• Title/Summary/Keyword: Mn-Al

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제주도 현무암 기원 토양의 바나듐 용출 특성 (Characteristics of Vanadium Leaching from Basaltic Soils of Jeju Island, Korea)

  • 현익현;양철신;윤성택;김호림;이민규;감상규
    • 한국환경과학회지
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    • 제25권11호
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    • pp.1541-1554
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    • 2016
  • To understand the characteristics of vanadium leaching from soils formed by the weathering of basalts, paleo soil at Gosan, Jeju Island, Korea, and several present-day soils from neighboring areas were collected. Leaching experiments were carried out by two approaches: 1) batch experiments under various geochemical conditions (redox potential (Eh) and pH) and 2) continuous leaching experiments under conditions similar to those of natural environments. From the batch experiments, leached vanadium concentrations were highest under alkaline (NaOH) conditions, with a maximum value of $2,870{\mu}g/L$, and were meaningful (maximum value, $114{\mu}g/L$) under oxidizing ($H_2O_2$) conditions, whereas concentrations under other conditions (acidic-HCl, $neutral-NaHCO_3$, and $reducing-Na_2S_2O_3$) were negligible. This indicated that the geochemical conditions, in which soil-water reactions occurred to form groundwater with high vanadium concentrations, were under alkaline-oxidizing conditions. From the continuous leaching experiments, the pH and leached vanadium concentrations of the solution were in the ranges of 5.45~5.58 and $6{\sim}9{\mu}g/L$, respectively, under $CO_2$ supersaturation conditions for the first 15 days, whereas values under $O_2$ aeration conditions after the next 15 days increased to 8.48~8.62 and $9.7{\sim}12.2{\mu}g/L$, respectively. Vanadium concentrations from the latter continuous leaching experiments were similar to the average concentration of groundwater in Jeju Island ($11.2{\mu}g/L$). Furthermore leached vanadium concentrations in continuous leaching experiments were highly correlated with pH and Al, Cr, Fe, Mn and Zn concentrations. The results of this study showed that 1) alkaline-oxidizing conditions of water-rock (soil) interactions were essential to form vanadium-rich groundwater and 2) volcanic soils can be a potential source of vanadium in Jeju Island groundwater.

자폐아동에 있어서 항산화 영양소 보충이 모발의 미네랄 함량 및 자폐성향에 미치는 영향 (Effect of Antioxidative Vitamin Supplementation on Mineral Contents in the Hair and Autistic Related Behaviors in Autistic Children)

  • 송원영;홍정희;박은주;이한우;최정화
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.237-243
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    • 2010
  • 본 연구에서는 소아정신과에서 자폐로 진단받은 아동을 대상으로 항산화비타민을 공급하기 전후를 비교하여 신체 계측과 모발 내 유해 무기질 함량, 혈장 내 항산화 체계를 관찰하였고 혈장 지질 및 간 기능에 미치는 영향, 자폐성향 측정 및 사회성숙도를 비교하였다. 항산화비타민 섭취 전과 후의 영양소 섭취량을 조사한 결과 섭취량에는 큰 차이를 보이지 않았다. 자폐아동에게 3개월간 항산화 비타민을 공급한 후 유해중금속 함량을 측정한 결과는 As, Pb 및 Al의 경우에는 항산화 비타민 공급 후 유의적인 차이를 나타내지 않았으나 감소하는 경향이었다. 그러나 Cd와 Hg은 항산화 비타민 공급 후 유의적으로 감소함을 관찰할 수 있었다. 학습장애에 영향을 미치는 미네랄인 Na, Cr도 항산화 공급 후 감소되어지는 것을 관찰하였으며 여러 항산화 효소들의 구성요소인 Fe, Zn, Mn 및 Se을 관찰한 결과 항산화비타민 공급 후 함량이 증가되었으나 유의적인 차이는 없었다. 혈중 serotonin을 측정한 결과는 항산화 비타민 섭취 전에 비해 섭취 후 serotonin 함량이 다소 증가하였으나 유의적인 차이는 없었으며 free radical 함량은 항산화비타민 섭취 전에 비해 섭취 후 free radical 함량이 23% 유의적으로 감소하였다. 따라서 본 연구를 통해 항산화 비타민이 모발 내 미네랄함량, 중금속 함량, free radical 함량 및 자폐성향 및 사회성숙도에 영향을 미치는 것으로 보아 자폐아동에게 항산화비타민의 보충이 자폐아동의 행동 및 발달장애를 개선시킨 것이라고 사료되어진다.

남극 킹조지섬 마리안소만에서 침강 입자와 금속 플럭스의 계절 변화 (Seasonal Variations of Settling Particles and Metal Fluxes at a Nearshore Site of Marian Cove, King George Island, Antarctica)

  • 심정희;강영철;한명우;김동선;정호성;이상훈
    • Ocean and Polar Research
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    • 제24권2호
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    • pp.123-134
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    • 2002
  • Seasonal variations of settling particles and metal fluxes were monitored at a nearshore site of Marian Cove, King Geroge Island, Antarctica from 28th February 1998 to 22nd January 2000. Near-bottom sediment traps were deployed at 30m water depth of the cove, and sampling bottles were recovered every month by SCUBA divers. Total particulate flux and metal concentrations were determined from the samples. Total particulate flux showed a distinct seasonality, high in austral summer and low in austral winter: the highest flux $(21.97g\;m^{-2}d^{-1})$ was found in February of 1999, and the lowest $(2.47g\;m^{-2}d^{-1})$ in September of 1998, when sea surface was frozen completely. Lithogenic particle flux accounted for 90% of the total flux, and showed a significantly negative correlation with the thickness of snow accumulation around the study site. It was suggested that the most of the lithogenic particles trapped in the bottles was transported by melt water stream from the surrounding land. Fluxes of Al, Fe, Ti, Mn, Zn, Cii, Co, Ni, Cr, Cd, and Pb showed similar seasonal variations with the total flux, and their averaged fluxes were 34000, 9000,960, 180, 13.8, 17.6, 3.0,2.1, 5.4, 0.02, and $1.5nmol\;m^{-2}d^{-1}$ respectively. Among the metals, Cu and Cd showed the most noticeable seasonal patterns. The Cd flux correlated positively with the fluxes of biogenic components while the Cu flux correlated with both the lithogenic and biogenic particle fluxes. The Cu flux peak in the late summer is likely related to a substantial amount of inflow of ice melt water laden with Cu-enriched lithogenic particles. On the other hands, the Cd flux peak in the early spring may be associated with the unusually early occurred phytoplankton bloom.

황사, 연무, 박무 현상이 미세먼지 화학조성에 미치는 영향: 2014년 제주도 고산지역 측정 (Influences of Asian Dust, Haze, and Mist Events on Chemical Compositions of Fine Particulate Matters at Gosan Site, Jeju Island in 2014)

  • 송정민;부준오;양승혁;이재윤;김원형;강창희
    • 한국대기환경학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.67-81
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    • 2016
  • In order to examine the variation characteristics of chemical compositions in accordance with the different meteorological conditions, $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ were collected at Gosan site of Jeju Island in 2014, and then their ionic and elemental species were analyzed. The concentrations of nss-$SO{_4}^{2-}$ and $NH_4{^+}$ were respectively 4.3 and 3.3 times higher in fine particle mode ($PM_{2.5}$) compared to coarse particle mode ($PM_{10-2.5}$), however $NO_3{^-}$ concentration was 1.6 times higher in coarse mode compared to fine particle mode. During Asian dust days, the concentrations of nss-$Ca^{2+}$ and $NO_3{^-}$ increased highly as 7.7 and 4.5 times in coarse particle mode, and 3.0 and 4.9 times higher in fine particles, respectively. Especially, the concentrations of the crustal species (Al, Fe, Ca, K, Mn, Ba, Sr, etc.) indicated a noticeable increase during the Asian dust days. For the haze days, the concentrations of secondary pollutants increased 2.2~2.7 and 2.9~6.0 times in coarse and fine particles, respectively, and they were 0.8~1.1 and 1.8~2.4 times, respectively, during the mist days. The aerosols were acidified largely by sulfuric and nitric acids, and neutralized mainly by ammonia in fine particle mode during the haze days, but neutralized by calcium carbonate in coarse particle mode during the Asian dust days. The clustered back trajectory analysis showed that the concentrations of nss-$SO{_4}^{2-}$, $NO_3{^-}$, and $NH_4{^+}$ were relatively high when the inflow pathway of air mass was from the southern part of China.

자폐아동 모발에서의 미네랄 및 중금속 함량에 관한 연구 (Study on the Mineral and Heavy Metal Contents in the Hair of Preschool Aged Autistic Children)

  • 정명애;장현서;박은주;이한우;최정화
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제37권11호
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    • pp.1422-1426
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    • 2008
  • 본 연구에서는 일반아동과 자폐아동 모발의 무기질, 유해 중금속 함량, 혈액의 자유라디칼 및 세로토닌 함량을 측정함으로써 일반아동에 대한 자폐아동의 특성을 연구하고자 하였다. 실험그룹은 $3{\sim}9$세 사이의 50명의 아동을 일반아동(22명) 및 어린이 정신과 의사에 의해 판정된 자폐아동(28명)의 두 그룹으로 나누었다. 일반아동과 자폐아동 간의 나이, 신장, 체중 및 식이섭취량은 두 군간 유의적인 차이가 없었으나, 모발 중 다량미네랄 함량을 측정한 결과 Ca, Mg, P 및 S는 일반아동이 자폐아동보다 다소 높게 나타났으며, Na 및 K는 자폐아동에서 일반아동에 비해 유의적으로 높았다. 또한, 모발 중 미량미네랄 함량을 측정한 결과에서는 Cu, Zn, Fe, Cr 및 Se는 일반아동이 자폐아동보다 높게 나타났으며, 특히, Cu, Zn, Fe의 경우 두 그룹 간에 유의적인 차이를 나타내었다. Mn, B, Co 및 Mo는 두 그룹 간에 차이가 없었다. Al의 경우에는 자폐아동에서 더 높은 것을 관찰할 수 있었으나 유의적인 수준은 아니었다. 일반아동 및 자폐아동의 모발 중 유해중금속 함량을 측정한 결과 As, Hg 및 Be의 경우에는 두 그룹 간에 유의적인 차이를 나타내지 않았으나 Cd와 Pb는 일반아동에 비해 자폐아동에서 유의하게 높은 것을 관찰할 수 있었다. 혈액 내 자유라디칼 함량은 자폐아동이 일반아동에 비해 유의적으로 높게 나타났으며, 세로토닌 함량은 일반아동과 자폐아동 간의 유의적인 차이가 없었다. 이상의 결과 본 연구에서는 식이섭취량을 단 하루만을 조사하였으나 향후에는 조사기간을 더 늘리고 식품섭취유형과 패턴 및 식행동 장애 분석 등 좀 더 다양하고 깊이 있는 연구가 진행되어야 할 것이다. 또한 자폐아동은 일반아동에 비해 모발의 일부 미네랄 함량은 감소, 중금속 함량의 증가 및 자유라디칼 생성이 증가함으로써 자폐아동의 행동 및 발달장애에 영향을 미치는 것으로 사료된다. 향후 연구에서는 자폐아동에게 부족한 영양소의 보충 및 중금속 해독 영양소를 섭취함으로써 자폐아동의 행동 및 발달장애의 개선 기능에 대한 연구가 시행되어야 할 것이다.

한국 서해남부 조간대 표층 퇴적물의 지화학적 특성 (Geochemical Characteristics of Intertidal Surface Sediments along the Southwestern Coast of Korea)

  • 황동운;류상옥;김성길;최옥인;김성수;고병설
    • 한국수산과학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.146-158
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    • 2010
  • In order to evaluate the characteristics of sediments and pollution by organic matter and metallic elements in intertidal sediments along the southwestern coast of Korea, we measured various geochemical parameters, including the mean grain size (Mz), water content (WC), ignition loss (IL), chemical oxygen demand (COD), acid volatile sulfide (AVS), and metallic elements (Al, Fe, Cu, Pb, Zn, Cd, Cr, Mn, Hg, As), in intertidal surface sediments. The Mz of the surface sediments ranged from 2.1 to 8.3$\phi$, indicating that the surface sediments consist of various sedimentary facies, such as sand, slightly gravelly mud, sandy mud, and silt. The IL and COD in surface sediment ranged from 0.8 to 5.5% (mean $2.9\pm1.2%$) and from 3.9 to $13.8\;mgO_2/g{\cdot}dry$ (mean $8.5\pm2.6\;mgO_2/g{\cdot}dry$), respectively, which were lower than the values for surface sediment in areas near fish and shellfish farms or industrial complexes. No AVS was detected at any sampling station, despite various sedimentary facies. Most of metallic elements in surface sediments showed relatively good positive correlations with Mz and IL, which imply that the concentrations of metallic elements are mainly controlled by grain size and the organic matter content. The concentrations of metallic elements, except As, at some stations were considerably lower than those in the Sediment Quality Guideline (Effect Range Low, ERL) proposed by the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) in the United States. Similarly, the geoaccumulation index (Igeo) class indicated that pollution by metallic elements in intertidal surface sediment, except As, was moderate or non-existent. Our results imply that the intertidal surface sediments along the southwestern coast of Korea are not polluted by organic matter and metallic elements and are healthy for benthic organisms.

역삼투 공정을 이용한 제주 지하수의 바나듐 농축 (Concentration of Vanadium in Jeju Groundwater Using Reverse Osmosis Processes)

  • 이호원;문수형;고경수
    • 멤브레인
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    • 제18권3호
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    • pp.241-249
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 제주도 지하수에 미량으로 함유되어 있는 바나듐을 역삼투 공정을 이용하여 고농도로 농축하고 이를 바나듐수로 이용하는데 있다. 이를 위하여 바나듐 농도가 서로 다른 와흘 지역, 어음 지역 및 서귀포 지역의 지하수를 원수로 선정하였으며, 이 지역 지하수의 바나듐 농도는 각각 31.8, 44.5 및 53.0 ppb이었다. 지하수 중의 모든 성분에 대한 배제율은 막간차압의 증가에 따라 증가하였다. 막간차압을 8 $kg_f/cm^2$로 하였을 때, 바나듐(V)의 배제율은 $97.4%{\sim}99.0%$이였고, 나트륨(Na), 칼륨(K), 알류미늄(Al), 철(Fe), 및 바륨(Ba)의 배제율은 각각 $97.7%{\sim}97.8%,\;98.0%{\sim}98.3%,\;94.8%{\sim}97.5%,\;88.0%{\sim}96.4.0%$$97.9{\sim}98.0%$이었으며, 그 외의 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 크롬(Cr), 망간(Mn) 및 스트론 튬(Sr)의 배제율은 3 지역 지하수 모두 99.0% 이상이었다. 와흘 지역, 어음 지역 및 서귀포 지역의 지하수를 각각 회수율 15%로 6단 처리하였을 때, 와흘 지역, 어음 지펴 및 서귀포 지역 지하수의 바나듐 함량을 각각 88.6, 118.9 및 165.1 ppb로 농축 할 수 있었으며, 농축수(바나듐수)의 유해물질은 먹는 물 기준 미만이었다.

저장기간에 따른 채취 지역 및 시기별 고로쇠 수액의 성분분석 (Change in Chemical Composition of Acer mono Saps Collected in Different Region and Time Depending on Storing Period)

  • 김호용;김선홍;곽기섭;박미진;최원실;강하영;최인규
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제38권1호
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    • pp.75-84
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    • 2010
  • 본 연구는 채취 지역 및 시기별 고로쇠나무(Acer mono) 수액의 저장기간에 따른 수액의 물성을 분석하여, 저장기간이 수액의 물성에 미치는 영향을 확인하기 위하여 수행하였다. 고로쇠나무 수액의 pH는 4.43~5.68로 함양산이 가장 낮고 남양주산이 가장 높았으나 저장기간이 길어짐에 따라 급격히 낮아졌다. 영월산 2월 22일 채취분에서 수액의 sucrose 함량이 2.06%로 가장 높았으나 4개월이 지나면서 급격히 분해되었다. Sucrose의 분해는 유기산함량의 증가에 큰 영향을 끼쳤으며 pyruvic acid가 최대 14.26 mg/$m{\ell}$까지 생성되었고, lactic acid, acetic acid, ethanol 등의 미생물의 대사산물로 여겨지는 유기산들이 발생하였다. 미량원소는 K, Ca가 93% 정도로 대부분을 차지하였으며 인제산 고로쇠나무의 전기 채취 수액의 K함량이 131.72 mg/${\ell}$로 특히 높았다. 수액 내에 특수성분으로써 비타민 C는 1.55~3.50 mg/${\ell}$ 함유되어 있음을 확인할 수 있었다. 수액의 물성은 저장기간이 늘어남에 따라 점점 변질되었지만, 지역별 전기 채취 수액의 sucrose 분해나 유기산 생성이 후기 채취 수액에 비해 상대적으로 덜 발생하였다.

원동(院洞) Fe-Pb-Zn 스카른광상의 물리화학적(物理化學的) 특징(特徵) (Physicochemical Study of the Wondong Fe-Pb-Zn Skarn Deposit, Korea)

  • 장호완;장병욱
    • 자원환경지질
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    • 제25권1호
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    • pp.1-16
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    • 1992
  • The Wondong Fe-Pb-Zn deposit is located in endo and exoskarns formed along the contact between the Makkol limestone interbedding pelitic limestone of Ordovician age and quartz porphyry of Cretaceous age. At the Wondong mine, the endoskarn shows a discontinuous zonal arrangement from quartz porphyry to pelitic limestone as follows: unaltered quartz porphyry, weakly altered quartz porphyry zone, intensively altered pinkish quartz porphyry zone, garnet zone, and greyish white and fine-grained clinopyroxene zone developed at pelitic limestone side. In terms of chemical mass balance, intensively altered pinkish quartz porphyry relative to unaltered quartz porphyry shows substantial enrichments in $K_2O$, $Na_2O$, and HREE and depletions in MgO, CaO, total $Fe_2O_3$, and LREE. On the other hand, garnet zone of endoskarn is enriched in CaO, MnO, total $Fe_2O_3$, MgO and depleted in $K_2O$, $Na_2O$. $Al_2O_3$ seems to be determining inert component. Thus the behavior of elements indicates that the mobility of elements depends on the equilibration of hydrothermal fluid and minerals and affects on enrichments by fractionation from and depletions by partition to hydrothermal fluid, respectively. Traversing toward pelitic limestone from a central zone of exoskarn, the exoskarn also shows a zonal arrangement as follows: garnet zone, clinopyroxene zone, and decolored pelitic limestone. The arrangement of mineral assemblages in skarns of the Wondong mine is the result of an increase in CaO and $K_2O$ toward the pelitic limestone. Skarn and ore minerals were formed in the following sequence: early skarn, late skarn and magnetite, pyrite, sphalerite, galena, and molybdenite. On the basis of stabilities of mineral assemblages, physicochemical conditions of the late skarn and magnetite mineralization are estimated to be $350^{\circ}C{\leq}T{\leq}400^{\circ}C$ at 1 Kb, $-23{\leq}log\;fO_2{\leq}-18$, and $0.005{\leq}XCO_2{\leq}0.01$, while those of the early skarn to be $420^{\circ}C{\leq}T{\leq}550^{\circ}C$ at 1 Kb.

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PMF 분석을 이용한 ACE-Asia 측정기간 중 제주 고산지역 입자상 물질의 입경별 발생원 추정 (Size-resolved Source Apportionment of Ambient Particles by Positive Matrix Factorization at Gosan, Jeju Island during ACE-Asia)

  • 문광주;한진석;공부주;정일록
    • 한국대기환경학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.590-603
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    • 2006
  • Size-and time-resolved aerosol samples were collected using an eight-stage Davis rotating unit for monitoring (DRUM) sampler from 23 March to 29 April 2001 at Gosan, Jeju Island, Korea, which is one of the super sites of Asia-Pacific Regional Aerosol Characterization Experiment(ACE-Asia). These samples were analyzed using synchrotron X-ray fluorescence for 3-hr average concentrations of 19 elements including Al, Si, S, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, As, Se, Br, Rb, and Pb. The size-resolved data sets were then analyzed using the positive matrix factorization(PMF) technique to identify possible sources and estimate their contributions to particulate matter mass. PMF analysis uses the uncertainty of the measured data to provide an optimal weighting. Twelve sources were resolved in eight size ranges($0.09{\sim}12{\mu}m$) and included continental soil, local soil, sea salt, biomass/biofuel burning, coal combustion, oil combustion, municipal incineration, nonferrous metal source, ferrous metal source, gasoline vehicle, diesel vehicle, and volcanic emission. The PMF result of size-resolved source contributions showed that natural sources represented by local soil, sea salt, continental soil, and volcanic emission contributed about 79% to the predicted primary particulate matter(PM) mass in the coarse size range ($1.15{\sim}12{\mu}m$) while anthropogenic sources such as coal combustion and biomass/biofuel burning contributed about 58% in the fine size range($0.56{\sim}2.5{\mu}m$). The diesel vehicle source contributed mostly in ultra-fine size range($0.09{\sim}0.56{\mu}m$) and was responsible for about 56% of the primary PM mass.