• 지질공학
• /
• 제22권2호
• /
• pp.145-155
• /
• 2012

자동 흙-함수특성곡선 시험장치를 이용하여 상대밀도 60%인 주문진표준사에 대한 건조 및 습윤과정에서의 모관흡수력과 체적함수비를 측정하였다. 습윤과정이 건조과정에 비해 상대적으로 많은 시간이 소요되며, 이것은 건조과정에서 간극에 갇힌 독립된 공기에 의한 흐름 저항에 의한 것으로 판단된다. 측정된 모관흡수력과 체적함수비를 토대로 van Genuchten (1980)의 방법을 이용하여 흙-함수특성곡선(SWCC)을 예측하였다. 불포화 관련계수는 건조과정의 경우 ${\alpha}$는 0.399, n은 8.586, m은 0.884이며, 습윤과정의 경우 ${\alpha}$는 0.548, n은 5.625, m은 0.822로 산정되었다. 그리고 건조과정과 포화과정에서의 흙-함수특성곡선(SSCC)이 일치하지 않는 이력현상이 발생되었다. 불포화 관련계수를 이용하여 유효포화도와 흡입응력의 상관관계인 흡입응력특성곡선(SSCC)을 예측하였다. 흡입응력은 모관흡수력이 공기함입치 이상으로 작용할 경우 급격하게 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 불포화토의 유효응력은 공기함입치 이상의 모관흡수력이 작용할 경우 포화토의 유효응력과 다른 값을 갖게 된다. 그리고 불포화상태에서의 동일한 유효포화도에서는 건조과정의 흡입응력이 더 크게 발생된다. 즉 흡입응력특성곡선(SSCC)에서도 건조과정과 포화과정이 일치하지 않는 이력현상이 발생되었다. 이는 흙-함수특성곡선(SWCC)의 이력현상에 기인하는 것으로 판단되며, 잉크병 효과와 접촉각 이력현상에 의해 발생되는 것으로 예상할 수 있다. 따라서 모래로 구성된 사면의 경우 지반 내 물이 유입되면서 흡입응력의 영향으로 사면 안정성에 유리하게 작용하다가 일정 흡입응력 이상이 되면 사면안정성에 불리하게 작용됨을 알 수 있다. 또한 실제 지반내 강우가 침투하는 과정은 습윤과정과 동일하므로 건조과정의 결과보다는 습윤과정의 결과를 활용하는 것이 바람직하다.

• 자원환경지질
• /
• 제36권6호
• /
• pp.441-455
• /
• 2003

광주지역의 지하수는 주로 Ca-$HCO_3$, Ca-Na-$HCO_3$, Ca-Na-$HCO_3$-Cl 유형의 다양한 수질을 보여준다 그러나 광주천인근 지하수는 50mg/L 이상의 비교적 높은 $Cl^-$농도를 보이고, EC는 400${\mu}s$/cm 이상의 값을 나타내며, Ca-Cl 유형의 수질 특성을 보이고 있다. 일부 지역에서는 하천과 인근 지하수 관정 사이의 거리에 따라서 $Cl^-$, $HCO_3^-$/의 농도, EC와 ${\gamma}^{18}O$ 값이 체계적으로 변화하여 하천수의 지하유입이 확인되고 있다. 안정동위원소 연구결과, 광주지역 전체 지하수의 ${\gamma}^{18}O$ 값의 범위는 -9.2∼-5.5${\textperthansand}$ 이나 광주 동남부 고지대에서는 비교적 가벼운 값(>-8${\textperthansand}$)을 나타내나, 저지대 층적층이 분포된 하천 인근 지하수에서는 -6${\textperthansand}$ 보다 무거운 ${\gamma}^{18}O$ 값이 분포 경향을 보인다. 하천 인근에서 채취된 14개 지하수 시료 사이에는 ${\gamma}$D 및 ${\gamma}^{18}D$ 값이 ${\gamma}D{=}7.1{\times}{\gamma}^{18}O$-1의 관계를 보여 증발작용에 의한 동위원소 비평형을 나타내나, 하천수와 인근 지하수의 ${\gamma}^{18}O$값은 일부 지역에서 하천수 유입에 의한 체계적인 분별효과를 나타내기도 한다. 하천 인근 지하수의 DIC(용존무기탄산염)에 대한 ${\gamma}^{13}C$ 값은 -17.6∼15.2${\textperthansand}$로써 매우 가벼운 값을 나타내며, 토양 유기물 기원의 $CO_2$실 영향이 우세한 것으로 확인되었다. $NO_3^-$에 대한 ${\gamma}^{15}N$ 및 ${\gamma}^{18}O$ 값은 각 0∼17.0${\textperthansand}$ 및 6.6∼17.4${\textperthansand}$로써 토양의 질산염, 생활하수 및 분뇨 기원의 질소가 혼합된 것으로 나타나고 있으며 대부분 시료는 탈질 화작용이 약 40∼60%까지 진행되면서 ${\gamma}^{15}N$ 및 ${\gamma}^{18}O$ 값의 체계적인 분별효과가 야기되었다.

• 광물과 암석
• /
• 제35권3호
• /
• pp.333-344
• /
• 2022

화강암 및 대리석 같은 천연 건축용 석재의 채석 및 활용이 개발도상국에서 급부상하고 있다. 이러한 석재를 사용하기 위해 가공, 절단 및 치수화 과정에서 많은 양의 폐기물이 발생한다. 석재폐기물은 개방된 환경에서 처리되며, 부산물로 발생하는 폐기물의 독성이 환경과 인간의 건강에 악영향을 줄 수 있다. 2019년 세계 석재 산업 성장은 채석장 폐기물을 제외하고 1% 이상 증가한 약 155,000천톤의 새로운 기록을 달성하였다. 인구 천명당 석재 사용량(m²/1,000 inh)은 2001년 177, 2018년 266에서 2019년 268로 증가했다. 2019년 세계 총채석량은 316,000천톤(100%)이고, 생산량의 53%는 채석장 폐기물로 발생되었다. 석재가공 단계에서는 완제품 생산량이 91,150천톤(29%)에 도달했으며 결과적으로 63,350천톤이 석재폐기물이 생산되었다. 그러므로 세계적으로 채석장에서 생산된 석재가 100%이라면 전체 폐기물 발생량은 71%이다. 석재폐기물은 환경적, 경제적 및 사회적 관점에서 상당한 문제를 발생시킨다. 석재폐기물 처리는 기본적으로 3가지 방법이 있는데 재사용, 재활용 및 매립처리가 있다. 그 중에 재사용 및 재활용은 환경 친화적으로 할 수 있는 양호한 석재폐기물 관리 방법이다. 석재폐기물은 많은 사용 방법이 있지만 건축 자재, 세라믹 재료 및 환경 적용으로 요약된다. 석재폐기물을 이용한 재료 생산은 매우 유망하며 채석장과 산업 현장에서 재생되어 사용할 수 있다. 새로운 생산품(인공토양)은 토목 공사, 철도 제방 및 원형교차로 주변 표토로 사용하며, 석분토는 산성토양의 중화를 위해 사용도 가능하다. 또한 석재폐기물은 광물 잔유물 회수, 광물 성분 추출, 건설 자재, 전력 생산, 빌딩 재료와 가스 및 수질 처리에 이용할 수 있다.

• 자원환경지질
• /
• 제55권1호
• /
• pp.97-109
• /
• 2022

화력발전소 연소부산물로 형성된 바닥재와 바이오차는 건식 매립 시 강수와 혼합되어 토양 하부로 침투할 가능성이 있다. 이 연구에서는 강수와 혼합된 바닥재 성분이 토양 및 지하수 환경에 미칠 수 있는 물리화학적 영향을 예측하고자 하였다. 아이스 칼럼 및 침투실험을 통해 미립자인 바닥재는 대부분 증류수에 용해되어 토출구로 배수되나, 바이오차(숯가루)는 매질에 여과되는 것을 시각적으로 관찰하였다. 칼럼 실험 용출액의 이온 분석(Al, As, Cu, Cd, Cr, Pb, Fe, Mn, Ca, K, Si, F, NO₃, SO₄) 결과, 숯가루 충진 칼럼은 K가 상당히 높은 농도(0.5 cm 충진 시 19.8 mg·L^-1, 1 cm 충진 시 126 mg·L^-1)로 검출되었으나 시간에 따라 점차 농도가 감소하였다. Al과 Ca는 미량으로 검출되었으나 시간에 따라 농도가 상승하는 것이 관찰되었다. 바닥재 충진 칼럼은 실험 초기부터 Ca와 SO₄가 고농도로 검출되었으며 24시간 동안 각각 30 mg·L^-1, 67 mg·L^-1가 감소하였다. 연구 결과에 근거하여, 투수성이 좋고 포화대가 지표에 가까운 토양의 경우 오랜 시간 강수가 지속된다면, 상당량의 바닥재는 강수와 혼합되어 지하수면 아래로 침투할 수 있을 것으로 예상된다. 그러나 바이오차는 불포화대에서 걸러지며, 포화대에 도달하여도 지하수에 녹지 않아 직접적인 오염을 일으킬 가능성은 낮다고 여겨진다. 바닥재와 바이오차의 침투에 의한 토양 및 지하수 환경의 교란은 자연적 완충작용에 의해 보완되나, 실제 매립지는 대용량 고농도의 매질과 반응이 이뤄지므로 일반화를 위해서는 더욱 큰 규모의 연구가 필요할 것이다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.22-30
• /
• 1999

본 연구는 사일리지용 옥수수(Zea mays L.)에 액상분뇨를 축종과 N수준을 달리하여 시용했을 때 사일리지용 옥수수의 사초수량, 무기물함량 N균형, 토양화학성분 및 토양침투수중 질산태질소함량 변화를 구명하고자 7처리 (화학비료표준구 $200kg\;N;ha^{-1}$, 소액상분뇨구 200, 320, $440kg\;N;ha^{-1}$, 돼지액상분뇨구 200, 320, $440kg\;N;ha^{-1}$를 난괴법 3반복으로 배치하여 1997년 5월부터 1997년 8월까지 수원의 축산기술연구소 사료포장에서 수행하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 사일리지용 옥수수의 평균 건물률은 액상분뇨 시용처리에 따른 차이가 없었으나, 건물수량에 있어서는 유의적인 차이가 있었다(P<0.05). 또한 평균 건물수량은 돼지 액상분뇨구가 소액상분뇨구보다 높은 경향이었다. 옥수수의 무기물함량중 칼륨, 칼슘, 마그네슘은 가축액상분뇨의 시용량이 증가됨에 따라 증가하였다(P<0.05). 사일리지용 옥수수의 질산태질소함량은 소액상분뇨구에서 시용수준에 의한 영향을 밖지 않았으나 돼지액상분뇨구에서는 시용수준이 증가됨에 따라 증가하였다. 액상분뇨의 시용은 시험후 토양의 pH. 치환성양이온함량을 증가시켰다. 표토(0-10cm)중 유효인산함량은 돼지 액상분뇨 $440kg\;N;ha^{-1}$구에서 $340mg\;kg^{-1}$으로 가장 높았다. 토양침투수중 질산태질소 농도는 돼지액상분뇨 $440kg\;N;ha^{-1}$구에서 증가하였다. 가축액상분뇨 시용량이 많을수록 N 수지량은 증가되었다. 이상의 연구결과를 볼 때 소액상분뇨구 보다 돼지액상분뇨구의 평균건물수량이 높았고, N 수지량은 시용수준의 증가에 따라 높아졌다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 1991

화강암(花崗岩), 화강편마암(化崗片麻岩), 석회암(石灰岩), 현무암등(玄武岩等) 우리나라의 주요(主要) 모암(母岩)에서 발달(發達)된 토양(土壤)의 점토광물(粘土鑛物)에 대한 광물학적(鐵物學的) 특성(特性)과 생성과정(生成過程)을 구명(究明)하기 위하여 5개(個) 모암(母岩)에 대하여 조암광물(造岩鍵物)의 조성(組成)과 특성(特性)을 화학조성분석(化學組成分析)과 x-선회절분석(線回折分析), 열분석(熱分析)(시차열분석(示差熱分析), 열중량(熱重量) 변화분석(變化分析)), 적외선흡수분광분석(赤外線吸收分光分析) 그리고 편광현미경(偏光顯微鏡) 검경등(檢鏡等) 기기분석(器機分析)을 이용(利用)하여 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 광물(鑛物)의 동정(同定)에는 X-선회절분석(線回折分析)이 가장 신속(迅速)하고 효과적인 방법(方法)으로 판단(判斷)되었으며 기타(其他) 분석방법(分析方法)은 특정광물(特定鋼物)의 동정(同定) 및 정량등(定量等)에 이용(有用)한 보조적(補助的) 분석방법(分析方法)으로 인정(認定)되었다. 2. 모암(母岩)의 주요(主要) 조암광물(造岩鑛物)은 화강암(花崗岩)과 화강편마암(化崗片麻岩)에서는 장석(長石), 석영(石英), 운모(雲母), 석회암(石灰岩)에서는 방해석(方解石)과 백운석(白雲石), 혈암(頁岩)은 석영(石英)과 방해석(方解石) 그리고 현무암(玄武岩)은 두장석과 휘석(輝石)이었다. 3. 현무암(玄武岩)을 제외(除外)한 모든 모암(母岩)에서 운모(雲母), 장석(長石), 녹이석(綠泥石), 각섬석(角閃石), 휘석등(輝石等)이 부광물(副鑛物)로 암석(岩石)에 따라 상당량(相當量) 함유(含有)되어 있었으며, 열분석(熱分析) 결과(結果) 월정통(月精統(화강암(花崗岩)))과 청산통(화강편마암(化崗片麻岩)) 모암(母岩)에서는 소량(少量)의 2, 3산화물(酸化物) 동정(同定)되었다. 4. 토양생성(土壤生成)에 영향을 주는 암석(岩石)의 abrasion pH는 측운모(黑雲母), 철고토광물(鐵苦土鑛物)과 탄산고광물을 많이 함유(含有)한 모암(母岩)에서는 7.5~8.4로 높았으며, 장석류(長石類)와 석영(石英)이 주요(主要) 조암광물(造岩鑛物)인 화강암(花崗岩)과 화강편마암(化崗片麻岩)에서는 6.26.4로 낮았다. 5. 조암광물(造岩鑛物)중 석영(石英), 장석(長石), 운모(雲母)(백운모(白雲母))의 높은 조성(組成)은 모암(母岩)의 화학조성(化學組成)에서 $SiO_2$, $Al_2O_3$, $K_2O$, 그리고 흑운모(黑雲母), 녹이석(綠泥石), 각섬석(角閃石), 휘석(輝石)은 $Fe_2O_3$, MgO, 방해석(方解石)과 백운석(白雲石)은 균열감량(杓熱減量f)을 증가(增加)시켰다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.37-43
• /
• 1981

초지개발(草地開發)이 유망시(有望視)되는 전국각지(全國各地)의 미개간(未開墾) 산지토양(山地土壤)의 표토(表土)를 채취(採取)하여 Hom$\grave{e}$s의 Systematic Variation 방법(方法)에 의(依)한 다량요소(多量要素) Cations K: Ca: Mg 적정시비비율(適正施肥比率) 결정(決定)을 위(爲)한 Pot 시험(試驗)을 수원(水原)에서 수행(遂行)한 결과(結果)는: 1. 안양등(安養等) 6개지역(個地域)의 토양(土壤)에 대(對)한 혼파재배(混播栽培) 시(時) 각(各) 토양(土壤) 및 초종별(草種別) 다수확(多收穫)을 위(爲)한 당량비 기준(基準) Cations K: Ca: Mg 적정시비비율(適正施肥比率)이 계산(計算)되었다. (표(表)4). 2. 혼파목초중(混播牧草中) 두과수량증수(荳科收量增收)를 위(爲)해서는 대구(大邱), 대관령토양(大關嶺土壤)에서는 K, 광주(光州), 운봉(雲峰)은 Ca, 제주(濟州)는 Mg 적정시비비율(適正施肥比率)이 높았고 이는 토양중(土壤中) 이들 이온들의 함량(含量) 또는 함량비율(含量比率)이 낮은 것과 병관되었다. 3. 두과목초수량(荳科牧草收量)은 화본과수량(禾本科收量)보다 Cations 시비비율(施肥比率) 및 시비량(施肥量)에 크게 영향(影響)을 받고 이에따라 혼파목초(混播牧草)의 총수량(總收量), 품질(品質), 식생비율(植生比率)이 또한 영향(影響)을 받는다. 4. 화본과(禾本科) 및 두과목초(荳科牧草)의 K, Ca, Mg 함량(含量)에 미치는 이들 ion간(間)의 길항효과(拮抗效果)의 차(差)와 그리고 이들 ion들이 Na, Fe, Mn, Cu, Zn 함량(含量)에 미치는 영향(影響)에 관(關)해 논하였다. 5. 화본과목초(禾本科牧草)에서 K-group 처리(處理)에서만 K/(Ca+Mg) 당량비가 grass tetany 한계치(限界値)인 2.2보다 훨씬 높은 2.4~3.3에 달(達)했고 반면(反面)에 두과목초(荳科牧草)는 0.9~1.2로 미달(未達)되었다. 이는 적당한 화본과(禾本科) 두과(荳科) 식생비율유지(植生比率維持)는 grass tetany 유발(誘發)을 크게 줄일 수 있음을 나타낸다.

• 환경정책연구
• /
• 제12권3호
• /
• pp.21-47
• /
• 2013

GCI(Geospatial Correlative Integration) 중 Frequency ratio 모델을 적용하여 2006년 태풍 에위니아에 의하여 발생한 강원도 인제 가리산리 지역의 산사태 취약성도를 작성하였다. 또한 연구지역의 미래 확률강우량을 적용하여 미래 목표연도별 산사태 취약성도를 작성하였다. 산사태 취약성와 관련된 요인으로는 기후노출은 확률강우량, 민감도는 지질, 지형도(경사, 경사방향, 곡률도), 토양도(토양 지형, 토질, 토양 배수, 토양 모재 및 유효토심) 및 적응능력으로 는 임상도(영급, 경급, 소밀도 및 수종) 등을 GIS 기반의 공간 데이터베이스로 구축하였다. 전체 산사태 발생 위치는 470개소며 이 중 50%는 Frequency ratio 및 Neural network 모델의 산사태 발생 지역으로 적용하였으며, 나머지 50%는 취약성도 검증에 활용하였다. 산사태 발생 강우량 임계치는 3일 누적 449mm로 적용하였다. 확률강우량은 1973년부터 2006년까지의 실측 강우량을 정리하여 2106년까지 목표연도별(1년, 3년, 10년, 50년 및 100년) 산사태 취약성도를 작성하였다. 연구결과 연구지역은 경사도가 다른 항목에 비하여 산사태 발생에 높은 가중치를 나타냈으며 경사도 항목의 세부 항목의 산사태 발생과의 상관관계에서는 경사도 $25{\sim}30^{\circ}C$인 지역이 높은 상관관계를 나타냈다. 또한 강우량의 증가에 의하여 미래 산사태 발생 가능성이 매우 높은 지역이 2006년을 기준으로 2100년까지 약 110% 증가하였다. 앞으로 강우량의 변화에 의한 산사태 위험성 분석에 한 축을 차지할 수 있다는 점에서 중요성이 있다. 기존에 확률강우량 변화에 따른 산사태 발생의 불명확한 관계를 정량적으로 분석하였으며, 미래 기후변화 예측결과를 반영한 연구지역 내 산사태 발생 변화를 시-공간적으로 산정하고, 기존 산정 결과와의 비교를 통해, 향후 기후 변화를 고려한 국내 산사태 관리 방안 수립을 위한 방향을 제시하기 위한 연구라고 할 수 있다. 앞으로 분석모델의 고도화 방안 및 현장조사가 추가된다면 보다 정량적으로 기후변화와 산사태의 상관관계를 파악할 수 있으며, 산사태의 전반적인 관리 및 효율적인 운영 체제 구축을 위하여 기여할 수 있다는 점에서 그 중요성이 있다.

• 지질공학
• /
• 제26권2호
• /
• pp.261-276
• /
• 2016

본 연구에서는 용인지역 ○○마을 지하수내 우라늄 및 라돈-222와 같은 자연방사성물질의 산출과 이와 관련된 수리지화학 특성 및 지질과의 상관성을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 지하수 19점, 지표수 5점을 2회에 걸쳐 채취하였다. 연구결과 지하수의 pH는 5.81~7.79의 범위를 보이며, 지하수의 화학적 유형은 Ca(Na)-HCO₃에서 Ca(Na)-NO₃(Cl)-HCO₃ 유형에 걸쳐 분포한다. 우라늄과 라돈-222의 함량은 각각 0.06~411 μg/L의 범위와 5.56~903 Bq/L의 범위를 보인다. 마을 공용음용수로 사용되었던 암반지하수 2점은 우라늄과 라돈-222의 함량이 미국 EPA 권고치를 초과하였으며, 마을 내 생활용수로 사용하는 지하수중 우라늄과 라돈-222가 각각 3점과 12점에서 미국 EPA 권고치를 초과하였다. 초과한 지하수의 분포지역 지질은 중생대 쥬라기의 편마암상 각섬석-흑운모화강암이다. 우라늄과 라돈의 고함량 산출의 상관성을 보인 지하수는 마을 음용수로 사용되어온 심부지하수 2점에 국한되며, 다른 지하수에서는 특별한 상관성을 보이지 않는다. 지하수내 고함량 우라늄의 영향 범위는 지하수공 주변 수십 m 이내로 한정되는 것으로 보이며, 불활성 기체인 라돈의 고함량 범위는 보다 넓은 범위이므로 우라늄과 기원이 서로 상이하거나, 만약 동일한 기원이라면 암반의 단열대 등을 통한 확산이 비교적 넓게 진행된 것으로 보아야 할 것이다. 지표방사능 세기와 우라늄의 산출의 상관성도 대체로 일치함을 보여, 주변 최대 200 m 정도까지 고함량 우라늄의 영향범위로 추정된다. 암석 내 우라늄과 토륨은 토라이트와 모나자이트 광물에서 높은 검출을 보인다.

• 보존과학회지
• /
• 제32권4호
• /
• pp.471-490
• /
• 2016

조선시대 목리유적 회격묘의 재료학적 특성과 물성을 분석하여 석회의 제조기법 및 회격의 제작과정과 원료산지를 검토하였다. 회격의 건조밀도는 1호 회격묘 남벽이 $1.82g/cm^3$로 가장 높고, 공극률은 25.20%로 최저값을 보였다. 건조밀도와 공극률은 반비례 관계를 보이나, 일축압축강도는 2호 회격묘에서 $182.36kg/cm^2$로 최대강도를 보였으며 공극률 및 밀도와 상관관계는 보이지 않았다. 회격의 석회혼합물은 주로 황갈색 기질에 $200{\sim}600{\mu}m$의 석영, 장석 및 운모류와 방해석으로 이루어져 있다. 특히 회격에서는 하이드로탈사이트 및 포틀란다이트가 검출되나 토양에서는 고령석이 동정되었다. 회격의 모든 석회는 $600{\sim{800^{\circ}C$에서 탄산칼슘의 탈탄산반응에 기인한 대대적인 중량감소와 다양한 흡열피크가 나타났다. 회격의 산출상태와 광물조성 및 열분석 결과로 보아 석회의 조성온도는 $800^{\circ}C$ 내외로 추정된다. 회격묘는 삼물(석회, 세사, 황토)의 혼합조성으로 인해 넓은 주성분원소 범위를 보이며 작열감량 또한 22.5~33.6 wt.%로 나타났다. 회격의 석회와 골재의 함량이 불균질하고 부분적으로 양생이 충분히 이루어지지 않은 것으로 밝혀져 기술수준은 다소 낮았던 것으로 판단된다. 목리유적 일대에서는 석회의 원료인 석회암질암의 분포가 여러 곳에서 확인되며 상업적으로 석회를 생산한 예산 및 홍성지역의 석회석 광산과 근거리에 있다. 석회 원료는 목리유적 인근의 산지에서 공급되었을 것으로 판단된다.