• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1996년도 경북지부 결성 및 추계학술발표회 논문집
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• pp.88-91
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• 1996

본 연구에서는 전기화학적 정화방법인 electrokinetic 정화기술을 이용하여 오염된 토양내에서 중금속을 제거하는 방안을 연구하였다. 이를 위하여 납을 혼합하여 오염시킨 점토시료에 대하여 정화가동시간, 공급전류, 오염농도를 다르게 하고 3가지의 향상기법을 적용시켜 정화실험을 실시하였다. 실험결과를 토대로 유입수 및 유출수의 PH, 오염토의 PH, 전기포텐셜, 유출수량, 전기 전도도 등 오염토의 물리화학적 성질변화를 구명하고 정화가동조건 및 향상기법적용에 따른 오염토내의 납 제거효과를 파악하였다. 본 연구를 통하여 electrokinetic 정화기술은 투수성이 낫은 점성토 토양내의 중금속을 제거하는데 매우 효과적인 것으로 판명되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.499-506
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• 2005

지반오염조사에 대한 유전상수 측정기법의 적용성을 평가하기 위하여 중금속 오염도에 따른 흙의 유전특성 변화를 분석하였다. 유전상수의 실수부와 허수부 모두 체적함수비에 따른 증가경향을 나타내었으며, 특히 MHz 범위에서 유전상수 실수부는 쌍극자모멘트에 비례하기 때문에 흙의 유전상수는 체적함수비에 따른 선형적인 증가경향을 나타내었다. 중금속 용액은 50kHz 이하의 저주파영역에서 전극 분극효과에 의해 농도 증가에 따라 유전상수 실수부가 증가하는 경향을 나타내었으나, 고주파 영역에서는 이온의 수화작용에 의한 물분자의 배향분극 발현 감소로 인하여 유전상수 실수부가 감소하였다. 유전상수 허수부의 경우에는 모든 주파수 영역에서 중금속 농도 증가에 따른 전도손실에 의하여 증가하는 경향을 나타내었다. 흙과 중금속 혼합시료의 경우 함수비가 큰 시료에서는 중금속 용액 자체의 유전특성이 그대로 발현되었으나, 함수비가 작은 시료에서는 공간전하분극의 영향이 우세하여 유전상수 실수부가 10-20%정도 증가하는 경향을 나타내었다. 유전상수 허수부의 경우에는 중금속 농도 증가에 따른 뚜렷한 증가경향을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과에 의하면 중금속의 오염감지에 대해서는 유전상수 실수부보다는 허수부의 적용성이 높은 것으로 나타났으며, 현장에서의 정확한 오염도 평가를 위해서는 함수비에 대한 평가가 선행되어야 할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권3호
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• pp.153-161
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• 2014

본 연구에서는 합성 항균제로 이용되는 Triclosan이 $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Cr^{6+}$, $Cd^{2+}$, $Hg^{2+}$, $Pb^{2+}$ 등과 같은 중금속과 공존할 경우의 독성영향을 발광박테리아인 Vibrio fischeri를 이용하여 평가하였다. 우선, Triclosan과 상기 6종 중금속의 단일물질별 Vibrio fischeri에 대한 독성을 평가한 결과, $Hg^{2+}$의 독성이 가장 높았으며 뒤이어 Triclosan > $Pb^{2+}$ > $Cu^{2+}$ > $Cr^{6+}$ > $Zn^{2+}$ > $Cd^{2+}$순의 독성민감도가 나타났다. 각 물질의 독성평가결과를 바탕으로 Triclosan과 중금속 혼합물질의 독성작용분석을 위해 유사한 독성작용을 가정하여 독성치를 예측하는 Concentration Addition (CA)모델과 독립적인 독성작용을 가정하여 독성치를 예측하는 Independent Action (IA)모델에 대한 상관도분석을 실시하였다. 그 결과 Triclosan + Cu, Triclosan + Zn, Triclosan + Pb, Triclosan + Hg, Triclosan + Cd, 그리고 Triclosan + Cr 등 모든 조합에서 CA모델보다는 IA모델과 상관성이 높은 것으로 나타나 Triclosan과 대상 중금속들은 서로 독립적인 독성작용을 하는 것으로 나타났다. 한편 Triclosan과 중금속의 혼합독성영향은 IA모델로 예측된 $EC_{50mix}$기준으로 Triclosan + Cu, Triclosan + Zn, Triclosan + Pb, Triclosan + Hg, Triclosan + Cd, 그리고 Triclosan + Cr의 실측 $EC_{50mix}$이 IA모델로 예측한 농도보다 각각 191%, 226%, 138%, 137%, 209% 그리고 138%로 나타나, Triclosan과 시험 중금속이 공존하는 경우, 모두 길항작용이 나타나는 것으로 확인되었다.

• 자원환경지질
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• 제52권6호
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• pp.529-539
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• 2019

본 연구에서는 pH 변화에 따른 인공 산성광산배수로부터 중금속 제거와 침전물 생성에 대한 연구를 수행하였다. 인공 산성광산배수는 폐광산에서 유출되는 산성광산배수에 다량 포함된 Fe, Al, Cu, Zn, Mn의 황산염을 이용하여 제조하였다. 실험은 5가지의 중금속에 대하여 초기 농도 30과 70 mg/L의 단일 및 혼합 시료를 이용하여 수행하였다. Fe와 Al은 각각 pH 4.0과 5.0에서 대부분 제거되었으며 그 외 중금속은 pH가 증가함에 따라 서서히 감소하였다. 단일 및 혼합 중금속 시료에 대한 pH 증가에 따른 농도 변화는 대체로 유사한 경향을 나타낸다. 수용액으로부터 중금속 제거 효과는 초기 농도와 관계없이 유사한 경향을 나타내고 pH 변화에 따라 확연한 차이를 나타낸다. X-선회절분석을 이용하여 침전물에 대한 광물 감정을 수행하였으며 pH가 증가함에 따라 결정도가 증가하는 경향을 나타낸다. 수용액 내에 중금속 농도가 감소하면서 생성되는 침전물은 Fe-침철석(FeOOH), Al-배사알루미나이트(Al₄(SO₄)(OH)₁₀·4H₂O), Cu-코넬라이트Cu₁₉(OH)₃₂(SO₄)Cl₄·3H₂O)와 테놀라이트(tenorite: CuO), Zn-진사이트(ZnO), Mn-하우스마나이트(Mn₃O₄)이다.

• 한국환경농학회지
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• 제10권2호
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• pp.119-127
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• 1991

본 실험(實驗)에서는 여러 가지 중금속(重金屬) 종류중 Cd, Zn, Cu의 토양(土壤) 중에서의 행동(용해도(溶解度))에 대한 기작을 규명하기 위하여 8종(種)의 토양(土壤)을 이용하여 토양(土壤) Column을 만들고 각기 다른 농도의 중금속(重金屬)을 단독(單獨) 및 혼합처리(混合處理)하고 pH를 $3.0{\sim}11.0$사이에서 조절(調節)하여 중금속(重金屬)의 토양(土壤)에 의한 흡착(吸着) 및 탈착(脫着)을 조사하여 이 현상들의 pH, O.M., C.E.C. 및 토양광물(土壤鑛物) 종류(種類)와의 관계(關係)를 규명하였다. 1. 실험결과(實驗結果)는 모든 토양(土壤)에서 중금속(重金屬)의 흡착(吸着)은 예외없이 pH와 밀접한 관련이 있어 pH 6.0 부근에서 흡착량(吸着量)이 최대(最大)였으며 이보다 낮거나 높은쪽으로 감에 따라 감소(減少)하였으며 이러한 현상(現狀)은 세가지로 중금속(重金屬) Cu, Zn 및 Cd 각각의 단독(單獨) 및 혼합용액(混合溶液)에서 동일(同一)한 경향(傾向)이고 혼합용액(混合溶液) 상태에서 흡착량(吸着量)은 Cu가 Zn, Cd보다 많았다. 2. 또한 토양(土壤)에 의한 중금속(重金屬) Cu와 Zn의 흡착(吸着)은 C.E.C.의 크기 및 유기물(有機物) 함량(含量)과 각각 유의성 있는 정(正)의 상관(相關)을 보였다. 그러나 이들 최대(最大) 흡착량(吸着量)을 나타내는 pH값과 유기물(有機物)과의 관계(關係)는 C.E.C.값과는 반대로 질(負)의 상관(相關)을 보여 낮은 유기물(有機物) 함량(含量)을 갖는 토양(土壤)에서 오히려 높은 pH에서 최대(最大) 흡착(吸着)을 보였는데 이 경향(傾向)은 Cu, Zn 각각의 단독용액(單獨溶液) 또는 혼합용액(混合溶液) 모두에서도 같았다. 3. 중금속(重金屬) 흡착량(吸着量)에 대한 토양(土壤) pH영향에 있어서 NaOH에 의한 pH교정에 비하여 석회물질인 $Ca(OH)_2$ 첨가에 의한 pH조절(調節)의 경우(境遇)에 토양(土壤)에 의한 Cu흡착량(吸着量)이 현저히 증가(增加) pH자체 이외에 Ca가 중금속흡착(重金屬吸着)에 크게 영향함을 나타내었다. 4. 한편 토양중금속(土壤重金屬)의 탈착(脫着) 반응(反應)에 있어서 2 : 1 팽창형광물(膨脹形鑛物)인 Vermiculite함량(含量)과 C.E.C. 및 O.M. 함량(含量)이 높은 대정통(統)의 경우 전북통(統), 예천통(統)에 비하여 탈착(脫着)이 극히 어려운 것을 보여주었다.

• 한국환경농학회지
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• 제33권4호
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• pp.262-270
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• 2014

본 연구는 바닥재의 농업적 활용성을 증대시키기 위해 바닥재의 안정화 제재로써 축분퇴비를 선발하였고 알타리무의 재배토양에서 바닥재와 축분퇴비의 혼합 시용량에 따른 토양의 화학적 특성, 토양 내 중금속의 함량, 효소활성의 변화 및 알타리무의 수량을 조사하기 위해 실시되었다. 바닥재를 단독으로 시용하였을 때 보다 바닥재와 축분퇴비를 혼합 시용하였을 때 토양의 화학적 특성이 더욱 우수하게 개량되어지는 결과를 나타내었다. 바닥재의 시용량을 증가시킴에 따라 토양 내 수용성 망간과 아연의 함량이 유의적으로 감소하였으며 이러한 효과는 바닥재와 축분퇴비를 혼합 시용하였을 때 더욱 증가하는 것으로 나타났다. 바닥재의 시용량 증가는 알타리무 수확 후 토양 내 urease의 활성을 유의적으로 증가시켰다. 바닥재의 단독시용에 비해 바닥재와 축분퇴비의 혼합시용은 urease, dehydrogenase, acidic phosphotase 및 alkaline phosphotase의 활성을 더욱 증가시키는 것으로 나타났다. 바닥재와 축분퇴비의 혼합시용은 알타리무의 수량 감소를 초래하지 않았으며 통계적으로 유의한 차이는 없었지만 수량의 증수를 보였다. 결론적으로 바닥재는 축분퇴비와 혼합하여 사용된다면 밭토양 내 중금속 함량의 증대와 작물수량의 감소 없이 토양의 화학적 특성과 효소활성을 개량할 수 있는 것으로 조사되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권7호
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• pp.23-29
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• 2011

산화슬래그는 토목분야에 널리 활용되어 왔으나 전기로 제강 환원슬래그는 거의 활용되지 않고 있는 실정이다. 따라서 토목 분야에서의 재활용 방법을 모색하기 위하여 환원슬래그의 성분을 분석하고 이를 바탕으로 토목현장에서 흔히 볼 수 있는 풍화토와 환원슬래그를 중량비 0% 내지 30%로 혼합한 후, 폐합시스템의 Lysimeter에서 1주, 2주, 4주의 주기로 환원슬래그 혼합토의 환경적 특성을 고찰하기 위한 시험을 수행하였다. 환원슬래그를 XRD, XRF를 이용하여 정성 정량적으로 분석한 결과, calcium silicate의 일종인 $Ca_2(SiO_4)$가 주요 결정 광물로 나타났다. 그리고 ICP-OES에 의한 중금속 분석결과 철강 생산 공정에 의한 영향으로 Al, Fe, Mn이 환원슬래그에 포함된 주요 중금속으로 확인되었다. 이를 폐기물관리법에 의한 오염물질 배출허용기준과 비교한 결과 중금속에 의한 오염가능성은 거의 없을 것으로 사료된다. 또한 환원슬래그 혼합토 침출수는 0% 혼합토에서 pH 6.9로부터 30% 혼합토에서 pH 10으로 측정되어 문제가 없음을 확인하였다. 침출수의 순환주기에 의한 pH 변화는 거의 없는 것으로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제43권6호
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• pp.555-564
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• 2010

유류 및 중금속 오염 토양으로부터 분리한 토착 미생물인 Bacillus sp, B1 사균(dead biomass)과 polysulfone + DMF(N,N-dimethylformamide) 용액을 혼합하여 제조한 비드(지름 2mm 이하)형 미생물 담체를 이용하여 중급속 오염 지하수를 정화하는 배치실험을 실시하였으며, 담체에 흡착된 중금속의 특성과 구조를 분석하여 미생물 담체에 의한 중금속 제거 기작을 규명하였다. 담체 내 Bacillus sp. B1 사균 비율을 달리하여 제조한 담체들을 이용하여 오염수로부터 납 제거효율을 규명함으로써 미생물 담체 제조에 사용되는 최적의 사균 농도(%)를 결정하였으며, 오염수에 대하여 첨가하는 미생물 담체의 농도변화에 따른 중금속 제거효율을 규명하는 실험을 실시하여 최적의 중금속 제거효율을 가지는 오염수 내 담체 첨가량(농도; g/L)을 결정하였다. 담체 내 사균 농도가 0%(유기중합체로만 형성)와 1%인 경우 제조된 담체의 납 제거효율이 3% 미만으로 polysulfone + DMF 만으로 이루어진 담체는 중금속 제거효과가 거의 없으며, 담체 내 미생물 기질 부분에 의해 대부분의 중금속이 제거되는 것으로 나타났다. 실험 결과 미생물 담체 비용과 제거효율을 고려하면 사균 5%를 혼합하여 제조한 미생물 담체를 2g/50mL 농도로 오염수에 주입하는 것이 가장 효과적인 것으로 밝혀졌다. 담체와 오염수의 반응(흡착)시간에 따른 납과 구리의 제거 반응 실험 결과 두 시간 이내에 평형상태에 도달하여, 현장에서 다량의 중금속 오염 지하수를 짧은 시간(수 시간 이내)에 처리할 수 있을 것으로 판단되었다. 미생물 담체의 중금속 제거효율은 넓은 pH 범위에서 높게 나타났으며, 특히 pH 2-3인 경우 제거효율이 최대로 나타나 pH가 낮은 침출수, 산성폐수의 중금속 처리에도 효과가 있는 것으로 밝혀졌다. 오염수의 중금속(Pb, Cu, Cd) 초기 농도변화에 따른 미생물 담체의 제거율 실험 결과 납, 구리, 카드뮴의 경우 10mg/L 이하의 농도를 가지는 오염수에서 80% 이상의 제거 효율을 나타내어, 대부분의 국내 오염 지하수의 중금속 농도가 이보다 낮은 것을 감안할 때 본 실험에서 사용된 조건을 적용하여 미생물 담체를 이용하는 경우 다량의 중금속 오염 지하수를 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 판단되었다. 미생물 담체를 이용한 납 제거 배치 실험 전/후 미생물 담체(bead)의 내/외부 구조를 SEM/EDS 및 TEM으로 분석한 결과 담체 내/외부 모두 다양한 크기의 다공질로 형성되어 있었으며, 외부 표면뿐 아니라 내부 면까지 납이 다량 흡착되어있는 것으로 나타나 본 실험에서 제조한 미생물 담체가 외부 표면 흡착에만 제한되었던 기존의 polysulfone 담체보다 중금속 제거 능력이 뛰어난 것으로 밝혀졌다. 미생물 담체에 형성된 납의 구조를 분석한 결과 담체의 주된 중금속 제거기작은 담체 내/외부 표면(특히 사균 기질과 polysulfone 물질 경계부)에 의한 다양한 형태의 흡착이었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.53-57
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• 2018

고도의 산업화에 따라 도시의 성장과 인구의 밀집으로 인하여 물의 수요가 증가하고 이에 따라 각종 오염원의 유입이 증가함에 따라서 적절한 수질 관리에 대한 필요성이 대두되고 있다. 그리고 산업이 다양화됨에 따라 배출되는 하 폐수의 특성도 다양해져 기존의 수질처리장은 효율적인 처리를 하는데 있어 많은 어려움이 발생되고 있다. 굴 패각은 하수처리의 담체로 이용할 경우 살수여상의 문제점 중 하나로 나타나는 막힘 현상을 다소 감소시킬 수 있고, 다공질체로서 표면적이 불규칙하고 비표면적이 크기 때문에 반응기내에 공기를 원활하게 공급할 수 있으며, 중금속 이온과 유기물에 대한 흡착 효율이 뛰어나 미생물이 쉽게 부착, 성장할 수 있는 장점을 가지고 있다. 천연광물질은 전 세계적으로 발견되어 활용된 역사가 짧지만, 그 특징은 산소결핍보충, 유해원소 흡착 성능, 반도체 작용, 인체 면역력 강화, 바이러스성 질병의 예방, 중금속 해독 등의 다양한 특징으로 환경호르몬 제고, 음이온 원적외선 발생으로 세포의 노화방지, 인체 노폐물 제거와 같은 특징을 지닌 매우 유용한 자원으로 확인되고 있으며, 수질정화 능력이 탁월한 것으로 보고 있다. 이에 본 연구는 어촌폐기물인 굴 패각과 수질정화에 탁월한 천연 광물질을 혼합하여 경제적이고, 효율성이 높은 다공성 수질개선 담체를 개발하고, 수목여과용 비점오염시설 장치에 적용하여 혼합 담체가 수처리 시설의 담체로서 사용이 가능한지, 수목여과용 비점오염시설 장치에 적용할 수 있는지 검토하고자 수행하였다. 이 연구는 2017년 중소기업청 기술개발사업에서 연구지원을 받아 연구되었습니다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권1호
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• pp.143-151
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• 1997

전기로 집진 분진상의 중금속(Pb, $Cr^{6+}$, Cu, Cd, Zn)을 함침시킨 규조토를 열처리방법($750^{\circ}C$-30분)으로 활성화하였다. 활성규조토로 일반시멘트 모르터의 시멘트양을 중량비로 0%, 2.5%, 5.0%, 10%, 20%까지 대체하고 압축강도와 화학저항성을 조사하였다. 화학저항성 조사에는 습윤건조반복실험(Wetting /Drying Cycle)과 화학침식저항성($H_2SO_4,\; CaCl_2,\; MgSO_4$)이 포함되었다. 결과에 의하면 일반시멘트 모르터에 활성규조토를 시멘트에 10%까지 치환하여 갈수록 압축강도(28일)는 증가하였다. 최고의 압축강도는 활성규조토가 10%까지 치환하였을 때 $496kgf/cm^2$이었으며, 활성규조토가 전혀 혼합되지 아니한 시멘트 모르터의 압축강도($391kgf/cm^2$)보다 약 275까지 증가되었다. 이때 중금속들은 99% 이상의 고정율을 보였으며 Wet/Dry cycle 및 화학침식저항성에서도 활성규조토가 혼합된 시멘트 모르터가 일반 시멘트 모르터보다 훨씬 높은 저항성을 보였다.