• 자원환경지질
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• 제39권3호
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• pp.213-227
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• 2006

자연저감의 메커니즘을 설명하기 위하여 납과 비소 함량이 높은 세창광산 지역의 광산배수, 침출수 및 지표수의 지구화학적 변화를 연구하였다. 주요 오염원인 폐광석에서 미량원소의 분산 및 물리화학적인 조건의 변화에 따른 미량원소의 이동도를 평가하기 위하여 총함량 분석 및 연속추출을 수행하였다. 이러한 광산배수, 침출수 및 지표수의 화학성분은 시료채취의 위치 및 시기별로 변화가 컸으며, 특히 pH가 매우 낮고(pH 2.1-3.3), 황산염(최대 661mg/l) 및 미량원소의 함량(최대 169mg/l Zn, 27mg/l As, 3.97mg/l Pb, 2.99mg/l Cu and 1.88mg/l Cd)이 매우 높은 경우가 관찰되었다. 그러나 지표수에서의 비소와 미량원소의 함량은 특별한 처리를 하지 않아도 광산배수와 침출수가 배출되는 지점으로부터 가까운 거리인 지류와 합류되는 지점(8번, 16번)에서 자연배경값과 거의 유사한 함량으로 낮아졌다. 철-황화광물의 산화작용과 가수분해에 따른 비정질 철-2차광물의 침전작용은 하천으로 유입되는 미량원소의 이동을 크게 감소시켜주는 효과적인 자연저감 메커니즘이었다. 또한 오염되지 않은 지표수와의 합류에 의한 희석효과도 미량원소의 함량을 감소시키고 점진적으로 pH를 증가시켰다. 한편, 가장 용해성이 높은 원소인 아연은 pH가 거의 중성에 가까워질 때까지 상당량이 용해된 용질상태로 남아있었다. 환경독성학적인 관점으로 볼 때, 세창광산 지역에서는 아연에 의한 오염에 특별한 관심을 가져야 한다. 이러한 것은 수분을 함유한 폐광석에서 아연의 대부분이 양이 온교환형(전체 함량의 65-89%)으로 존재하고, 납은 전체함량의 65-89%가 산화광물 및 탄산염광물형태와 수반되었으며, 카드뮴, 구리 및 비소는 잔류형태가 우세한 것으로 나타난 연속추출실험 결과에 의해서도 확인되었다. 건조상태의 폐광석에서는 전체 납 함량의 34-48%가 쉽게 용출될 수 있는 양이온교환형태로 존재하였다. 양이온교환 및 탄산염광물 수반된 금속의 비율을 고려하면 각 미량원소의 상대적인 이동도는 Zn>Pb>Cd>As=Cu의 순서로 감소하는 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제50권6호
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• pp.663-673
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• 2017

Heavy metal(loid) contamination of rice is the main issue in abandoned metal mine area with regard to food safety. A field study was conducted in mine area to see if soil amendments treatment including calcium superphosphate, sulfur, steel slag and S-containing fertilizer could reduce As and/or Cd content in rice grain and increase the growth of rice. The As content in brown rice reduced to 60% compared to the control only in $7.0Mg\;ha^{-1}$ of steel slag treatment. Cd reduction in rice was thought to be not the effect of amendments but the result from the difference in growth and development of rice plant and this could be ascribed to low soil Cd availability to rice plant. Compared with control, increased rice yield of cultivar Hwanggeumnuri was 1.3~2.2 and $1.5Mg\;ha^{-1}$ in calcium super phosphate and S-containing fertilizer treatment, respectively and the trend was also observed in cultivar Ungwang. However, steel slag treatment reduced the Ungwang yield by $0.4{\sim}0.9Mg\;ha^{-1}$. Future work will be needed to establish the agricultural measure with which secure the safety and yield of rice simultaneously.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권1호
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• pp.7-17
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• 2011

본 연구에서는 이방성을 포함하는 3차원 전기비저항 토모그래피 프로그램을 개발하였다. 이론 모델링에는 유한요소법을 이용하였고 역산에 ACB 법을 채용하여 평활화 제한 최소자승 역산의 분해능 향상을 기하였다. 수치모형 실험을 통하여 지하구조가 강한 전기적 이방성을 보이는 경우 이방성을 고려한 역산이 필수적임과 이방성이 지하구조의 해석에서 추가적인 정보로 활용 가능함을 보였다. 또한 과거 채굴 터널 상부에 고층 아파트가 건설된 폐광현장에서 획득한 3차원 토모그래피 탐사자료에 개발된 알고리듬을 적용하여 과거 채광활동과 관련된 건축물의 안전성을 평가하고자 하였다. 탐사자료에서 강한 전기적 이방성이 관찰되었고 이는 조사지역의 지질적 특성에 기인하는 것으로 확인되었다. 조사지역의 이방성을 고려하기 위하여 3차원 이방성 전기비저항 토모그래피 영상화를 수행하였으며 이로부터 지질구조에 부합하는 지하 3차원 전기비저항 영상을 획득할 수 있었다. 획득한 전기비저항 영상은 암반공학에서의 지반안정성 분석을 위한 지질구조 모형을 도출하는데 사용되었으며, 이로부터 조사대상인 아파트가 안전성에 문제가 없음을 밝힐 수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제37권4호
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• pp.211-217
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• 2016

낙동강에는 휴 폐광산의 관리 소홀로 인하여 광미, 광산폐기물, 침출수 등이 산재되어 있으며 여름철 집중 호우기 동안 이 같은 오염물들이 수계에 유입될 수 있다. 경상북도 봉화군 석포면에서 시작해 안동시 안동호 상류에 이르기까지 낙동강에 영향을 미칠 수 있는 광산은 총 105개로 금속광산 60개, 비금속 광산 45개에 달한다. 이를 확인하기 위해서 1년 동안 건기와 우기에 퇴적물, 배출수, 하천수를 채취하였다. 광산의 활동으로 낙동강 주변에 전반적으로 심각한 수준의 중금속 오염을 보이는 퇴적층이 산재해 있음을 확인했다(101개의 시료채취 지점 중 중금속농도를 바탕으로 한 오염지수 10 이상 지점 68개). 하천수 분석 결과에서는 승부, 삼보, 옥방, 장군 광산 등의 지류 시료에서 비소와 카드뮴 농도가 우기 때 증가하는 양상을 보였으며 광산의 배출수와 광미 퇴적층으로 인한 오염이 우려된다. 그러나 광미 퇴적층과 하천수의 화학조성만으로는 오염의 근원이 되는 광산의 유입정도를 분리해 내기 어렵고 이러한 문제는 광해 방지를 어렵게 한다. 광산 활동으로 인한 오염을 효과적으로 방지하기 위해서는 각 오염근원으로부터의 유입비를 분리해 낼 수 있어야 하는데, 그 방법으로써 안정동위원소를 사용하고 이를 통한 오염원 추적 분석 기술 개발에 대한 연구가 필요하다.

• 한국지구과학회지
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• 제22권3호
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• pp.208-222
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• 2001

이 연구는 전남 광양광산과 그 주변의 하천에 형성되어 있는 부유성 비정질 퇴적물의 지구화학적 특성을 밝히기 위해 수행되었다. 부유성 비정질 퇴적물의 주요성분은 Fe$_2$O$_3$이며, Fe$_2$O$_3$의 함량은 17.9${\cdot}$72.3wt.% 범위로 나타난다. Fe함량이 증가하면 Si, Al, Mg, Na, K, Mn 및 Ti 함량이 감소하며 Te, Au, Ga, Bi, Cd, Hg, Sb, 및 Se등의 함량은 증가한다. 하상 침전물인 비정질 퇴적물에는 As(최대 54.9ppm), Bi(최대 3.77ppm), Cd(최대 3.65ppm), Hg(최대64ppm), Sb(최대 10.1ppm), Cu (최대 37.1ppm), Mo(최대 8.86ppm), Pb(최대 9.45ppm) 및 Zn(최대 29.7ppm) 등의 중금속원소가 농집되어 있다. 황갈색 침전물에는 Au(최대 4.40ppm)와 Ag(최대 0.24ppm) 함량이 매우 높게 나타나며, Au함량은 하천의 상류지역에 높은 함량을 보이다가 하류지역으로 갈수록 그 함량이 감소한다. 반면에 Ag 함량은 상류지역의 하천에 낮은 함량을 보이다가 하류지역으로 갈수록 그 함량이 증가하여 나타난다. XRD분석에서 하상의 황갈색 침전물은 X-선회절선이 뚜렷하지 않은 비정질이거나 결정도가 미약한 철수산화물로 밝혀졌으며, 석영, 침철석, 고령토, 일라이트 등이 관찰된다. IR분석에서 비정질 하상 퇴적물은 OH기, H$_2$O, SO$_4$ 및 Fe-O 기에 의한 흡수밴드가 관찰된다.

• 터널과지하공간
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• 제24권6호
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• pp.449-463
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• 2014

국내의 경우 슬러리나 페이스트 형태로 수압식 충전에 대한 연구와 다양한 폐광산 현장에 적용한 사례는 많으나, 공압식 충전에 대한 연구는 진행되지 않고 있다. 기존의 공압식 충전법은 강관의 구부러진 곳에서 충전재 유동에 의한 마모에 의해 강관의 손상이 발생한다. 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 새로 고안한 개량형 노즐을 이용한 공압식 충전법을 개발하였다. 본 연구에서는 접근이 가능하거나 불가능한 채굴공동을 모사하여 실험실에서 모형실험을 수행하고 그 충전효율을 평가하였다. 갱내 충전법 실험에서는 토출각의 변화, 모래의 투입량 및 입자 크기에 따라 충전효율을 분석하였으며, 지상 충전법 실험에서는 중력식, 재래식 및 개량형 충전방법의 실험으로부터 충전효율을 분석하여 개량형 공압식 충전법의 우수성을 입증하였다.

• 자원환경지질
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• 제40권4호
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• pp.347-360
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• 2007

고성군에 위치한 폐구리광산의 중금속 오염범위와 정도 및 환경위해성을 평가하기 위하여 광산지역으로부터 토양과 벼를 채취하여 중금속 함량을 분석하였다. 중금속 함량은 논토양에 비해 산토양에서 훨씬 높았다. 중금속 전함량은 산토양에서 Cu>Zn>Pb>As>Cr>Cd, 논토양에서 Zn>Pb>Cu>Cr>As>Cd 순으로 감소하였으며, 0.1/1N HCl에 의한 중금속 용출량은 산토양에서 Cu>Pb>Zn>As>Cd>Cr, 논토양에서 Pb>Cu>Zn>As>Cd>Cr 순으로 나타났다. 중금속 용출비는 시료채취지점에 따라 매우 다양하였지만 평균적으로는 Cd(16%)>Pb(10%)>Cu(9%)>As(4.5%)>Zn-Cr(${\le}2.5%$)의 순이었다. 조사대상 토양들은 지각평균값에 비해 중금속이 부화되어 있으며 그 순서는 $As{\ge}Cd>Pb>Zn>Cu>Cr$이었다. 토양의 중금속 전함량 또는 용출량으로부터 계산한 오염지수는 중금속 오염이 폐구리광산 특히 삼산제일광산 주변의 산토양에 국한되어 있음을 나타내었다. 현미 중의 중금속함량은 As $nd{\sim}0.87mg/kg,\;Cd\;0.02{\sim}0.34mg/kg,\;Cu\;1.01{\sim}6.25mg/kg,\;Mn\;13.4{\sim}43.2mg/kg,\;Pb\;0.09{\sim}2.83mg/kg$ 및 $Zn\;16.5{\sim}79.1mg/kg$으로 심각하게 오염된 수준은 아니었다. 토양 pH와 함께 중금속의 용출 및 분포특성들은 이 지역 중금속 오염의 대부분이 중금속의 용해 순환보다는 폐광석과 맥석광물의 쇄설성 이동에 의해 진행되고 있음을 시사하였다.

• 지질공학
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• 제34권1호
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• pp.1-12
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• 2024

우리나라는 1980년까지 광물 지하자원 개발을 활발히 수행하였으나 이후 생산원가 대비 사업성이 크게 줄어들면서 많은 수의 폐광산이 발생되었다. 그 중 대부분은 광산개발 중단 후 오랜 시간이 지나 잔류성 침하가 발생할 가능성이 높은 상태에 있다. 하지만 그 발생 시기와 위치를 정확히 예측하기는 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 실제 지반침하가 발생한 사례를 분석하여 연속체 수치해석을 통해 지반침하의 발생 위치나 규모에 대한 예측 가능성을 살펴보고자 한다. 연구지역은 양산단층과 모량단층 사이에 위치하여 이들에 규제받는 ○○광산 지역이며, 이 지역에서는 2005~2009년에 걸쳐 3회의 지반침하가 발생된 바 있다. 지반침하지를 대상으로 시추조사 및 전기비저항 탐사를 수행하여 지층의 분포를 파악하였고, 실내시험을 통해 수치해석 시 적용되는 지반의 물리·역학적 특성을 파악하였다. 수치해석 결과 소성영역이 실제 지반침하 범위를 포함하는 형태로 나타나 연속체 해석으로도 채굴적에 의한 침하지 발생 위치 및 규모를 예측하는데 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제42권4호
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• pp.289-300
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• 2009

태백산 광화대 중부에 위치한 거도광산은 최근 수 십년간 휴광상태이지만, 1963년부터 철과 동을 개발하였던 지역이다. 거도광산 지역은 장산규암, 묘봉층, 풍촌층, 화절층, 동점층 및 두무골층과 후기에 이를 관입한 백악기 어평화강 암체로 구성되어 있다. 거도 스카른을 형성시킨 어평화강암체의 조성은 상대적으로 산화된($Fe_2O_3/FeO=0.3{\sim}1.1$) 자철석계열의 석영몬조섬록암과 화강섬록암으로, 이들의 관입은 묘봉층, 풍촌층 및 화절층 내에 스카른 광화작용을 발달시켰다. 근지 외성 스카른은 어평화강암체 인근의 철이 부화된 안드라다이트(andradite) 석류석($Ad_{44-95}Gr_{1-53}$)이 우세한 지역에서 점차 멀어지면서 철이 결핍된 투휘석($Hd_{10-100}Di_{0-89}$)이 우세한 지역의 순으로 대상분포를 보인다. 이러한 석류석과 휘석의 다른 분포 특성은 모암의 조성 및 물/암석비 등의 차이에 기인된 것으로, 전체 스카른 시스템의 산화정도를 평가하는 중요한 요소이다. 거도광산의 금은 주로 근지의 적갈색 내지 갈색의 석류석이 우세한 스카른에서 산출되며, 성인적으로 함 비스무스-텔루륨 광물들과 밀접한 공생관계를 가진다. 거도광산의 금광작용과 관련된 관입암의 화학조성, 스카른대의 분포와 금의 산출특성 등은 산화형 스카른 금광상의 환경을 지시하며, 높은 석류석/휘석비를 갖는 스카른대가 탐사대상이 된다. 그러나 연구지역의 수평적 대상분포 외에 수직적 대상분포 특성에 대한 정밀탐사가 요구된다. 이는 거도광산 스카른대의 3차원적 이해를 가능하게 하며, 보다 체계적 탐사 및 구체적 개발 방안을 제시하는 중요한 기반을 제공할 것이다.

• 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.