• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.101-108
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• 2005

대부분의 석조문화재는 외부 환경에 노출되어 있어 외관이 크게 변형되어졌고, 특히 최근의 산업화와 환경오염물질의 영향으로 풍화가 가속화되고 있다. 본 연구에서는 석조문화재의 풍화에 미치는 환경영향을 알아보기 위해 산성용액과 염분용액에 신선한 화강암을 침수한 후 물리 화학적 특성을 조사하였고, 석조문화재 보존 방법의 일환으로 화강암에 $TiO_2$ 광촉매를 코팅한 후 코팅이 화강암의 풍화에 미치는 영향도 조사하였다. 산성용액과 염분용액에 신선한 화강암을 침수시켰을 때 8가지 광물성분(Si, Mg, Ca, Na, K, Fe, Mn, Al)의 용출량은 반응초기에 급격히 증가하였고 암석 표면의 구성광물들은 대부분 신선한 화강암(fresh granite)보다 낮은 농도값을 나타내어 산성용액이나 염분용액에 의한 풍화의 영향 정도를 확인할 수 있었다. 실험 전 후의 화강암의 물리적 특성 분석 결과, 강제 풍화시킨 시료의 밀도는 평균 $2.55-2.56\;g/cm^3$으로 신선한 화강암(평균밀도는 $2.60\;g/cm^3$)에 비해 약간 낮은 값을 보였고 압축강도는 신선한 화강암에 배해 아주 낮았지만 포아송비는 상대적으로 약간 높은 값을 나타내었다. 또한 강제풍화시킨 석재의 흡수율은 $0.481{\sim}0.836%$로서 신선한 화강암에 비해 1.2-2.1배 정도 높게 나타났다. $TiO_2$ 광촉매를 화강암에 코팅한 후 산성용액과 염분용액에 의한 강제풍화시 광물성분의 용출율과 함수율 등이 많이 저감되어 석조문화재의 풍화속도를 완화시키는 것으로 나타나 석조문화재의 표면에 $TiO_2$ 코팅 처리를 하면 석조문화재의 풍화를 예방하는 효과가 있을 것으로 나타났다.

• 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.

• 전기화학회지
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• 제8권4호
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• pp.172-176
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• 2005

차세대 5V급 양극활물질로 각광받고 있는 $LiNi_{0.5}Mn_{1.5}O_4$는 기존의 $LiMn_2O_4$ spinel 물질의 $Mn^{3+}$을 $Ni^{2+}$으로 치환하여 5V 영역에서 $Ni^{2+}/Ni^{4+}$ 산화/환원 반응이 가능하게 한 물질이다. 기존의 $LiMn_2O_4$는 낮은 초기 용량과 충 방전에 따른 빠른 용량감소를 보이는 단점을 가지고 있어 이 문제를 극복하기 위해 Mn의 일부를 다른 금속으로 치환하여 $LiM_yMn_{2-y}O_4$ (M=Cr, Al, Ni, Fe, Co, Cu, Ca)을 만드는 방법이 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 기계 화학적 합성법을 이용하여 합성한 $LiNi_{0.5}Mn_{1.5}O_4$의 전기화학적 특성에 대해 연구하였다. 이 물질은 기존의 $LiMn_2O_4$보다 에너지 밀도가 높으며 저가 및 친환경성 등으로 앞으로 HEV 등에서 그 활용성이 크게 기대된다. 볼밀을 이용하여 여러가지 조건(출발물질 조건, 볼밀조건, 열처리조건 등)에서 $LiNi_{0.5}Mn_{1.5}O_4$을 합성한 결과 기계화학적 방법으로는 $Ni^{2+}$가 $Mn^{3+}$를 완전히 치환하지 못하여 $4.0{\sim}4.1V$의 전압에서 $Mn^{3+}/Mn^{4+}$의 산화/환원과 관련된 peak가 발생하였다. Ni 원료 물질로써 수산화 물질을 사용하고 열처리 온도를 $800^{\circ}C$로 하였을 때 최상의 성능을 나타내었다.

• 한국지구과학회지
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• 제21권5호
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• pp.595-610
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• 2000

본 연구에서는 경상분지 북동부 보경사화산암체에 대하여 암석성인 및 지구조적 위치에 중점을 두고 화산암류의 암석기재적 및 암석화학적 특성을 연구하였다. 보경사화산암체는 주로 내연산응회암과 규장암으로 구성되고, 유문암질 응회암이 인접하여 분포한다. 내연산응회암은 용결구조를 나타내는 부석편, 사장석, 석영, 각섬석의 반정 그리고 암편으로 구성되는 회류응회암이다. 내 연산응회암과 규장암은 각각 SiO$_2$함량이 68${\sim}$71wt%와 77wt%로서, 내연산응회암은 데사이트/유문데사이트, 규장암은 유문암의 조성을 나타낸다. 이들 화산암들은 TAS 성분도와 AFM도에서 칼크-알칼리암 계열의 특성을 보인다. 화산암류의 주성분 변화도에서TiO$_2$, Al$_2$ O$_3$, FeO$^T$, MnO, MgO, CaO는 SiO$_2$가 증가함에 따라 감소하는 경향을, K$_2$O는 증가하는 경향을 보이며, 칼크-알칼리암의 분화경향을 나타낸다. MORB값으로 표준화한 미량원소의 거미그림에서 K, Rb, Th와 Ta 함량은 비교적 부화되어 있으나, Nb, Zr, Hf, Ti, Y과 Yb 함량은 MORB와 비슷한 낮은 값을 나타낸다. 운석값으로 표준화한 희토류원소 변화도에서 경희토류원소가 중희토류원소에 비하여 많이 부화되어 있다. 이러한 미량원소 조성과 희토류원소 변화 경향은 이들 화산암류가 대륙연변부 섭입대의 조구적 환경에서 형성된 전형적인 도호 칼크-알칼리화산암임을 지시한다.

• 자원환경지질
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• 제39권6호
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• pp.753-770
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• 2006

도시지역에서 지하수오염은 도시화에 따른 토지용도에 크게 영향을 받는다. 본 연구는 철강, 기계 및 신발공장들이 밀집되어 있는 부산 사상공단지역의 지하수 수질과 오염 특성을 규명하는데 있다. 부산시는 우리나라의 대도시 중에서 가장 높은 지하수 이용를을 보이고 있다. $K^+,\;Na^+,\;Ca^{2+},\;Mg^{2+},\;Cl^-,\;SO_4^{2-},\;HCO_3^-$, 전기전도도(EC), 총용존물질(TDS) 그리고 염분농도는 낙동강에 가까운 지역에서 높게 나타나고 있다. 이러한 사실은 퇴적 당시 해안퇴적층에 들어온 염분의 영향이 아직까지 이 지역 지하수 수질에 미치고 있음을 지시한다. 또한 대표적인 지하수 수질형인 Ca-Cl형은 본 연구지역의 지하수가 인위적인 오염뿐만 아니라 퇴적물 속에 함유되어 있는 염분의 영향을 받고 있음을 지시한다. $SiO_2$ 이온은 물-규산염광물 작용과 콘크리트의 분해 산물로 해석된다. TCE는 총 18개소 중 12개소에서 검출되었으며, PCE는 4개소 그리고 TCA는 3개소에서 검출되었다. 요인분석에 의하면, 요인 1의 설명율은 49.8%, 요인2는 19.8% 그리고 요인 3은 11.0%이다. 요인 1에 높은 정의 적재율을 보이는 성분은 pH, TDS, 염분농도, $Ca^{2+},\;K^+,\;Mg^{2+},\;Na^+,\;Al^{3+},\;As^{3+},\;Cl^-,\;Fe^{2+}$으로서 이들은 공단의 특성과 염분의 영향을 동시에 대표하는 것으로 판단된다. 군집분석과 성분의 공간적 분포에 의하면, 낙동강변과 같이 해안퇴적층이 분포하여 염수의 영향을 받는 지역에서는 $Na^+,\;Ca^{2+},\;Cl^-,\;SO_4^{2-}\;K^+,\;Mg^{2+}$의 농도가 높게 나타남을 알 수 있다. 그리고 학장천의 하류에서는 염수의 영향과 인위적인 오염의 영향을 동시에 받고 있으며, 그 외 지역에서는 인위적인 오염의 영향이 우세함을 알 수 있다.

• 보존과학회지
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• 제23권
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• pp.25-37
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• 2008

이 연구에서는 전남 보성 거석리 및 해남 분토리 유적에서 출토된 녹니석제 구슬들을 대상으로 육안적, 광물학적 및 지구화학적 특성과 정량분석을 통해 옥기의 광물종을 규명하고 원광석의 산지를 해석하였다. 연구대상 옥기들은 회청색 환옥 3점, 암록색 관옥 1점 및 흑록색 관옥 1점이며, 공통적으로 세립질의 침주상 및 섬유상 결정으로 이루어져 있다. 이 옥기들은 재질이 부드럽고 강도가 약하며 주로 주상, 판상, 엽편상의 벽개를 갖는 녹니석으로 구성되어 있다. 주성분 원소는 $SiO_2$, $Al_2O_3$, MgO 및 FeO이며 미량의 $K_2O$, CaO 및 Na_2O$를 함유하고 있다. 정량분석 결과를 녹니석의 단종 분류도에 도시할 때, 회청색 옥기와 암록색 옥기는 클리노클로어로, 흑록색 옥기는 클리노클로어와 쉐리단티에의 경계에 속하는 녹니석으로 판명되었다. 녹니석은 재질이 비교적 무르고 부드러워 가공이 용이하고 미려한 색상과 진주광택을 가지고 있어 선사시대로부터 장식용 옥기로 매우 유용하게 이용되었을 것으로 추정된다. 녹니석의 채광대상 원광석은 충남 중서부 일대와 함경남도 이원 일대에서 생산된 것으로 알려져 있으나 지리적으로 거석리 및 분토리 유적과 상당히 먼 거리에 위치해 있다. 한편 녹니석은 열수광상의 모암변질대에서 흔히 생성되는 점토광물로서, 유적지 인근에 분포하는 소규모 열수광상에서 소량 채석되어 공급되었을 가능성이 높다. 이에 대하여는 향후 고고학적 해석과 검토를 통해 원료의 산지추정과 공급, 제작 및 수급과정에 대한 검증이 필요하다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권11호
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• pp.720-728
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• 2012

강우시 상당 부분의 비점오염물질은 입자성물질에 흡착된 형태로 유출되기 때문에 비점오염물질의 유출 거동을 보다 정확하게 이해하기 위해서는 입자성물질과의 상관성을 정량적으로 파악하는 것이 중요하다. 그러나 강우시 오염물질별 유출특성과 입도분포와의 상관성에 대한 연구사례는 매우 부족한 실정으로, 특히 도시화가 진전되지 않은 비시가화지역을 대상으로 한 국내 연구는 보고된 예가 거의 없다. 본 연구에서는 논, 밭 및 임야 등으로 구성된 소규모 비시가화지역(유역면적 52.8 ha)을 선정하여 다양한 규모의 강우사상별 유출특성을 조사하고, 오염물질의 유출특성과 입자성물질의 거동 사이의 상관관계를 분석하였다. 또한, 비점오염물질의 유출에 미치는 입자성물질의 영향에 대하여 정량적인 분석을 실시하였다. 연구결과, 중소규모 강우에서도 초기유출현상이 관찰되었으며, 입자성물질이 영양염류 및 중금속의 유출과정에 큰 기여를 하고 있는 것으로 나타났다. 특히, $BOD_5$와 TOC의 유기물항목, TN과 TP의 영양염류, Al, Cr, Cu, Fe, Hg 및 Zn의 중금속항목 등이 SS (total), VSS, SS (d < $20{\mu}m$) 및 SS ($20{\mu}m$ $$\leq_-$$ d < $80{\mu}m$)와 높은 상관성을 보여 입자성물질과 유사한 유출거동을 갖는 것으로 나타났다. 한편, $COD_{cr}$, Cd, Mn 및 Pb는 입자성물질의 유출거동과 뚜렷한 상관성을 보이지 않았다. 비시가화지역에서 비점오염물질의 유출과정은 입자성물질의 거동과 상관성이 높을 뿐만 아니라 처리대상물질에 따라서도 상이한 특성을 갖는다는 점을 고려한 비점오염 저감시설의 도입이 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제32권4호
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• pp.235-247
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• 2019

남해 섬진강 하구유역에 발달되어 있는 남해중앙니질대는 흑산머드벨트의 퇴적물들과 섬진강의 퇴적물들을 공급받는 것으로 알려져 있다. 그러나 니질 퇴적체를 형성하기 위해서는 위 지역에서 공급되는 퇴적물보다 더 많은 양의 퇴적물이 공급되어야하기 때문에, 추가적인 퇴적물 공급원에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 남해중앙니질대 퇴적물의 기원지 및 퇴적물 유입경로의 변화를 알아보기 위해, 16PCT-GC01 및 16PCT-GC03 코어에 대해 점토광물 및 주성분원소 분석을 수행하였다. 황하 퇴적물은 스멕타이트의 함량이 높고, 양쯔강 퇴적물은 일라이트의 함량이 높으며, 한국 강 퇴적물들은 카올리나이트와 녹니석의 함량이 높다. 또한 한국 강 퇴적물은 Al, Fe, K가 풍부하고, 중국 강 퇴적물은 Ca, Mg, Na 등이 풍부하다. 따라서 점토광물과 주성분원소를 이용해 퇴적물의 기원지를 추적할 수 있다. 연구 결과, 남해중앙니질대의 코어 퇴적층은 총 3개의 퇴적 단위(sediment unit)로 구분할 수 있다. 해수면이 가장 낮은 저수위기(lowstand stage)에 해당되는 퇴적 단위 3은 황하로부터 공급된 퇴적물이 연안류 혹은 조석 작용에 의해 연구지역으로 공급된 것으로 해석되고, 해수면이 빠르게 상승하는 해침기(transgressive stage)에 해당되는 퇴적 단위 2는 황하의 영향이 약해지고 양쯔강과 한국 강들의 영향이 강해지는 것으로 해석된다. 현재와 같은 해수면과 해류의 순환이 형성된 고수위기(highstand stage)에 해당되는 퇴적 단위 1은 양쯔강과 한국 강으로부터 퇴적물이 해류를 통해 연구지역으로 공급된 것으로 해석된다.

• 한국지구과학회지
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• 제18권6호
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• pp.500-514
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• 1997

옥천습곡대 중앙부에 해당하는 문경지역예 분포하는 각섬암에 대하여 정밀한 산상, 조직 및 지화학적 성질을 조사하고, 지구조적 환경을 추적했다. 본역의 상내리층(옥천층군)과 석회암층(조선누층군)에 분포하는 각섬암은 변성된 조립현무암질 암상이며 주변암과 조화적로 분포함을 확인했다. 본 연구를 통하여 본 암석의 분포를 이전의 그것에 비해 크게 대선하였다. 상내리 지역을 중심으로 관찰한 암상을 최소한 4매 이상이다. 그 하나는 석회암층 내에 분포하며(Ls Sill, 두께 약 3 m), 나머지는 상내리층 내에 분포한다. 상내리층 내에 분포한 암상들을 하부로부터 각각 First Sill(두께 약 40 m), Second Sill(두께 약 100 m), Third Sill(두께 약 40 m)로 명명했다. 두꺼운 암상은 후기에 관입한 소규모의 암상을 포함하며, Third Sill은 2매의 주 암상과 2매의 소규모 암상으로 구성된다. 각 암상은 주변암과의 접촉부에서 세립질의 냉각대를 가지며, 내측으로 갈수록 입자의 크기가 증가한다. 두꺼운 암상은 다양한 암맥과 중심부에서 힌색의 단편을 가지며, 접촉부에서 중앙부로 감에 따라 화학적 성질도 규칙적으로 변한다. $SiO_2,\;Na_2O,\;K_2O,\;P_2O_5$는 증가하며, $TiO_2,\;FeO^*,\;Al_2O_3,\;CaO$는 감소하는 경향을 보인다. 각섬암의 산상과 화학적 특징을 고려하여, 초기에 관입한 마그마로 생각되는 대표적인 10개의 화학조성을 선택하여 그들의 주성분 및 부성분 변화를 조사하였다. 그들이 보여주는 조성변화는 단일 마그마의 분별결정작용으로 설명할 수 없다. 본 역의 각섬암에 관한 지질분포, 지화학적 특성 및 과거 연구자들의 자료는 각섬암의 원암(현무암질마그마)이 intracontinental rift 환경에서 암상형태로 관입하였음을 지시한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제25권2호
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• pp.9-25
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• 2020

가로림만 퇴적물에서 미량금속의 인위적인 영향을 평가하기 위하여 2010년과 2015년 총 77개의 표층 퇴적물 시료를 채취하여 물리적 특성 요소(입도 및 비표면적)와 지화학적 요소(주성분(Al, Ca, Fe, K, Ba) 및 미량금속(Mn, Cs, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Pb), 유기탄소 및 탄산칼슘)들을 분석하였다. 가로림만 표층 퇴적물의 평균 입도는 0.51-5.58 Ø(평균 3.98 Ø) 범위였으며 외만에서부터 내만으로 증가하였고, 수로에서 육지 방향으로 증가하였다. 일부 원소를 제외한 대부분의 금속 농도는 입자의 크기가 작아지고 비표면적이 증가함에 따라 증가하였다. 미량금속의 농도를 조절하는 요인을 추정하기 위하여 요인분석(factor analysis)을 실시하여, 총 3개의 요인을 추출(총 변이의 92.7%) 하였다. 요인 1은 총 변이의 71.3%를 설명하였는데 입도 요인이었고, 요인 2는 총 변이의 14.2%를, 요인 3에서는 총 변이의 7.2%를 설명하였다. 배경농도를 이용하여 농축인자를 계산하였다. 농축인자가 1.5 이상인 금속과 그 시료 수는 Cr 4개(정점 1, 16, 27, 39)와 Pb 1개(정점 39)였으나 이 들 금속에 대한 용출 금속 농도에서는 타 시료와 차이가 없었다. 가로림만의 총 금속 농도에 대한 1M HCl 용출 금속 농도의 백분율은 Pb~Co>Cu>Zn~Mn>Ni>Cr 순서로 감소하였으며 Pb은 입도에 따른 변화를 보였으나 다른 금속들은 모래를 제외하면 매우 일정한 값을 보였다. 이 값을 오염된 지역 및 청정 해역과 비교하면 모든 지역에서 Cu, Zn 및 Pb의 농도 수준과 관련없이 금속별 백분율이 유사하였다. 이는 1M HCl 용액과 퇴적물 구성 성분 사이의 반응 여부에 따른 결과라고 판단되고, 농축 정도를 판단하는데 이 용출 비율을 사용하는 것은 한계가 있음을 나타낸다.