• 한국토양비료학회지
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• 제44권5호
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• pp.916-921
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• 2011

본 연구지역인 장원통은 자연 경반층을 함유하는 토양으로 명시되어 있다. 따라서, 장원통의 물리 화학적, 광물학적 그리고 미세형태학적 분석을 통해 경반층의 생성원인을 규명하고자 하였다. 토양의 층위별로 토양을 채취하여 물리화학적 광물학적 특성을 분석하였다. 토성분석은 피펫법으로 측정하였다. 점토광물은 $<2{\mu}m$ 이하로 분리한 후 정방위법으로 X-선 회절기를 이용하여 동정하였다. 미세형태학적 특성을 살펴보기 위해 불교란 시료를 채취하여 0.03mm 이하로 박편을 제작한 후 편광현미경을 이용하여 분석하였다. 장원통 시료에 대한 물리 화학적 특성을 분석한 결과, 토양조성은 모든 층위가 미사질 양토로 도시되었다. 점토의 함량이 약 19.3-20.6% 범위이고, 미사는 약 58.3-61.5%로 미사의 함량이 높게 분포하고 있으며 상부보다는 하부로 내려갈수록 미사의 함량이 더 높게 분포하였다. 표토의 pH는 4.9-4.8로 우리나라 밭 토양의 평균치 5.59 보다 낮게 분포 하고 있었다. 점토광물은 일라이트, 카올리나이트, 녹니석 그리고 질석이 동정되었다. 본 지역의 미세형태학적 특성을 관찰하기 위해 박편을 제작하여 편광현미경 하에서 박편을 관찰한 결과, 사장석과 석영반정이 주위에 미사크기의 각괴상 토양 입자가 우상-좌상방향으로 미약한 층을 이루고 있으나 기질과 경계가 명확하고 토양 기질 간에 미사 크기의 띠를 관찰할 수 있었다. 점토광물은 점토 집적층에서 공극을 채우는 형태로 존재하는 것이 아니라 일차광물에서 변질된 이차광물로 존재하고 있다. 따라서 장원통의 경반층은 점토집적 보다는 미사집적에 의한 영향이 더 크다고 볼 수 있다. 따라서 현재의 토양통 설명서에서 분류된 Typic Fragiochrepts의 해석이 올바르다고 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제15권3호
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• pp.34-43
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• 2010

The fate of hydrophobic organic contaminants (HOCs) in ground water is highly affected by the distribution and property of the carbonaceous materials (CMs) in subsurface sediments. CMs in soils consist of organic matters (e.g., cellulose, fulvic acid, humic acid, humin, etc.) and black carbon such as char, soot, etc. The distribution and property of CMs are governed by source materials and geological evolution (e.g., diagenesis, catagenesis, etc.) of them. In this study, the distribution and property of CMs in subsurface sediments near the Imjin river in the Republic of Korea and HOC sorption property to the subsurface sediments were investigated. The organic carbon contents of sand and clay/silt layers were about 0.35% and 1.37%, respectively. The carbon contents of condensed form of CMs were about 0.13% and 0.45%, respectively. The existence of black carbon was observed using scanning electron microscopes with energy dispersive spectroscopy. The specific surface areas (SSA) of CMs in heavy fraction(HFrCM) measured with N2 were $35-46m^2/g$. However, SSAs of those HFrCM mineral fraction was only $1.6-4.3m^2/g$. The results of thermogravimetric analysis show that the mass loss of HFrCM was significant at $50-200^{\circ}C$ and $350-600^{\circ}C$ due to the degradation of soft form and condensed form of CMs, respectively. The trichloroethylene (TCE) sorption capacities of sand and clay/silt layers were similar to each other, and these values were also similar to oxidzed layer of glacially deposited subsurface sediments of the Chanute Air Force Base (AFB) in Rantoul, Illinois. However, these were 7-8 times lower than TCE sorption capacity of reduced layer of the Chanute AFB sediments. For accurate prediction of the fate of hydrophobic organic contaminants in subsurface sediments, continuous studies on the development of characterization methods for CMs are required.

• 한국지구과학회지
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• 제28권3호
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• pp.311-323
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• 2007

황해와 북동중국해에는 중국의 황하와 양쯔강 그리고 한국의 강들로부터 많은 양의 부유물질이 공급되어 대륙붕 해역에 여러 개의 니질 퇴적체가 발달하고 있으나, 이들 퇴적체에서 두 기원을 설명할 수 있는 퇴적-지화학적 요인은 아직까지 명확하게 제시되고 있지 않다. 본 논문에서는 한국과 중국 기원 강 퇴적물의 주성분 원소의 함량 특성을 비교 연구하고, 그 결과를 토대로 황해와 북동중국해 퇴적물에 적용 가능한 기원지 추적자를 제시하였다. 본 연구를 위해 총 102개의 강과 연안 퇴적물에 대한 주성분 원소(Al, Fe, Mg, K, Ca, Na, Ti)들의 함량을 유도결합플라즈마 분석기를 이용하여 분석하였으며, 이와 함께 입도효과를 최소화하기위해 원시료를 실트$(60{\sim}20{\mu}m)$와 점토 구간$(<20{\mu}m)$으로 분리하여 주성분 원소 함량과 스트론튬 동위원소 비($^{87}Sr/^{86}Sr$)를 분석하였다. 연구결과, 새로운 방법의 입도보정을 통한 Fe/Al과 Mg/Al 함량 비는 매우 유용한 잠재적 추적자로 제시되며, 이러한 결과는 입자 분리된 실트와 점토 퇴적물에서 더욱 뚜렷하다. 또한 실트 구간의 퇴적물에서 한국 기원의 $^{87}Sr/^{86}Sr$ 비는 $0.7229{\sim}0.7253$(평균 0.7243) 범위로 중국 기원 퇴적물($0.7169{\sim}0.7189$, 평균 0.7179)과 뚜렷한 차이를 보여, 황해와 북동중국해에서 한국과 중국 기원의 퇴적물을 구분할 수 있는 중요한 지화학적 성분으로 평가된다. 이러한 잠재적 추적자들에 근거할 때, 한국 서남해에 발달하고 있는 니질 퇴적대의 전퇴적물은 한국과 중국의 혼합 기원으로 해석되나, 실트와 점토 구간의 퇴적물로 나누어 볼 때 그기원이 각각 다르게 나타났다. 즉, 점토 퇴적물은 한국과 중국의 혼합 기원으로, 실트 퇴적물은 한국 기원이 우세한 것으로 해석된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.47-56
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• 2014

겨울철의 낮은 기온으로 인하여 지반 내부의 간극수는 동결과 융해를 반복한다. 지반에 이러한 동결-융해작용이 반복되면 흙의 입자구조 변형이 발생하며 이는 지중 기반시설에 손상을 가져올 수 있다. 본 연구는 흙의 동결-융해 과정에서의 탄성파 속도변화를 통하여 흙의 강성 변화 양상을 알아보기 위하여 수행되었다. 40 %, 60 %, 80 %의 3가지 모래-실트의 무게비를 가진 모래-실트 혼합토를 포화도 40 %, 상대밀도 70 %로 동일하게 조성하였다. 각 시료를 동결-융해를 위해 제작된 사각형 형태의 셀에 다짐법으로 조성하였다. 탄성파를 측정하기 위하여 한 쌍의 벤더 엘리먼트와 피에조 디스크 엘리먼트를 시료 양편에 설치하였으며, 시료의 온도 변화 양상을 관찰하기 위하여 탄성파 트랜스듀서와 같은 깊이의 중앙부에 열전대를 설치였다. 조성한 시료에 대하여 시료를 $20^{\circ}C$에서 $-10^{\circ}C$까지 동결시킨 후 $-20^{\circ}C$를 18시간 동안 유지하였으며, 다시 실험실 상온($20^{\circ}C$)까지 온도를 서서히 올려 융해시켰다. 이 과정에서 온도, 전단파, 그리고 압축파를 측정하였다. 연구결과, 융해 이후의 탄성파 속도는 같은 온도의 동결 이전보다 감소하였다. 이때 전단파의 속도가 압축파의 속도보다 더 큰 비율로 감소하는 모습을 보였다. 실트의 함량이 40 %에서 80 %까지 증가함에 따라 탄성파의 속도는 증가하는 양상을 보였다. 본 연구를 통해 동결-융해가 불포화토의 입자구조를 느슨하게 만들며, 그 영향은 압축파에 비해 전단파 속도의 변화에서 잘 나타남을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제44권3호
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• pp.203-215
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• 2011

오염된 토양의 정화방법을 선정은 토양의 지화학적 및 광물학적 특성에 근거하여 선정되어야 오염된 토양을 적절하게 정화할 수 있다. 따라서 이 연구는 비소로 오염된 토양의 적절한 정하방법 선정을 위하여 비소의 존재형태를 알아보기 위하여 토양의 지화학적 및 광물학적 특성을 연구하였다. 이 연구를 위하여 전남 광양지역의 초남 금 광산의 비소로 오염된 토양을 이용하였다. 비소오염 토양의 지화학적 및 광물학적 특성을 알아보기 위하여 입도분리, 연속추출, 그리고 광물학적 분석을 실시하였다. 입도분석 결과에 따르면 비소오염토양의 무게백분율은 모래가 17-36%, 미사가 25-54%, 점토가 9-28%이며, 토성은 사양토(sandy loam), 양토(loam), 미사질 양토 (silt loam)로 나타났다. 토양의 pH는 폐 금광산 갱구 앞 토양이 4.5-6.6.으로 강산성내지 약산성을 띠었다. 비소오염 토양의 각 입도에 비소분포는 모래에 9-81%, 미사에 9-67%, 점토에 7-28% 분포하고 있었다. 연속추출 실험 결과, 비소는 철 산화물을 추출했을 때 1-75%로 검출되었으며, 추출 후 잔여물에 12-91% 잔존하고 있었다. 모래와 미사의 주 구성광물은 고령석, 사장석, 석영, 운모로 나타났으며, 부 구성광물은 철 산화물이다. 점토의 주 구성광물은 고령석, 석영, 운모, 질석이며, 부 구성광물은 철 산화물과 금홍석 은이다. 또한 점토 내 철 산화물과 운모에서 비소가 발견되었다. 이러한 결과는 비소가 철 산화물 또는 점토 광물 등에 흡착 또는 공침하여 존재하는 것으로 사료된다. 이는 비소로 오염된 토양의 지화학적 특성과 광물학적 특성을 통해 오염된 토양을 정화하는데 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제47권5호
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• pp.479-488
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• 2014

최근 석면의 효과적인 관리를 위해 산업적 이용 규제 및 석면포함물질 처리 뿐 아니라 자연발생석면의 이해와 정화 필요성도 제기되고 있다. 그러나 국내에서 암석 내 산출되는 자연발생석면의 특성이나 풍화작용을 거쳐 토양 내 잔류하는 자연발생석면에 대한 기존 연구는 미비한 상황이다. 따라서 이 연구에서는 변성퇴적암류가 기반암인 충남 서산 대로리 일대의 토양 내 자연발생석면의 존재를 확인하고 석면형(asbestiform) 광물의 산출양상 및 광물학적 특성을 통해 석면오염토양의 효과적인 정화 방안에 대해 알아보고자 하였다. 토양의 입도 분리 및 광물학적 분석을 실시한 결과, 토양 내 무게 백분율은 모래가 26~93%, 미사가 4~23%, 점토가 3~70%이며, 토성은 사토(sand), 사양토(sandy loam), 사질 식토(sandy clay), 식토(clay) 등 다양하게 나타났다. 연구 결과 모든 시료에서 석면형 투각섬석과 석면형 양기석이 함께 산출되었고 석면의 함량은 평균 1.5%로 미국 EPA 기준(1% 이상)에 따라 석면 포함물질로 분류되었다. 모래에 존재하는 투각섬석은 벽개가 발달한 주상 형태로 평균 길이 $288{\mu}m$, 폭 $69{\mu}m$, 종횡비 4.1:1의 특징을 보인 반면, 미사에 존재하는 투각섬석은 평균 길이 $49.2{\mu}m$, 폭 $5.8{\mu}m$로 크기는 더 작고 종횡비가 8.5:1인 개별섬유 형태로 나타났다. 이는 투각섬석이 풍화작용을 받으면서 종횡비는 커지고 형태는 비산이 가능한 개별 섬유로 바뀐 것으로 사료된다. $5{\mu}m$ 이상 크기의 석면형 투각섬석과 석면형 양기석의 함량은 토양 중 미사에서 가장 높게 나타났으며 이를 통해 석면오염토양 정화 시 입도 분리를 이용한 선택적인 석면 제거의 가능성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권12호
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• pp.47-56
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• 2021

영하의 온도에 의해 지반이 동결되며 발생하는 음의 간극수압은 frozen fringe로부터 간극수 이동을 유발해 ice lens를 형성시키며, ice lens 형성으로 인한 흙의 동상 및 동상팽창압은 지반구조물의 피해를 발생시킨다. 동상에 의한 피해를 방지하기 위해 다양한 동상민감성 판정이 수행되고 있으며, 그 중 가장 활발하게 활용되는 방법은 SP(Segregation Potential)를 이용한 동상민감성 판정이다. 또한, 간극수 이동에 의한 ice lens의 확장은 동상 메커니즘의 핵심 원인으로 작용하기 때문에 수리전도도에 관한 평가가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 모래와 실트를 다양한 중량비로 혼합해 동상실험 및 투수실험에 활용하였으며, 각 경우에 대해 SP 및 수리전도도를 도출하여 비교분석하였다. 그 결과 SP 및 수리전도도가 급격하게 변화하는 임계 전이값이 각각 실트 함유량이 20% 및 50% 인 경우에 나타났다. 이러한 임계 전이값의 차이에도 불구하고 SP는 수리전도도가 감소함에 따라 일정 값에 수렴하는 상관관계를 나타내고 있으며, 향후 임계 전이값 사이에 관한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제12권4호
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• pp.179-187
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• 1980

토양(土壤)(화산회질(火山灰質) 및 흑이질(黑泥質))을 그 특성(特性)의 하나인 입경별로 분화(分畵)하고 Silt부(部)를 다시 비중별(比重別)로 분화(分畵)하여 전인산(全憐酸), 유기인산(有機憐酸), 무기인산(無機憐酸)의 분포양식(分布樣式)을 밝히고, 인산(憐酸)의 집적(集積)을 좌우(左右)하는 요인(要因)을 해명(解明)하고자 하였다. 그 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 전인산(全憐酸), 유기인산(有機憐酸), 무기인산(無機憐酸) 공(共)히 입경 $20{\mu}$에서 급증(急增)하고 입경이 작아질수록 증가(增加)하였다. 2. 입경별 인산(燐酸)의 집적비율(集積比率)(각입경부인산 분포량(分布量)의 입경분화전 원토(原土)의 값에 대한 비율(比率))은 입경 $2{\mu}$ 이하(以下)에서 1 이상(以上), $2{\mu}$ 이상(以上)에서 1 이하(以下)였다. 즉 유기인산(有機憐酸), 무기인산(無機憐酸) 공(共)히 입경 $2{\mu}$ 이하(以下)의 점토부(粘土部)에서 농축(濃縮)이 되어 있었다. 3. 전인산(全憐酸), 유기인산(有機憐酸), 무기인산(無機憐酸) 공(共)히 비중(比重) 1.7-2.0부(部)에서 최다(最多)였고, 이어 1.4-1.7배(部), 2.0 이하부(以上部)가 따랐다. 4. 비중별(比重別) 인산(燐酸)의 집적비율(集積比率)(각비중부인산(各比重部憐酸) 분포량(分布量)의 비중분화전(比重分畵前) Silt부(部)의 값에 대한 비율(比率))은 비중(比重) 1.7-2.0부(部)에서 최고(最高)(1.30~1.58)였으며, 1.4-1.7부(部)에서도 1 이상(以上)(1.22~1.47), 2.0이상부(以上部)에서 1 이하(以下)(0. 50~0.80)였다. 5. 입경별 및 비중별(比重別) 인산분포(憐酸分布), 집적(集積)에 대해 유기물기복합체에 의거(依據)하는 것으로 생각이 되었다. 또 무기인산(無機憐酸)의 분포(分布), 집적(集積)은 유기무기복합체를 형성(形成)하는 무기성분(無機成分)과 밀접(密接)한 것으로 보아 유기인산(有機憐酸)과 무기인산(無機憐酸)의 분포(分布), 집적요인(集積要因)사이에는 밀접(密接)한 관계(開係)가 있는 것으로 추정(推定)되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제25권4호
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• pp.331-338
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• 2006

우리나라의 석탄회 발생량은 매년 증가되고 있으나 재활용율이 낮아 석탄회의 폐기처리가 심각한 문제가 되고 있어 토양개량제로서 재활용하고자, 석탄회에 포함되어있는 중금속이 벼의 수량 및 중금속 흡수특성과 토양 내 중금속의 이동성에 미치는 영향을 조사하였다. 석탄회의 시용에 따른 토양 내 중금속 총 함량과 0.1 N HCl 가용성 함량의 증가는 발견할 수 없었다. 이러한 결과는 석탄회 자체가 소량의 중금속을 함유하고 있고 토양 내 과량의 석탄회를 시용함으로 인한 토양의 희석효과에서 기인한 것으로 판단되다. 석탄회의 시용에 따라 토양 내 대부분의 중금속 성분은 생물체 흡수가 어려운 유기물 결합태(oxidizable phase)와 광물 내 고정된 중금속 형태(residual phase)로 존재하였다. 석탄회의 시용량 증가에 따른 벼 백미 내 중금속 흡수의 증가는 발견할 수 없었으며 생육기간 동안 생육장애는 나타나지 않았다. 이는 석탄회 시용에 따른 토양의 pH 증대와 유효인산의 증대에서 기인한 것으로 판단되었다. 결론적으로 석탄회 시용으로 인한 토양 및 벼 체내 중금속 축적 현상은 발견할 수 없었으며, 석탄회 시용량 증가에 따라 토양의 pH 개선 및 작물 수량증대에 효과가 있으므로 석탄회는 양질의 토양개량제로서 활용이 가능할 것으로 판단되었다.

• 상하수도학회지
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• 제23권6호
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• pp.843-853
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• 2009

The sediment samples were collected from Seonakdong River and were analyzed for sulfide species such Acid Volatile Sulfide(AVS) and Elemental Sulfur(ES) and Chromium Reducible Sulfide(CRS). Then characteristics of the formation of sulfide species were investigated for six selected samples. Finally the relationship between environmental factors and sulfate reducing rate(SRR) was investigated using two selected samples. Concentrations of AVS and CRS were relatively high, which suggests that organics input to the sediments has been continued until recently and that potential of heavy metals leaching from the sediments is low. SRR in the sediments was closely related to fraction of fine particles(silt+clay) and also to dissolved organic carbon content of the sediment(DOCsed). The dependences of environmental factors such as organic content, temperature, sulfate concentration on the SRR was relatively strong in the selected experiments conducted with the samples from Noksan gate and Daejeo gate samples. The environmental factor dependencies were stronger in the Noksan gate samples than in the Daejeo gate samples, which is probably due to higher surface area of the Noksan gate sediments.