• 자원환경지질
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• 제56권2호
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• pp.125-138
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• 2023

수계 내 세슘(cesium: Cs)을 제거하기 위하여 개발된 대부분의 기존 Cs 흡착제들은 원재료 값이 고가라는 단점과, 해수와 같이 높은 이온 강도와 낮은 Cs 농도를 가지는 대규모의 오염수를 실질적으로 정화하는데 한계를 가지고 있었다. 본 연구에서는 석탄광산배수를 처리하는 과정에서 생성되는 슬러지(CMDS)에 Na와 S를 첨가하여 친환경적이고 높은 Cs 제거 효율을 가지는 Cs 흡착제를 개발하였다. Fe 및 Ca 함량이 풍부한 CMDS를 1차 소재로 사용하였고, 열처리 과정으로 Na와 S를 첨가하여 새로운 Cs 흡착제를 제조하였다(이하 본 연구에서 개발한 흡착제는 Na-S-CMDS라 명명함). Na-S-CMDS의 Cs 흡착능 및 흡착 기작을 평가하기 위해 실험실 규모의 실험과 흡착 동역학 및 등온 모델링 연구를 수행하였으며, XRF, XRD, SEM/EDS, XPS 등의 분석을 통해 Na-S-CMDS의 물리화학적, 광물학적 특성을 조사함으로써 Cs 흡착 기작을 규명하였다. 흡착 배치 실험 결과, Cs은 빠르게 Na-S-CMDS에 흡착되어 1시간 내 평형에 도달하였으며, 낮은 Cs 농도(0.5 mg/L) 조건에서도 높은 Cs 제거 효율(> 90.0%)을 보였다. 흡착 등온 모델링 결과, 단일 흡착을 가정하는 Langmuir 흡착 등온 모델에 대응되는 경향을 보였으며, 흡착 동역학 모델링 결과 흡착 경향이 유사 2차 속도(pseudo second order kinetic) 모델과 일치하는 경향을 보였고, 이러한 결과는 단순한 물리적 흡착보다 이온 교환과 같은 화학적 흡착이 우세함을 의미한다. 고농도의 Cs 용액으로 반응시킨 Na-S-CMDS의 XRF/XRD 분석 결과, Na-S-CMDS 내 Na 함량은 감소하고 흡착 전 존재하던 erdite (NaFeS₂·2(H₂O))가 관찰되지 않는 것을 통해, Na⁺과 Cs⁺ 사이에서 활발한 이온 교환 반응이 진행되었음을 알 수 있었다. XPS 분석 결과, Na-S-CMDS에서 Cs와 S 사이의 강한 결합 작용이 관찰되었으며, 이러한 Cs와 S(또는 S-복합체)내 결합에너지 감소도 Na-S-CMDS의 Cs 흡착능을 증가시키는 요인으로 판단되었다. 본 연구를 통해 기존에 폐기물로 처리되었던 석탄광산배수슬러지를 개량하여 제조한 Na-S-CMDS는 기존의 Cs 흡착제보다 제조 비용이 저렴하고, 해수 및 지하수와 같이 이온 강도는 높지만 Cs 농도가 낮은 대규모 오염 수계에서도 Cs 흡착능이 높게 유지되어, 현장에서 효과적인 Cs 흡착제로 사용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.17-24
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• 2001

Several underground cavities were found during construction of a road tunnel in 600m length . The area belong to Whasoon coalfield where extensive ground subsidences have occurred. It is necessary to find other underground cavities which might be located just near the road tunnel for safety, The field surveys and laboratory tests were conducted such as surface geological survey(672m), surface reflection seismic exploration(399m), drilling test(3 NX holes), 9 laboratory tests for rocks, 3 boreholes televiewer tests, reflection seismic exploration in tunnel(2, 342m). To estimate the effects of underground cavities on the road tunnel, 3 geological section were analysed with FLAC-2D modeling. The effects of the ground reinforcement were also analysed.

• 터널과지하공간
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• 제14권1호
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• pp.43-53
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• 2004

본 연구에서는 지하 채굴적이 상부 지표 구조물의 안정성에 미치는 영향을 검토하기 위하여, 지하 채굴적의 심도와 보강 조건을 달리하는 네 가지의 경우에 대해 축소모형실험을 실시하였다. 이를 위해 실험목적에 부합한 모형 실험장치를 제작하였으며, 모형재료는 석고, 모래, 물의 혼합물을 사용하였다. 채굴적의 심도가 깊은 모형의 균열 개시압력은 얕은 모형에 비해 2.5배 더 크게 나타나 채굴적이 깊을수록 지반의 안정성은 우수하였다. 구조물의 하부 지반을 그라우팅으로 보강한 모형은 무보강 모형에 비해 균열 개시압력이 2.4배 커져, 보강을 실시하면 지반 안정성이 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 대규모 보강을 실시한 경우는 소규모 보강에 비하여 최대 침하량이 작을 뿐 아니라 침하곡선이 완만하여 경사와 곡률도 작아지므로 지반 안정성은 보다 더 커질 것으로 판단된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제15권3호
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• pp.276-285
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• 2001

1880년대에 이미 대기오염물질에 의한 대규모 삼림이 황폐되었고. 그 후에 이를 복구하기 위해 막대한 예산을 투자하고 있는 일본 아시오(足尾) 지역을 대상으로 삼림황폐와 황폐산지 복구사업 현황을 분석하였다. 삼림황폐의 원인은 구리 제련과정에서 배출되는 아황산가스. 제련과 광산용 목재의 남벌 대형 산불 험준한 지형 불리한 기후조건 등의 복합적인 작용으로 분석할 수 있다. 1897년부터 3년 동안 2,399ha의 식수사업을 비롯한 황폐삼림의 복구사업이 지속적으로 추진되었으나, 삼림황폐와 재해발생이 계속되어 1956년에 황폐산지의 총면적은 2,400~3,000ha이었다. 1945년부터 1996년까지$\ulcorner$인력에 의한 방법$\lrcorner$, $\ulcorner$헬리콥터에 의한 방법$\lrcorner$, $\ulcorner$인력과 헬리콥터 조합방법$\lrcorner$에 의한 시공으로 산복 828.19ha와 계간 133개소에 복구공사를 실행하였다. 예산은 약 800억 엔이 투자되었다. 주요 복구공법은 기초공사로서 사방댐과 흙막이공사, 녹화공사로서 식생반공법과 식생대공법 및 식재 공법이며, 인력에 의한 3단계 시공으로 장소별 완전복구를 목표로 하고 있다. 전반적으로 시공지의 녹화율은 약 49% 정도이며. 완전히 녹화된 비율은 전체 시공지의 10%에도 미치지 못한 실정이다. 남아 있는 황폐산지에 대하여 향후 25년 동안 약 213억 엔을 투입하여 산복공사 564ha, 계간공사 183개소를 복구할 계획이지만. 완전히 복구하는 데에는 몇 년이 걸릴지 예측할 수 없는 상황이다. 이곳에서의 황폐산림 복구공법은 우리 나라의 폐광지 산비탈을 복구하는 데에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제49권3호
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• pp.243-248
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• 2016

본 연구는 수격펌프를 이용하여 용수 공급의 가능성과 효율성을 평가하기 위하여 수행되었다. 연구지역은 경상북도 상주시 화남면 임곡리로 과거 석탄개발에 사용된 갱도로부터 지속적으로 지하수 유출이 발생하고 있다. 유출되는 지하수는 일평균 약 $260m^3/day$의 수량을 가지는 것으로 파악되었다. 수격펌프는 수격현상을 이용하여 전력없이 공급원으로부터 고도차(압력)에 의해 물의 일부를 높은 곳으로 이송시키는 펌프이다. 수격펌프의 효율성을 파악하기 위해 수격펌프와의 고도차에 따라 3지점(${\Delta}h=19m$ (1지점), 30 m (2지점), 40 m (3지점))에서 유량을 측정하였다. 1지점에서는 약 $8.6{\sim}10.8m^3/day$, 2지점은 약 $3.98{\sim}4.39m^3/day$ 그리고 3지점에서는 약 $2.35{\sim}2.59m^3/day$의 물을 운반할 수 있는 것으로 파악되었다. 이번 연구를 통해 수격펌프가 산간지역 등에서 전력없이 물공급 시스템에 활용할 수 있을 것으로 파악되었다.

• 한국환경보건학회지
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• 제49권3호
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• pp.134-148
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• 2023

Background: The conducting of health effect surveys (HESs) in environmentally contaminated vulnerable areas (ECVAs) by the central and local governments has been increasing apace with the increase in demand for HESs since the Environmental Health Act was enacted in South Korea in 2008. Objectives: This study aimed to review the HESs of residents in ECVAs conducted in South Korea. Methods: An analysis was performed on 125 reports obtained from the Environment Digital Library, PRISM, and local government websites after selecting from 803 projects obtained as ECVAs from the Korea ON-Line E-Procurement System (1997~2021), National Institute Environment Research (2000~2021), and Korea Environmental Industry and Technology Institute (2009~2021). The reports were classified by background (residents' demand, HES, and more), research design (cross-sectional study, cohort, ecological study, and panel), pollution source (abandoned metal mine (AMM), industrial complex (IC), and more), and assessment method of exposure and health effects. The survey area was converted into administrative district codes for geographical mapping. Results: There were 37, 34, 18, and 10 cases associated with AMM, IC, waste incinerators, and coal-fired power plants, respectively. Most of the studies conducted were cross-sectional studies and ecological studies. The proportion of epidemiological investigations by residents' demand showed an increase from 0.0% to 8.9% for the central government while decreasing from 16.7% to 14.3% for local governments after 2008 compared to before 2008. HESs increased at both the central and local government levels since 2014. For the evaluation method, 365 environmental hazards, 319 health outcomes, and 302 biological markers were investigated, with the most commonly investigated items being metals, cancer, and blood metals. Conclusions: HESs of residents in ECVAs in South Korea have been continuously developed both quantitatively and qualitatively. Future improvements are expected, and systematic review and classification of the HESs is warranted.

• 자원환경지질
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• 제55권2호
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• pp.209-217
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• 2022

경작을 위해 토양에 공급하는 인산질 비료가 석회석을 이용한 안정화 적용 토양에서 비소의 용출에 미치는 영향을 회분식 실험과 칼럼실험을 통해 확인하였다. 토양은 폐석탄광인 옥동, 부국 탄광 주변 경작지에서 채취하였으며, 채취한 토양의 평균 비소 농도는 20.0 mg/kg으로 나타났다. 연속추출을 통해 비소의 지구화학적 이동성이 상대적으로 높은 토양을 선택하여 실험에 사용하였다. 석회석(3 wt%)과 토양을 혼합하여 안정화 적용 토양을 준비하고 농촌진흥청에서 제시한 경작지 토양 내 유효인산 기준을 바탕으로 인산질 비료(NH₄H₂PO₄)를 토양과 혼합하였다. 이때, 석회석과 혼합하지 않은 비교토양을 준비하여 대조군으로 활용하였다. 토양으로부터 용출되는 비소의 농도는 인산질 비료의 공급량과 양의 상관관계를 나타냈다. 이러한 결과는 안정화 유무에 따라 큰 차이를 보이지 않았다. 용출액 내 인산염(PO₄^3-)의 농도는 석회석을 혼합한 조건에서 상대적으로 낮은 결과를 보였는데, 이러한 결과는 PO₄^3-와 석회석에서 용해된 칼슘 이온(Ca²⁺)의 결합침전에 의한 것으로 판단된다. 지속적으로 관개 수를 공급하는 경작환경에서 인산질 비료가 비소의 용출에 미치는 영향을 확인하기 위해 칼럼실험을 진행하였다. 칼럼실험 초기 10 P.V.까지는 토양으로부터 비소의 용출량이 석회석 혼합조건에서 더 적었지만 이후에는 석회석 혼합조건과 상관없이 유출 수의 비소 농도가 점차 증가하였다. 칼럼실험 이후 잔류토양을 건조시켜 연속추출을 실시한 결과 안정화 조건에 상관없이 실험 전 토양과 비교하여 상대적으로 이동 가능한 형태의 비소의 분율이 증가하였다. 이러한 결과는 석회석을 이용하여 토양 안정화 공법을 적용하여도 경작과정에서 공급하는 인산질 비료에 의해 토양 내 비소의 지구화학적 이동도가 증가하여 안정화 효과가 감소할 수 있음을 보여준다.

• 자원환경지질
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• 제40권5호
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• pp.651-660
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• 2007

산성광산배수는 휴폐광산 광해의 주요한 문제로 널리 인식되어 왔으며 최근 황화광물을 많이 함유한 지역의 지반굴착 건설현장에서 산성배수의 발생과 이로 인한 환경오염과 구조물의 안정성 저해가 건설 분야의 현안문제로 대두되고 있다. 지구과학분야에서 간과하고 있는 건설현장에서 발생된 산성배수에 의한 피해 사례를 소개하고 향후 피해 저감대책기술 개발과정에서 지구과학분야 역할의 중요성을 피력하고자 한다. 우리나라에서 산성배수를 발생시킬 개연성이 높은 대표적인 암석은 옥천층군 변성퇴적암, 평안층군 함탄층, 중생대 화산암, 제3기 퇴적암 및 화산암이며 우리나라 표면적의 약 20%정도를 차지할 것으로 추정된다. 최근 건설현장에서는 산성배수에 대한 적절한 대책이 수립되지 않고 대규모 절토와 터널굴착이 빈번히 이루어지고 있으며 향후 산성배수에 의한 피해는 지속적으로 발생될 것으로 판단된다. 건설현장의 산성배수는 토양, 지표수와 지하수의 산성화 및 중금속 오염, 식생고사, 경관훼손, 사면안정성 저해, 구조물 부식, 콘크리트 및 아스콘 노후화 촉진 등이다. 암석의 산성배수 발생개연성평가는 static test와 kinetic test 방법이 있으며, 암석의 산성배수 발생능력과 중화능력을 측정하여 암석의 산성배수 발생개연성을 간접적으로 추정하는 acid base accounting test가 가장 널리 활용되고 있다. 산성배수에 대한 피해저감대책은 산성배수의 처리와 발생억제로 구분된다. 산성배수 처리방법은 중화제 투입 등의 적극적 처리와 자연적인 물리 화학 생물학적 과정을 이용한 소극적 처리로 구분된다. 산성배수의 발생억제는 산화제의 제거와 생성억제, 산화제와 황화광물의 접촉차단으로 구분된다.도시되며 지역에 따라 위도효과를 보인다. 황산염에 대한 황동위원소 대부분 화성기원을 보인다. 그러나 JR1 온천은 고염수에서 기원한 것으로 보이는 해양성기원을 보인다. 온천수의 $^3He/^4He$ 비와 $^4He/^{20}Ne$ 비는 $0.0143{\times}10^{-6}{\sim}0.407{\times}10^{-6}$ 범위와 $6.49{\sim}584{\times}10^{-6}$ 범위를 각각 보여주어 대기와 지각성분의 혼합선상에 도시된다. 이는 온천수내 헬륨가스의 대부분이 지각기원임을 의미한다. 죽림온천(JR1)의 경우 맨틀기원의 헬륨가스의 혼합율이 다른 온천에 비해 다소 높은 비율을 보여준다. 이들 동위원소비와 온천수의 pH와는 대체적으로 정의 상관관계가 확인되었다. 아울러 $^{40}Ar/^{36}Ar$비가 $292.3{\times}10^{-6}{\sim}304.1{\times}10^{-6}$ 범위로 대기기원임을 지시한다. Gram 양성, Gram 음성 균주는 Escherichia coli KCCM 11591를 제외하고는 0.8 - 0.95 cm로 항균력이 강했으며, Gram negitive의 Pseudomonas aeruginosa KCTC 1750 에서는 43% 발효주에는 0.95 cm, 45% 고은 발효주에는 0.95 cm의 항균성을 나타냈으며 관능평가에서도 가장 높게 났다. 관능평가에서는 45% 고온 발효주가 가장 높게 나타났으며, 항산화성 실험에 나타난 저온 45%의 갈색도의 측정과는 항산화성에서는 좀 다른 결과를 나타낸다. 그러나 항균성이 가장