• 한국토양비료학회지
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• 제43권6호
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• pp.837-843
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• 2010

토양광물 종류별 토양의 점토활성도를 구분하기 위하여 우리나라 390개 토양통을 점토광물과 함수산화광물을 기준으로 점토광물 조성이 다른 7개의 토양을 선정하여 토양광물 종류에 따른 점토의 CEC와 비표면적을 비교하였다. 토양 CEC에 대한 점토의 비가 0.7 이상인 토양은 사암을 모재로 Chlorite를 주광물로 하는 토양, 안산암질반암을 모재로 Smectite를 함유한 토양, 화산재를 모재로 Allophane과 Ferrihydrite가 주광물로 이루어진 토양이었으며, 점토활성도 0.3-0.7인 토양은 회장석을 모재로 Kaolin이 주광물 토양, 하성퇴적토를 모재로 Kaolin, Illite, Vermiculite가 혼합된 토양이었다. 또한 점토활성도 0.3이하인 토양은 화강암 및 화강편마암 모재의 Kaolin을 주광물로 Geothite와 Hematite가 함유된 적황색계 토양, 석회암 모재의 Illite와 Vermiculite를 주광물로 Gibbsite, Geothite, Hematite가 함유된 적황색계 토양이었다. 토양의 점토활성도는 점토의 CEC, 점토의 비표면적과 상관이 있어서 점토활성도가 높은 토양에서는 점토의 CEC가 높고 점토의 비표면적이 넓었다. 따라서 토양의 점토활성도는 기존의 점토광물의 정성과 정량분석을 실시하지 않고도 토양의 일반적인 분석을 통하여 토양 중 점토광물의 조성을 추정하고 토양의 물리-화학적 특성을 예측하는데 유용한 기준이 될 것으로 생각된다.

• Environmental Engineering Research
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• 제22권3호
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• pp.255-265
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• 2017

Polyelectrolytes are commonly used as flocculants in drinking water treatment. However the growing concerns about their toxicity have motivated the search for biocompatible flocculants. Here, we show that gelatin, a natural amphoteric polyelectrolyte, can be effectively adsorbed on clay surfaces and can potentially be a suitable substitute for existing flocculants. The adsorption of gelatin from its aqueous solution onto the mineral clay surfaces at different conditions was systematically investigated using the design of experiments methodology. The gelatin adsorption was found to vary considerately with pH variation showed a maximum adsorption at its isoelectric point. The amount of adsorbed gelation increased with increasing pH from 3 to 5, attained a maximum at pH 5 and then decreased with increasing pH from 5 to 11. Similarly, the amount of adsorbed gelatin showed decreasing trends around salt concentration of 0.05 M and temperature $35^{\circ}C$. On the other hand, the adsorption was continuously increased with time and polymer concentration in the range of 0.1-0.9 mg/dL. Finally, the jar tests confirmed the ability of gelatin for using a natural flocculant for water treatment.

• 방사성폐기물학회지
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• 제19권1호
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• pp.39-49
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• 2021

The behaviors of various desorption agents were investigated during the desorption of cesium (Cs) from samples of clay minerals and actual soil. Results showed that polymeric cation exchange agents (polyethyleneimine (PEI)) efficiently desorbed Cs from expandable montmorillonite, whereas acidic desorption solutions containing HCl or PEI removed considerable Cs from hydrobiotite. However, most desorption agents could desorb only 54% of Cs from illite because of Cs's specific adsorption to selective adsorption sites. Cs desorption from an actual soil sample containing Cs-selective clay mineral illite (< 200 ㎛) and extracted from near South Korea's Kori Nuclear Power Plant was also investigated. Considerable adsorbed 137Cs was expected to be located at Cs-selective sites when the 137Cs loading was much lower than the sample's cation exchange capacity. At this low 137Cs loading, the total Cs amount desorbed by repeated washing varied by desorption agent in the order HCl > PEI > NH4+, and the highest Cs desorption amount achieved using HCl was 83%. Unlike other desorption agents with only cation exchange capabilities, HCl can attack minerals and induce dissolution of metallic elements. HCl's ability to both alter minerals and induce H+/Cs+ ion exchange is expected to promote Cs desorption from actual soil samples.

• 한국광물학회지
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• 제27권4호
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• pp.271-281
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• 2014

점토광물의 물리화학적 특성에 대한 분자 또는 원자 스케일의 연구 중요성이 강조되고 있다. 그러나 실험만으로는 광물의 미시적 현상을 이해하기 어려운 경우가 많다. 특히 2:1 점토광물 팔면체에 존재하는 수산기(hydroxyl)가 금속 양이온 흡착과정에 큰 역할을 한다는 가정은 X-ray를 이용하는 실험만으로는 명확하게 테스트하기 어렵다. 이번 논문에서는 점토광물 내의 수산기 연구에 대한 전산광물학(computational mineralogy) 이용 가능성에 대하여 조사하였다. 점토광물의 기본구조인 팔면체 층만으로 구성된 광물, 1:1 구조를 갖는 광물, 2:1 구조를 갖는 광물 중 대표적인 이팔면체 및 삼팔면체 층상규산염 광물을 선별하여 구조최적화를 실시하였다. 분자역학적(molecular mechanics) 계산과 양자역학적(quantum mechanical) 계산 모두 실험값의 격자상수(lattice parameters)를 잘 재현할 수 있었다. 그러나, 사면체층과 팔면체의 구조적 뒤틀림(structural distortion) 등 광물 내부구조를 기존 실험결과와 비교했을 때, 양자역학적 계산결과가 분자역학적 방법을 이용한 결과 보다 더 낮은 오차를 보였다. 파이로필라이트(pyrophyllite) 수산기가 (001)면과 이루는 각은, 수산기의 H(proton)과 사면체의 Si 양이온 간의 척력으로 결정되는데, 양자역학적 방법은 약 $25-26^{\circ}$로 예측하였고, 분자역학적 방법은 약 $35^{\circ}$ 정도로 양자역학계산 결과와 무려 $10^{\circ}$의 큰 차이를 보였다. 전산광물학은 점토광물 구조연구에 신뢰성이 매우 높은 연구방법으로 양이온 흡착과정 중 수산기의 역할 규명에 사용될 수 있다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제20권4호
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• pp.169-179
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• 2015

황해 군산분지 니질 퇴적물 이동양상을 알아보기 위하여, 표층 퇴적물과 코어 퇴적물 시료에 대한 점토광물 함량 공간분포 및 이동 경로 분석을 실시하였다. 표층 퇴적물의 점토광물 함량은 일라이트가 63.4~71.9%로 가장 우세하고, 다음으로 녹니석(15.1~20.2%), 고령석(10.3~17.2%), 스멕타이트(02~6.9%) 순으로 나타났다. 전반적으로 스멕타이트는 연구지역의 남부에서 상대적으로 높은 값을 보이며, 일라이트는 연구지역의 북쪽 중앙부, 그리고 고령석+녹니석은 연구지역의 북동부에서 상대적으로 높은 값을 보인다. 점토광물의 이동경로 파악을 위해 해저 수로 방향과 조석류 경로를 고려한 각 점토광물의 함량변화 추이를 살펴본 결과, 스멕타이트의 경우는 남쪽 황해 해곡에서 북쪽으로 갈수록 감소하는 뚜렷한 경향을 보였으나, 고령석+녹니석은 한국의 연안과 가까운 연구지역의 북동쪽에서 상대적으로 높은 함량을 보였다. 이러한 결과는 스멕타이트는 연구해역의 남쪽으로부터 반면, 고령석+녹니석은 한국 연안쪽으로부터 유입되었음을 보여준다. 코어 퇴적물 분석 결과, 현생 퇴적층에서 스멕타이트의 함량은 상부로 갈수록 감소하고, 대조적으로 고령석+녹니석의 함량은 증가하는 경향을 보인다. 이는 해수면 상승이 완료된 이후 중국으로부터 유입된 니질 퇴적물은 점차 감소하고 한국으로부터 유입된 니질 퇴적물은 상대적으로 증가했음을 보여준다.

• 지질공학
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• 제24권3호
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• pp.411-421
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• 2014

이 연구의 목적은 2011년 경기도 용인시에서 발생한 산사태 지역을 대상으로 산사태 발생에 영향을 끼치는 팽창성 점토광물 및 지형분석을 통한 산사태 발생 원인을 분석하는 것이다. XRD, XRF, 분광분석 및 아스터(ASTER) 위성영상을 이용하여 점토광물 분석과 현장조사를 통한 산사태 발생원인과 취약지역을 분석하였다. 일라이트는 0.9와 $1.0{\mu}m$ 인근파장대역에서 $Fe^{2+}$와 $Fe^{3+}$의 흡수가 나타났으며 1.4와 $1.9{\mu}m$ 인근파장대역에서 OH와 $H_2O$의 강한 흡수 특성이 일어났다. 추가적으로 2.2, 2.3과 $2.4{\mu}m$ 인근파장대역에서 Al-hydroxyl이 나타났다. 흡수 특징은 아스터 위성영상의 밴드 5, 6, 7에서 일치하였고, $SWIR_{Illite}$ 밴드연산을 이용하여 일라이트 영상을 추출하였다. 분석 결과를 바탕으로 팽창성 점토광물에 의한 산사태 해석에 아스터 위성영상의 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국광물학회지
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• 제20권3호
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• pp.203-212
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• 2007

2001년 황해 2차 탐사에서 채취된 89개 표층 퇴적물 시료에 대하여 고분해능 X선 회절분석기와 Siroquant v.3.0 프로그램을 이용하여 광물조성을 구하였다. 황해 표층 퇴적물은 주구성광물(석영 57.8%, 사장석 16.0%, 알카리 장석 10.0%), 점토광물 및 방해석 등으로 구성되어 있다. 점토광물 중에는 일라이트(8.7%)가 가장 많고, 녹니석(2.6%)이 두번째로 많으며, 카올리나이트(0.6%)는 매우 소량들어 있고, 스멕타이트는 존재하지 않는 것으로 밝혀졌다. 석영 함량은 황해의 가장자리에 많고, 산동 반도 남동쪽에서 제주도 남서쪽을 연결하는 북서-남동 방향을 따른 해역에서 매우 낮다. 이런 분포 경향은 조립질 퇴적물인 모래의 분포 경향과 일치한다. 이를 통하여 조립질 퇴적물은 많은 양의 석영으로 구성되어 있으며, 황해의 동쪽과 남서쪽으로 많은 양이 유입되었을 가능성이 크다고 추정할 수 있다. 일라이트의 분포는 석영과 반대되며, 세립질 퇴적물과 비슷한 경향을 나타낸다. 이것은 세립질 퇴적물의 상당한 양이 황해의 북서쪽으로부터 공급되었을 가능성을 보여준다. 이번 연구 결과만 가지고 황해 퇴적물의 근원지를 정확하게 규명하는 것은 힘들기 때문에, 이와 비슷한 일련의 연구가 계속되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국유기농업학회지
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• 제21권1호
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• pp.69-78
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• 2013

비가림하우스에서 고랭지배추 유기재배 시 시용량 및 토양비옥도에 따른 시용질소의 이용률과 배추의 수량성을 검토하였다. 무비구에서의 구중은 사양토 토양에서 현저히 낮았으며, 비옥도가 낮은 사양토에 비해 비옥도가 높은 식양토에서 높았다. 시비량에 따른 구중의 변화는 비옥도가 높은 식양토에 비해 비옥도가 낮은 사양토에서 더 크게 나타났다. 질소이용률은 토양의 비옥도가 높고, 질소시비량이 많을수록 낮았다. 질소함량 1%의 사양토에서도 계분퇴비 2톤/10a과 표준시비량 수준의 천연무기질자재의 시용으로 질소함량 6%의 식양토의 약 90% 수준의 수량을 나타냈다. 질소, 인산, 및 칼리질 천연광물자원인 구아노, 인광석 및 황산가리고토 등은 친환경 자재로서 균형적 시비를 꾀하는 유기재배에서 널리 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• 한국토양비료학회지
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• 제33권6호
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• pp.377-383
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• 2000

본 연구는 해수의 작용으로 운반퇴적된 해성토와 하천에 의해 집적생성된 하성토가 혼합된 삽교호 유역의 하해혼성충적토에서, 토양의 이화학적 특성과 토양광물 분포를 밝혀 토양 발달정도를 추정하고 지형적인 연관성이 토양광물 조성에 미친 영향을 구명하기위하여, 간척지 숙성화 정도가 상이한 광활통, 춘포통, 복천통, 공덕통의 논토양과 간석지 1지점에 대하여 토양 이화학적분석, 시차열분석, 열중량분석, X-선회절분석을 실시한 결과로서 다음과 같이 요약할 수 있다. 해안에 위치한 토양일수록 토양의 입경분포에서 미사와 점토함량은 증가하고, 토양산도와 치환성 Na가 높아지고 CEC는 약간 감소하는 경향을 보였으며, 공덕통이탄층의 CEC는 $65cmol^+kg^{-1}$이었다. 토양 중 모래의 주광물은 석영, 운모, 장석, 녹니석, 각섬석이었으며, 광활통과 춘포통은 운모, 복천통과 공덕통은 석영의 분포가 높았으며, 내륙에 위치하는 토양일수록 장석, 녹니석의 상대적 비율이 높아 상부 곡간지로부터 유입된 풍화퇴적물의 영향을 받은 것으로 추정된다. 공시토양 대부분의 주점토광물은 kaolinite, illite, vermiculice로 토양의 산도가 낮은 공덕통의 모재층은 hydroxy interlayered mineral이 함유되어 있었고, 점토광물의 분포는 내륙에서 해안으로 갈수록 1:1광물이 감소하고 2:1광물의 비율이 증가하는 경향이었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권4호
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• pp.365-372
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• 2006

[ $^{137}C_s$ ]의 토양침적으로 인한 농작물 오염 평가를 위한 동적격실모델이 제시되었다 토양침투(percolation), 쟁기질에 의한 토양혼합(soil mixing), 뿌리흡수(plant uptake), 용출(leaching to a deep soil), 토양고착(fixation to a clay mineral)이 모델에서 고려된 $^{137}C_s$의 주요 이동경로이며 $^{137}C_s$의 토양이동에 대한 토양특성(pH, 점토함량, 유기물함량, 이온교환성 K 농도)의 영향을 반영하기 위하여 Absalom 모델을 적용하였다. 모델의 검증을 위해 다른 토양특성을 가진 17종류의 논토양에서 2년 연속 벼를 재배하면서 수행한 $^{137}C_s$ 모의침적실험으로부터 구한 벼에 대한 $^{137}C_s$ 전이계수를 모델에 의한 예측치와 비교하였다. 측정된 벼의 $^{137}C_s$ 전이계수는 pH와 점토함량 변화에는 뚜렷한 경향을 보여주지 않았으나, 유기물함량의 증가 또는 이온교환성 K 농도의 감소에 따라 다소 증가하는 경향을 보여주었다. 측정된 전이계수는 모델에 의한 예측치와 대체적으로 유사한 값을 가졌다.