• 한국습지학회지
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• 제25권4호
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• pp.306-314
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• 2023

하천퇴적물은 유역내 다양한 오염원으로부터 발생하는 중금속, 유기물 등 오염물질의 수용체일 뿐만 아니라 수질 오염 및 수생태 악영향을 유발할 수 있는 2차적 오염원이기에 중요한 관리대상이라고 할 수 있다. 오염된 하천퇴적물의 효과적인 관리를 위해서는 오염원에 대한 식별과 이와 연계된 관리대책의 수립이 우선되어야 한다. 본 연구는 하천퇴적물내 측정된 다양한 이화학적 오염항목 분포 특성에 기반하여 퇴적물의 주요 오염원을 식별하기 위한 방법으로서 기계학습모델의 적용성을 평가하였다. 기계학습 모델의 성능 평가를 위해 전국 4대강 수계내 주요 폐금속광산 및 산업단지 인근에서 수집된 총 356개의 하천퇴적물에 대한 중금속 10개 항목(Cd, Cu, Pb, Ni, As, Zn, Cr, Hg, Li, Al)과 토양항목 3개(모래, 실트, 점토 비율) 수질항목 5개(함수율, 강열감량, 총유기탄소, 총질소, 총인)를 포함한 총 18개 오염항목에 대한 분석자료를 활용하였다. 기계학습 분류 모델로서 선형판별분석(linear discriminant analysis, LDA)과 서포트벡터머신(support vector machine, SVM) 분류기를 사용하여 폐금속광산('광산')과 산업단지('산단') 인근에서의 하천퇴적물 시료의 분류 성능을 평가한 결과, 채취 지점 및 시기별 4가지 경우(비강우시 광산, 강우시 광산, 비강우시 산단, 및 강우시 산단)에 대한 퇴적물 시료의 분류 성능이 우수하였으며, 특히 비선형 모델인 SVM(88.1%)이 선형모델인 LDA(79.5%) 보다 퇴적물을 분류하는데 있어 보다 우수한 성능을 나타냈다. SVM 앙상블 기반 비배타적 다중라벨분류기 모델을 이용하여 각 시료채취 지점 상류 유역 1km 반경 내 지배적인 토지이용 및 오염원을 다중 타겟값으로 다중분류 예측을 수행한 결과, 폐금속광산과 산업단지의 분류는 비교적 높은 정확도로 수행하였으나, 도시와 농업지역 등 다른 비점오염원에 대한 분류정확도는 56~60%범위로 비교적 낮게 나타났다. 이는 다중라벨 분류모델의 복잡성에 비해 데이터셋의 크기가 상대적으로 작아서 발생한 과적합에 기인한 것으로 향후 보다 많은 측정자료가 확보될 경우 기계학습 모델을 적용한 오염원 분류의 정확도를 보다 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 환경영향평가
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• 제18권4호
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• pp.209-218
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• 2009

The purpose of this study was to accumulation of the heavy metals by riparian vegetation throughout analysis of the heavy metal concentration in riparian vegetation, water, and sediment near mine drainage. According to analyzing concentration of the heavy metals in riparian vegetation, water, and sediment the heavy metal was indicated at the leaf significantly. Compared with the concentration of sediment soil, the maximum concentration of the As, Cd, CN, Pb, Zn was higher 2.6, 2.6, 25, non-detect, and 15 times in leaf. Also those concentration have 9.6, 16.6, 25, 1.6, and 25 times in root. As the results, the author can know the sediment has a very relative to vegetation in mine drainage. because, the increasing of concentration of heavy metal in sediment gives the more accumulative concentration of heavy metal in vegetation. Compared with the concentration of conta minated site and non-contaminated site. As, Cd, CN, Pb, Zn the maximum concentration in sediment soil was higher 5.7, 258.1, 10.9, 370.0, and 298.3 times respectively. In case of vegetation, the maximum concentration of the As, Cd, CN, Pb, Zn was higher 5.6, 62.3, 5.0, non-detect, and 30.6 times in leaf. Also those concentration have 8.5, 63.3, 2.6, 60.7, and 62.1 times in root. In this study, the author can surmise that there indicated a lot of adsorption with the heavy metal concentration in contaminated mine drainage.

• 한국환경농학회지
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• 제32권4호
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• pp.245-251
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• 2013

BACKGROUND: The objectives of this study are to investigate the contamination levels of heavy metals in soil, ground water, and agricultural product near the abandoned Boeun and Sanggok mine areas in Korea and to assess the health risk for these local residents exposed to the toxic heavy metals based on analytical data. METHODS AND RESULTS: By the results of human health risk assessment for local residents around Boeun and Sanggok, human exposure to cadmium, copper, arsenic from soil and to lead, cadmium, and arsenic from rice grain were higher in Sanggok, but human exposure to zinc and arsenic from ground water was higher in Boeun. By the results of hazard index (HI) evaluation for arsenic, cadmium, copper, lead, and zinc, HI values in both areas were higher than 1.0. This result indicated that the toxicity hazard through the continuous exposure to lead, cadmium, arsenic from rice, ground water, and soil would be likely to occur to the residents in the areas. Cancer risk assessment for arsenic, risks from the rice were exposed to one to two out of 10,000 people in Boeun and one of 1,000 people in Sanggok. These results showed that the cancer risks of arsenic in both areas were 10~100 times greater than the acceptable cancer risk range of US EPA ($1{\times}10^{-6}{\sim}1{\times}10^{-5}$). CONCLUSION(S): Therefore, if these two local residents consume continuously with arsenic contaminated soil, ground water, and rice, the adverse health effects (carcinogenic potential) would be more increased.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제18권7호
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• pp.41-53
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• 2013

The study is to propose the optimal separation technique of heavy metals (Pb and Zn) contaminated in soil for improving the removal efficiency by various applicable techniques. The heavy metal contaminated soil samples near abandoned mine X-1 and X-2 were used for the study. Firstly, the wet classification process was shown more than 80% of removal efficiency for lead and zinc. Meanwhile, the magnetic separation process was shown low removal efficiency for lead and zincs because those heavy metals were non-magnetic materials. For the next step, the flotation separation process was shown approximately 24.4% of removal efficiency for zinc, while the gravity concentration process was shown approximately 57% of removal efficiency for lead, and 19.9% of removal efficiency for zinc, respectively. Therefore, zinc contaminated in soil would be effectively treated by the combination technique of the wet classification and the flotation technique. Meanwhile, lead contaminated in soil would be effectively treated by the combination technique of the wet classification process and the flotation process. Furthermore, the extraction of organic matter was shown more effective with aeration, 3% of hydrogen peroxide and 3% of lime such as calcium hydroxide.

• 터널과지하공간
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• 제17권5호
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• pp.372-380
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• 2007

침하로 인한 지표 손상대는 지하 채굴로 인해 발생되는 결과로서, 오랜 기간 동안 서서히 또는 급작스럽게 발생할 수 있다. 이러한 지표 손상대는 싱크홀 혹은 트러프형 침하에서 대규모 슬라딩에 이르기까지 다양한 형태로 관찰된다. 침하 발행 위험에 대한 평가는 광산 침하의 영향을 받는 지역에 있어서는 매우 중요하다. 이러한 위험도 평가나 침하 예측을 위해 경험적 모델, 프로파일함수, 영향 함수 그리고 수치해석과 같은 다양한 방법들이 적용되어 왔다. 본 연구에서는 다양한 인자들 중 지배적으로 침하 현상을 유발할 수 있는 채굴적과 관련한 정보, 즉 채굴적의 위치 및 규모의 정보를 확산이론과 연계한 비교적 간단한 침하 위험도 평가 기법을 제안하였다. 확산 모델은 지반 침하 기구를 설명할 수 있는 입자 모델과 상사관계를 가진다. 확산 모델을 폐금속광 및 폐석탄광 지역의 침하 위험도 작성에 적용하였다. 침하 위험도 평가를 위한 확산 모델은 매우 간단하지만 효율적인 방법임을 확인할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제27권6호
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• pp.76-83
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• 2018

이 글은 해외에서 발생하는 금, 은, 백금과 팔라듐의 스크랩 재활용 현황을 국가 또는 지역별 생산량과 금속의 산업별 수요로 정리하여 국내 도시광산산업의 원료 확보를 위한 데이터로 활용하고자 하였다. 스크랩으로부터 발생하는 금의 양은 중국을 제외한 국가들에서 감소하는 경향을 나타냈으며, 이는 중국으로 금이 함유된 스크랩이 다량으로 수입되어 처리된 것이 원인으로 생각된다. 금의 산업수요는 전자제품에서 가장 높으나 수요량은 감소하는 것으로 나타났다. 은의 스크랩 재활용양은 유럽지역의 국가들에서 비교적 일정한 것에 비해 다른 지역 국가에서 감소하는 것으로 나타나 세계의 전체적인 스크랩 재활용양은 감소한 것으로 나타났다. 백금과 팔라듐의 스크랩으로부터의 생산량과 수요량은 대부분 촉매에 기인하며, 현재까지 지속적으로 증가해왔으나 전기자동차 사용의 증가와 함께 향후 자동차 폐촉매 발생량은 감소할 것으로 생각된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.17-25
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• 2008

폐금속 광산 지역 등지에서 중금속으로 오염된 지하수의 정화 및 오염확산 방지를 위하여 투수성 반응벽체를 사용 할 수 있다. 본 연구에서는 슬래그가 투수성 반응벽체 충진물질로서 적당한지 평가하기 위하여 폐광산 지역에서 문제가 되고 있는 몇 가지 중금속(i.e., Pb, Cu, Cd)에 대한 슬래그의 반응성을 평가하였다. 폐광산 지역 지하수에는 중금속류들이 복합오염의 형태로 존재하며, 음이온 물질인 황산염, 탄산염 등도 공존한다. 중금속으로 오염된 현장의 조건을 고려하여, 1) 중금속 종류에 따른, 2) 초기 농도에 따른, 3) 음이온(황산염)의 존재에 따른 영향을 회분식 실험을 통하여 슬래그의 흡착능을 평가하였다. 슬래그의 흡착특성은 등온흡착평형(equilibrium sorption)과 동적인 흡착(kinetic sorption)인 경우 각 조건에 따른 영향을 확인하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권5호
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• pp.734-744
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• 2011

본 연구에서는 안정화공법을 이용하여 폐금속 광산 주변 비소 및 중금속 성분이 복합적으로 오염된 농경지를 효과적으로 복원하기 위해 안정화제로써 석회석과 제강슬래그의 처리효과와 적용성을 실내컬럼실험을 통해서 검토하였다. 대상토양 내 중금속의 존재형태 중 이동성이 높은 형태인 교환성 및 탄산염 형태의 분포비율은 여러 문헌들의 결과들과 유사하게 카드뮴 > 아연 > 납 순으로 높게 분포하는 것으로 나타나 광해로 인한 농경지의 오염성분들 중 카드뮴은 주변 환경에 미치는 영향이 가장 크며 상당한 주위가 필요한 성분인 것으로 판단되었다. 본 대상토양과 같이 pH가 매우 높은 토양도 갑작스럽게 변화하는 산성환경에 의해 일시적으로 토양의 pH 완충력이 감소하여 다량의 중금속 성분들이 용출될 가능성이 높은 것으로 나타났다. 반면 석회석과 제강슬래그로 처리한 처리구는 수질기준을 초과한 침출수 가 관찰되었던 대조구에 비해 모두 수질기준 이하로 중금속의 농도가 매우 낮게 나타났다. 비소의 경우는 비소 저감의 목적으로 적용한 제강슬래그의 혼합비가 증가할수록 오히려 농도가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 제강슬래그가 함유하고 있는 인 성분과 관계가 있는 것으로 판단되었으며, 비소와인의 경쟁적인 흡착 관계에서 그 우세함이 토양의 특성에 따라 상이할 수 있을 것으로 예상되었다. 석회석은 카드뮴, 납 그리고 아연 등의 중금속 성분에 대해서 모두 좋은 처리효과를 나타내어 토양의 중금속 처리에 있어서 효과적인 안정화제로 판단되었다. 제강슬래그의 경우는 비소를 효과적으로 저감하는 물질인 철 산화물을 많이 함유하고 있기 때문에 비소 처리에 있어서 활용 가능성이 높은 재료로 판단되나 복원 대상토양 내에서 철 산화물과 서로 강하게 흡착하려고 하는 비소와 인의 흡착선호도를 먼저 평가한 후에 적용여부를 검토해야 하며, 이와 관련된 연구가 필요할 것으로 판단되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제29권4호
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• pp.432-438
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• 1996

경기도 광명시 가학동의 폐아연 광산 주변의 광미 시료와 가학천과 목감천 주변 6개지점 40~60cm 깊이에서 채취한 하천저니토 시료중의 중금속 함량과 용출특성을 조사하여 이 지역에 대한 토양 오염 방지 대책을 수립하는 데에 필요한 자료를 제공하고자 수행하였다. 그 결과를 도약하면 다음과 같다. 1. 광미와 하천저니토 시료 모두 상당히 높은 농도로 중금속을 함유하고 있었으며 0.1 N HCl 용액으로 침출한 결과 광미의 경우 카드뮴, 아연 함량이, 하천저니토의 경우 카드뮴, 구리, 납, 아연 함량 모두 거리와 깊이에 관계없이 우리나라 논토양 천연부존량과 금속광산 주변 토양중 함량을 훨씬 상회하고 있었다. 2. 광미시료 중 중금속의 존재형태별 함량 분석 결과, 카드뮴, 구리, 납, 및 아연 모두에서 황화물/잔류태($HNO_3$ 침출태)의 비율이 가장 높았으며, 카드뮴과 납에서는 유기물 결합태(NaOH 침출태)가 다른 중금속과 달리 많은 비중을 차지하였다. 식물흡수에 용이한 치환태, 유기물 결합태의 함량이 낮고 이동성이 큰 수용태가 거의 검출되지 않아 극히 소량만이 식물에 흡수될 것으로 추정된다. 3. 하천저니토 시료의 존재형태별 함량은, 구리와 아연의 경우 황화물/잔류태($HNO_3$침출태)의 비율이 가장 높았으며 카드뮴과 납는 탄산염태(EDTA 침출태)와 황화물/잔류태($HNO_3$침출태)가 많은 비중을 차지하였다. 치환태, 수용태의 함량은 광미와 마찬가지로 아주 낮았다. 4. 광미와 하천저니토 시료 모두 침출액의 pH가 1.2일 때는 중금속이 현저하게 증가하였다. 5. 광미의 pH는 8.0~8.2로서 물로 용출되는 중금속의 양이 적을 것으로 추정된다. pH6.7~7.8을 보인 하천저니토의 경우도 비슷한 특성을 가진 것으로 생각된다. 그러나 광미의 경우 유기물 함량이 낮고 입경이 작아 바람, 홍수에 의해 넓은 지역으로 분산될 가능성이 크다. 6. 특정폐기물 여부를 판정하는 공정시험법의 pH를 5.8~6.3으로 조정한 물로써는 광미시료와 저니토의 중금속은 거의 침출되지 않았다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.79-86
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• 2015

우리나라의 지형은 약 70% 이상이 산악지역으로 형성되어 있으며 평균 pH는 4 ~ 5로 산성화 정도가 심각한 수준이다. 현재 국내에는 약 1,000여개의 휴 폐광된 많은 금속광산이 오염 방지시설이나 처리시설이 갖춰지지 않은 채 중금속을 함유한 광미나 폐석이 장기간 환경 중에 노출되어 왔으며, 지속적인 관리 및 환경오염에 대한 모니터링이 미흡한 실정이다. 대부분의 휴 폐광산은 산림지역에 밀집하여 있어 경사지면으로 이루어진 곳이 많다. 경사지에서의 강우에 의한 토양유실은 작물의 생산성과 함께 수계의 부영양화 등에도 영향을 미치며 이로 인한 2차 오염원으로 발전할 수 있어 심각한 수준의 환경문제를 야기할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 실제 산성화경사지와 유사한 조건의 라이시미터를 조성하고 과거 기 수행된 연구의 산출물인 폐자원을 활용한 중화제를 이용하여 중화처리를 실시한 후, 계절별 특성에 따라 인공강우를 살포하여 토양과 유출수의 pH 용탈에 따른 2차 환경오염 여부를 가늠하고 중화처리 후 식물식재 방안을 모색하고자 한다. 실험은 산성토양만을 충진한 대조군과 중화처리를 실시한 실험구 1, 중화처리 후 식물식재를 조성한 실험구 2로 구성하였다. 실험결과, 모든 계절에서 중화처리를 실시한 실험구 1, 2가 낮은 pH 용탈결과를 나타내었으며, 특히 실험구 2에서는 pH 용탈률이 가장 낮은 것으로 나타났다. 강우강도와 강우빈도 등 계절별 특성에 따른 pH 용탈은 큰 영향이 없는 것으로 나타났다.