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본정 함금 폐광산 주변수계 내 Au와 중금속의 거동 및 지화학적 특성 (Behavior and Geochemical Characteristics of Au and Heavy Metals in the Water System at the Abandoned Bonjeong Gold Mine)

  • 조강희;김봉주;오스지;최낙철;박천영
    • 지질공학
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    • 제23권4호
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    • pp.363-373
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    • 2013
  • 본 연구에서는 폐광된 전남 광양 본정광산의 토양, 산성광산배수 및 수계에 형성된 하상퇴적물에 대해서 거리에 따른 Au 및 중금속의 분포 및 거동특성을 파악하고자 하였다. AMD와 하상퇴적물로부터 Au의 화학적 존재형태 및 지구화학적 특성을 확인하기 위해 왕수분해, 연속추출, XRD 및 이화학 분석을 실시하였다. 폐석적치장 토양과 하상퇴적물에 대한 XRD분석을 실시한 결과 토양에서는 석영, 고령석, 하상퇴적물에서는 석영, 침철석이 관찰되었다. 거리에 따른 산성광산배수의 물리화학분석을 실시한 결과 수계의 pH와 Eh 범위는 각각 3.00에서 3.19, 396에서 450 mV를 나타나고 있다. 산성광산배수의 Au 함량은 0.68~0.97 mg/L 범위로 상류에서 하류로 갈수록 감소하는 경향을 보이며, 하류에서는 불검출로 나타났다. 이는 수계의 Au 함량이 환경적 영향(pH, 산화환원전위, 침전, 흡착)을 받기 때문이다. 거리에 따른 하상퇴적물의 Au 함량은 13.76~22.85 mg/kg의 범위를 보인다. 연속추출을 통한 하상퇴적물의 Au 존재형태는 이온교환성 형태 10.84%, 탄산염 결합형태 11.09%, 철-망간 수산화물 형태 25.53%, 유기물-황 결합형태 26.62% 및 잔류성 형태 24.61%로 나타난다.

대전지역 상수도 물의 계절변화에 따른 물리화학적 불균질 (Physicochemical Heterogeneity of the Supply Water Quality depending on Seasonal Changes in the Taejon Area, Korea)

  • 이현구;이찬희;서호택
    • 자원환경지질
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    • 제33권6호
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    • pp.505-517
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    • 2000
  • This study was undertaken to provide a drinking water quality on the basis of physicochemical properties. In this study, the 25 samples of supply waters of the Taejon area were sampled twice (February and August in 1999). Hydrochemistry of the supply water belongs to the $Ca^{2+}$-${HCO_3}^{-1}$ type, whereas the supply water was characterized by the relatively significant enrichment of ${Ca}^{2+}$, ${Na}^{2+}$, ${K}^{2+}$, ${Cl}^{2+}$ ions and heavy metals compared to the original water from the Daecheong lake. Generally, the supply water has a mean values for $10.7^{\circ}C$ of temperature, 6.86 of pH, -12 mV of Eh, 88 ${\mu}S$/cm of EC and 70.379 mg/l of TDS in February, whereas the waters of the same sites in August are a slightly high temperature ($26.1^{\circ}C$), TDS (78.069 mg/l) and extremely high EC (442 ${\mu}S$/cm) value. These values are similar with physicochemical properties of the original lake water depending on the seasonal differences. Results of speciation calculation indicate that potentially toxic ions might exist mainly in the forms of free metal (${Cu}^{2+}$ or ${Zn}^{2+}$) and a small amount of ${CO_3}^{2-}$and ${OH}^{-}$in the supply water. The water seemed to be in equilibrium with kaolinite field of the normal stability diagrams for the natural water. Based on enrichment parameter of the supply water normalized by original lake water composition, the average value of those parameter can be calculated with nearly 1.00, but the those values for Cu+Zn possible source of decrepit pipe lines are 126.75 in February and 115.63 in August samples. The parameter values varied with sampling sites, however, do not exceed by chemistry of drinking water standard. Solid compounds remained on the membrane filter papers after filtration are adhered to pale yellow or yellowish brown colored dissolved solids and precipitates, which are coated by 0.02 to 0.35 mm thick per 500 ml with colloidal particles of about 1 to 2${\mu}m$ size. The particles are mainly Fe-Cu-Zn compounds and partly detected to Mn and Pb.

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Kiwifruit 과육에 존재하는 단백질분해효소의 특성과 열안정성 (Properties and Thermostability of Gelatin-degrading Proteinases in the Fruit of Actinidia chinensis (Kiwifruit))

  • 오순자;김성철;고석찬
    • 생명과학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.752-758
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    • 2002
  • 본 연구에서는 단백질분해효소의 산업적 이용을 위하여 kiwifruit 과육 속에 들어 있는 gelatin분해활성을 조사하였다. Kiwifruit 과육에는 3개의 단백질분해효소의 활성 밴드(PI, PII, PIII)가 관찰되었다. 단백질분해효소 PI은 220 kD, PII는 51 kD, PIII는 26 kD에 해당하는 것으로 추정할 수 있었다. 이들 단백질분해효소 PI, PII, PIII는 모두 pH 2.0~5.0 범위에서 높은 활성을 보였으며 pH 4.0에서 가장 높게 나타났다. 이들 단백질분해효소 PI, PII, PIII는 모두 cysteine proteinase 저해제인 E-64와 iodoacetate에 의해서 저해되었으며, cysteine proteinase를 촉진하는 DTT, cysteine 및 $\beta$-mercaptoethanol에 의해서 활성이 증가하였다. 그 중 단백질분해효소 PIII는 분자량과 효소의 특성으로 보아 actinidin (EC 3.4.22.14)과 동일한 것으로 판단되었다. 단백질분해효소 PI, PII, PIII는 모두 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$$Mn^{2+}$에 의해 촉진되었으며 $Zn^{2+}$$Hg^{2+}$에 의해 완전히 저해되는 것으로 나타났다. 하지만, $Co^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Al^{3+}$, $Fe^{3+}$ 등 금속이온의 영향이 다소 다르게 나타났다. Kiwifruit 과육의 단백질분해효소 PI, PII, PIII 중에서 PI과 PII는 온도가 증가함에 따라 활성이 점차 낮아졌으나 PIII는 비교적 안정한 것으로 조사되었다. 특히, PIII는 $50^{\circ}C$ 이내의 범위에서 48시간 경과시에도 75% 이상의 활성을 보여 이 범위의 온도에서는 상당 시간 동안 안정한 것으로 나타났다.

서울시 지하철 승강장의 스크린도어 설치 전·후 PM10 오염원의 기여도 비교 연구 (A Comparative Study on PM10 Source Contributions in a Seoul Metropolitan Subway Station Before/After Installing Platform Screen Doors)

  • 이태정;전재식;김신도;김동술
    • 한국대기환경학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.543-553
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    • 2010
  • Almost five million citizens a day are using subways as a means of traffic communication in the Seoul metropolitan. As the subway system is typically a closed environment, indoor air pollution problems frequently occurs and passengers complain of mal-health impact. Especially $PM_{10}$ is well known as one of the major pollutants in subway indoor environments. The purpose of this study was to compare the indoor air quality in terms of $PM_{10}$ and to quantitatively compare its source contributions in a Seoul subway platform before and after installing platform screen doors (PSD). $PM_{10}$ samples were collected on the J station platform of Subway Line 7 in Seoul metropolitan area from Jun. 12, 2008 to Jan. 12, 2009. The samples collected on membrane filters using $PM_{10}$ mini-volume portable samplers were then analyzed for trace metals and soluble ions. A total of 18 chemical species (Ba, Mn, Cr, Cd, Si, Fe, Ni, Al, Cu, Pb, Ti, $Na^+$, $NH_4^+$, $K^+$, $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Cl^-$, and ${SO_4}^{2-}$) were analyzed by using an ICP-AES and an IC after performing proper pre-treatments of each sample filter. Based on the chemical information, positive matrix factorization (PMF) model was applied to identify the source of particulate matters. $PM_{10}$ for the station was characterized by three sources such as ferrous related source, soil and road dust related source, and fine secondary aerosol source. After installing PSD, the average $PM_{10}$ concentration was decreased by 20.5% during the study periods. Especially the contribution of the ferrous related source emitted during train service in a tunnel route was decreased from 59.1% to 43.8% since both platform and tunnel areas were completely blocked by screen doors. However, the contribution of the fine secondary aerosol source emitted from various outside combustion activities was increased from 14.8% to 29.9% presumably due to ill-managed ventilation system and confined platform space.

Si and Mg doped Hydroxyapatite Film Formation by Plasma Electrolytic Oxidation

  • Park, Seon-Yeong;Choe, Han-Cheol
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.195-195
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    • 2016
  • Titanium and its alloys are widely used as implants in orthopedics, dentistry and cardiology due to their outstanding properties, such as high strength, high level of hemocompatibility and enhanced biocompatibility. Hence, recent works showed that the synthesis of new Ti-based alloys for implant application involves more biocompatible metallic alloying element, such as, Nb, Hf, Zr and Mo. In particular, Nb and Hf are one of the most effective Ti ${\beta}-stabilizer$ and reducing the elastic modulus. Plasma electrolyte oxidation (PEO) is known as excellent method in the biocompatibility of biomaterial due to quickly coating time and controlled coating condition. The anodized oxide layer and diameter modulation of Ti alloys can be obtained function of improvement of cell adhesion. Silicon (Si) and magnesium (Mg) has a beneficial effect on bone. Si in particular has been found to be essential for normal bone and cartilage growth and development. In vitro studies have shown that Mg plays very important roles in essential for normal growth and metabolism of skeletal tissue in vertebrates and can be detected as minor constituents in teeth and bone. The aim of this study is to research Si and Mg doped hydroxyapatite film formation by plasma electrolytic oxidation. Ti-29Nb-xHf (x= 0, 3, 7 and 15wt%, mass fraction) alloys were prepared Ti-29Nb-xHf alloys of containing Hf up from 0 wt% to 15 wt% were melted by using a vacuum furnace. Ti-29Nb-xHf alloys were homogenized for 2 hr at $1050^{\circ}C$. Each alloy was anodized in solution containing typically 0.15 M calcium acetate monohydrate + 0.02 M calcium glycerophosphate at room temperature. A direct current power source was used for the process of anodization. Anodized alloys was prepared using 270V~300V anodization voltage at room. A Si and Mg coating was produced by RF-magnetron sputtering system. RF power of 100W was applied to the target for 1h at room temperature. The microstructure, phase and composition of Si and Mg coated oxide surface of Ti-29Nb-xHf alloys were examined by FE-SEM, EDS, and XRD.

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Morphology of RF-sputtered Mn-Coatings for Ti-29Nb-xHf Alloys after Micro-Pore Form by PEO

  • Park, Min-Gyu;Park, Seon-Yeong;Choe, Han-Cheol
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.197-197
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    • 2016
  • Commercially pure titanium (CP Ti) and Ti-6Al-4V alloys have been widely used for biomedical applications. However, the use of the Ti-6Al-4V alloy in biomaterial is then a subject of controversy because aluminum ions and vanadium oxide have potential detrimental influence on the human body due to vanadium and aluminum. Hence, recent works showed that the synthesis of new Ti-based alloys for implant application involves more biocompatible metallic alloying element, such as, Nb, Hf, Zr and Mo. In particular, Nb and Hf are one of the most effective Ti ${\beta}-stabilizer$ and reducing the elastic modulus. Plasma electrolyte oxidation (PEO) is known as excellent method in the biocompatibility of biomaterial due to quickly coating time and controlled coating condition. The anodized oxide layer and diameter modulation of Ti alloys can be obtained function of improvement of cell adhesion. Manganese(Mn) plays very important roles in essential for normal growth and metabolism of skeletal tissue in vertebrates and can be detected as minor constituents in teeth and bone. Radio frequency(RF) magnetron sputtering in the various PVD methods has high deposition rates, high-purity films, extremely high adhesion of films, and excellent uniform layers for depositing a wide range of materials, including metals, alloys and ceramics like a hydroxyapatite. The aim of this study is to research the Mn coatings on the micro-pore formed Ti-29Nb-xHf alloys by RF-magnetron sputtering for dental applications. Ti-29Nb-xHf (x= 0, 3, 7 and 15wt%, mass fraction) alloys were prepared Ti-29Nb-xHf alloys of containing Hf up from 0 wt% to 15 wt% were melted by using a vacuum furnace. Ti-29Nb-xHf alloys were homogenized for 2 hr at $1050^{\circ}C$. Each alloy was anodized in solution containing typically 0.15 M calcium acetate monohydrate + 0.02 M calcium glycerophosphate at room temperature. A direct current power source was used for the process of anodization. Anodized alloys was prepared using 270V~300V anodization voltage at room. Mn coatings was produced by RF-magnetron sputtering system. RF power of 100W was applied to the target for 1h at room temperature. The microstructure, phase and composition of Mn coated oxide surface of Ti-29Nb-xHf alloys were examined by FE-SEM, EDS, and XRD.

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클러치 스냅링부 파괴 예측을 위한 구조응력기법 연구 (A Study of Structural Stress Technique for Fracture Prediction of an Auto-Mobile Clutch Snap-Ring)

  • 김주희;명만식;오창식;김윤재
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권2호
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    • pp.175-183
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    • 2016
  • 복잡한 기계장치에 대한 내구신뢰성 평가는 단순한 응력해석을 통해 피로수명을 예측하는 것이 일반적인 방법이다. 하지만 기존 방법은 유한요소 해석 시 여러 가지 요인에 의해 일관된 응력해석 결과를 얻기 어려워 해석자에 따라 상이한 수명을 예측하는 단점을 지닌다. 하지만 구조응력을 기반으로 하는 내구신뢰성 평가 기법은 이러한 단점을 보완하여 보다 합리적인 결과를 제공해 준다. 구조응력기법은 유한요소 모델의 요소 수와 요소 형태에 무관하게 일관된 응력결과를 제공하기 때문에 신뢰성이 높은 내구도 평가 결과를 얻을 수 있다. 해석조건 및 환경에 독립적인 결과를 제공해 주는 구조응력은 최근 대형선박 설계 및 각종 기계장치의 피로수명 예측에 종종 활용되고 있어 보다 깊이 있고 체계적인 연구가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 (a) 유한요소모델의 형태에 상관없이 요소에 독립적인 구조응력 산출기법을 제시하고, (b) 이를 이용하여 자동차 클러치 스냅링부의 구조응력 산출하여 피로파괴를 예측하고자 한다.

한국 대한해협 대륙붕 표층 퇴적물의 특성과 세립퇴적물의 지구화학적 특성 (Characteristics of the bottom sediments from the continental shelf of the Korea Strait and some geochemical aspects of the shelf fine-grained sediments)

  • 박용안;김경렬
    • 한국해양학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.43-56
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    • 1987
  • 한국 동남해역의 일부, 남해해역의 일부 및 대한해협의 대륙붕에 관한 해양지 질학적이며 지구화학적 관점의 기초 해양학적 연구가 실시되었다. 본 연구해서의 대륙붕은 미세지형도인과 표층 퇴적물의 분포패턴등으로 내 대륙붕과 외대륙붕으로 구분되었다. 즉 내 대륙붕과 외 대륙붕의 경계지형은 약 80m수심의 해서이며 내 대륙붕의 해저는 해안선의 방향과 평행하는 발달 추세를 나타내는 반면 외 대륙붕 의 해저는 한국해협 해곡(KSR)등을 크고 작은 기복지형을 나타낸다. 내 대륙붕의 표층 퇴적물은 이토(mud)와 사질 실트로 구성된 세립질 퇴적상이며 외 대륙붕은 조립질 퇴적물(모래와 자갈)로 구성된 잔류퇴적상(relict sediment facies)을 나타낸 다. 내 대륙붕의 퇴적물은 외 대륙붕의 퇴적물보다 높은 $\varepsilon$$_{A1}$ 보이나 Ni, Cr, Cu 등의 오염영향을 거의 보이지 않는다. 그러나 Zn, Pb 등의 원소에 관한한 오염의 영향을 나타내는 것으로 해석된다. 본 연구 지역의 탄성파층서는 음향기 반암과 강한반사면 R에 의한 3층서단위로 구성된다. 이들은 하부로부터 기반암(음향), 하부퇴적층(B) 및 상부퇴적층(A)이며 상부퇴적층은 현세 퇴적층이며 하부퇴적층은 선 현세(pre-Holocene)퇴적층이다.다.

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국내 숲가꾸기산물을 이용한 목재펠릿의 제조와 품질 (Wood Pellet Production using Domestic Forest Thinning Residues and their Quality Characteristics)

  • 안병준;김용식;이오규;조성택;최돈하;이수민
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제41권4호
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    • pp.346-357
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    • 2013
  • 본 연구에서는 국내 숲가꾸기산물을 이용하여 목재펠릿을 제조하고 품질을 분석하였다. 원료는 일본잎갈나무(Larix kaempferi C.)와 활엽수 혼합 수종을 사용하였으며, 말구직경 6 cm를 기준으로 침엽수와 활엽수로 구분하였다. 분쇄 후 건조된 원료를 이용하여 목재펠릿을 제조하였다. 분쇄와 건조공정을 동일 조건에서 수행하였음에도 불구하고, 원료의 물리 화학적 차이에 따라 생산되는 목재펠릿의 품질에 차이가 발생하였다. 활엽수 혼합수종으로 제조한 목재펠릿은 회분이 1.6% 이상으로 분석되었으며, 일본잎갈나무의 경우에는 직경 6 cm 이하의 소경목에서 회분이 1.0%를 초과하였다. 목재펠릿을 제조하기 이전의 원료 상태에서와 비교하여 제조 후에 회분함량이 0.01~0.1% 정도 상승하는 것을 확인하였다. 발열량에서는 일본잎갈나무가 활엽수 혼합 원료에 비해 약 198 kcal/kg 정도 높았으며, 모든 시료에서 4,300 kcal/kg 이상으로 목재펠릿 원료로 적합한 것으로 분석되었다. 또한, 원료 상태보다 목재펠릿 제조 후 발열량이 일부 상승하는 것을 확인하였다. 원료에 포함된 주요 무기물은 수종 및 분류에 관계없이 Ca, K, Mg, Mn, Fe 등이었으며, 장기 연속 운전을 위해서는 연소기 내 클링커 형성을 억제할 수 있는 연소 방법의 개발이 요구된다. 동일한 펠릿 제조 조건에서 원료에 의해 제품 간의 품질 편차가 크게 발생할 수 있으며, 이를 극복하고 생산성 및 품질 향상을 위해서는 원료에 따른 공정 최적화가 중요한 요소임을 확인하였다.

나림광산 수계의 토양과 퇴적물에 관한 지구화학적 특성: 중금속 원소의 분산, 부화 및 기원 (Geochemical Characteristics of Soils and Sediments at the Narim Mine Drainage, Korea: Dispersion, Enrichment and Origin of Heavy Metals)

  • 이찬희;이현구;이종창
    • 자원환경지질
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    • 제31권4호
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    • pp.297-310
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    • 1998
  • Geochemical characteristics of environmental toxic elements at the Narim mine area were investigated on the basis of major, minor, rare earth element geochemistry and mineralogy. Ratios of $Al_2O_3/Na_2O$ and $K_2O/Na_2O$ in soils and sediments range from 11.57 to 22.21 and from 1.86 to 3.93, and are partly negative and positive correlation against $SiO_2/Al_2O_3$ (3.41 to 4.78), respectively. These suggested that sediment source of host granitic gneiss could be due to rocks of high grade metamorphism originated by sedimentary rocks. Characteristics of some trace and rare earth elements of V/Ni (0.33 to 1.95), Ni/Co (2.00 to 6.50), Zr/Hf (11.27 to 53.10), La/Ce (0.44 to 0.55), Th/Yb (4.07 to 7.14), La/Th (2.35 to 3.93), $La_N/Yb_N$ (6.58 to 13.67), Co/Th (0.63 to 2.68), La/Sc (3.29 to 5.94) and Sc/Th (0.49 to 1.00) are revealed a narrow range and homogeneous compositions may be explained by simple source lithology. Major elements in all samples are enriched $Al_2O_3$, MgO, $TiO_2$ and LOI, especially $Fe_2O_3$ (mean=7.36 wt.%) in sediments than the composition of host granitic gneiss. The average enrichment indices of major and rare earth elements from the mining drainage are 2.05 and 2.91 of the sediments and are 2.02 and 2.60 of the soils, normalizing by composition of host granitic gneiss, respectively. Average composition (ppm) of minor and/or environmental toxic elements in sediments and soils are Ag=14 and 1, As=199 and 14, Cd=22 and 1, Cu=215 and 42, Pb=1770 and 65, Sb=18 and 3, Zn=3333 and 170, respectively, and extremely high concentrations are found in the subsurface sediments near the ore dump. Environmental toxic elements were strongly enriched in all samples, especially As, Cd, Cu, Pb, Sb and Zn. The level of enrichment was very severe in mining drainage sediments, while it was not so great in the soils. Based on the EPA value, enrichment index of toxic elements is 8.63 of mining drainage sediments and 0.54 of soils on the mining drainage. Mineral composition of soils and sediments near the mining area were partly variable being composed of quartz, mica, feldspar, amphibole, chlorite and clay minerals. From the gravity separated mineralogy, soils and sediments are composed of some pyrite, arsenopyrite, chalcopyrite, sphalerite, galena, goethite and various hydroxide minerals.

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