• 한국광물학회지
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• 제16권4호
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• pp.321-331
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• 2003

경남 하동군 옥종 일대에서 회장암의 풍화산물로 산출되는 황토에 대하여 깊이에 따른 광물 조성의 변화와 구리 흡착 특성에 대하여 연구하였다. 지표로부터 10 cm, 25 cm, 2∼3 m 및 3 m 이하에서 채취한 시료를 정량 XRD 분석한 결과 대부분의 시료는 카올리나이트와 할로이사이트로 구성되어 있었다. 상부에서 채취한 시료에는 침철석이나 깁사이트 같은 수산화 철­알루미늄 광물이 포함되어 있는데 반하여 하부에서 채취한 시료에는 이 광물들이 거의 포함되어 있지 않았다. 석영의 함량은 심도가 얕을수록 그 양이 많아지고, 카올리나이트의 함량은 반대되는 경향을 가진다. 구리용액의 흡착 실험 결과, pH 4부터 제거량이 급증하기 시작하여 pH 6에 도달하면 90％에 도달하며, pH 7 이상일 될 경우 99％ 이상 제거됨을 알 수 있다. 광물 조성의 차이가 흡착­제거 특성에 어느 정도 영향을 미치는 것으로 판단된다. 구리 이온의 농도가 높은 경우, 흡착 실험 결과와 MINTEQA2 프로그램에 의한 계산값은 잘 일치하였다. 그러나 구리 이온의 농도가 묽어질수록 일치하는 정도는 감소하였다. 이번 연구의 결과 침전은 구리 이온의 제거에 매우 결정적인 역할을 하는 것으로 밝혀졌으며, 구리 이온의 농도가 진한 경우 그 양상은 특히 더 심하였다. 구리 이온의 농도가 묽은 경우 실험값과 계산값 사이의 불일치는 변수값들의 선택, 충분하지 못한 반응 시간, 반응 자리에 대한 철저하지 못한 고려 등 여러 가지 원인이 있을 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제17권3호
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• pp.209-220
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• 2004

구리 흡착 실험과 MINTEQA2 및 FITEQL3.2 컴퓨터 프로그램을 이용하여 고성군 판곡리에서 산출되는 황토 현탁액의 구리 흡착 특성을 연구하였다 구리 흡착 실험은 pH, 구리 용액의 양, 전해질의 이온 세기를 변화시키면서 실시하였고, 구리의 농도는 유도결합플라즈마분광분석기를 사용하여 분석하였다. 첨가하는 구리 이온의 양과 pH가 증가할수록 흡착되는 구리 이온의 양도 증가한다. 특히 pH가 5.5에서 6.5로 변할 경우 급격한 흡착률의 증가가 있으며, pH 7.5에서 거의 100% 흡착된다. 배경 전해질의 이온 세기에 영향을 받지 않는 것으로 보아 구리 이온은 황토 표면과 내부권 복합체(inner-sphere complex)로써 아주 강한 화학적 결합을 하고 있는 것으로 판단할 수 있다. MINTEQA2 프로그램을 이용하여 구리의 화학종 분포를 계산한 결과, pH가 증가함에 따라 $Cu^{2+}$ 의 농도는 점점 감소하고 $Cu(OH)_2$ 농도는 점점 증가한다. FITEQL3.2 프로그램을 이용하여 황토의 표면을 규산염 광물 자리와 산화염 광물 자리로 나눈 two sites-three pKas 모델을 적용하여 흡착 양상을 모델링한 결과, 구리 용액의 부피가 2～6 mL인 경우 구리 흡착 평형 상수 값을 도출할 수 있었다. 철산화염 광물 반응 자리에 흡착되는 구리의 앙은 pH 4.5～6.5 범위에서 급격한 흡착 양상을 보이다가 그 이상 pH에서는 흡착되는 양이 조금씩 밖에 증가하지 않는다. 규산염 광물 반응 자리에 흡착되는 구리의 양은 구리 용액의 양이 적을 때는 미약하다가 구리 용액의 양이 커질 경우 그 양이 많아진다. 침전에 의하여 제거되는 구리의 양은 광물 표면 자리에 흡착되는 양과 비교하면 아주 적다. 구리 이온에 대한 흡착 친화도는 규산염 광물보다는 철산화염 광물이 더 큰 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권3호
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• pp.345-351
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• 2008

본 연구에서는 다양한 pH 조건에서 활성탄에 Fe(III)를 첨착시킨 Fe-첨착활성탄(Fe-AC)을 제조하였으며, 제조한 Fe-AC가 여과재질로서의 안정성 유무를 파악하기 위하여 내산성 실험을 수행하였다. 또한 Fe-AC의 중금속 제거능을 파악하기 위하여 회분식 실험을 수행하였다. 흡착제의 안정성 실험결과 모든 pH 조건에서 시간이 지날수록 철의 용출량은 증가하였지만, 용액의 pH가 높아질수록 철의 용출량이 감소하는 경향을 보였다. 용액의 pH를 2로 고정했을 경우 시간경과에 따라 철의 용출량이 점차 증가하여 12시간 후에는 Fe-AC에 함유된 총 철 함량의 13%가 용출되었으나, pH 3 이상에서 철의 용출량은 급격히 줄어들어서 무시할 수 있는 것으로 나타났다. 회분식 실험결과 Fe-AC에 의한 Cu(II) 제거는 흡착질의 농도가 감소하고 용액의 pH가 증가할수록 Cu(II)의 제거율은 증가하는 경향을 보였다. 모델링에 의한 흡착결과 예측은 이중확산층 이론에 의한 inner-sphere type의 표면착물화를 고려하여 MINTEQA2 프로그램을 사용하여 실시하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권7호
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• pp.712-720
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• 2008

호소나 하천바닥의 퇴적물에는 많은 양의 미량 금속이 함유되어 있으며, 퇴적물과 간극수 사이에는 미량 금속들의 교환이 일어난다. 간극수로 이동된 미량 금속들은 쉽게 수환경으로 확산되어 수생태계에 독성을 유발한다. 그러나 이러한 미량 금속들은 존재형태에 따라 수생물에 미치는 독성이 다르다. 따라서 본 연구에서는 경포호 등 10개의 동해안 석호에 대한 퇴적물의 간극수를 분석하고 화학종 분포 예측 프로그램(MINTEQA2)을 이용하여 미량 금속들의 존재형태를 예측하여 수환경에서의 독성여부를 확인하였다. 퇴적물에서 추출한 간극수의 미량 금속 분석결과를 예측 결과, K와 Na는 자유이온형태로 존재하고 있었으며, Al, As 및 Cr 등은 자유이온 형태를 비롯한 3$\sim$4개의 착물을 형성하였고 Ca, Co, Cd, Ni, Pb 및 Zn 등은 10개 이상의 다양한 착물을 형성하였다. 염분도가 높은 청초호 등(Group I호소)은 Cd, Co, Ni, Pb, Hg 및 Zn이 주로 염화 착물을 형성하였으며, Fe, Mn 및 Mg는 황산화 착물을 형성하였다. 그러나 염분농도가 낮은 천진호 등(Group II호소)은 Hg와 Cd가 염화 착물을 형성하였으며, Cu, Mg, Mn, Ni, Pb 및 Zn는 황산화 착물을 형성하였다. Fe는 Fe(OH)$_2{^+}$, Fe(OH)$_3$(aq) 등의 수산기 착물을 형성하였다. 또한 염분농도와 상관없이 Al, As 및 Cr은 전체 호소에서 수산기 및 산화형태의 착물을 형성하였다. 대부분 호소의 간극수에 존재하는 미량 금속들은 자유이온(M$^{x+}$)형태로 존재하고 있었으며, 그 외에 M$^{x+}$ + xCl$^-$와 M$^{2+}$ + SO$_4{^{2-}}$의 착물을 형성하고 있어 수환경으로 확산될 경우 생태계 독성 및 축척을 일으킬 것으로 생각된다.