• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제24권6호
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• pp.200-206
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• 2024

Laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) technique has been used for the elemental composition of the soils. In this technique, a high energy laser pulse is focused on a sample to produce plasma. From the spectroscopic analysis of such plasma plume, we have determined the different elements present in the soil. This technique is effective and rapid for the qualitative and quantitative analysis of all type of samples. In this work a Q-switched Nd: YAG laser operating with its fundamental mode (1064 nm laser wavelength), 5 nanosecond pulse width, and 10 Hz repetition rate was focused on soil samples using 10 cm quartz lens. The emission spectra of soil consist of Iron (Fe), Calcium (Ca), Titanium (Ti), Silicon (Si), Aluminum (Al), Magnesium (Mg), Manganese (Mn), Potassium (K), Nickel (Ni), Chromium (Cr), Copper (Cu), Mercury (Hg), Barium (Ba), Vanadium (V), Lead (Pb), Nitrogen (N), Scandium (Sc), Hydrogen (H), Strontium (Sr), and Lithium (Li) with different finger-prints of the transition lines. The maximum intensity of the transition lines was observed close to the surface of the sample and it was decreased along the axial direction of the plasma expansion due to the thermalization and the recombination process. We have also determined the plasma parameters such as electron temperature and the electron number density of the plasma using Boltzmann's plot method as well as the Stark broadening of the transition lines respectively. The electron temperature is estimated at 14611 °K, whereas the electron number density i.e. 4.1 × 10¹⁶ cm^-3 lies close to the surface.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권5호
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• pp.1830-1835
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• 2024

The current study aims to study the impacts of the substitution of magnesium with nickel concentrations on physical and γ-ray shielding capacity of magnesium alloys. The density of the magnesium alloys under study is varied from 3.677 g/cm³ to 5.652 g/cm³, with raising the nickel content from 26.7 wt% to 54.8 wt% and reducing the magnesium concentration from 72.6 wt% to 44.2 wt%, respectively. Additionally, the examination of the γ-ray shielding capacity using the Monte Carlo simulation code shows that the substitution of magnesium by nickel content in the magnesium alloys was associated with an enhancement in the γ-ray shielding capacity, where the linear attenuation coefficient for the studied alloys was enhanced by 53.22 %, 52.45 %, and 52.52 % at γ-ray energies of 0.662 MeV, 1.252 MeV, and 1.408 MeV, respectively, with raising the nickel concentration from 26.7 wt% to 54.8 wt%. Simultaneously, the half-value thickness for magnesium alloys was reduced from 2.47 cm to 1.62 cm (at gamma ray energy of 0.662 MeV), from 3.39 cm to 2.22 cm (at gamma ray energy of 1.252 MeV), and from 3.60 cm to 2.36 cm (at gamma ray energy of 1.408 MeV), raising the nickel concentration from 26.7 wt % to 54.8 wt%, respectively. The study shows that the substitution of magnesium for nickel greatly enhanced the radiation shielding capacity of the magnesium alloys.

• 자원환경지질
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• 제27권2호
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• pp.171-180
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• 1994

충남 예산군 및 청양군 일대에 분포하는 시대미상의 초염기성암의 기원을 규명하기 위하여 주성분, 미량성분 및 희토류원소(REE)의 전암분석의 결과를 이용하여 연구하였다. 전암분석결과에 의하면 주성분원소 중 $K_{2}O$와 $Na_{2}O$를 제외한 대부분의 원소들은 후기변질작용에 관계없이 일정한 상관관계를 보여주며, primitive 맨틀의 화학조성과 비교할 때 매우 낮은 $Al_{2}O_{3}$ (<1.5%), CaO (<1%), $TiO_{2}$의 값을 나타내며, 비슷한 Ni의 함량을 가진다. 이점으로 미루어 본역의 암석은 상당한 양의 부분용융 (large degree of partial melting)을 받은 맨틀의 잔여물(residues)로 사료된다. REE의 chondrite normalize value는 (La/Yb)c= 1.1-5.2, (Sm/Eu)c=0.6-1.5 및 (Sm/Yb)c= 1.2-1.6 (dunites=0.53-0.77)의 값을 나타낸다. 대부분의 초염기성암이 LREE가 빈화(depleted)된 $(LREE/HREE)_{c}$ < 1) 특징을 보이는데 반해 이 지역의 초염기성암들은 LREE가 약간 부화(enriched)된 ($(LREE/HREE)_{c}$ <1) REE pattern을 나타낸다. 또한, La-Sm-Yb의 ternary diagram을 살펴보면 이들은 chondrite 의 값과 유사한 primitive한 맨틀의 부분용융 후의 잔여물보다 상당히 La가 부화된 양상을 보이며, alkali basalt의 source가 되는 부화된 맨틀의 부분용융 후의 잔여물과 비슷한 화학조성을 나타내고 있다. 이와같은 현상은 사문암화와 같은 후기변질작용 (late stage alteration), pre-melting composition 이 LREE가 부화된 경우, 혹은 빈화된 mantle의 잔여물과 LREE가 부화되어 있는 어떤 component의 mixing에 의한 부화의 가능성 등을 생각해 보았다. 그 결과, 1) 본역의 암석들은 가장 덜 변질받은 암석들만 분석하였고, MgO와 FeO를 다른 oxides로 나눈값을 도시해본 결과 대부분의 oxide들이 매우 좋은 trend를 보여주므로 후기 변질작용에 의한 LREE의 부화가능성은 희박하다고 생각되며, 2) 본역의 암석을 alkali basalt의 source와 같은 LREE가 부화된 deep mantle source에서 부분용융 후의 잔여맨틀로 생각하기에는 이들이 지표 위로 나타날 수 있는 emplacement mechamism을 설명하기가 불가능하다. 따라서 이러한 점으로 마루어볼 때, 이 지역의 초염기성암의 LREE 부화는 두 가지 component의 mixing에 의한 가능성이 가장 높은것으로 사료된다. 상당한량의 부분용융을 받은, 즉 빈화된 맨틀과 LREE가 부화된 component의 mixing에 의하여 이와같이 LREE가 부화된 특성을 보여주고 있다고 사료된다. Component의 성분으로서는 고압에서 LREE를 많이 함유하는 $H_{2}O$나 $CO_{2}$-rich fluid, 혹은 부화된 맨틀의 low degree of partial melting에 의하여 LREE가 부화된 partial melt일 가능성이 높으며 이들이 올라오면서 빈화된 잔여맨틀과 mixing되면서 본역의 암석과 같이 LREE를 부화시켰다고 사료된다.

• 한국지구과학회지
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• 제25권6호
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• pp.428-442
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• 2004

본 연구는 낙동강 하류역 강하먼지의 조성 특성을 파악하기 위하여, 광구병형 Dust jar를 사용하여 2002년 6월부터 2003년 5월까지 1년간 낙동강 하류역의 5개 지점에서 시료를 채취하였다. 채취된 강하먼지에 함유된 불용성 성분(Al, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Si, V, Zn) 및 수용성 성분($Cl^-$, $NO_3^-$, $SO_4^{2-}$, $NH_4^+$, $Ca^{2+}$, $K^+$, $MG^{2+}$)들은 ICP/AES, AAS, IC 및 UV를 이용하여 정량하었다. 성분에 대한 지각농축계수를 지역별로 비교한 결과 인위적인 오염원인 Cd, Cu, Pb, Zn에서 10 이상의 높은 값을 보였다. 특히 Pb는 감전동, 원동, 신라대, 삼랑진 및 물금 지점 순으로 감소하는 것으로 조사되었다. 계절별 토양입자의 기여율은 겨울철에 16.3 %로서 가장 높았으며, 1년간 평균 기여율은 11.2%이었다. 계절별[$SO_4^{2-}/NO_3^-$] 당량비는 겨울철(5.12)이 가장 높았고, 가을철(3.30)이 가장 낮게 나타났다. 지역별로는 신라대, 감전동, 물금, 원동 및 삼랑진 순으로, 특히 도심에 인접한 지점의 경우가 높게 나타났으며, 평균 당량비는 4.28이었다. 총 강하먼지에 대한 수용성 이온성분의 총 침적량의 비율은 봄철(71.6%), 여름(61.2%), 가을(49.2%) 및 겨울철(48.6%)의 순으로 나타났으며, 평균은 57.6%이었다. 해염입자의 지역별 기여율 분포는 신라대(34.5%), 감전동(28.3%), 원동(17.3%), 삼랑진(17.2%) 및 물금(13.8%)의 순으로 나타났으며, 평균 기여율은 22.1%로 나타났다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권2호
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• pp.71-81
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• 2013

본 연구에서는 시화호 외측 해역 주상 퇴적물 내 미량금속의 수직분포 특성과 오염도를 평가하였다. LNG 기지 인근에서 상대적으로 높은 미량금속 농도를 보였으며, 퇴적물 주상퇴적물 내 미량금속의 평균농도는 Cr 58.8 mg/kg, Co 10.3 mg/kg, Ni 22.8 mg/kg, Cu 18.1 mg/kg, Zn 74.0 mg/kg, As 6.75 mg/kg, Cd 0.14 mg/kg, Pb 27.4 mg/kg, Hg 0.026 mg/kg 이었다. 시화호 외측 퇴적물 내 Cu, Zn, As, Cd의 평균 농축계수는 1.5를 초과하여 인위적인 오염이 있었음을 시사하고 있었다. 농집지수를 이용한 결과, 대부분의 미량금속 원소가 오염되지 않은 것으로 나타났으나 LNG 기지 인근인 정점 C, D, E에서 Cu 및 Hg의 농집지수가 1을 초과하고 있어 약간 오염된 결과를 보였다. LNG 기지 인근지역에서 일부 미량금속이 약간 오염된 결과를 보였으나, 측정된 모든 미량금속이 입도 보정이 가능한 Al과 매우 양호한 양의 상관성을 나타내고 있어 시화호 외측 퇴적물 내에서 미량금속 농도는 오염원의 영향보다는 퇴적물의 입도에 큰 영향을 받고 있는 것을 알 수 있었다. 국내 퇴적물 기준인 주의기준과 관리기준과의 비교를 통하여 시화호 외측에서의 퇴적물 내 미량금속 농도는 대부분 저서생물에 영향을 주지 않는 안전한 농도임을 알 수 있었다. 그러나 Cr과 Cu는 외국의 주의기준(TEL) 기준을 초과하고 있어 주의가 필요할 것으로 생각된다.

• 한국산업보건학회지
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• 제9권1호
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• pp.56-72
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• 1999

Airborne concentrations of welding fumes in which 13 different metals such as Al, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Si, Sn, Ti, and Zn were analyzed were measured at 18 factories including automobile assembly and manufactures, steel heavy industries and shipyards. Air samples were collected by personal sampler at each worker's worksite(n=339). Blood levels of Cd, Cu, Fe, Mn, Pb and Zn were also measured from samples taken from 447 welders by atomic absorption spectrometry and compared with control values obtained from 127 non-exposed workers. The results were as follows ; 1. Among various welding types, $CO_2$ welding 70.2 % were widely used, shielded metal arc welding(SMAW) 22.1 % came next, and rest of them were metal inert gas(MIG) welding, submerged arc welding(SAW), spot welding(SPOT) and tungsten inert gas(TIG) welding. 2. Welding fume concentration was $0.92mg/m^3$($0.02{\sim}15.33mg/m^3$) at automobile assembly and manufactures, $4.10mg/m^3$($0.02{\sim}70.75mg/m^3$) at steel heavy industries and $5.59mg/m^3$($0.30{\sim}91.16mg/m^3$) at shipyards, respectively, showing significant difference among industry types. Workers exposed to high concentration of welding fumes above Korean Permissible Exposure Limit(KPEL) amounted to 7.9 % and 12.5 %, in $CO_2$ welding and in SMAW at automobile assembly and manufactures and 62.7 % in $CO_2$ welding, and 12.5 % in SMAW at shipyards, and 66.2 % in $CO_2$ welding and 70.6 % in SMAW at steel heavy industries. 3. Geometric mean of airborne concentration of each metal released from welding fumes was below one 10th of KPEL in all welding types. Percentage of workers, however, exposed to airborne concentration of metals above KPEL amounted to 16.8 % in Mn and 7.6 % in Fe in $CO_2$ welding; 37.5 % in Cu in SAW, 30 % in Cu in TIG; and 25 % in Pb in SPOT welding. As a whole, 76 Workers(22.4%) were exposed to high concentration of any of the metals above KPEL. 4. There were differences in airborne concentration of metals such as Al, Cd, Cr, Cu. Fe. Mn, Mo, Ni, Pb, Si, Sn, Ti and Zn by industry types. These concentrations were higher in shipyards and steel heavy industries than in automobile assembly and manufactures. Workers exposed to higher concentration of Pb above KPEI amounted to 7.4 % of workers(7/94) in automobile assembly and manufactures. In shipyards, 19.2 % of workers(19/99) were over-exposed to Mn and 7.1 % (7/99) to Fe above KPEL. In steel heavy industries, 14.4 %(21/146), 7.5 %(11/146) and 13 %(19/146) were over-exposed to Mn, Fe and Cu, respectively. As a whole, 76 out of 339 workers(22.4%) were exposed to any of the metals above KPEL. 5. Blood levels of Cd, Cu, Fe, Mn, Pb, and Zn in welders were $0.11{\mu}g/100m{\ell}$, $0.84{\mu}g/m{\ell}$, $424.4{\mu}g/m{\ell}$, $1.26{\mu}g/100m{\ell}$, $5.01{\mu}g/100m{\ell}$ and $5.68{\mu}g/m{\ell}$, respectively, in contrast to $0.09{\mu}g/100m{\ell}$, $0.70{\mu}g/m{\ell}$, $477.2{\mu}g/m{\ell}$, $0.73{\mu}g/100m{\ell}$, $3.14{\mu}g/100m{\ell}$ and $6.15{\mu}g/m{\ell}$ in non-exposed control groups, showing significantly higher values in welders but Fe and Zn.

• 한국해양학회지
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• 제24권3호
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• pp.132-147
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• 1989

제주도 서남해역의 83개 정점의 표면퇴적물 시료와 55개 정점의 해수시료의 입도분석, 지화학적분석, 광물분석 및 총부유물질 분석을 각각 실시하였다. 연구해역의 북부지역은 소량의 역을 함유한 조립질과 니 점토질인 세립질 퇴적물이 혼합된 분포를 하고, 중남부지역에는 비교적 세립질인 사 니질형이 넓은 지역에 걸쳐 분포하며, 특히, 조사지역 남동부 끝 및 북부해역 일부 지역에는 소규모의 점토대도 존재한다. 해수 중의 총부유물질의 분포 양상은 제주도 연안 및 서쪽 외해에서는 비교적 낮은 함량을 포함하나, 서북쪽 외해와 남서쪽 외해로 향함에 따라 점차 증가하는 경향을 보인다. 분석된 14종의 지화학적 원소성분 중 Mn, Al, Zn, Cr, Cu, Sn은 남부지역 세립질 형이 분포하는 곳에서 그리고 Ca, Mg, Ag은 북부에서 높으며, 그 외 Ni, Na, Co, Fe, Pb은 비교적 균일하게 분포한다. 경광물은 소흑산도와 제주도 및 소코트라 암초(Socotra Rock) 부근에서는 Na-Ca 장석이 K-장석보다 많고, 암편의 양도 타지역에 비해 많으며, 추자도 주변해역에서는 K-장석이 높은 함량치를 보여 이곳 퇴적물 중의 일부는 인접 육지에서 운반 퇴적된 것으로 보여진다. 추자도 주변 및 제주도 북부해역의 니질퇴적물은 X-선 회절 분석 결과, 방해석 피크 강도가 약하고 녹니석과 고령토 함량이 다소 높아 이는 인접 육지지역의 지질을 잘 반영하며 한편, 소흑산도 주변 및 조사지역 남동쪽 끝 니와 점토대에서는 뚜렷한 방해석 피크가 존재하여 이 지역 세립질 퇴적물 중의 일부는 황하기원인 것으로 추정된다. 특히 소흑산도 주변, 제주도 북부 및 소코트라 암초 동부 시료에서 스멕타이트 함량이 다소 높은 경향을 보이는데 이는 인접 육지 지역의 화산활동과 관계가 있는 것으로 사료된다.

• 분석과학
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• 제17권3호
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• pp.199-210
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• 2004

Amberite XAD-16 다공성 수지에 4,5-dihydroxynaphthalene-2,7-disulfonic acid (chromotropic acid, CTA)를 화학적으로 결합시켜 XAD-16-CTA형 새로운 킬레이트 수지를 합성하고, 적외선분광법과 원소분석법으로 확인하였다. 이 킬레이트 수지에 대한 금속마감 산업과 관련 있는 9개 금속이온을 포함하는 Cr(III) 및 Cr(VI) 이온들의 흡착 및 탈착 특성을 뱃치법과 용리법으로 조사하였다. XAD-16-CTA 킬레이트수지는 1~5 M의 HCl, $HNO_3$ 및 NaOH 등의 산과 염기 용액에서 매우 안정하였다. pH 2에서 Cr(VI) 이온과 Cr(III) 이온이 공존하는 혼합용액으로부터 Cr(VI) 이온만을 선택적으로 분리할 수 있음을 확인하였으며, Cr(VI)의 최대 흡착용량은 1.2 mmol/g 이었다. 또한 Cr(VI) 이온의 흡착에 미치는 공존 음이온의 영향을 검토한 결과 음이온인 $F^-$, $SO{_4}^{2-}$, $CN^-$, $CH_3COO^-$, $NO{_3}^-$ 이온은 흡착율을 감소시켰으며, $PO{_4}^{3-}$와 $Cl^-$는 흡착에 큰 영향을 미치지 않았다. pH 2에서 킬레이트 수지에 의한 돌파점용량과 총괄용량으로부터 얻은 금속이온의 용리순서는 Cr(VI)>Sn(II)>Fe(III)>Cu(II)>Cd(II)${\simeq}Pb(II){\simeq}Cr(III){\simeq}Mn(II){\simeq}Ni(II){\simeq}Al(III)$이었다. 한편 $HNO_3$, HCl 및 $H_2SO_4$ 등의 탈착제에 의한 Cr(VI) 이온의 탈착특성을 조사한 결과 3 M HCl에서 높은 탈착효율을 나타내었다. 결과적으로, XAD-16-CTA 킬레이트 수지는 여러 가지 금속이온이 혼합된 금속마감산업 인공폐액 중 Cr(VI) 이온의 선택적 분리, 농축 및 회수에 매우 유용함을 알 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제9권4호
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• pp.16-27
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• 2000

본 연구에서는 기능성 자성재료의 원료분말을 분무배소법에 의해 제조하기 위하여 원료 용액을 효율적으로 미립화시킨 후 반응로 내로 분무시킬 수 있으며, 반응로 내부는 균일한 열분포를 이루어 열분해반응이 완전하게 진행 될 뿐만 아니라, 생성된 분말을 cyclone 및 bag filter 등의 포짐장치에서 효율적으로 포집할 수 있으며, 유해 생성가스를 청정시킬 수 있는 장치까지 포함하는 개선된 분무배소로 system을 제작하였다. 또한 본 연구에서는 불순물들을 다량 함유하고 있는 mill scale 및 ferro-Mirr을 산용액에 용해 시킨 복합 산용액의 pH를 4정도로 조절하여 용액 내에 존재하는 $SiO_2$, P 및 Al 등의 불순물들을 약 20ppm 이하로 감소시킴으로써 mill scale 및 ferro-Mn의 분무열분해를 위한 원료로의 재활용 가능성을 확인하였다. 원료용액인 정제된 복합 산용액을 nozzle을 통하여 분무배소로 내부로분무시킴으로써 Fe-Mn 계의 복합 산화물 분말을 제조하였으며, 반응온도, 원료용액 및 공기의 유입속도, nozzle tip 크기 및 원료용액의 농도 등의 주요 반응조건의 변화에 따른 생성분말의 특성 변화를 파악하였다. 생성된 분말들의 형상은 대부분의 반응조건에서 구형을 나타내고 있었으며, 조성 및 입도분포가 매우 균일하게 혼합된 형태로 나타남으로써 본 연구에 의해 제작된 분무배소로 system의 우수성을 확인할 수 있었다. 한편 본 반응조건 하에서 생성된 분말들의 결정입도가 대부분 약 100nm 이하으 초미립상태이면서 형상 및 입도분포가 매우 균일하다는 사실은 본 연구에서 제작한 분무배소, system을 이용함에 의해 Fe, Mn, Ni, Cu 및 회토류계 염화물로부터 초미립의 산화를 분말을 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 반응분위기의 변화에 따라 초미립 순금속분말의 제조도 충분히 가능할 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제38권5호
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• pp.259-268
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• 2005

폐금속광산 주변 잔류광미 및 논토양중의 중금속 분획과 잠재적인 이동도를 평가하기 위하여 10개 광산지역을 대상으로 중금속 분포비율, 화학적 존재형태 및 화학성분과의 관계를 조사한 결과는 다음과 같다. 잔류광미중의 중금속 오염지수는 청양>도곡>붓든>백월광산 순으로 그 값이 20보다 높았으며, 오염지수 값으로 볼 때 하부 생태계에 환경문제를 야기시킬 수준으로 생각되었다. 논토양중 왕수분해 전함량에 대한 0.1 M HCl 침출성 중금속 비율은 Cd 49.1, Cu 50.7, Pb 26.8, Zn 18.4 및 Ni 2.9%였으며, 그 비율은 잔류 광미와 비교하여 상대적으로 높게 나타났다. 잔류광미중의 주된 중금속 존재형태는 잔류태 (63-91%) 였으며, 논토양에서 식물 흡수이행과 관련성이 높은 치환성 Cd 함량비율이 21%로 나타나 다른 중금속과 비교하여 상대적으로 높은 비율을 보였다. 잔류광미 및 논토양의 중금속 이동계수는 Cd>Zn>Cu>Pb 순으로 높았으며, 논토양보다 잔류 광미에서 광산지역간 편차가 심하게 나타났다. 광미중의 잠재적인 중금속 이동도와 유효도는 수용성 $Al^{3+}$ 및 $Fe^{3+}$ 함량과 정의 상관, 그리고 논토양에서는 토양 pH값과 부의 상관을 보였다. 이상의 결과에서 폐광산 주변에서 중금속의 잠재적인 이동성은 광상 및 생상 광종의 차이에서 기인하는 pH 변화와 황화물 및 Mn-Fe 수산화물 조성에 영향을 받는 것으로 생각되며, 이와 관련하여 광산하부 수계 및 토양환경계에서 산성배수에 따른 중금속 확산오염에 대한 앞으로의 연구가 필요할 것으로 판단되었다.