• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.153-153
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• 2023

골프장 건축 시 하부지반 구축을 위해 사용하는 잔석의 산화로 인해 중금속 용출이 발생할 수 있다. 용출된 중금속으로 인근 농업지역이 오염될 경우 인간의 식생활에 직접적인 영향을 미쳐 인체건강에 악영향을 끼칠 수 있다. 특히, 망간의 경우 식품을 통해 과다섭취할 경우 정신착란, 운동실조 등 다양한 신경학적 문제를 발생시키기 때문에 망간 오염에 대한 조사 및 관리는 필수적이다. 따라서, 본 연구는 최근 골프장이 건설된 부산시 일광 회룡리 일대 농업지역에서 망간 오염 평가를 위해 지표수, 퇴적물, 벼 작물을 채취하여 망간 농도 분석을 수행하였다. 골프장 유출조부터 시작되는 관개수로에서 지표수와 퇴적물 시료를 약 20 m 간격으로 채취하였으며, 관개수로의 구조에 따라 논을 4개의 구역(Area 1 - 4)으로 구분하여 논 토양과 벼 작물을 채취하였다. 벼 작물의 경우 뿌리, 줄기, 곡물 부분으로 나누어 채취하였으며, 퇴적물과 논 토양은 시료 내 존재하는 망간의 형태를 확인하기 위해 연속추출법을 통해 분석하였다. 분석 결과 지표수의 망간 농도는 골프장 유출조에서 하류로 갈수록 감소하는 경향을 보였으며, 하류에서의 망간농도는 상류에 비해 최대 88% 감소하였다. 퇴적물의 망간 농도는 논으로 연결되는 지점에서 20,000 mg/kg 이상의 높은 농도를 보였으며, 농업이 진행 중인 3, 5, 7월은 최대 약 25,000 mg/kg의 농도를 보였으나, 농업이 끝난 9월에는 최대 약 3,500 mg/kg으로 상대적으로 낮은 농도를 보였다. 논 토양의 망간 농도는 관개수로와 첫 번째로 연결되는 Area 1에서 1,600 mg/kg으로 측정되었으며, 이는 EPA에서 권고한 논 토양 망간 기준 1,000 mg/kg을 초과하는 농도로 확인되었다. 또한, 식물이 사용할 수 없는Residual 형태의 망간 농도는 변화가 없었으나, 식물이 사용 가능한 Acid soluble, Reducible, Oxidizable 형태의 망간 농도는 추수기 이후 80% 이상 감소하였다. 벼 작물의 곡물 망간 농도는100 - 200 mg/kg으로 USDA에서 발표한 쌀 곡물 망간 농도의 평균인 5 mg/kg보다 약 20배 이상 높게 검출되었다. 본 연구 결과를 통해 골프장 유출조로부터 발생하는 망간오염을 식별하고 주변 농업지역에 미치는 영향을 확인할 수 있었으며, 추후 골프장 운영으로 인한 환경오염에 대한 관리가 필요할 것으로 생각된다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2002.09a
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• pp.125-128
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• 2002

강변 여과 취수 방식을 활용한 국내 충적층 지하수의 이용을 위해서는 망간에 대한 수처리가 주요 사항인 것으로 나타났다. 강변 여과 방식 취수 원수의 망간 함량은 먹는 물 수질 기준을 부분적으로 상회하지만, 이러한 망간에 대한 저감 처리는 기존의 지표수를 취수하여 처리하는 수처리 공정에 비해서는 상대적으로 효율적인 것으로 판단된다. 실제로, 국내 최초의 강변 여과 방식 취수를 활용하는 창원시 대산 지구 원수는 공기 포기, 급속 여과, 활성탄 여과를 통해, 먹는 물 수질 기준을 상회하는 망간을 효과적으로 처리하고 있는 것으로 평가되었다. 특히, 활성탄 여과가 망간제거 효과를 보이는 점은 특이한 현상으로, 활성탄 내에서도 철 관련 박테리아에 의한 망간 처리 가능성을 시사하고 있다. 또한 망간과 함께 나타나는 철 성분은 망간의 침전 처리에 긍정적인 면으로 작용하는 것으로 판단된다. 한편, 고령군 다산면에서의 실증 플랜트 실험은 전염소처리와 망간접촉여과를 통해 먹는 물 기준 이하의 망간 함량을 확보하는 데는 성공하였으나, 이러한 처리 기작이 안정화되는데 까지는 약 3개월 내외의 시간이 요구되는 것으로 나타났다.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.7 no.3
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• pp.95-102
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• 2002

Manganese oxide/ hydrogen peroxide($MnO_2$/${H_2}{O_2}$) reactions were investigated as an alternative to Fenton-like reaction to reduce chlorinated organic compounds in groundwater This system showed high degradation of CT with low ${H_2}{O_2}$concentration($\leq$294mM) at neutral condition, and CT degradation increased with increasing pH values. The rate of CT degradation was not so much dependent on increase in $MnO_2$concentration since increase in production of oxygen during the reaction obstructed reaction of ${H_2}{O_2}$ on the surface of $MnO_2$. These results show that $MnO_2$catalyzed Ponton-like reaction could be a potential alternative method for treating chlorinated organic compounds in groundwater.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2003.04a
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• pp.279-282
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• 2003

충적층 지하수 개발이 활발히 이루어짐에 따라 철, 망간이 충적층 지하수를 이용한 취수원 확보 시에 정수처리의 주요관심대상이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 기존 충적층 지하수의 개발이 이루어졌거나 검토되었던 지역을 중심으로 철, 망간의 분포특성을 고찰하여 보았다. 연구지역은 크게 금강권역, 낙동강권역, 영산-섬진강권역, 한강권역으로 나누었고, 조사 관정이 밀집된 권역들은 더 세분된 지구로 나누어 연구를 수행하였다. 철의 경우, 563개의 시료가 망간의 경우, 483개 시료가 수집 분석되었다. 수집된 충적층 지하수 시료들의 철, 망간 농도를 살펴보면, 철의 경우는 전체 조사 관정의 약 27%, 망간의 경우는 약 39%가 음용수 수질기준(WHO)을 상회하였다. 본 연구에서는 철, 망간의 분포특성을 고찰하기 위하여 철, 망간 농도에 대한 다양한 통계 분석을 수행하였다 수집 분석된 철의 산술평균 농도는 2.7ppm이며, 망간의 산술평균 농도는 0.4ppm로 이들 산술평균 역시, 모두 음용수 수질 기준을 상회하는 것으로 나타났다 그러나 철 및 만간 농도의 중간 값은 각 각 50 및 20 ppb이며, 실제 이들 농도가 기하학적 분포를 한다고 가정할 경우, 이들의 대표 값인 기하평균은 모두 먹는 물 수질기준을 만족하는 것으로 나타났다.

• Applied Biological Chemistry
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• v.18 no.3
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• pp.123-144
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• 1975

This study has been carried out to investigate the translocation-illuviation status of iron and manganese, which are striking phenomena in paddy soils, in relation to its morphological characteristics, and to find out a method to identify illuvial layer of iron quantitatively. Determination of active iron and easily reducible manganese content in surface soils of lowland paddy (266 samples) in Korea were conducted. The examination has been made on relationship between morphological, physico-chemical properties of the representative paddy soils (9 series) and iron and manganese content of their horizons. The results are summarized as follows. 1. The poorer the drainage, the higher concentration of active iron and easily reducible manganese were found, and under same drainage condition, the more the sand, the lower the content of them. 2. Irrespective of soil texture and drainage, highly signignificant positive correlation was found between the contents of active iron ($\hat{Y}$) and clay plus silt in surface soils. $$\hat{Y}=0.3929+(0.05352\;X\;clay%)+(0.0001023\;X\;silt%){\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;I$$ No correlation, however, was found between clay content and easily reducible manganese concentration. 3. Significant positive correlation was obtained between active iron ($\hat{Y}$) and total iron (x) content in each profiles of all soil series. Obtained regression equation is as follows; $$\hat{Y}=0.361x-0.480(r=0.651^{**}){\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;{\ldots}\;II$$ On the other hand, easily reducible manganese concentration had a tendency to increase, not significantly, with increasing total manganese concentration. 4. Accumulation of iron and manganese generally can be found in paddy soils, but distinct accumulation was found under moderately well drained fine loamy and clay soils, while surface accumulation occurred under poor drainage without regard to soil texture. 5. Profile description or determination of active iron in each horizon were found to be insufficient to designate illuvial layer of iron. Therefore, identification of illuvial layer of iron based on the ratio of total iron and active iron, and concentration of active iron estimated by the content of clay plus silt (Equation 1 above) was thought to be reasonable. Also, manganese accumulation layer would be estimated by total manganese and easily reducible manganese content and their ratio.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.23 no.4
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• pp.281-295
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• 2010

This paper deals with magnetic susceptibility, mineralogy, soil properties (pH, EC, CEC, loss on ignition), iron and manganese oxides, the content and partitioning of heavy metals (As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn), and their mutual relationship in the soil samples of an unpolluted, abandoned mine area, and industrial complex area. The various minerals derived from weathered bedrock were identified by X-ray diffraction in the unpolluted soil samples, except for the magnetic minerals. XRD analysis also revealed the existence of hematite and magnetite related to mine tailings and waste rocks in the abandoned mine area samples. The industrial complex area samples had carbonate minerals, such as calcite and dolomite, that might be due to anthropogenic deposition. The sum of the reducible, oxidizable, and residual fractions was over 80% for the abandoned mine area samples and over 50% for the industrial complex area samples using the sequential extraction method. The industrial complex area samples had a relatively high carbonate fraction that was associated with carbonate minerals. The content of aqua regia-extractable Fe, Mn, As, and Zn had a high positive correlation with the content of the dithionite-citrate-bicarbonate (DCB)-extractable method related to Fe/Mn oxide phases. The 54% and 58% of aqua regia-extractable Fe and As content, respectively, acted together with the concentrations of the DCB-extractable phases. Magnetic susceptibility values of total samples ranged from 0.005 to $2.131{\times}10^{-6}m^3kg^{-1}$. The samples including iron oxide minerals, such as hematite and magnetite, had a high magnetic susceptibility. The magnetic susceptibility showed a significant correlation with the heavy metals, Cd (r=0.544, p<0.05), Cr (r=0.714, p<0.01), Ni (r=0.645, p<0.05), Pb (r=0.703, p<0.01), and Zn (r=0.496, p<0.01), as well as Fe (r=0.608, p<0.01) and Mn (r=0.615, p<0.01). The aqua regia-extractable Fe and Mn content had a significant positive correlation with Cd, Cr, Cu, Ni, and Zn. However, the DCB-extractable Fe and Mn content had a significant positive correlation with As and Ni, indicating that the heavy metals were associated with Fe and Mn oxide minerals.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.32 no.2
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• pp.199-202
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• 1999

The experiment was conducted to find changes of growth response, free proline content and organic acids on manganese chloride toxicity($4,000mg\;l^{-1}$) for germination and early growth in rice. Root growth was increased in kinetin $10^{-3}M$ compared with control and germination rate was also increased in kinetin $10^{-3}M$ as 89%. Chlorophyll contents was slightly increased in kinetin $10^{-3}M$. Free proline content at 3days in Mn $4,000mg\;l^{-1}$ was higher than at 7 and 10 days, and all kinetin concentrations promoted free proline content. In organic acids, particularly, malic acid was remarkably increased in kinetin $10^{-3}M$ compared with control and Mn $4,000mg\;l^{-1}$.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2003.09a
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• pp.561-564
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• 2003

강변여과수 개발 예정지역인 함안군 칠서지역의 수질특성을 알아보기 위해 2003년 4월과 2003년 8월 2회에 걸쳐 강변여과수 양수정, 관측정, 주변지역 지하수 및 낙동강 원수 등 총 38개의 물시료를 채수하여 분석하였다. 용존 이온 분석 결과 연구 지역 지하수의 경우는 Ca-HCO$_3$ 유형 또는 Ca-Cl 유형에 속하며, 조사 지점에 따라 충적층 및 암반 지하수의 특징이 확연히 구분되었다. 조사된 지하수의 경우, 질산성질소와 철, 망간의 농도가 다른 성분에 비해 상대적으로 높은 것으로 나타났으며, 그 외의 중금속의 오염은 미미한 것으로 나타난다. 낙동강 원수의 경우 질산성 질소, 철, 망간은 지하수에 비해 낮은 것으로 나타났으나, 조류의 영향으로 매우 높은 pH 값을 보여주었다. 채수된 전체 시료의 분석 결과, 질산성질소(39.1%), 철(13%), 망간(39.1%)이 주로 먹는 물 수질기준을 초과하는 항목으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2006.04a
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• pp.72-75
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• 2006

김해시 강변여과수 예정지역에 18개의 관측공에 대하여 수질 모니터링을 수행하였다. 그 결과 본 지역은 농업활동 등에 의한 비료의 사용으로 인하여 질산성 질소는 탈질작용이 철/망간은 용존상태로 존재할수 있을 정도의 강한 환원환경을 조성하고 있는 것으로 조사되었다. 따라서 질산성질소는 2.39 mg/L로 음용수기준(10 mg/L)에 적합한 값을 보였지만, 철/망간의 경우 음용수 기준(철/망간: 0.3 mg/L)에 10-20배 이상 초과하는 건으로 조사되었다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2005.04a
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• pp.94-98
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• 2005

강변여과방식의 시험 취수가 진행 중에 있는 범람원지역의 산화-환원 반응을 밝히기 위해 10개의 간이 관측정을 설치하여 수질 모니터링을 수행하였다. 분석 결과 하천수에 인접한 지역에서 강한 환원환경이 생성되는 것을 확인하였으며, 이는 하천수 내 용존 유기 탄소가 인근 범람원 지역에 퇴적 산화되어 나타난 결과였다. 즉 퇴적된 용존 유기 탄소가 감소하면서 용존 산소와 질산성 질소는 감소시키지만, 이러한 환경변화가 수처리 시 문제가 될 수 있는 용존 망간의 농도를 증가시키게 되며, 따라서 향후 이 지역에 대한 추가적인 분석과 함께 집수정으로 통해 유출되는 용존 망간에 대한 대책이 필요한 것으로 조사되었다.