간행물
광물과 암석 KCI 등재 Korean Journal of Mineralogy and Petrology 韓國鑛物學會誌
- 발행기관 한국광물학회
- 자료유형 학술지
- 간기 계간
- ISSN 1225-309X (Print)2288-7172 (Online)
- 수록기간 1988 ~ 2023
- 주제분류 자연과학 > 지질학 자연과학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 460DDC 549
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제23권 제2호 (2010년 6월) 8건
1.
2010.06
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금번 연구에서는 2009년 1월 1일부터 12월 31일 사이에 대전광역시 유성구 지역에서 확보한 강수 시료를 대상으로 강수에 의한 오염 희석 규명을 시도하였다. 강수여과물에 대해 등온잔류자화(Isothermal remanent magnetization) 측정과 현미경 분석 및 정성적인 화학 성분 분석을 실시하였다. 비강수일에 포집한 먼지 시료와 황사발생일에 채취한 먼지 시료도 비교를 위해 실험에 사용하였다. 자화특성 실험과 현미경 관찰 결과를 바탕으로 판단하면, 강수에서 여과된 고체 시료에 존재하는 자성 물질은 자철석이다. 관찰된 자성 물질의 특이한 형태(구형/타원체형)와 탄소 함유를 고려하면, 인위적인 연소에 의해 형성된 자철석이라 해석된다. 강수에서 여과된 고체 시료의 등온잔류자화는 일반 먼지보다도 낮고 황사에 비해서는 현저히 낮은데, 이는 강수에 의해 발생하는 상당한 양의 자성물질 희석 효과라 판단된다.
2.
2010.06
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한국원자력연구원 지하처분연구시설의 지하심부에 생존하는 미생물을 이용하여 용존우라늄의 제거 및 광물화에 대한 실험을 실시하였다. 미생물은 철환원박테리아와 황산염환원박테리아로 구분하여 개별적으로 실험을 실시하였으며, 실험 후 X-선 회절분석 및 주사전자현미경을 이용하여 생성광물을 확인하였고 용액상의 농도 변화는 유도결합플라즈마분석기를 이용하여 분석하였다. 철환원박테리아에서는 우라늄과 철이온이 공존할 때, 우라늄보다는 철이온이 선택적으로 환원과정에 참여하였으며, 결과적으로 우라늄의 환원 및 제거가 거의 이루어지지 못하였다. 하지만, 망간이 포함된 조건에서는 상당량의 우라늄 제거 효과가 나타났다. 황산염환원박테리아에서는 철과 망간이 공존할 때, 철이 선택적으로 황과 결합하여 맥키나와이트(FeS)라는 황화광물을 형성하였으며, 망간으로 구성된 황화광물은 만들어지지 않았다. 하지만, 망간이 공존하는 경우에 우라늄의 제거는 훨씬 효과적이었는데, 이는 황화광물에 불순물로 포함된 망간이 우라늄의 흡착 및 포획에 큰 영향을 미치기 때문인 것으로 판단된다.
3.
2010.06
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합성된 슈베르트마나이트를 대상으로 AsO4, SeO3, CrO4 세 종류의 산화음이온에 대한 흡착실험 및 흡착된 시료에 대하여 열분석을 실시하였다. 흡착 실험 결과 대체로 두 종류의 흡착 특성을 보이며 AsO4와 SeO3의 경우 약 1 mM의 농도까지 대부분의 용액 내 이온들이 100% 흡착된 것으로 나타났으나 그 이상의 농도에서는 흡착이 더 이상 뚜렷하게 증가되지 않는 것을 보여준다. 이는 기존의 AsO4의 흡착 연구 결과에서처럼 AsO4가 슈베르트마나이트 구조 내의 SO4를 치환하기 때문으로 생각되며 SeO3 역시 SO4를 1 : 1로 치환하기 때문으로 해석된다. 그러나 CrO4의 경우 전 농도 구간에서 다른 산화음이온에 비하여 흡착이 훨씬 적게 일어났다. 열분석은 0.1 mM과 1.25 mM 농도에서 흡착된 시료에 대하여 각각 실시되었다. AsO4로 흡착된 시료의 경우 AsO4가 SO4를 치환하고 있기 때문에 순수한 슈베르트마나이트에서 특징적으로 나타나는 약 600℃에서의 질량 감소가 훨씬 적으며 약 1,000℃ 이상에서 AsO4의 분해에 의하여 추가적인 질량감소를 보인다. SeO3로 흡착된 시료의 경우 SO4에 비하여 약간 낮은 온도에서 질량감소가 일어나 좀 더 넓은 온도범위에서 질량감소를 보였다. 이 역시 SeO3의 분해가 SO4 보다 약간 낮은 온도에서 일어나기 때문으로 사료된다. 그러나 CrO4로 흡착된 시료는 SO4에 의한 질량감소가 역시 적게 나타나나 CrO4가 다른 산화음이온과 같이 고온에서 분해되지 않아 추가적인 질량감소를 보이지 않으며 이를 통하여 CrO4 역시 SO4를 치환하고 있는 것으로 판단된다. 흡착실험 결과와 종합하여 볼 때 CrO4 역시 SO4를 치환하며 흡착을 하나 다른 두 산화음이온에 비하여 SO4와의 친화도, 광물 구조 내의 불안정성 등의 원인에 의하여 완전한 1 : 1 치환이 일어나지 않는 것으로 판단된다.
4.
2010.06
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광물학적 지구화학적 방법을 이용하여 송천 금은광산 광미 내 중금속 및 비소의 거동특성에 대해 연구하였다. 광미 내 광물조성은 X-선 회절분석, 에너지 분산분광분석, 전자탐침미세현미분석(EPMA)을 이용하여 조사하였고, 중금속과 비소의 농도와 화학적 존재형태는 각각 왕수분해법과 연속추출법으로 분석하였다. 광물학적 연구결과, 방연석, 섬아연석, 황철석, 석영, 그리고 스코로다이트로 구성된 수지상 광물집합체가 관찰되었으며, 특히 스코로다이트는 기질의 형태로 나타났다. 이러한 광물집합체 내 다양한 황화광물의 풍화반응 정도를 평가하고자 EPMA 분석을 실시하였으며 그 결과, 유비철석, 방연석, 섬아연석, 황철석 순으로 풍화반응성이 높은 것으로 평가되었다. 방연석의 풍화는 이차광물로 이루어진 누대구조가 특징적으로 관찰되었으며, 이러한 누대구조에서 다량의 앵글레사이트와 소량의 보이단타이트를 관찰하였다. 그리고 유비철석은 거의 모두 스코로다이트로 변질되어 스코로다이트가 기질의 형태로 존재하였으며 이러한 기질 내에서 유비철석보다 풍화반응성이 떨어지는 방연석, 섬아연석, 황철석 등이 관찰되었다. 유비철석으로부터 스코로다이트로 변질되는 과정 중 일부 비소는 용출되어 주변 환경에 악영향을 끼쳤을 것으로 판단된다. EPMA 정량분석결과로 볼 때, 이러한 스코로다이트는 안정도가 비교적 높음을 알 수 있었으며, 또한 안정한 스코로다이트는 광미를 피복하여 광미 내 다른 일차광물들의 풍화를 억제하는 것으로 생각된다. 이러한 원인으로 송천광미가 지표환경에 장기간 노출되었음에도 불구하고 초기 풍화진행단계의 특성을 보이는 것으로 판단된다. 본 연구의 광물학적, 지구화학적 연구결과를 종합해보면 현재 납과 비소가 이동성이 높은 형태로 존재하기 때문에 광미가 지표에 계속 노출되어 풍화반응이 지속된다면 그러한 유해원소들의 용출 가능성이 클 뿐만 아니라 스코로다이트의 안정도가 감소하여 비소의 재용출 가능성도 높아 송천광산의 환경위해성이 큰 것으로 판단된다.
5.
2010.06
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제주도 우도 응회구의 현무암질 화산재는 대부분 미약하게 변질되었으나, 지표부근에서는 연황색으로 변질되었다. 육상 환경에서 화산재의 표성 변질 및 고화과정을 조사하기 위하여 표성 변질 우도 화산재에 대하여 X선회절, 주사 및 투과전자현미경, 전자현미분석을 실시하였다. 분석결과, 화산재 입자는 현무암질 유리 기질과 사장석, 감람석, 휘석 결정으로 구성되어 있었다. 입자 가장자리로부터 유리가 선택적으로 변질되어 교질상 변질테가 형성되었으며, 큰 입자 중심에는 변질되지 않은 유리가 잔존한다. 변질테와 유리 경계에는 매우 얇은 용탈 유리층이 존재하며, 변질테는 Fe와 Ti이 풍부한 극미립 비정질 규산염과 스멕타이트로 구성되어 있다. 변질 유리에서 방출된 용존물은 공극에 벌집모양 스멕타이트 집합체로 다량 침전되었으며, 화산재의 고화작용에 기여하였다.
6.
2010.06
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본 연구에서는 지구화학모델 프로그램인 GEM-PSI를 이용하여 방해석과 석고의 첨가에 의한 시멘트 수화생성물에 대한 영향을 조사하였다. 방해석과 석고는 시멘트 수화과정의 주요 생성광물인 C-S-H 및 포틀란다이트(portlandite)의 생성에 큰 영향을 주지 않는 것으로 예측되었다. 하지만 방해석을 시멘트 구성성분의 최대 5%까지 첨가하는 경우 시멘트 수화생성물인 칼슘 모노카보네이트(monocarbonate) 광물의 생성을 촉진시키는 것으로 본 모델링 결과는 예측하였다. 하지만 칼슘의 첨가가 시멘트 수화과정의 생성물인 AFm 광물 및 헤미카보네이트(hemicarbonate) 광물의 생성은 억제하는 것으로 예측되었다. 석고를 시멘트 구성성분의 최대 5%까지 첨가하는 경우 시멘트 수화과정에 의하여 에트린자이트 광물의 생성이 촉진되는 것으로 모델링 결과가 예측하였다. 방해석과 석고 첨가에 의한 시멘트 수화생성물의 공극률은 방해석 및 석고의 첨가량이 증가함에 따라 일반적으로 감소하는 것으로 계산되었다. 하지만 방해석을 첨가하는 경우 첨가량이 시멘트 구성성분의 3% 미만일 때 수화생성물의 공극률이 같은 양의 석고를 첨가했을 경우보다 낮게 예측되었다. 반면에 방해석이 3% 보다 많은 양이 첨가될 경우 같은 양의 석고를 첨가시킨 경우보다 시멘트 수화생성물의 공극률이 높을 것으로 예측된다. 이러한 현상은 첨가된 방해석이 적정량을 넘게 되면 모든 방해석이 시멘트 수화과정에 의하여 소모되지 않고 다시 시멘트 수화생성물로 나타남으로써 시멘트 수화과정에 따른 다른 광물로의 변이가 제한됨을 알 수 있다. 반면에 석고가 첨가된 경우 시멘트 수화과정에 의하여 석고가 계속적으로 소모되어 다른 시멘트 수화생성물 특히 에트린자이트로 변환된다.
7.
2010.06
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많은 미생물들이 수용성 망간이온(Mn2+)을 불용성인 산화망간(Mn4+) 광물로 산화 침전시키는데, 이와 같은 생물학적 산화반응은 비생물학적 산화반응보다 훨씬 빠르게 일어난다. 이처럼 미생물에 의해 생성된 바이오 산화망간 광물은 표면의 강한 흡착성과 산화환원 반응을 통해 생지구화학 순환과 환경오염물질의 생물흡수도에 큰 역할을 한다. 본 논평은 양자역학의 밀도범함수 이론에 바탕을 둔 전산모사를 이용하여 산화망간 광물 표면의 독성금속 흡착의 자세한 기작과 망간원자 빈자리의 광화학적 역할을 새롭게 밝힌 최근 연구결과를 소개한다.
8.
2010.06
서비스 종료(열람 제한)
