경우 하류의 토양과 물 환경에 악영향을 미칠 잠재성을 지니고 있다고 판단되었다. 광미댐으로부터 광미의 유실을 방지할 수 있는 대책이 시급히 필요한 실정이다.

• 환경영향평가
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• 제23권6호
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• pp.492-504
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• 2014

집비둘기는 도시지역에서 환경오염물질의 생물축적 모니터링을 위한 지표종으로 알려져 있으며, 집비둘기 알은 생물 자체를 죽이지 않고도 생물축적의 경향을 모니터링할 수 있는 시료로서 유용하다. 하지만 알은 유기 오염물질 축적은 잘 되는 반면, 납, 카드뮴 같은 특정 중금속은 저농도로 축적되는 특성이 있기 때문에 중금속에 대한 적절한 모니터링을 위해 대체 시료의 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 집비둘기의 세척깃털을 이용하여 중금속 축적 특성을 연구하였고, 중금속 모니터링 시료로서의 가능성을 검토하였다. 도시지역인 서울 한강공원과 농촌지역인 함평군 함평공원을 대상으로 2013년 4월~5월에 집비둘기 개체 포획 및 알 채집을 실시하였고, 생체 조직, 세척깃털, 알의 중금속 5종(Pb, Cd, Total Cr, Ni, As)에 대한 축적 농도를 분석하였다. 중금속 5종의 생체 조직 내 축적 특성을 보면, 납(Pb)과 카드뮴(Cd)은 나머지 3종(Total Cr, Ni, As)에 비해 생체 조직 내 축적이 두드러지게 높게 나타났다. 특히, 납은 다른 중금속에 비해 지역 간 비교에서도 두드러진 농도 차이를 보였는데, 뼈, 간, 혈액에서 통계적으로 유의하게 농촌지역인 함평공원보다 도시지역인 한강공원이 높은 농도를 보였다. 이러한 경향은 깃털에서도 나타났다. 알 시료(알 내용물, 껍데기)는 깃털보다는 상대적으로 낮은 농도로 납이 축적되는 경향을 보였다. 깃털 중에서는 꼬리깃과 날개깃이 각각 신장 및 뼈 조직의 납 농도와 통계적으로 유의한 양의 상관관계를 보였다. 이상의 결과로 볼 때, 중금속 배출경로 요소(깃털, 알, 배설물 등) 중 하나인 깃털로 축적되는 납 농도는 다른 요소(예: 알)에 비해 상대적으로 높고, 환경 오염요소(대기, 토양, 먹이 등) 내 납 농도가 서로 차이나는 지역들 내의 집비둘기의 생체 축적농도 차이를 깃털이 어느 정도 반영할 가능성이 있을 것으로 판단된다.