광액시료와 비-자성광액시료에 포함된 황비철석을 자류철석으로 상변환 시키기 위하여 그리고 비소 함량을 2,000 mg/kg 이하로 제거하기 위하여 마이크로웨이브 장치를 다양한 시간으로 가열하였 고, 습식-자력선별하였다. 마이크로웨이브 가열시간이 증가함에 따라 황비철석 표면의 가장자리부터 자류철석으로 상변환이 일어났고, 열점 현상에 의하여 자류철석 내부에 용융공극과 마이크로-크랙들 이 형성되었다. 마이크로웨이브 가열을 10분간 수행한 광액시료(비소 함량 : 14,732.66 mg/kg)와 비- 자성 광액시료(비소 함량 : 19,970.13 mg/kg)를 습식-자력선별하여 자성광물로 분리시킨 결과, 10분 가열한 자성광물 시료에서 만 비소 함량이 2,000 mg/kg 이하로 나타났다. 따라서 향후 비소 페널티 부과 대상인 복합황화광물을 마이크로웨이브 가열과 습식-자력선별을 효과적으로 활용하면, 비소 함 량을 페널티 부과대상 이하의 광석광물을 얻을 수 있을 것으로 기대한다.

The purpose of this current study was to evaluate direct tensile properties of engineered cemetitious composite(ECC)1) according to the volume fraction of the non-sintered binder. From the test result, the higher volume fraction of the non-sintered binder, the tensile strength was decreased but the maximum strain was increased.

본 연구에서는 해수 침지 온도에 따른 비소성 시멘트 경화체의 물리적 및 역학적 특성에 대해 비교 분석하였다. 비소성 시멘트는 플 라이애시와 고로슬래그미분말을 6:4, 7:3 및 8:2의 중량비로 혼합하여 수산화나트륨과 액상규산나트륨으로 알칼리 활성화 하여 제작되었다. 알칼리 활성화를 위한 활성화제는 플라이애시와 고로슬래그미분말을 혼합한 중량의 5%로 하였으며, 화학첨가제로 탄산칼슘이 사용되었다. 본 연구에서는 알칼리 활성화된 시험체들을 3가지 다른 온도(5°C, 15°C 및 25°C)의 해수에 각각 침지 시킨 후, 침지 재령 3일 및 28일에 대해 경 화체의 압축 강도, 밀도 및 흡수율을 측정하였으며, 해수 침지 재령 28일에 대해서는 XRD 및 SEM 시험 분석을 실시하였다. 또한, 해수 침지 재 령 28일에 대하여 시험체들 내의 수용성 염화물(자유염화물) 및 산-가용성 염화물(총염화물) 함유량을 측정하여 분석하였다. 본 연구에서 해수 온도별로 침지시킨 플라이애시-고로슬래그미분말 혼합 알칼리 활성화 경화체는 플라이애시 혼합률이 증가함에 따라 밀도 감소, 흡수율 증가 및 강도가 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 플라이애시 혼합률이 증가할수록 시험체 내의 수용성 염화물 및 산-가용성 염화물의 양이 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제작된 플라이애시-고로슬래그미분말 혼합 알칼리 활성화 경화체는 노출된 해수 온도 영향으로 인한 강도 차이 는 없는 것으로 판단되며, 플라이애시와 고로슬래그미분말의 혼합중량비에 따라 강도 특성이 달라지는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 폐금속 광산에 특화된 인체위해성평가 방법을 제시하고, 국내 폐금속 광산지역 으로부터 도출된 다양한 노출인자 값을 적용하여 폐금속 광산지역의 주민(성인 남자, 성인 여자, 어린 이)에 대하여 인체위해성평가를 수행하였다. 또한 인체위해성평가의 결과로부터 중금속 오염에 의한 주민의 건강이 우려되는 경우, 위해성에 기반한 각 매체(토양, 지하수, 지표수)별 복원기준을 제시하고 자 하였다. 본 연구 결과, 발암위해도와 비발암위해도를 지시하는 총 초과발암위해도(TCR)와 위험지 수(HI)는 지하수섭취와 농작물섭취에 의한 경로로 노출되는 비소에 의해 각각 허용 가능한 수준인 1.00E-6과 1을 크게 초과하는 것으로 나타나서 연구대상 지역의 인체위해성이 큰 것으로 평가되었다. 위해도 저감을 위한 복원농도 산정 결과, 발암위해도 기준 계산 시 As 6.83~6.85 mg/kg, Pb 18.41~18.46 mg/kg, 비발암위해도 기준 계산 시 Cu 17.38 mg/kg, As 9.13 mg/kg의 수준으로 토양정 화가 필요한 것으로 나타났다.

In order to establish the design parameters of adsorption for arsenic compounds with hydrotalcite including chlorine ion, the basic properties of adsorption and desorption as well as the oxidation of As (Ⅲ) were examined in batch tests. The maximum adsorption capacities of arsenite and arsenate were 6.2 ㎎-As(Ⅲ)/g and 103 ㎎-As (Ⅴ)/g, respectively. Although 80.4% of maximum desorption was shown in 20% NaOH solution, 5∼10% of NaOH was recommended considering operating benefits, where the proper condition of the desorption was in the range of 73% to 80%. The most suitable desorption condition was in the combination of NaCl (10∼20%) and NaOH (5∼10%). Within 2 minutes, As (Ⅲ) was easily oxidized to As (Ⅴ) with 0.0001 N KMnO4, where the maximum oxidization ratio was shown to 98.9%.

비소의 농도에 따른 봉의꼬리의 생육 반응 및 비소 축적능을 분석하기 위해 As(III)와 As(V)의 농도를 달리하여 봉의꼬리를 12주간 재배하였다. 연구의 결과 비소의 종류에 관계없이 50, 500mg·kg-1 처리구는 비소 무처리구와 생육이 비슷하였으나, 비소의 농도가 증가할수록 초장이 감소되는 경향을 보였다. 비소의 농도를 50, 500mg·kg-1 처리하여 재배한 봉의꼬리 지상부의 비소 축적능은 As(III) 처리구가 각 802.7, 2,956.0mg·kg-1 DW로, As(V) 처리구(622.6, 2,841mg·kg-1 DW)에 비해 높았다. 그러나 고농도 처리구인 1,000과 2,000mg·kg-1에서는 As(V) 처리구(3,883.3, 5,250.6mg·kg-1 DW)에서 As(III) 처리구(3,347.8, 4,272.7 mg·kg-1 DW)에 비해 비소 축적능이 더 우수하였다. 지하부의 축적능은 2,000mg·kg-1 농도 처리구를 제외한 모든 농도에서 sodium arsenate 처리구가 sodium arsenite 처리구에 비해 높았다.

The objective of this study is to investigate the immobilization properties of arsenic in solidification process using geopolymer binder. Metakaolin and fly ash were used as prime materials for geopolymer that was also called as activated metakaolin cement (or Si + Al cement). The immobilization of As in geopolymer was found to be very limited regardless of the oxidation state of As and the mixing ratio of As to the binders. These results may be ascribed to the low Ca contents in prime materials used and the structural property of geopolymer formed. It was generally accepted that As was immobilized into C-S-H (calcium silicate hydrates) via precipitation and sorption, when it was solidified with ordinary portland cement and/or lime. When Ca(II) or Fe(III) was used as stimulating agents, the As leaching was reduced by15 ~ 25% than that of control experiment. These limited improvements of As immobilization might be resulted from the extremely high pH in geopolymer reaction.

비소 함유 골재를 토양개량제로 사용하였을 경우 광미에 포함된 유효태 또는 광물로 존재하는 비소가 용출되어 식물 생육에 미치는 영향을 조사하기 위해 실험 한 결과를 요약 하면 다음과 같다. 1. 중세사에서 자갈크기의 유비철석 입자시료에서는 비 소가 약 95.28 mg kg-1 정도 함유된 있으나 밭토양 시 료에서는 비소가 없는 것으로 조사되었다. 2. 상추 재배토양에 함유된 양을 기준으로 생물학적 이용 가능 비소와 그리고 상추로 전이된 비소의 양의 비율 을 비교한 결과 토양으로부터 생물학적 이용 가능 비 소 형태로 전환된 비소의 비율은 최저 2.20%에서 최 대 3.31%로 조사되었다. 3. 상대적 생물학적 이용가능 비소와 상추내 비소 지수는 정의 상관관계를 보이고 있는 반면 이의 비소 지수가 증가함에 따라 상추의 엽장, 엽폭, 엽수, 생체중과 건 물중 모두 반비례로 감소하는 것으로 조사되었다. 4. 입자직경이 토양보다 큰 모래 또는 자갈크기의 비소를 포함한 자갈이 혼합량이 증가됨에 따라 식물가용수분 함량이 감소될 뿐만 아니라 상추가 자라는 동안 비소 를 포함된 유비철석입자부터 비소가 토양내로 용존되 어 작물체내로 전이기 증가되어 상추 엽장, 엽폭 엽수, 생체중, 그리고 건물중에 영향을 준 것으로 판단한다.

비소는 광산, 제련소와 같은 산업 활동과 농작물에 사용된 살충제 등 인간 활동으로 발생하는 오염물이다. 비소는 토양 세척, 토양 세정과 흡착-탈착, 용해-침전, 고형화/안정화 등으로 처리하고 있다. 그중 고형화/안정화공법은 금속산화물, 점토, 석회 등을 사용한 연구가 진행 중이나, 시멘트 계열 바인더가 주로 이용되고 있다. 이에 본 연구에서는 시멘트보다 이산화탄소 배출량이 적고, 빠른 조기강도 발현, 화학적인 안정성, 내구성, 내화성과 같은 역학적 특징을 갖는 지오폴리머를 사용하여 비소의 고형화 특성을 평가하였다. 즉, 비소의 산화 상태, 첨가량, 무기성 바인더의 조성, Fe 및 Ca 첨가 등이 비소의 지오폴리머 고형화에 미치는 영향을 조사하였다. 모든 실험에서 Fly ash와 Metakaolin을 사용하여 무기성 바인더 총량을 1500g으로 하였으며, 무기성 바인더의 조성별 실험을 제외 한 나머지 실험에서는 Fly ash와 Metakaoline은 1:1 비율로 혼합하여 사용하였다. 시편의 크기는 5×5×5 cm³이며, 실험 조건별당 시편은 9개씩 제조하였다. 압축강도는 지오폴리머 혼합 14일 후 측정하였으며, 용출 농도는 폐기물공정시험법의 용출시험방법으로 용출한 뒤, ICP-OES(Varian사)로 측정하였다. 압축강도 측정 결과, As(III)의 경우, 0.1%, 0.5% 1.0%에서 각각 68.5, 64.7, 61.8 MPa, As(V)의 경우 68.9, 75.2, 76.8 MPa로 측정되었다. 비소를 첨가하지 않은 실험의 강도, 68.14MPa 비해서 적거나 최대 약 12%가량 증가한 강도가 측정되었다. 무기성 재료 조성 실험에서는 3가지 조건에서 각각 64.8, 49.1, 37.4 MPa이 측정되었다. Fe과 Ca을 첨가한 실험에서는 평균 42.9 MPa으로 조건별로 강도의 차이가 크지 않았으나, 첨가제를 사용하지 않은 실험의 강도, 68.5MPa에 비하여 약 37% 감소된 압축강도가 측정되었다. ICP-OES 분석 결과 As(III) 실험에서 0.1%, 0.5%, 1.0%에서 용출비소 농도가 각각 81.9, 373.3, 764.9 mg/L, As(V)의 경우 82.0, 380.0, 769.9 mg/L로. As 첨가량의 증가에 따라 일정하게 증가하였다. 무기성 바인더의 조성별(무기성 재료에 대한 fly ash 중량비% : 50%, 34%, 0%)로 81.6, 69.5, 69.2 mg/L로 Fly ash 첨가율이 가장 높은 조건에서 용출비소농도가 높게 측정되었다. Fe과 Ca를 이용한 실험에서는 61.7~69.8 mg/L의 비소가 용출되었고, 첨가제를 넣지 않은 지오폴리머(82.0 mg/L)에 비하여 약 15~25%가 감소한 비소 농도를 보였다. 몰비 Fe/As 3일 때, 용출된 5가 비소의 농도가 69.75mg/L로 가장 높게 측정되었고, 몰비 Ca/As 12일 때 61.74mg/L로 가장 낮게 측정되었다. 첨가하는 Fe, Ca의 양이 많을수록 제거율은 증가되나 그 효과가 미미하므로, 첨가제의 양을 증가시킬수록 효율은 떨어진다.

폐광산 주변의 토양은 가까운 거리에 위치하고 있는 폐광산 지역 혹은 광물찌꺼기 적치장으로부터 광물찌꺼기나 폐석들이 유입되어 중금속에 오염되는 경우가 많으며 그 중 비소로 인한 오염이 가장 심각한 것으로 알려져 있다. 현재 환경부, 농림축산식품부 및 지자체 등에서 토양오염 개량 및 복원사업 요청이 지속적으로 증가하고 있는 추세이며 오염토양 복원 기술로는 토양오염도에 따라 표토 삭토, 심토 안정화처리 및 차단층 설치 등의 토양안정화 기술이 사용되어지고 있다. 그러나 본 연구자들은 토양으로부터 원천적인 중금속제거를 위해 부유선 별법을 적용하였으며 부유선별에 앞서 오염토양의 산화환원전위 연구를 진행하였다. 본 연구에서 사용된 시료는 주변 광미댐으로부터 광물찌꺼기가 유입되면서 FeAsS(Arsenopyrite)가 함께 유입되어 비소로 오염된 토양을 대상으로 하였다. 따라서 FeAsS의 Eh-pH Diagram을 통하여 FeAsS표면의 존재형태를 예측하고 부유선별에 적용하기 위하여 부유선별시 광액의 산화환원전위의 변화를 관찰하였다. pH별 부유선별 결과, Fe-As-S-H2O pH-Eh Diagram 상에서 FeAsS의 표면이 Fe2+에서 Fe3+로 변화하고 Fe(OH)3로 침전되는 경계선에 위치한 구간에서 실시한 부유선별의 비소제거율이 각각 83.41%와 83.24%로 제거효율이 높았으며 반면에 FeAsS의 표면이 완전히 Fe(OH)3이 되는 구간에서의 부유선별은 비소제거율이 50% 이하로 크게 감소하는 경향을 확인하였다. 포수제로 사용한 K.A.X 첨가량에 따른 부유선별에서는 K.A.X첨가량이 증가할수록 Eh값이 감소하였으며 FeAsS표면에 Fe2+와 H3AsO3가 존재하는 pH 6, Eh -62mV 구간에서 비소제거율이 87.67%로 가장 높았다. 최종적으로 토양 내에 존재하는 FeAsS(Arsenopyrite)의 제거를 위한 부유선별에서 FeAsS표면이 Fe2+에서 Fe3+로 변화하여 Fe(OH)3로 변하는 경계구간에서 Xanthate음이온의 표면흡착이 잘 이루어짐에 따라 비소제거효율이 증가한 것으로 사료되어진다.

There are comprehensive efforts to reduce CO2 gases and CO2 reduction can be expected using a limestone powder as a admixture in concrete. In this study, Drying shringkage of concrete using a large amount of limestone powder was evaluated.

The purpose of this experimental study is to investigate the influence of chemical resistance of concrete using KOH and Non-sintered binder. As a result, concrete using KOH and Non-sintered binder was confirmed to be superior than ordinary of concrete chemical resistance.

This study was experimented by reviewing the possibility of applying non-sintered loess as a building material. Andthis study was to evaluate and compare flexural and compressive strengths characteristics of cementless mortar with non-sintered loess according to percentage of non-sintered loess and the type of curing without adding any cement. SEM,chloride ion penetration resistance and chemical resistance were also evaluated and compared to study characteristics ofcementless mortar with non-sintered loess. In order to evaluate the characteristics of cementless mortar with non-sinteredLoess. Test pieces were fabricated at 3, 7 and 28 days depending on the percentage of non-sintered loess and the typeof curing. And also normal portland cement mortar were fabricated to compare with cementless mortar with non-sinteredloess. The result of this study, Properties of cementless mortar with non-sintered loess strength are generally lower thannormal portland cement mortar. However cementless mortar with non-sintered loess which is mixed 20% show equallyas normal portland cement mortar. Also, cementless mortar with non-sintered loess show excellent results than normalportland cement mortar in the durability characteristics. The purpose of this study was to expand the utilizable scope ofnon-sintered loess and to use the basic data as a applying building material in the future.

비소의 오염은 다양한 자연적 또는 인위적 원인들로 인하여 발생할 수 있다. 비소의 자연상 다양한 화학종 중 3가와 5가 형태로 대부분 존재하고, 비소의 거동은 Al, Fe, Mn 산화물 등에 의해 영향을 받는다. 이에 본 연구는 Mn, Si, Ca 등의 성분이 많이 포함된 망간슬래그를 이용한 비소 수착특성을 규명하기 위해 수행되어졌다. 망간슬래그의 수착제로서의 주요한 특성을 조사하고 평형론과 반응속도론 실험을 통해 비소 화학종별 수착양상을 고찰하였다. 망간슬래그의 비표면적은 4.04 m2/g, 전위차 적정법에 의해 측정된 영전하점(point of zero salt effect, PZSE)은 7.73으로 측정되었다. pH 4, 7, 10의 조건으로 두 비소 화학종의 수착반응에 대한 평형실험 결과 3가 비소보다 5가 비소가 수착량이 더 컸으며 망간슬래그와의 친화력이 더 높은 것으로 나타났다. 3가 비소는 pH 7에서, 5가 비소는 pH 4에서 수착량이 가장 높게 나타났는데 이는 pH에 따른 두 비소 화학종의 존재형태와 망간슬래그의 표면전하 간 상호작용에 기인한 것이다. 수착반응은 3가 비소와 5가 비소 모두 2시간 이내에 최대 수착량에 도달하였고, 반응속도 실험결과를 다양한 반응속도 모델들에 모사하였을 때, 유사이차(pseudo- second-order)와 포물선(parabolic) 모델이 가장 적합한 모델로 조사되었다.

급격한 산업과 경제의 발전은 화석연료와 자원의 대량사용을 촉진시키면서 기후변화 및 대기․수질․토양오염 등의 환경문제를 야기하고 있다. 이 중 토양으로 유출된 중금속은 심각한 오염원 중 하나로, 인체에 대한 독성발현에 그치지 않고 생태계의 교란을 가져와 오염지역을 황폐화시킬 수 있는 것으로 평가된다. 폐광산지역의 토양오염은 광미 및 산성폐수가 강우 등에 의하여 중금속의 거동에 영향을 주며 인근 환경에 위협을 주는 것으로 알려져 있다. 비소는 자연계에서 혹은 산업 활동에 의하여 유출되어 무색무취의 상태로 인체에 흡수될 수 있으며 만성질환을 일으키거나 발암물질로 작용할 수 있는 것을 그 특징으로 한다. US EPA는 음용수를 대표적인 비소에 대한 노출경로로 지적하면서 토양에서 수환경으로 이어질 수 있는 중금속 오염에 대한 정화공법의 개발 필요성을 제시하고 있다. 본 연구는 연속추출법을 통하여 실험실 규모에서 비소로 오염된 토양에 대한 탈착특성을 분석하고, 이를 통하여 향후 현장규모에서 MIO를 이용한 토양세척법에 의해 선택적으로 비소를 제거하는 방안의 기초자료를 제시하는 데 그 목적을 가지고 있다. 이를 위해 대상 시료는 국내에 가장 높은 비율로 존재하는 토성인 사양토를 채취하여 토양오염기준에서 우려 및 대책농도인 25-75 mg/kg 범위로 오염시켜 확보하였으며, 각 농도별 토양에 대한 연속추출을 시행한 뒤 AAS(Atomic Absorption Spectrometer, Shimadzu AA-7000, Japan)에 의한 용출농도를 측정하였다.

The purpose of this study is to investigate the characteristics of compressive strength and workability according to the NaOH and KOH addition method as powder of mortar which is made of Non-sintered binder for the reuse of resources and the CO2 reduction

Domestic portland cement(OPC) is made up of clinker, gypsum and 5% of admixtures. If 5% of Admixture contents of portland cement add to 10%, CO2 reduction effect can be expected. In this study, Freezing and Thawing test of concrete using limestone powder was evaluated.

There are great and comprehensive efforts to reduce green house gases, especially carbon dioxide, in a global community of nations. Carbon dioxide emissions of South Korea placed ninth in the world in 2007, 13 percent of that is a field of construction materials. Domestic portland cement(OPC) is made up of clinker, gypsum and 5% of admixtures. If 5% of Admixture contents of portland cement add to 10%, CO2 reduction effect can be expected. In this study, the strength properties of mortar using two types of cement were evaluated.

This study was performed an evaluation of physical & mechanical properties of mortar by Non-Sintered binder of ball milling time according to fineness.

본 연구는 중금속으로 오염된 논토양에서 비소 흡수능이 우수한 봉의꼬리(Pteris multifuda)를 재배할 때 차광처리가 봉의꼬리의 생육과 토양 내 비소 흡수에 미치는 영향을 분석하기 위하여 수행하였다. 비소로 오염된 (구)장항제련소 인근의 논토양에서 수행하였으며, 각 실험구의 크기를 2×2m로 조성하였고, 동일한 생육단계의 봉의꼬리를 20×20cm 간격으로 식재하여 24주간 재배하였다. 차광조건에 따른 봉의꼬리의 생육을 조사하였고, 식물체 내 비소 축적량 및 토양의 비소 변화량은 ICP를 이용하여 분석하였다. 연구의 결과, 중금속으로 오염된 논토양에서 차광에 의한 봉의꼬리의 생육은 무차광에 비해 차광 처리구에서 왕성하였다. 봉의꼬리 지상부의 비소 축적량은 차광(140.9mg·kg-1)에 비해 무차광 처리구(169.8mg·kg-1)에서 다소 높았으며, 지하부의 비소 축적량은 비슷한 경향을 보였다. 그러나 생육은 70% 차광 처리구에서 월등히 우수하여, 토양에서 흡수한 비소의 함량은 차광처리구에서 오히려 더 많았다. 봉의꼬리의 비소 이동계수(TR)는 차광처리에 관계없이 0.87~0.89로 매우 높아 흡수한 비소를 지상부로 빠르게 이동시키므로 생육 후 지상부의 제거처리에 의해 토양 내의 비소를 효과적으로 제거할 수 있으리라 생각된다.