• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.31-35
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• 2019

Andong-dam was built up in 1967 and it is one of the biggest dams in Korea. Previous studies showed that the sediments are highly contaminated with heavy metals such as arsenic, cadmium, and lead. Many research projects are going on to find out the source of the contamination, to evaluate the toxicities to ecosystem, to estimate the volume of sediment to be treated and to find out a good remediation method. Reports show that the sediment is highly contaminated and the main contamination source is supposed to be abandoned mines and a zinc refinery located upper stream of the river. A magnetic separation has been tested as a treatment method for the dredged sediment. Lab scale test showed that the magnetically captured portion is about 10% in weight but the contamination of heavy metal is much higher than the contamination of the passed portion. This indicates that a magnetic separation could be applied for the purpose of reduction of sediment to be treated and for increasing the volume of low toxic sediments which can be dumped as general waste. A magnetic separation using a HGMS has been tested for the sediment with variable magnetic field and the results showed the higher magnetic field increase the captured portion but the concentrating effect of heavy metal was weakened. Further study is needed to establish a useful technology and optimization between decontamination and reduction of sediment volume.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1647-1654
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• 2008

The characteristics of arsenic(As) contamination were investigated on soils of 3 abandoned metal mine sites in Gangwon-do, Korea. Total forty nine soils were sampled to conduct standard methods(extraction by 1HCl), sequential extraction and column leaching test. Concentration of As extracted by 1N HCl was ordered as follows: A mine > B mine > C mine, and the concentration of arsenic in the soils of A mine was significantly greater than that at any other cases and all samples of A mine were exceeded the national regulation of $6mg \;kg^{-1}$. In the results of sequential extraction, the potential contamination risk for groundwater and plants was ordered as follows: C mine > B mine > A mine because the C mine showed the relatively greater mobility and bioavailability of fraction than any other mines. And, in colume test, concentration of As was ordered as follows: C mine > B mine > A mine, and it was expected that these results were connected with fraction characteristics of the mine sites. Therefore adequate leaching investigations should be used to simulate the effect of natural leaching conditions, and to predict both the potential mobility of metals to groundwater and their bioavailability to plants under natural conditions.

• 자원환경지질
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• 제35권6호
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• pp.553-565
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• 2002

본 연구는 시흥 동연아연 및 나주 덕음 금은 폐광산 주변 오염 논토양을 대상으로 시기별 중금속의 수직적 분포 및 함량변화를 실내 microcosm실험을 통하여 조사하였으며 산화환원 환경 변화에 따른 중금속의 지구화학적 거동 양상을 평가하고자 하였다. 두 지역의 원 논토양은 광물학적 구성, 중금속 함량 및 pH와 같은 지구화학적 특성이 차이를 나타내었으며 특히 덕음에서 상대적으로 낮은 중금속 함량에 비해 높은 교환성 형태의 비율로 중금속 용출이 높을 것으로 예상되었다. 18주의 침수기간동안 microcosm토양 상하부는 산화환원 환경 차이를 유지하였으며 pH의 경우 시흥의 상하부 토양 및 덕음의 하부 토양에서는 중성-알칼리성을 유지하였으나 덕음 상부는 3.2-3.8의 강산성을 나타내었다. 용존 Fe, Mn은 상부에 비해 하부에서 높은 농도를 보여 환원성 용해현상에 의한 용출거동을 나타내었다. Pb 및 Zn는 산화환경인 상부에서 그 용출이 높게 나타나며 pH가 높은 시흥의 경우 상층수/토양 경계면에 철 및 망간이 풍부한 층이 형성되고 중금속의 이동을 억제하는 트랩역할을 하여 용출정도가 낮았다. 반면 pH가 낮은 덕읍에서는 원 토양의 상대적으로 낮은 중금속 함량에 비해 그 용출정도가 높았으며 침수 및 배수의 시기별 화학적 존재 형태의 변화도 나타났다. 강산성의 논토양에서는 침수기에 토양 상층부에서 벼작물의 중금속 흡수도가 증가할 수 있으며 배수후에는 교환성 형태의 증가로 역시 그 흡수도가 높아질 것으로 예상된다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권1호
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• pp.47-52
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• 2010

국내 10개의 폐금속 광산을 대상으로 토양의 물리적, 화학적 및 생물학적 특성과 자생하고 있는 쑥(Artemisia princeps var. orientalis)의 카드뮴(Cd) 함량을 분석하였다. 식생이 없는 대조군 토양과 쑥 근권 토양의 Cd 함량은 산술평균으로 각각 5.92와 5.91 mg/kg으로 나타났으며, 분산분석 결과 두 토양간의 Cd 함량에는 유의한 차이가 없었다(p < 0.05). 그리고 쑥의 지상부와 지하부의 Cd 함량은 근권 토양의 Cd 함량과 유의한 상관관계를 보였다(p < 0.05, ${R^2}_{shoot}$ = 0.3120, ${R^2}_{root}$ = 0.4177). 쑥의 Cd 흡수 해석을 위하여 주성분 분석(PCA)을 실시한 결과, 최소 토양질 인자(MDS)로 유기물 함량 (OM), 탈수소효소 활성도(DHA), pH, 치환성 Mg가 선정되었다. MDS를 이용한 다중회귀분석 결과, 쑥의 지상부와 지하부의 Cd 함량의 회귀식에 대한 결정계수($R^2$)는 각각 0.3418과 0.5121로 나타났다. 이것은 MDS를 이용한 통계적인 토양질 평가가 식물의 중금속 흡수를 해석하는 유용한 기법이라는 것을 나타낸다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권6호
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• pp.1052-1062
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• 2011

Residual of heavy metals originated from abandoned metal mines in agricultural field can cause adverse effect on ecosystem and eventually on human health. For this reason, remediation of heavy metal contaminated agriculture field is a critical issue. In this study, five different amendments, agriculture lime, dolomite, steel slag, zeolite, and compost, were evaluated for stabilization efficiency of heavy metals in agricultural field. Applied mixing ratio of amendments was varied (2% or 6%) depending on properties of amendments. Result showed that soil pH was increased compared to control (6.1-6.7) after mixing with amendments and ordered as dolomite (7.2~8.3) > steel slag (6.7~8.1) > agriculture lime (6.6~7.4) > zeolite (6.2~6.9) > compost (6.1~7.1). Among other amendments, agriculture lime, steel slag, and dolomite showed the highest stabilization efficiency of heavy metals in soil. For Cd, stabilization efficiency was 49~72%, 51~83%, and 0~36% for agriculture lime, steel slag, and dolomite respectively. In case of Pb, 43~64, 37~73%, and 51~73% of stabilization efficiency was observed for agriculture lime, steel slag, and dolomite respectively. However, minimal effect of heavy metal stabilization was observed for zeolite and compost. Based on result of this study, amendments that can increase the soil pH were the most efficient to stabilize heavy metal residuals and can be adapted for remediation purpose in agricultural field.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제27권4호
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• pp.10-21
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• 2022

In the South Korea, 47% of abandoned mines are suffering from the mining hazards such as the mine drainage (MD), the mine tailings and the waste rocks. Among them the mine drainage which has a low pH and the high concentration of heavy metals can directly contaminate rivers or soil and cause serious damages to human health. The natural/artificial treatment facilities by using neutralizers and coagulants for the mine drainage have been operated in domestic and most of heavy metals in mind drainage are precipitated and removed in the form of metal hydroxide, alumino-silicate or carbonate, generating a large amount of mine drainage treated sludge ('MDS' hereafter) by-product. The MDS has a large surface area and many functional groups, showing high efficiency on the fixation of heavy metals. The purpose of this study is to develop a ingenious heavy metal stabilizer that can effectively stabilize arsenic (As) and heavy metals in soil by recycling the MDS (two types of MDS: the acid mine drainage treated sludge (MMDS) and the coal mine drainage treated sludge (CMDS)). Various analyses, toxicity evaluations, and leaching reduction batch experiments were performed to identify the characteristics of MDS as the stabilizer for soils contaminated with As and heavy metals. As a result of batch experiments, the Pb stabilization efficiency of both of MDSs for soil A was higher than 90% and their Zn stabilization efficiencies were higher than 70%. In the case of soil B and C, which were contaminated with As, their As stabilization efficiencies were higher than 80%. Experimental results suggested that both of MDSs could be successfully applied for the As and heavy metal contaminated soil as the soil stabilizer, because of their low unit price and high stabilization efficiency for As and hevry metals.

• 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.

• 자원환경지질
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• 제41권1호
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• pp.57-62
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• 2008

휴폐광지역의 산성광산배수를 처리하기 위한 자연정화처리시설로서 소택지의 설치가 증가하고 있다. 이러한 소택지의 기질물질로서는 흔히 석회석, 참나무조각, 버섯퇴비 등이 벌크형태로 적용된다. 이러한 소택지의 정화효율은 시간이 지남에 따라 점차 저하되며, 특히 산성배수와의 화학반응에 의한 기질물질 층의 투수계수 감소에 주로 기인한 것으로 파악된다. 본 연구의 목적은 산성광산배수 처리시설에서 황산염환원균(SRB) 고정화 담체의 적용성을 평가하기 위한 것이다. 고정화담체는 유기물질인 버섯퇴비와 참나무 퇴비, pH 완충제인 석회석가루 등을 토양미생물을 접종한 m-CSB와 혼합하여 제작하였다. 본 실험에서 고정화담체는 벌크형태에 비하여 pH, 황산염제거율 및 중금속 제거율에서 효율이 우수함을 확인할 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제35권1호
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• pp.55-66
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• 2002

태백지역 동해광산 일대는 여러 개의 폐광된 탄광들이 있다. 연구지역에는 소로천과 사내천의 두 개의 하천이 있으며 산성광산배수의 유입으로 인하여 하천의 바닥에 적갈색, 황갈색 및 흰색의 침전물이 형성된다. 동해탄광 주위의 암석은 크게 석회암, 사암 셰일로 구분된다. 산성광산배수의 근원이 되는 폐석은 주로 황철석과 녹니석으로 구성되며, 석회암은 방해석과 약간의 돌로마이트, 사암은 석영과 일라이트, 셰일은 엽납석과 석영, 녹니석을 포함한다. 산성광산 배수가 유입되는 하천은 Fe, Ca, Ma, Al, Si, SO$_{4}$ 등이 비 오염하천 보다 높게 나타난다. 산성광산배수 지역에서 높은 함량을 나타내는 Ca는 방해석, Mg, Al Si는 주로 녹니석, 엽납석과 같은 알루미노규산염 광물에 의해 Fe와 SO$_{4}$는 황철석의산화에 의해 하천수에 부가된 것으로 추정된다. 초기 침출수나 상류지역 하천수의 Fe, Al, Si, SO$_{4}$의 함량이 높게 나타나지만 하류로 갈수록 낮아지는 경향이 있다. 이것은 비 오염하천수의유입에 의한 희석효과와 하천수의 지구화학적 환경 변화에 따라 하천의 바닥에 산화/수산화물이나 황산염광물로 침전되기 때문인 것으로 추정된다.

• 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.