• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
• /
• 대한자원환경지질학회 2002년도 제18차 공동학술강연회 자연저감고 지질학 (대한 자원 환경지질학회)
• /
• pp.81-100
• /
• 2002

While most of regulatory communities in abroad recognize ' 'natural attenuation " to include degradation, dispersion, dilution, sorption (including precipitation and transformation), and volatilization as governing Processes, regulators prefer "degradation" because this mechanism destroys the contaminant of concern. Unfortunately, true degradation only applies to organic contaminants and short- lived radionuclides, and leaves most metals and long-lived radionuclides. The natural attenuation Processes may reduce the potential risk Posed by site contaminants in three ways: (i)contaminants could be converted to a less toxic form througy destructive processes such as biodegradation or abiotic transformations; (ii) potential exposure levels may be reduced by lowering concentrations (dilution and dispersion); and (iii) contaminant mobility and bioavailability may be reduced by sorption to geomedia. In this review, authors will focus will focul on "sorption" among the natural attenuation processes of hazardous inorganic contaminants including radionuclides. Note though that sorption and transformation processes of inorganic contaminants in the natural setting could be influenced by biotic activities but our discussion would limit only to geochemical reactions involved in the natural attenuation. All of the geochemical reactions have been studied in-depth by numerous researchers for many years to understand "retardation" process of contaminants in the geomedia. The most common approach for estimating retardation is the determination of distrubution coefficiendts ($K_{d}$) of contaminants using parametric or mechanistic models. As typocally used in fate and contaminant transport calculations such as predictive models of the natural attenuation, the $K_{d}$ is defined as the ratio of the contaminant concentration in the surrounding aqueous solution when the system is at equilibrium. Unfortunately, generic or default $K_{d}$ values can result in significant error when used to predict contaminant migration rate and to select a site remediation alternative. Thus, to input the best $K_{d}$ value in the contaminant transport model, it is essential that important geochemical processes affecting the transport should be identified and understood. Precipitation/dissolution and adsorption/desorption are considered the most important geochemical processes affecting the interaction of inorganic and radionuclide contaminants with geomedia at the near and far field, respectively. Most of contaminants to be discussed in this presentation are relatively immobile, i.e., have very high $K_{d}$ values under natural geochemical environments. Unfortunately, the obvious containment in a source area may not be good enough to qualify as monitored natural attenuation site unless owner demonstrate the efficacy if institutional controls that were put in place to protect potential receptors. In this view, natural attenuation as a remedial alternative for some of sites contaminated by hazardous-inorganic components is regulatory and public acceptance issues rather than scientific issue.

• 자원환경지질
• /
• 제30권1호
• /
• pp.35-49
• /
• 1997

The coal formation of the Deokpyeong area are interbedded along metapelites of the Ogcheon Supergroup, which are composed mainly of graphite, quartz, muscovite and associated with small amounts of biotite, chlorite, pyrite and barite. The ratios of $SiO_2/Al_2O_3$, $Al_2O_3/Na_2O$ and $K_2O/Na_2O$ of the coaly metapelite are variable and wide range from 1.80 to 10.21, from 27.8 to 388.8 and from 7.6 to 61.8, respectively. These coal formation were deposited in basin of marine environments, and the REE of these rocks are not influenced with metamorphism and hydrothermal alterations on the basis of $Al_2O_3$ versus La, La against Ce, the ratios of La/Ce (0.19 to 0.99) and Th/U (0.02 to 4.75). These rocks also show much variation in $La_N/Yb_N$ (1.19 to 22.89), Th/Yb (0.14 to 21.43) and La/Th (0.44 to 13.67), and their origin is explained by derivation from a mixture of sedimentary and igneous rocks. The wide range in trace and REE element characteristics as Co/Th (0.12 to 2.78), La/Sc (0.33 to 10.18), Sc/Th (0.57 to 5.73), V/Ni (8 to 2347), Cr/V (0.02 to 0.67) and Ni/Co (1.56 to 32.95) of these coaly metapelites argues for inefficient mixing of the various source lithologies during sedimentation. Deep to pale green barium-vanadium muscovites (vanadium-oellacherite) have been found in this coal formations. Modes of occurrence and grain size of muscovite are heterogeneous, but most of the barium and vanadium-bearing muscovites occur along the boundaries between graphite and quartz grains, ranging from 200 to $350{\mu}m$ in length and from 40 to $60{\mu}m$ in width. Results of X-ray diffraction data of the minerals characterized to be monoclinic system with $a=5.249{\AA}$, $b=8.939{\AA}$, $c=20.924{\AA}$ and ${\beta}=95.894^{\circ}$. Representative chemical formula of the muscovite was $(Na_{0.09}K_{1.44}Ba_{0.46})(Al_{2.75}Ti_{0.07}V_{0.56}Fe_{0.08}Mg_{0.50})(Si_{6.12}Al_{1.88})O_{22}$. The V possibly substitute octahedral Al, and the Ba is coupled substitution of $K^+Si^{4+}=Ba^{2+}Na^+Ca^{2+}$, which compositional ranges of V and Ba are from 0.42 to 0.69 and from 0.34 to 0.56 based on $O_{22}$, respectively. Formation mechanism of the barium-vanadium muscovites in the coaly metapelite is shown that the formed by high pressure and temperature from regional metamorphism origanated during diagenesis at the interface between a basinal brine and organic matter.

• 한국토양환경학회지
• /
• 제1권1호
• /
• pp.67-79
• /
• 1996

점토는 물과 같이 극성이 큰 유체가 존재할 때 매우 낯은 투수계수를 갖게된다. 따라서 극성이 매우 낮은 탄화수소계연료나 할로겐화 유기용제등은 간극수(pore water)를 밀어내지 못하기 때문에 점토공극내로 이동할 수 없다. 최근들어 대기오염 저감대책의 하나로 알콜이나 MTBE(methyl-tert-butyl ether)등과 같은 가솔린 산소첨가제의 사용량이 늘어나고 있는 추세에 있다. 이들 산소첨가제는 극성을 띠고 있으며 물에 대한 용해도가 매우 높기 때문에 간극수를 교체하여 가솔린이나 유기용제등의 점토층내 이동을 촉진시킬 가능성을 갖고 있다. 본 연구에서는 가솔린-알콜 혼합연료(gasohol)의 압밀점토층 내에서의 이동을 실험적으로 살펴보았다. 카올린슬러리를 압밀시켜 제조한 점토층에 가솔린, 알콜, 그리고 물의 혼합액을 152 Pa하에서 접촉시켰다. 점토층내로의 유체이동은 교체된 간극유체유량을 측정함으로써, 그리고 현상학적인 관찰은 핵자기 공명상(magnetic resonance image; MRI)을 측정해봄으로 추적하였다. 또한 점토시료의 구조는 environmental scanning electron microscopy (ESEM)를 이용하여 분석하였다. 연구결과를 볼 때 가솔린만 존재시 접촉 14일 이후에도 물로 포화된 점토층내로 가솔린이 이동하지 못한 반면 gasohol 혼합체는 접촉후 단 20분이내에 점토층을 완전 통과하여 탄화수소계연료에 첨가된 알콜이 점토층내로의 이동을 한층 강화하는 것으로 나타났다. Gasohol과 접촉시 이러한 점토의 투수계수 증가는 알콜로 인해 점토의 공극구조가 붕괴되어 더 큰 공극을 형성시켰기 때문인 것으로 판단되었다. 또한 공극직경(pore diameter)이 증가함으로 gasohol이 간극수를 교체하는데 필요한 모세압력이 감소되어 gasohol이 쉽게 점토증을 이동하게 되는 것이다.

• 한국제4기학회지
• /
• 제5권1호
• /
• pp.15-31
• /
• 1991

우리나라 주변해역의 퇴적물에 관한 연구는 이제까지 퇴적학적 및 광물학적 측면에 집중되어 온 까닭에 그 지화학적 특성에 대해서는 알려진 바가 매우 제한되어 있으며, 특히 동해 대륙붕의 경우는 더욱 그러하다. 이와 같은 지식의 빈 틈을 채우기 위하여 한국 동남해역의 대륙붕과 대륙사면에서 채취된 90개 표층퇴적물을 대상으로 그 주성분원소와 수종의 미량성분들을 분석하였다. 이 분석결과를 바탕으로 이들 화학원소들의 분포양상과 그 분포에 영향을 미치는 여러 조절요인들이 논의되었다. 연구지역 퇴적물에서 화학원소들의 분포에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 퇴적물 입도인 것으로 밝혀졌으며, Ca과 K를 제외한 대부분 주성분원소들과 Sr 및 Ba를 제외한 미량금속들의 함량은 모두 퇴적물의 입도와 밀접한 상관관계를 나타냈다. 반면, 퇴적물 내 Ca과 Sr의 함량은 주로 탄산염에 의해 조절되어지며, K의 경우에는 장석과 illite가 큰 영향을 미치는 것으로 여겨진다. 한편, K 함량과 어느 정도의 관련성을 나타내는 Ba의 경우에는 칼리장석의 영향이 중요할 것으로 사료된다. 분석된 화학성분들의 연구지역 퇴적물 내 함량은 모두 자연상태의 범위를 벗어나지 않는 것으로 판단되며, 그 공간적 분포양상은 대부분 입도분포나 혹은 탄산염분포(Ca과 Sr)의 그것과 거의 동일하게 나타난다. 한편, metal/Al 비율은 퇴적물 내 금속함량에서 입도의 영향을 보정할 수 있으며, 이 비율을 이용하여 연구지역 남부 연안역의 퇴적물에 미약하나마 인위적 오염의 가능성이 있음을 제시하였다.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제36권
• /
• pp.267-297
• /
• 2003

The plain coarse pottery from the Unjeonri Bronze Age relic sites in the Cheonan, Korea were studied on the basis of clay mineralogy, geochemistry and archaegeological interpretations. For the research, the potteries are utilized at the analysis for 6 pieces of plain coarse potteries. Color of the these potteries are mainly light brown, partly shows the yellowish brown to reddish brown. The interior, surface and inside of the pottery appear as different colors in any cases. Original source materials making the Unjeonri potteries are used of mainly sandy clay soil with extreme coarse grained irregularly quartz and feldspar. The magnetic susceptibility of the Unjeonri pottery range from 0.20 to 1.20. And the Unjeonri soil's magnetic susceptibility agree almost with 0.20 to 1.30. In the same magnetization of soil and pottery, the results revealed that the Unjeonri soil and low material of pottery are same produced by identical source materials. The Unjeonri potteries and soil are very similar patterns with all characteristics of soil mineralogy, geochemical evolution trend. The result seems to be same relationships between the behavior and enrichment patterns on the basis of a compatible and a incompatible elements. Consequently, the Unjeonri potteries suggest that made the soil to be distributed in the circumstance of the relic sites as the raw material are high in a greater part. In the Unjeonri soil, the kaolinite is common occurred minerals. However, in the Unjeonri pottery, the kaolinite was not detected in all broken pieces. The kaolinite was presumed to destroy crystal structure during the firing processes of over $550^{\circ}C$. The quartz is phase transition from ${\alpha}$-quartz to ${\beta}$-quartz at $573^{\circ}C$, but the Unjeonri pottery did not investigated any phase transition evidences of quartz. The chorite was detected within the mostly potteries and soils. As the results, the Unjeonri potteries can be interpreted by not experiencing a firing temperature over $800^{\circ}C$. The colloidal and cementing materials between the quartz and low materials during the heating did not exist in the internal part of the potteries. An any secondary compounds by heating does not appear within the crack to happen during the dry of the pottery. The hyphae group are kept as it is with the root tissue of an organic matters to live in the swampy land. In the syntheses of all results, the general firing condition to bake and make the Unjeonri pottery is presumed from $550^{\circ}C$ to $800^{\circ}C$. However, the firing condition making the Unjeonri pottery can be different firing temperature partially in one pottery. Even, the some part of the pottery does not take a direct influence on the fire.

• 자원환경지질
• /
• 제38권5호
• /
• pp.547-561
• /
• 2005

이 논문에서는 지하수 비소오염의 일반적 지구화학적 특성을 이해하고 기존 연구사례와 논산/금산지역의 지하수 관정 수질분석 자료 등을 바탕으로 국내 지하수의 비소 산출양상을 평가하고자 한다. 가장 심각한 비소오염이 발생한 방글라데시에서는 약 $28\%$의 관정에서 $50{\mu}g/L$ 이상의 비소함량이 확인되며 2천8백만의 인구가 이에 노출된 것으로 추정한다. 주요한 오염지하수의 특성으로 중성 pH와 중간 또는 강한 환원환경, 낮은 $SO_4^{2-}$, 및$\;NO_3^-$함량, 높은 용존 유기탄소, $NH_4^+$ 함량 등을 들 수 있으며 비소는 주로 3가 형태로 존재하고 홀로세 천부 대수층에서 함량이 높게 나타난다. 일반적으로 대수층내 철수산화물의 환원성 용해 현상으로 비소가 유출되는 것으로 받아들여지며 유기물질의 존재, 미생물의 활동 등이 주요한 요소로 평가된다. 플라이스토세 빙하활동에 의해 원거리 비소기원물질의 풍화 및 이동, 화학적 집적, 미생물 활동 등의 요인으로 광역적인 세계 주요 오염발생지역의 특성을 해석하기도 한다. 국내에서는 심각한 비소오염 발생사례는 보고되지 않고 있으며 지하수 수질측정망 운영결과 $10{\mu}sg/L$ 이상의 비소함량은 전체 $1\%$ 내외에서 나타나지만, 먹는샘물 수질평가에서 이를 초과하는 업체수가 $19.3\%$에 달하고 논산 및 금산 지역의 간이급수용 관정 수질조사에서 약 $7\%$가 초과하는 결과를 보였다. 전남 일부와 울산 지역의 지하수 수질조사 결과에서도 $10{\mu}g/:L.$ 이상의 함량이 각각 $36\%,\;22\%$에 달하여 변성퇴적암 등의 지질영향과 광화작용에 따른 비소오염이 발생할 수 있음을 보여준다. 향후 국내 지하수 비소오염 평가연구를 위하여 비소거동에 영향을 주는 다양한 지구화학적 및 미생물학적 반응과 지하수 유동특성에 대한 이해가 선행되어야 하며 광화대 지역, 옥천대 변성퇴적암 지역, 부산 경남 일대의 미고결 퇴적층 및 산성황산염 토양 분포지역 등에 대한 보다 체계적인 조사와 연구가 요구된다.

• 자원환경지질
• /
• 제55권6호
• /
• pp.737-760
• /
• 2022

고준위 방사성 폐기물(High-level radioactive waste; HLW)의 지질처분을 위해서는 심부 지하 환경에 대한 이해가 선행되어야 하며, 이는 지질학적, 수리지질학적, 지구화학적, 지질공학적 조사를 통해 가능하다. 우리나라는 HLW의 지질처분을 계획하고 있으나, 심부 지하 환경의 지구화학적 특성에 관한 연구가 부족한 편이다. 이에 본 논문에서는 지질처분 부지 선정을 위한 지구화학적 조사를 중심으로 선진국의 심부 지하수 연구 동향을 살펴봄으로써 앞으로 국내 수리지구화학 분야의 연구 과제를 도출하는데 참고하고자 하였다. 해외 8개 국가(미국, 캐나다, 핀란드, 스웨덴, 프랑스, 독일, 일본, 스위스)의 심부 지하 환경 조사 방법 및 결과와 함께 지질처분 부지 결정 과정과 향후 연구 계획을 살펴본 결과, 해외 선진국에서는 심부 지하 환경의 지구화학적 특성화를 위해 지하수 및 난대수층 내 간극수의 수화학과 동위원소(예: SO₄^2-의 ³⁴S, ¹⁸O, DIC의 ¹³C, ¹⁴C, H₂O의 ²H, ¹⁸O), 균열 충전광물(fracture-filling minerals), 유기물, 콜로이드, 산화-환원 지시자(예: Eh, Fe²⁺/Fe³⁺, H₂S/SO₄^2-, NH₄⁺/NO₃^-) 등을 조사하고 있으며, 이들 지구화학 자료의 통합 해석을 통해 해당 심부 환경이 지질처분에 적합한지를 평가하였다. 국내의 경우, 인공신경망을 이용한 Self-Organizing Map(자기조직화 지도), 다변량 통계 기반 M3 모델링(지하수 혼합 모델), 반응-경로 모델(reaction path model) 등을 이용하여 심부 지하수의 수화학적 유형 분류 및 진화 패턴 규명, 천부 지하수 혼합 영향, 균열 충전광물과 지하수화학 사이의 관계를 규명한 바 있다. 그러나 지질처분 부지를 선정하는데 있어 과학적 근거를 확보하기 위해 중요한 기타 지구화학 자료(예: 동위원소, 산화-환원 지시자, 용존유기물)가 매우 부족한 현실이며, 따라서 최적의 지질 처분지를 찾기 위해서는 지역별/유형별 심부 지하수에 대한 지구화학적 자료 구축이 요구된다.