• 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.

• 분석과학
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• 제37권1호
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• pp.63-78
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• 2024

The continuous increasing of the global demand of copper and nickel metals raises the interest in developing alternative technologies to produce them from copper sulfide ore. Also, in line with Egypt's vision 2030 for achieving the sustainable socioeconomic development which aims at developing alternative and eco-friendly technologies for processing the Egyptian ores to produce these strategic products instead of its importing. These metals enhance the advanced electrical and electronic industries. The current work aims at investigating the recovery of copper and nickel from Abu Swayeil copper ore using pug leaching technique by sulfuric acid. The factors affecting the pug leaching process including the sulfuric acid concentration, leaching time and temperature have been investigated. The copper ore sample was characterized chemically using X-ray fluorescence (XRF) and scanning electron microscope (SEM-EDX). A response surface methodology develops a quadratic model that expects the nickel and copper leaching effectiveness as a function of three controlling factors involved in the procedure of leaching was also investigated. The obtained results showed that the maximum dissolution efficiency of Ni and Cu are 99.06 % and 95.30%, respectively which was obtained at the following conditions: 15 % H₂SO₄ acid concentration for 6 hr. at 250 ℃. The dissolution kinetics of nickel and copper that were examined according to heterogeneous model, indicated that the dissolution rates were controlled by surface chemical process during the pug leaching. The activation energy of copper and nickel dissolution were 26.79 kJ.mol^-1 and 38.078 kJ.mol^-1 respectively; and the surface chemical was proposed as the leaching rate-controlling step.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권12호
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• pp.4671-4677
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• 2023

For the first time Pb, Ni, and Cu nanocomposites were synthesized by versatile solution combustion synthesis using Aloevera extract as a reducing agent, to study the potential applications in X-ray/gamma, neutron, and Bremsstrahlung shielding. The synthesized Lead-Nickel-Copper (LNC) nanocomposites were characterized by PXRD, SEM, UV-VIS, and FTIR for the confirmation of successful synthesis. PXRD analysis confirmed the formation of multiphase LNC NCs and the Scherrer equation and the W-H plot gave the average crystal sizes of 19 nm and 17 nm. Surface morphology using SEM and EDX confirmed the presence of LNC NCs. Strong absorption peaks were analyzed by UV visible spectroscopy and the direct energy gap is found to be 3.083 eV. Functional groups present in the LNC NCs were analyzed by FTIR spectroscopy. X-ray/gamma radiation shielding properties were measured using NaI(Tl) detector coupled with MCA. It is found to be very close to Pb. Neutron shielding parameters were compared with traditional shielding materials and found LNC NCs are better than lead and concrete. Secondary radiation shielding known as Bremsstrahlung shielding characteristics also studied and found that LNC NCs are best in secondary radiation shielding. Hence LNC NCs find shielding applications in ionizing radiation such as X-ray/gamma and neutron radiation.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권3호
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• pp.393-398
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• 2012

지형 특성에 따른 논토양 화학성변화를 조사하기 위해 전북지역 논 300개 지점에서 토양 물리화학성 및 중금속함량을 조사하였다. 논토양 분포 지형은 곡간 및 선상지 43.0%, 하해혼성평탄지 39.3%, 하성평탄지 15.0%, 홍적대지 2.7% 순이었다. 토양성분별 적정비율은 pH 65.3%, CEC 48.3%, 유효인산 22.3%이었고, 부족비율은 유기물 63.3%, 치환성 $K^+$ 61.3%, $Ca^{2+}$ 51.0%, $Mg^{2+}$ 59.3%, 유효규산 75.7%이었다. 곡간 및 선상지의 논토양 유형은 미숙답과 사질답이 각각 34.4과 33.6%이었고, 하성평탄지는 사질답 57.8%, 하해혼성평탄지는 보통답 47.4%, 홍적대지는 미숙답이 75.7%이었다. 곡간 및 선상지형의 토성은 양토가 53.5%를 차지하고, 하성평 탄지는 사양토 37.8%, 하해혼성평탄지에서는 미사질양토가 55.1%를 차지하고 있었다. 지형에 따라 pH와 유기물함량은 차이가 없었고, 유효인산은 홍적대지에서 224 mg $kg^{-1}$로 적정범위를 초과하였고, 치환성양이온은 곡간 및 선상지에서 $Ca^{2+}$을 제외하고 모두 적정범위에 분포하였다. 유효규산은 112~127 mg $kg^{-1}$ 수준으로 모든 지형에서 적정수준에 미치 지 못하였다. 토양 pH는 유효규산, 치환성 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Na^+$, CEC, 치환성 $K^+$ 순으로 정의 상관관계, 토양유기물 함량은 CEC, 유효인산, 치환성 $Ca^{2+}$, 유효규산과 정의 상관관계를 보 였다. 논토양의 Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn은 토양오염우려기준의 약 10%, As는 약 20~30%수준으로 분포하고 있어 전북지역 논토양은 안전한 것으로 조사되었다.

• 한국환경생태학회지
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• 제26권5호
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• pp.694-706
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• 2012

본 연구는 주남저수지의 수질, 퇴적물, 저서성 무척추대형동물, 어류, 수생식물을 조사 및 분석함으로서 수생태계의 보전과 복원을 위한 기초자료 제공에 그 목적이 있다. 수질분석 결과, 수소이온농도(pH)는 8.2~8.4, 화학적 산소요구량(COD)은 6.0~7.5mg/L, 부유물질량(SS)은 10.0~10.3mg/L, 용존산소량(DO)은 8.3~11.5mg/L, 총인량(T-P)은 0.1mg/L, 총질소량(T-N)은 1.2~1.3mg/L로 나타났다. 퇴적물의 경우 Cd(카드뮴)는 0.47~0.52mg/kg, Cu(구리)는 7.08~7.43 mg/kg, As(비소)는 0.22~0.32mg/kg, Hg(수은)는 0.02~0.03mg/kg, Pb(납)는 6.20~7.45mg/kg, Ni(니켈)는 32.80~39.70mg/kg, F(불소)는 513.0~543.0mg/kg, Zn(아연)은 137.0~140.0mg/kg으로 나타났으며, $Cr^{6+}$(6가크롬)은 검출되지 않았다. 저서성 대형무척추동물은 3문 5강 9목 26과 33속 39종 432개체가 있는 것으로 확인되었으며, 저서성 대형무척추동물의 생태점수(ESB)는 25로 나타났다. 어류는 8과 14종으로 나타났으며, 생태계교란야생동식물은 큰입배스와 파랑볼우럭 등 2분류군이었다. 수생식물은 28과 42속 56종 1아종 6변종 등 총 63분류군으로 확인되었으며, 정수식물은 38분류군(60.3%), 부엽식물은 5분류군(7.9%), 부유식물 및 침수식물은 각 10분류군(15.9%)로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.25-35
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• 2005

산업도시인 울산지역의 토양을 대상으로 단계별추출법을 통해 토양 내 축적된 중금속의 총 농도와 존재형태에 대해서 분석하였다. 울산지역을 오염배출원의 특성별로 6개(녹지, 주거지, 교통밀집, 기계 및 조선공단, 석유화학공단, 비철금속공단) 지역으로 구분하여 토양시료를 채취하였다. 연속추출법에 의하여 분석한 토양 중 중금속의 총 농도는 대체적으로 비철금속공단지역 >> 기계 및 조선공단지역 > 교통밀집지역 > 녹지 > 주거지의 순으로 나타났다. 거의 대부분의 지역에서 Cd, Cr 및 Ni은 50% 이상이 residual의 형태로 존재하였고 다음으로 Fe & Mn oxide 형태였다. 그러나 다른 지역보다 다소 높은 중금속 농도를 보였던 비철금속 공단지역에서는 residual의 존재비율이 낮았으며, 다른 지점에 비해 organic & sulfides의 비율이 높았다. Cu는 지역에 따라 다소 다른 존재형태를 보였다. Pb와 Zn은 Fe & Mn oxide가 가장 중요한 존재형태였고 Pb의 경우 그 다음으로 residual이 높은 존재형태를 보였다. 토양이나 빗물의 pH와 같은 환경 조건의 변화에 따라 쉽게 자연계로 유입될 수 있는 이동성을 가진 exchangeable 및 carbonates형태의 중금속이 차지하는 비율은 분석대상 전 지점에 걸쳐 대체적으로 낮은 것으로 나타났다. 그러나 비철금속 공단지역의 토양에서는 중금속의 총 농도가 심각하게 높게 나타났다. 그래서 토양 중 이동성 중금속의 상대적인 존재비율은 낮을지라도, 그 지역의 매우 높은 총 농도 때문에 많은 양의 중금속이 자연계에 유입될 가능성이 크다고 볼 수 있다. 따라서 배출원에서의 사전 오염방지 대책이나 중금속에 오염된 토양의 복원 등 긴급한 대책이 절실한 것으로 판단된다. 또한, 왕수추출법과 연속추출법에서 얻어진 중금속의 총 농도는 Cd를 제외하고 전 항목에 대해 높은 결정계수(0.7 < R2 < 0.9)를 보였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권4호
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• pp.519-534
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• 2019

여름철 인공호수(간월호, 부남호)로 부터의 담수방류시 천수만 수질(영양염, 유기물, 미량금속)에 미치는 영향을 평가하기 위해 2011년 6, 7, 8, 10월에 평상시와 담수방류 시기 각 2회씩의 해수를 채취하였다. 담수가 방류되면 용존 무기 질소(DIN)의 농도가 만내의 모든 수층에서 약 3-4배 증가하였고, 평상시 암모니아성 질소(NH₄⁺-N)가 우세하다가 담수방류시 질산성 질소(NO₃^--N)가 우세하였다. 용존 무기인(DIP)의 경우 내만 표층에서 절반으로 감소하였고 저층에서는 1.5배 증가하였으며 규산염(Si(OH)₄)은 내만 저층에서 2배 증가하는 모습을 보였다. Redfield ratio는 담수 방류시 인 제한 환경으로 바뀌었다. 용존 유기 탄소(DOC) 및 질소(DON)는 약 2배 증가하였고, 입자상 유기 탄소(POC), 질소(PON), 인(POP) 및 생물기원 규소(Bio-SiO₂)는 내만 표층에서 약 2배 이상 증가했다. 용존 금속(Fe, Co, Ni, Cu)은 내만의 표층에서 증가하였으나, 용존 Cd의 경우 만의 표층에서 절반으로 감소하였다. 이와 같은 결과로 미루어 볼 때 영양염, 유기물 및 금속 농도가 높은 인공호수의 물이 만으로 유입되면, 천수만 내의 영양염 및 용존 유기물, 금속농도가 증가하고, 식물플랑크톤 대증식이 발생하여 표층에서 산소 과포화, 저층에서 빈산소를 발생시킨다. 빈산소와 함께 내만의 저층에서는 매우 높은 농도의 영양염(DIN, DIP, Si(OH)₄) 농도가 존재하였다. 수질 평가 지수값을 통해 천수만의 부영양화 정도를 평가한 결과, 평상시에는 3등급 이하로 나타나다가 방류시 5등급으로 바뀌게 됨을 알 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제39권12호
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• pp.1873-1879
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• 2010

본 연구에서는 서울지역에서 유통되고 있는 소비량이 많은 채소류의 중금속 함량을 조사해 국외기준과 비교하여 그 안전성을 평가하였다. 전국에서 재배되어 서울에서 유통되고 있는 채소류 20종 300건을 2009년 1월부터 10월까지 구입하여 중금속 8종(수은, 납, 카드뮴, 비소, 크롬, 니켈, 구리, 아연)을 수은분석기 및 ICP-OES를 이용하여 분석하였다. 시료의 분해는 산분해법을 이용하였으며 분석 장비로 사용된 ICP-OES 및 수은 분석기의 검출한계와 정량한계는 각각 0.0002~0.0018 mg/kg 및 0.0009~0.0065 mg/kg으로 감도가 높았다. 채소류 중 중금속 함량[평균(최소~최대), mg/kg]은 수은 0.0005(N.D~0.007), 납 0.011(N.D~0.259), 카드뮴 0.012(N.D~0.188), 비소 0.002(N.D~0.142), 크롬 0.100(0.019~0.954), 니켈 0.093(0.003~1.231), 구리 1.098(0.072~36.29), 아연 3.480(0.485~21.31)이었다. 본 연구를 통해 얻어진 결과들 중 수은, 납, 카드뮴, 비소, 구리, 그리고 아연은 기존 연구들과 유사하였으며 크롬, 니켈은 낮은 수준이었다. 납과 카드뮴의 경우 채소류 중 중금속 기준을 초과한 것은 한 건도 없었다. 또한 2005년 국민영양조사 결과보고서의 1일 섭취량을 근거로 FAO/WHO의 중금속 잠정주간섭취허용량과 비교하면 Hg, Pb 및 Cd는 각각 0.44%, 1.98% 및 7.71%의 낮은 수준으로 식이를 통한 안전에는 문제가 없는 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 아직 세부 기준이 설정되지 않은 채소류에 대한 중금속 기준을 설정하는데 있어 과학적 근거 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제5권1호
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• pp.44-55
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• 1998

소위 강릉 탄전 지대의 중앙부에 위치한 강원도 강릉시 강동면 지역에는 많은 하천들이 폐탄광으로부터의 산성 광산 배수에 의해 심하게 오염되고 있으며, 그 중 임곡천은 그 오염 정도가 가장 심각하다. 임곡천 오염의 주범은 영동 탄광 배수인데, 이로부터 임곡천에 유입되는 오염 성분은 Mg, Fe, Al, Si, Ca, Mn 및 SO$_4$, 등의 용존 주성분들과 Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Rb, Sr, Cd, Pb 및 U 등의 용존 부성분들이다 이들은 임곡천에 유입된 후 부유 고형물 보다는 주로 용존 고형물의 형태로 이동한다. 부유 고형물은 Fe와 Al 성분이 우세하며, 주로 하천으로부터 침전되고 있는 또는 그 이전에 침전한 화합물들로 구성되어 있다. 용존 오염 성분은 유로를 따라 이동하면서 가장 하류에 도달하기까지 많은 양이 침전 및 희석에 의하여 하천수로부터 제거되어, 임곡천 수는 동해로 유입되기 직전에 오염되지 않은 일반 하천수의 수질과 크게 다르지 않은 수질을 갖게 된다. 이는 임곡천 자체는 탄광 배수에 의해 심하게 오염되고 있으나, 동해는 탄광 배수에 의한 오염이 거의 진행되고 있지 않음을 나타내는 것이다. 동해가 탄광 배수에 의해 거의 오염되지 않고 있음은 해수 및 해저 퇴적물의화학 분석을 통하여 확인할 수 있다. 임곡천 하구수 및 해수의 화학조성은 세계 평균 해수의 함량과 별다른 차이를 보이지 않으며, 해저 퇴적물 내의 오염 성분의 함량도 어떠한 분포 및 경향성도 나타내지 않는다. 따라서 현재 탄광 배수로부터 공급된 오염 물질들이 임곡천을 통해 동해로 유입되는 양은 미미하며 또한, 해수의 막대한 양에 쉽게 희석되어 동해에 심각한 오염을 야기 시키지는 못할 것으로 생각된다. 그러나, 시간이 흐르면서 임곡천으로 유입되는 지류들이 탄광 배수에 의해 오염되고, 그 결과 오염 물질이 좀 더 하류쪽으로 다량 이동된다면, 동해도 가까운 장래에 탄광 배수에 의한 심각한 오염 가능성이 있다. 그러므로, 현재 심각한 오염이 진행중인 임곡천의 수질 개선 및 환경 개선에 대한 구체적인 방안 마련은 물론이고, 아직 동해의 오염이 심각하지 않은 지금 탄광 배수에 의한 동해의 오염 발생에 대한 대책과 예방책을 마련하는 것이 필요할 것이다.

• 자원환경지질
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• 제39권6호
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• pp.675-687
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• 2006

이 연구에서는 청풍지역 하상퇴적물에 대한 지구화학적 특성 규명을 통해, 주성분원소 및 미량원소에 대한 청풍지역의 자연배경치를 제시하고, 지구화학적 재해에 대해 예견하고자 한다. 이를 위해 물이 흐르고 있는 1차 수계를 대상으로 하상퇴적물시료를 채취하였고, 실험실에서 자연건조 시켰으며, 화학적 분석을 위해 알루미나 몰타르를 이용하여 200메쉬 이하로 분쇄하였다. 주성분원소 및 미량성분원소는 XRD, XRF, ICP-AES, NAA를 이용하여 분석하였다. 청풍지역 하상퇴적물의 기반암에 따른 지질집단별 지구화학적 특성 비교를 위해, 화강암질편마암지역, 메타텍틱편마암지역, 다도응회암지역, 유치역암 지역, 능주용암지역으로 분류하였다. 청풍지역 하상퇴적물 전체에 대한 주성분원소 함량은 $SiO_2\;47.31{\sim}72.81\;wt.%,\;Al_2O_3 \;11.26{\sim}21.88\;wt.%,\;Fe_2O_3\;2.83{\sim}8.39\;wt.%,\;CaO\;0.34{\sim}7.54\;wt.%,\;MgO\; 0.55{\sim}3.59\;wt.%,\;K_2O\;1.71{\sim}4.31\;wt.%,\;Na_2O\;0.56{\sim}2.28\;wt.%,\;TiO_2\;0.46{\sim}1.24\;wt.%,\;MnO\;0.04{\sim}0.27\;wt.%,\;P_2O_5\;0.02{\sim}0.45\;wt.%$이다. 청풍지역 하상퇴적물 전체에 대한 미량성분원소 및 희토류원소 함량은 $Ba\;700ppm{\sim}8990ppm,\;Be\;1.0{\sim}3.50ppm,\;Cu\;6.20{\sim}60ppm,\;Nb\;12{\sim}28ppm,\;Ni\;4.4{\sim}61ppm,\;Pb\;13{\sim}34ppm,\;Sr\;65{\sim}787ppm,\;V\;4{\sim}98ppm,\;Zr\;32{\sim}164ppm,\;Li\;21{\sim}827ppm,\;Co\;3.68{\sim}65ppm,\;Cr\;16.7{\sim}409ppm,\;Cs\;72{\sim}37.1ppm,\;Hf\;4.99{\sim}49.2ppm,\;Rb\;71.9{\sim}649ppm,\;Sb\;0.16{\sim}5.03ppm,\;Sc\;4.97{\sim}5ppm,\;Zn\;26.3{\sim}375ppm,\;Ce\;60.6{\sim}373ppm,\;Eu\;0.82{\sim}6ppm,\;Yb\;0.71{\sim}10ppm$의 범위를 보였다.