• 자원리싸이클링
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• 제25권3호
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• pp.43-48
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• 2016

시멘트 공장에서는 폐기물 재활용 측면에서 다양한 산업부산물 및 생활폐기물을 사용한다. 이들 폐기물에는 다량의 칼륨과 염소 및 소량의 중금속 등도 함유되어 있으며, 이들 성분을 유가자원으로 활용하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 칼륨과 염소를 용해 결정화하여 염화칼륨을 수득하기 위한 다양한 방안을 검토하였다. 특히 혼합수 함량, 슬러리 온도 및 교반시간 등을 제어하였다. 또한 수득 염화칼륨 중에 존재하는 중금속 종류 함량 등도 분석하였다. 염화칼륨 수득량은 혼합수 함량 증가에 따라 증가하였으나, 1 : 2 (더스트:혼합수) 이상에서는 소폭 증가하였다. 슬러리 온도에 따른 수득량은 일정온도 이상에서 증가하는 경향을 나타내었으며, 교반시간 10분 이상에서는 수득량 변화가 관찰되지 않았다. 교반시간 증가에 따라 수득된 염화칼륨의 중금속 종류 함량도 다양하였으며, 주요 중금속은 Pb, Cu 및 $Cr^{6+}$ 등으로 확인되었다.

• 지질공학
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• 제13권1호
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• pp.29-50
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• 2003

광양 폐 금-은 광산지역의 소규모 하천(초남리천과 사곡리천)에 흐르는 산성광산폐수의 수질 특성을 환경지구화학적 방법을 이용하여 조사하고 비교 연구하였다. 중금속(카드뮴, 구리, 납, 아연) 오염은 초남리천에서 훨씬 심한 것으로 나타난 반면, 용존 알루미늄과 철 함량은 오히려 사곡리천에서 높았는데, 두 하천간의 이러한 차이는 광산폐수의 기원물질, 즉 광석광물의 함량과 특성이 서로 다르기 때문인 것으로 판단된다. 두 하천에서 흐르는 산성광산폐수의 자연정화 기작에 대해 고찰하여 보았다. 주로 단일하천으로 이루어진 초남리천의 경우, 석회석을 사용하여 광산폐수를 정화시키는 소규모의 소택지가 조성되어 있어 소택지 내에서의 pH 증가에 따른 중금속의 흡착과 공침에 의해 중금속이 제거되고 있다. 초남리천에서 채취한 적황색 침전물에 대하여 XRD, SEM-EDS. EPMA 분석 및 화학적 분해법을 이용한 분석 결과, 적황색 침전물은 대부분 침철석으로 구성되어 있으며 알루미늄, 망간, 구리, 아연 등이 부화되어 있음을 확인하였다. 따라서 이들 금속들은 주로 적황색 침전물의 생성에 수반된 흡착이나 공침과 같은 지구화학적 반응에 의해 제거되는 것으로 판단된다. 한편, 소택지의 중금속 제거능은 계절적으로 변화하는 하천의 유량에 의해 영향을 받고 있다. 반면, 사곡리천의 경우에는 오염되지 않은 여러 지류와의 혼합에 수반된 pH 증가에 따라 철수산화물이 침전하면서 중금속의 제거가 일어나고 있다. 오염 하천과 비오염 지류와의 합류 지점에서 발생하는 중금속 제거의 기작은 '특성-특성도(property-property plot)'를 활용한 해석에 의해서도 뒷받침된다.

• KSBB Journal
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• 제14권3호
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• pp.342-350
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• 1999

P. phosphoreum을 이용하여 연속 모니터링 시스템을 개발하고자 free cell과 고정화 세포의 중금속 물질에 대한 반응을 일차로 조사하였다. 고정화 물질로는 절차가 비교적 간단하고 bioluminescence 투과성에 영향을 주지 않는 sodium algmate를 사용하였다. Alginate는 발광미생물의 빛 발생 대사를 저해하지 않을 뿐만 아니라 bioluminescence의 투과성이 탁월하였다. 중금속 물질 중에서 $HgCl_2$, $CdCl_2$, $MnSO_4$, $ZnSO_4$를 선택하여 free cell과 alginate 혼합 세포 및 strontium alginate에 고정화한 세포에 노출시켜 반응을 조사하였으며, 또한 독성 및 strontium alginate에 고정화한 gel을 disc type으로 제조하여 중금속 물질에 대한 bioluminescence의 변화를 조사하였다. Free cell과 disc type의 세포가 alginate 혼합세포 및 strontium alginate로 고정화한 세포에 비해서 비교적 민감한 반응을 보였으며 중금속 물질의 농도에 대하여 bioluminescence intensity의 감소율이 비례하여 나타났다. 특히, 고정화 세포인경우 free cell 보다 중금속의 mass transfer에 미치는 영향 때문에 민감성은 떨어지지만 모두 linear regression curve를 나타내었다. Disc type의 경우 alginate에 혼합한 세포와 strontium alginate로 고정화한 세포보다 민감한 반응을 보인 것은 중금속에 노출된 면적이 넓기 때문으로 사료된다. 독성물질에 대한 반응분석을 위하여 Gamma value로부터 $EC_{50}$을 계산하였으며 이를 이용하여 각 중금속 물질의 농도와 P. phosphoreum의 bioluminescence intensity와의 상관관계 및 각 중금속 물질의 독성정도를 산출하였다. $EC_{50}$값을 이용하여 독성정도를 볼 때 4가지 type 모두 $HgCl_2$가 가장 독성이 강한 것으로 나타났다. 본 연구결과를 종합해 볼때 P. phosphoreum을 고정화 할 경우 bioluminescence에 거의 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라 bioluminescence의 안정성에도 기여하기 때문에 모니터링 시스템에 적용할 수 있다. 특히 disc type의 고정화 제재는 free cell과 동등한 민감도를 나타내었기 때문에 빛 안정성을 유지하면서 수질 모니터링을 위한 bioluminescence제재로 이용이 가능하다.

• 환경영향평가
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• 제32권6호
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• pp.431-436
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• 2023

산업이 발전함에 따라 생태계로 유입되는 중금속의 양이 증가하고 있다. 중금속은 분해가 어려워 생태계 내에 장기간 잔류하고 독성을 유발한다. 이러한 중금속은 수처리 시 흡착, 여과, 화학적 침전 등 물리 화학적 방법으로 제거된다. 본 연구에서는 중금속 흡착 및 제거용 킬레이트 수지로 알긴산 비드를 선정하고 이에 따른 중금속 흡착효율을 평가하기 위하여 JEI (Jellyfish extract at immunity reaction)를 혼합하였다. JEI를 혼합한 비드는 알지네이트의 특성에 따라 납(79-99%)과 구리(64-70%)에서 높은 흡착효율을 보였으며 카드뮴(25-37%)과 아연(5-6%)에서 낮은 흡착효율을 나타내었다. 중금속 흡착은 JEI의 함량에 비례하여 증가하지 않았으나 50%와 100% JEI 비드가 유의미한 증가를 나타내었다. 반응 속도식을 적용한 결과 유사 1차 반응식보다 유사 2차 반응식에 더 적합한 것으로 나타났다. 결론적으로 비드의 생산 단가나 중금속 흡착제거 효율을 비교해보면 50% JEI 비드가 중금속 흡착제거에 적합한 것으로 사료된다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제20권5호
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• pp.385-391
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• 1997

충남 광천과 홍성 일대의 사문암과 변성암 지역의 암석, 토양 및 출현빈도가 높은 대나물의 중금속 함량을 측정하여 사문암 토양의 독성화 정도와 식물체의 흡수관계를 조사하였다. Ni, Cr 및 Co는 사문암에 매우 높았으며 Zn, Sc, Mo 및 Fe 는 변성암에서 더 높았다. 사문암 풍화토에서는 Ni, Cr 및 Co가 높았으며 Zn과 Fe는 비사문암 풍화토(사문암 및 변성암 풍화토와 변성암 풍화토)에서 높았고, 토양의 중금속은 암석내의 함량보다 낮았다. 사문암 풍화토에 출현하는 대나물내 중금속 함량은 혼합 풍화토의 그것보다 높게 나타났으며, 같은 사문암 지역이라도 홍성보다 광천의 중금속 함량이 높았다. 대나물의 평균 Fe:Ni의 비율은 혼합 풍화토에서는 216이고 사문암 풍화토에서는 49였다. 대나물내 Ni, Cr, Co, Fe 및 Sc 등은 지상부보다 지하부에서 높았으며, Zn과 Mo 함량은 지상부에서 높았다. 암석과 식물체의 중금속 함량 비교 결과 식물체에서보다 암석의 중금속 함량이 높았고, 대나물에 의한 Zn의 흡수는 사문암과 변성암 지역에서 높았으며 Sc와 Fe는 사문암 지역에서 뚜렷이 높았다.

• 자원리싸이클링
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• 제19권2호
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• pp.54-62
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• 2010

본 연구는 석탄폐석을 폐갱도 충전용 골재로 사용 할 때 나타날 수 있는 문제점을 파악하고 그 해결 방안을 제시하기 위하여 수행되었으며, 석탄폐석이 가장 많이 적치되어 있는 태백지역의 함태 탄광 석탄폐석을 대상으로 석탄폐석의 물성, 석탄폐석으로부터 산성광산배수(AMD)의 발생 특성, 석탄폐석으로부터 중금속의 용출 특성 등을 조사하였다. 석탄폐석의 물성 연구에서는 석탄폐석의 입도분포, 입단별 화학조성 및 중금속 분포, 광물조성 등이 조사되었으며, 석탄폐석으로부터 AMD 발생 특성 연구에서는 시간, 온도, 황철석의 함량, 황화물의 종류, 폐석의 입도, 공존암의 종류 등이 AMD 발생에 미치는 영향을 조사하였고, 중금속 용출 특성 연구에서는 석탄폐석 만을 사용한 경우와 석회석과 석탄폐석을 혼합하여 안정화 시킨 시료를 대상으로 폐기물공정시험법, TCLP법, 장기연속추출법(컬럼시험)에 의한 중금속 용출 특성을 조사하였다. 연구 결과로부터 석탄폐석은 폐갱도 충전용 등의 골재로 재활용이 가능하나 지하수에 침수상태에 있는 폐갱 속에 석탄폐석 만을 투입하여 충전하면 충전 후 12일 경부터 AMD가 발생할 것으로 예측된다. AMD가 발생하면 높은 수소이온농도 때문에 폐갱 내 잔류하는 철재류 등으로부터 중금속의 용출을 가속화 하는 등 환경 요염의 염려가 있고, AMD의 발생을 막기 위해서는 석회석을 4%이상 혼합하여야 함을 알았다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권6호
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• pp.583-588
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• 2003

폐기물 함유 세라믹 재료의 성형과정에서 일어나는 일차적인 중금속 안정화 과정을 알아보기 위하여 중금속(Cd, Cr, Zn) 표준용액의 농도(10-30 ppm)와 pH(pH 3-9)를 조절하여 적점토, 백토와 제올라이트에 대해 회분식 흡착실험을 행하였다. pH증가에 따라 모든 흡착원료에서 Cd와 Zn의 흡착률은 증가하였고 pH 5 이상에서는 완만한 증가를 보였다. Cr의 경우 pH증가에 따른 흡착률의 증가는 관찰할 수 없었고 오히려 적섬토와 백토를 혼합한 원료의 경우에는 pH 3에서의 흡착률에 비해 pH 5 이상에서는 50%의 흡착률 감소를 보였다 세 가지 중금속 Cd, Cr, Zn을 함께 혼합한 중금속 용액을 적점토에 대해 실험한 결과 흡착률은 Cd, Zn>Cr 순이었으나, Cu, Fe, Pb의 중금속이 추가적으로 첨가될 경우 Fe>Pb, Cu>Cr>Zn>Cd 순으로 흡착률이 변화하였다. 이는 공존 양이온의 종류가 흡착률을 좌우하며 주어진 조건에서 서로 경쟁적인 관계를 가지고 흡착하기 때문인 것으로 사료된다 한편, 공존음이온으로 Cl$^{-}$와 SO$_4$$^{2-}$ 를 1-20 ppm까지 첨가한 경우 공존 양이온의 경우와는 달리 중금속 흡착률에는 큰 영향을 주지 못하였다.

• 자원환경지질
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• 제46권6호
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• pp.509-520
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• 2013

본 연구에서는 Cu, Zn, Pb 총함량이 각각 최고 3350, 1220, 2240 mg/kg에 이를 정도로 높은 오염토양을 토양세척에 의해 처리하여 해당 중금속을 제거하였다. 중금속 제거효율에 영향을 미치는 중요 인자인 세척제의 종류와 농도, 세척시간, 오염토양과 세척제의 혼합비, 교반속도 등의 최적조건을 도출하였다. 세 가지 중금속을 효과적으로 제거하는 최적 세척제는 50 mM 염산, 세척시간은 30분, 오염토양과 세척제의 혼합비는 1:30 (g/mL)이었으며, 교반속도는 중금속 제거효율에 영향을 미치지 않았다. 세척제인 염산을 재사용하면 중금속 제거효율이 감소했고, 연속적으로 재사용하면 중금속이 토양에 재흡착되었다.

• 시멘트 심포지엄
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• 32호
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• pp.103-106
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• 2005

유해 중금속을 다량 함유하고 있는 산업폐기물의 고화 처리에 사용되는 칼슘설포알루미네이트(4CaO$\cdot$$3Al_2O_3$$\cdot$$SO_4$이후부터 CSA로 기입) 의 제조를 위해 철강부산물인 압연 슬러지를 활용하여 그 특성에 대해 조사하였다. 본 연구에서는 철강 부산물인 압연슬러지 외에 석회석 미분물, 인산부산 석고를 혼합하여 칼슘알루미네이트상을 합성하였다. 합성 결과 소성온도 1250$^{\circ}C$에서부터 CSA가 합성되었고, 이와 함께 칼슘실리케이트 (2CaO$\cdot$$SiO_2$)와 칼슘알루미노페라이트(4CaO$\cdot$$Al_2O_3$$\cdot$$Fe_2O_3$)도 함께 합성되었다. CSA 합성에 미치는 중금속 영향을 관찰한 결과 원료의 중금속이 CSA 합성 온도를 낮추는 효과가 있는 것으로 나타났다. CSA를 이용한 철강산업 폐기물의 중금속 고용 처리 연구에서도 본 실험에서 합성된 CSA가 폐기물의 중금속 고화 처리에 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국환경농학회지
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• 제35권1호
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• pp.79-86
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• 2016

본 연구는 인 축적능을 갖는 것으로 알려진 미생물인 Alcaligenes sp.의 생장 및 인 축적에 중금속이 미치는 영향을 정량적으로 평가하고자 실시되었다. 미생물의 생장 및 인 제거에 미치는 저해효과를 정량적 평가를 위해 생장저해 정도와 인 제거반응저해 정도를 IC₅₀와 EC₅₀를 이용하여 표현하였고, 중금속 간 교호작용의 평가를 위해 Additive Index Value method (A.I.V) 를 이용하여 중금속 간 혼합효과를 판단하였다. 실험 결과를 통해 Alcaligenes sp.의 생장 및 인 제거에 미치는 저해효과가 가장 큰 중금속은 카드뮴(Cd)이었다. 반면, 상대적으로 저해효과가 약한 중금속은 니켈(Ni)이었다. 모든 중금속은 처리 농도가 증가할수록 미생물의 생장과 인 제거율을 감소시키는 것을 확인할 수 있었다. 단일 중금속 처리시 IC₅₀에 해당하는 농도는 Cd 0.38, Cu 16.43, Zn 12.17, Pb 11.68, Ni 15.35 mg/L 이다. 연구에 사용된 균주 Alcaligenes sp. 의 인 제거율은 88.1%였고, EC₅₀에 해당하는 농도는 Cd 0.31, Cu 10.37, Zn 5.57, Pb 6.74, Ni 12.04 mg/L 이다. 두 종의 중금속을 혼합 처리하였을 때 IC₅₀에 해당하는 농도가 가장 낮은 중금속 처리구는 Cd + Cu 처리구였으며, 가장 높은 처리구는 Zn + Pb 처리구였다. EC₅₀의 농도는 Cd + Cu 처리구에서 가장 낮은 농도를, Cu + Ni 처리구에서 가장 높은 농도를 보였다. 중금속 간 교호작용은 대부분 길항효과(antagonistic effect)를 보였으나, IC₅₀의 경우, Cu + Zn, Cu + Pb, Cu + Ni, Pb + Ni 처리구에서 상승효과(synergistic effect)를 보이는 것을 확인할 수 있었고, EC₅₀에서는 Cu + Zn, Pb + Ni 처리구에서 상가효과(additive effect)를, Cu + Ni 처리구에서 상승효과(synergistic effect)를 보였다. 연구 결과는 중금속을 단일 및 2종 혼합 처리하였을 때 중금속이 인 제거 미생물의 생장 및 기능에 미치는 독성효과에 대한 기초자료를 제공함으로써 추후 진행될 미생물 단백질 동정, 중금속 독성평가에 관한 연구에 활용될 수 있을 것이라 사료된다.