본 연구에서는 안동댐 퇴적물의 일반항목과 중금속의 용출 특성에 대해 조사하였다. 용출 실험은 카드뮴, 구리, 납, 크롬, 아연, 수은, 비소, 철, 망간 등 중금속 9개 및 pH, 총인, 총질소 등 일반 3개 항목에 대해 혐기성과 호기성 조건에서 60일간 실험을 수행하였다. 총질소와 총인은 호기성 조건에 비해 혐기성 조건의 용출이 높게 나타났으며, 일부 시료에서 높은 농도가 검출되었다. 대부분의 중금속의 용출율은 아주 낮았으며, 퇴적물에서 함유량이 높은 비소와 카드뮴도 최대 용출량이 각각 0.028 mg/L, 0.003 mg/L로 낮은 값을 나타낸다. 5단계 연속추출연구에서는 쉽게 용출될 수 있는 이온교환형태나 흡착한 형태의 분율이 전체 함유량의 10% 미만으로 낮게 나타났다. 대부분의 중금속은 왕수에 용해되는 잔류(residual)형태로 존재하고 있으며, 특히 독성이 높고 오염도가 높은 비소와 카드뮴의 경우 잔류형태로 존재하는 비율이 각각 80%와 95%로 오염도에 비해 짧은 시간에 용출되어 유해성을 일으킬 가능성은 낮은 것으로 판단된다.

본 연구의 목적은 선상에서 열수광물 내 Au를 효과적으로 용출하기 위한 마이크로웨이브-차아염소 산 용출의 적용 가능성을 파악하는 것이다. 비교용출실험은 마이크로웨이브 질산용출의 유(T1)/무(T2)에 따른 Au 용출율의 영향을 확인하였다. 또한, 기계적 교반에 의한 전통적인 용출(T3)과 마이크로웨이브 용출에 따른 Au 용출율을 비교하였다. 마이크로웨이브 질산용출결과(고액비; 10%, 용출온도; 90oC, 용출시간; 20분), 금속의 용출율은 As>Pb>Cu>Fe>Zn 순으로 높게 나타났으며, 용출잔사 내 Au의 함량은 33.77 g/ton에서 60.02 g/ ton으로 증가하였다. 염화물 용매제를 이용한 비교용출실험 결과, Au의 용출율은 T1(61.10%)>T3(53.30%) >T2(17.30%)순으로 높게 나타났다. 따라서, 해수를 이용하여 제조 가능하고 용출과정에서 발생되는 염소 가스를 포집하여 재이용 가능한 염화물은 Au용출을 위한 최적의 용매제로 예상된다. 또한 마이크로웨이브를 적용함으로써 시간, 효율 및 에너지 측면에서 효과적일 것으로 판단되어진다.

본 연구에서는 안동댐 퇴적물의 중금속 및 용출 특성을 분석하기 위하여 X-선 회절 분석, ICP 분석, 용출 실험을 수행하였다. X-선 회절 분석 결과 안동댐 퇴적물의 주구성 광물은 석영, 사장석, 녹니석, 일라이트이다. 퇴적물에 대한 ICP 분석 결과 비소와 카드뮴의 농도가 매우 높게 나타났다. 용출 실험은 교란 상태에서 호기성 및 혐기성 환경에서 수행하였다. 용출 실험 결과 혐기성보다 호기성 상태에서 더 많은 중금속이 용출되는 경향을 나타내었다. 호기성 상태에서 시간이 지남에 따라 농도가 증가하는 항목은 망간, 아연, 카드뮴이며 혐기성 상태에서는 망간, 철, 비소이다. 퇴적물 중금속 농도 대비 용출비는 호기성 및 혐기성 환경에서 각각 Mn > Cd > Zn > Ni > Cu > As > Pb ≒ Fe ≒ Cr이 며 Mn > As > Cu > Ni > Zn > Pb ≒ Cd ≒ Fe ≒ Cr이다.

본 연구 목적은 비-가시성 금 형태로 산출되는 황화광물 정광을 마이크로웨이브-질산용출하여 황화광물을 효과적으로 용해시키고자 하였고, 고체-잔류물을 납-시금법을 적용하여 금을 회수하고자 하였다. 따라서 질산농도, 용출시간 그리고 시료 첨가량 효과에 대하여 마이크로웨이브-용출실험을 각각 수행하였다. 고체-잔류물의 무게 감소율은 질산농도가 증가할수록 그리고 용출시간이 증가할수록 증가 하였지만 시료 첨가량이 증가하면 무게 감소율이 감소하였다. 마이크로웨이브-질산용출을 수행한 결과 질산농도 6 M에서, 마이크로웨이브 용출시간 18분에서 황철석이 완전히 사라진 것을 XRD 분석에서 확인하였다. 고체-잔류물에 대하여 납-시금법을 수행한 결과, 질산농도가 증가할수록 그리고 용출시간이 증가할수록 함량이 증가된 금 입자들을 회수하였다. 반면에 시료 첨가량이 증가할수록 금 함량이 감소하는 입자들을 회수하였다.

약물용출 스텐트(drug-eluting stents, DES)는 일반 금속 스텐트에 비하여 재협착을 현저하게 줄였지만, 여전히 관상동맥 스텐트 재협착은 비율이 높다. 2012년 11월부터 2016년 12월까지의 일 대학교병원 심혈관센터에서 경피적 관상동맥 스텐트 삽입술 후 관상동맥 조영술에서 스텐트 재협착 환자 187명 그룹 I (약물코 팅 풍선카테터 사용, n=127명), 그룹 II (약물용출 스텐트 사용, n=60명)로 분류하여 치료효과, 주요심장사건, 사망 발생률, 심근경색, 표적병변 재개통술 그리고 스텐트 혈전등을 2년 동안 추적 분석하였다. 임상적 특성는 두 그룹간 차이는 없었고(21.1 ± 5.3 vs. 25.3 ± 9.6 mm, p<0.002), 혈관조영검사에서 약물코팅 풍선 카테터 사용 그룹에서 스텐트 재협착 길이가 짧았다. 주요심장사건은 8.7%vs.10.0%, p=0.789, 사망발생률 0%vs.0%,p=1.000, 심근경색 1.6%vs.6.7%, p=0.085, 표적병변 재개통술 8.7% vs. 10.0%, p=0.789 그리고 스텐트 혈전증 0% vs. 0%, p=1000에서 양군 간에 차이를 보이지 않았다. 약물코팅 풍선카테터가 약물방출 스텐트와 비교하여 2년 추적 검사 결과 주요심장사건에서 차이가 없었고, 약물코팅 풍선카테터는 스텐트 재협착 병변에서 약물방출 스텐트와 함께 선택할 수 있는 좋은 치료방법이라고 사료된다.

In this study, the effect of calcium leaching on chloride ion penetration resistance of mortar specimens was evaluated. According to test results, the penetration depth of chloride ion was increased after the calcium leaching attack.

During the past few decades, significant increase in the consumption of coffee has led to rapid increase in the production of coffee waste in South Korea. Spent coffee waste is often treated as a general waste and is directly disposed without the necessary treatment. Spent Coffee Grounds (SCGs) can release several organic contaminants, including caffeine. In this study, leaching tests were conducted for SCGs and oxidative degradation of caffeine were also conducted. The tested SCGs contained approximately 4.4 mg caffeine per gram of coffee waste. Results from the leaching tests show that approximately 90% of the caffeine can be extracted at each step during sequential extraction. Advanced oxidation methods for the degradation of caffeine, such as UV/H2O2, photo-Fenton reaction, and UV/O3, were tested. UV radiation has a limited effect on the degradation of caffeine. In particular, UV-A and UV-B radiations present in sunlight cause marginal degradation, thereby indicating that natural degradation of caffeine is minimal. However, O3 can cause rapid degradation of caffeine, and the values of pseudo-first order rate constants were found to be ranging from 0.817min-1 to 1.506 min-1 when the ozone generation rate was 37.1 g/m3. Additionally, the degradation rate of caffeine is dependent on the wavelength of irradiation.

This study investigated both leaching of heavy metals and ecological toxicity when coal bottom ash (CBA) generated by power plants has been used to reduce both erosion and turbidity of surface runoff at construction sites. The Korean leaching test (KLT) method, sequential extraction method, and acute toxicity test using Daphnia magna were performed to evaluate the environmental impacts and the ecological risks of CBA. According to the results of the KLT method of CBA, trace amounts of Cu were leached at limit of quantitation whereas metal leaching was not monitored for other heavy metals. Through the sequential extraction method of CBA, the relatively high leaching potential was found for As and Pb due to greater fraction of exchangeable (F1) and bound to carbonates (F2), and reasonable probability of leaching under the reducing/anaerobic environment was expected for Cu due to high faction of bound to Fe?Mn oxides (F3). However, significantly low probability of leaching was expected for Cd, Cr, Ni, and Zn with grater fractions of bound to organic matter (F4) and residual (F5). Additionally, total amount of heavy metals in CBA was lower than criteria for soil pollution concerns, and were similar or slightly lower levels than the ‘15 National soil average concentration excluding Cr6+. Finally, acute toxicity test using Daphnia magna display no impact for mobilization and lethality in either the prefiltration or post-filtration experiment, indicating that the ecological toxicity was insignificant with zero values of toxic unit. Consequently, no environmental impacts or ecological toxicity are expected when CBA generated by power plants has been used to reduce both erosion and turbidity of surface runoff at construction sites.

본 연구 목적은 페널티원소가 포함된 정광을 질산용액으로 마이크로웨이브 용출하여 Bi와 As를 효과적으로 용출하고자 하였다. 정광시료에 대한 페널티원소와 유용금속들의 용출특성을 마이크로웨이브 용출시간, 질산농도 및 정광 첨가량에 대하여 조사하였다. 그 결과 페널티원소인 Bi와 As의 용출률은 마이크로웨이브 용출시간이 증가할수록, 질산농도가 증가할수록 그리고 정광 첨가량이 감소할수록 증가하였다. 정광과 광석광물을 마이크로웨이브 가열하자, Bi가 90% 이상 제거되었고, 황비철석은 자류철석-적철석으로 상변환 되었다. 고체-잔류물에 대하여 XRD분석한 결과, 단체 황과 anglesite가 나타났다. 단체 황과 anglesite의 XRD peak는 1분에서보다 12분에서, 0.5 M보다 4 M에서 그리고 5 g보다 30 g에서 intensity가 더 증가하였고 예리해졌다. 이와 같은 결과는 용출효율이 증가할수록 더 많은 단체 황과 anglesite가 생성되기 때문인 것으로 사료된다. 정광을 마이크로웨이브 가열하면 Bi와 As가 대기 중으로 손실되지만, 질산용액으로 마이크로웨이브 용출하면 Bi와 같은 유용금속이 용출되어 회수될 수 있음을 확인하였다.

콘크리트는 장기수명이 요구되는 구조물에 적합한 건설재료로 내구성이 우수하지만 장기간 지하수에 노출되어 발생하는 칼슘용출 현상에 대한 이해 및 이에 따른 RC 부재의 휨 거동 특성을 평가할 필요가 있다. 실험결과에 따르면, 광물질 혼화재는 RC 부재의 장기강도 개선에 효과적이지만, 칼슘용출이 발생하면 RC 부재의 항복하중 및 휨 강성이 감소하고 중립축깊이와 처짐량이 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 칼슘용출에 의한 열화는 RC 부재의 성능 저하를 유발하므로 칼슘용출 환경에 노출되는 지하구조물에 광물질 혼화재가 적용될 경우에는, 광물질 혼화재 종류에 따른 최적 혼입 비율이 마련되어야할 것으로 사료된다.

Hazardous metals leaching experiment was carried out in accordance with various usage environments for camping cooking utensils distributed in the market. There was a significant difference in the degree of migration for lead, arsenic, cadmium and nickel defending on the solvent and how to use, although they were all appropriate for criteria. In general, the migrated amount of aluminum was increased in acidic condition, and the migrated amount of arsenic was increased in salty condition. Physical scratches increased the overall release of hazardous metals from the portable pots and pans for camping in all solvents. Especially, in 0.5% citric acid solution, cadmium was migrated by physical scratch in stainless steel and hard aluminum pots and pans. The longer the leaching time, the higher the migration of aluminum in acid condition and arsenic in basic condition. From these results, it is desirable to use the cooking utensil for camping without being exposed to strong acidic or basic solution and scratches in order to reduce the migration of hazardous metals from them.

수은의 배출로부터 국민의 건강과 환경을 보호하기 위하여 국제수은협약(Minamata Convention on Mercury)이 2013년도에 채택되었다. Article 11에서는 수은폐기물을 수은 오염, 함유, 구성 폐기물 등 총 3가지 종류로 구분하여 정의하고 있다. 현재 국내법 체계상 수은폐기물은 따로 분류 및 처리되고 있지 않은 상황이다. 국내 수은폐기물은 발생원에 따라 넓은 농도범위의 수은을 포함하고 있다. 산업시설에서 발생한 수은폐기물은 지정 폐기물로 분류되어 폐기물관리법에서 지정하고 있는 고형화 처리 후 매립되고 있다. 매립된 고농도 수은 함유 폐기물은 장기간에 걸쳐 환경에 노출되었을 때 시멘트 고화체로부터 고농도 수은 함유 침출수가 유출되어 2차 오염원이 발생할 가능성이 높다. 그러므로 본 연구에서는 고형화 처리를 거쳐 매립된 수은폐기물이 매립지에 장기간 존재하였을 때 환경에 미칠 영향을 알아보고자 하였다. 또한 수은폐기물의 처리방법으로써 고형화 처리법이 적절한 방법인지 알아보기 위해 장기용출 시험법을 적용해보았다. 대상 시료로써 국내 산업시설 발생 폐슬러지 및 원소수은을 사용하였다. 시멘트 고화체 제작을 위해 현재 국내 폐기물관리법에 명시된 고형화물 1 m³ 당 시멘트 150 kg 이상 첨가기준 및 28일의 양생기간을 준수하였다. 또한 장기용출 실험의 용출용매로써 pH 4, 7, 10의 버퍼용액을 사용하였다. 용출용매는 1, 3, 7, 28일 주기로 교체해 주었다. 용출액 수은 함량분석 결과 초기단계에 용출시험 기준치 수은항목 0.005 mg/L 이상의 수은이 용출되었음을 확인하였다. 28일 이후에 용출되는 수은량이 점차 감소하는 추세를 나타내었으나 여전히 수은이 용출되는 것을 확인하였다. 이러한 실험결과로 보아 고농도 수은폐기물을 대상으로 고형화 처리를 진행하는 것은 적절하지 않은 방법으로 판단된다. 그러므로 고농도 수은폐기물은 고형화 처리 이외의 기술을 적용시킬 필요가 있으며 고농도의 수은을 포함하고 있는 수은폐기물의 매립을 제한할 필요가 있다고 판단된다.

The tunnel structure is a structure supported by the ground rigidity around the tunnel excavation. Therefore, when tunnel excavation occurs, various problems arise in the tunnel when the ground stiffness is weak. These characteristics should be considered because the ground conditions in the design of tunnels are often different from the construction conditions investigated during tunnel construction

In this paper, the flexural test of concrete member damaged due to Calcium leaching were performed to evaluate the characteristics of structural behavior. From the results, yield load, maximum load and flexural rigidity of RC member damaged by calcium leaching were decreased and the depth of the neutral axis was increased.

Coal ash from power plants is divided into fly ash and bottom ash, which are produced after burning bituminous anthracite coal at 1,600°C. Coal ash is composed of fly ash (82%) and bottom ash (18%); while most fly ash is recycled as ready-mix concrete admixture and cement additive, bottom ash is left unused in landfill sites located within power plant grounds. This has been studied less comprehensively than fly ash; therefore, our aim was to assess the recyclability of the bottom ash generated by two (A & B) thermal power plants and thus identify the characteristics of hazardous substances in coal ash that are generated in power plants and evaluate the environmental contamination likelihood in the recycling of the produced coal ash. Currently, emitters such as thermal power plants have various requirements for the recycling of coal ash (bottom ash and they are also required by law to consider how the country’s environmental impact may be affected by recycling large amounts of coal ash. The concentrations of hazardous substances contained in coal ash (bottom ash) are generally lower than the criteria for soil contaminants and the standard for hazardous substances contained in designated waste. We found no significant leaching of heavy metal and its concentration; however, the levels of heavy metals in coal ash were generally low. The results of column leaching testing for potential environmental impact assessment indicated that increased leaching time might lead to the reduced ionic concentration of coal ash.

수은의 노출로부터 국민의 건강과 환경을 보호하기 위해 국제수은협약이 2013년도에 채택되었다. Article 9에서는 토양, 수계 및 폐기물로 배출되는 수은의 관리를 요구하고 있으며, 수은 오염 폐기물의 처리에 대한 중요성이 증대되고 있다. 국내 폐기물은 용출시험기준치 만족 여부에 따라 지정폐기물로 분류되고 있으며, 이는 대부분 매립처분되는 것으로 조사되었다. 불안정한 형태로 결합되어 있는 수은화합물은 용매의 pH조건에 따라 용출되며, 매립지 환경으로 유출될 것으로 예상된다. 따라서 용출시험기준은 폐기물에 함유된 불안정한 형태의 수은화합물을 검출하는 역할을 수행해야 한다. 본 연구에서는 국내 산업시설 배출 폐기물을 대상으로 폐기물용 출시험법(KSLT)과 TCLP 및 단계별 용출법(SEP)을 적용하여, 용매의 pH와 시험방법에 따른 수은화합물 용출특성을 비교분석하였다. 산업시설부산물(폐슬러지 (S1), 폐토사 (S2), 비산재 (S3))을 대상으로 3가지 시험법을 적용하였다. 5단계로 구성된 SEP를 적용하였으며, 각각 증류수(1단계), 0.1M CH3COOH+0.01M HCl(2단계), 1M KOH(3단계), 12M HNO3(4단계) 및 Aqua regia(5단계)를 용출용매로 사용한다. EPA Method 7470A를 적용하여 용출시험액의 수은 농도를 분석하였다. 1,2 단계에서 용출되는 수은화합물은 불안정한 형태로써 환경으로 쉽게 유출되는 것으로 알려져 있다. S1의 경우, KSLT 및 TCLP 용출액 수은농도는 각각 0.012 mg-Hg/L 및 0.194 mg-Hg/L으로 분석되었다. 또한, SEP 1단계 0.013 mg-Hg/L, 2단계 0.167 mg-Hg/L로 분석되었다. SEP 1단계와 KSLT(pH 5-6) 그리고, 2단계와 TCLP(pH 2)의 결과값의 비교를 통해 pH가 용출에 중요한 영향을 미치는 인자임을 확인하였다. 해당시료는 KSLT의 기준치를 초과하여 지정폐기물로 분류되나, TCLP 기준치를 만족하는 것으로 확인되었다. 이를 통해 용출시간, 교반방법 및 고액비 등의 시험인자가 수은화합물의 용출에 영향을 미치는 것으로 확인되었으며, 두 시험법의 직접적인 비교는 적절하지 않은 것으로 판단된다.

최근 국제수은협약(Minamata Convention on Mercury)의 채택에 합의함에 따라 회원국들은 수은사용 및 배출 저감에 대한 관리방안을 준비하고 있다. 국내 산업시설에서 발생되는 지정폐기물은 시료특성에 따라 적정처리하며, 일부는 매립하여 최종 처분한다. 용출시험기준을 만족하더라도 매립된 폐기물에 불안정한 형태로 함유된 수은화합물은 최종 매립 후 환경으로 유출될 수 있다. 따라서, 폐기물 및 처리 후 발생하는 부산물을 대상으로 수은에 대한 안정도평가가 필요하다. 본 연구에서는 UV램프 폐형광체를 대상으로 500℃ 및 600℃에서 열적처리를 진행하였다. 발생하는 잔류물을 대상으로 총 5단계로 구성된 단계별 용출법(Sequential Extraction Procedure, SEP)을 적용하여 시료에 함유된 수은 화합물의 안정도를 평가하고자 하였다. 각 단계별 용매로써 증류수(1단계), 0.1M CH3COOH+0.01M HCl(2단계), 1M KOH(3단계), 2M HNO3(4단계) 및 Aqua regia(5단계)를 사용하였다. 1~3단계에서 용출되는 수은화합물은 안정도가 약해 환경으로 쉽게 유출되는 것으로 알려져 있다. 4~5단계의 것은 강한 화학적 결합을 이루고 있으므로 이동성이 낮아 안정한 물질로 알려져 있다. 1~3단계를 S1, 4~5단계를 S2로 분류하여 수은 화합물의 안정도를 평가하였다. 처리 전 시료의 수은 함량은 108.7 mg-Hg/kg이며, S1단계에서 62%, S2단계에서 37.5%가 용출되었다. 500℃, 600℃ 열적처리 후 발생된 잔류물의 수은 함유 농도는 각각 17.3 mg-Hg/kg, 11.6 mg-Hg/kg으로 분석되었다. S1단계에서 각각 25%, 20%가 용출되었으며, S2단계에는 각각 75%, 80% 용출되었다. 열적처리 과정에서 안정도가 약한 수은화합물이 제거되었다. 처리 후 잔류물에 함유된 안정한 형태의 수은화합물의 처분 방안에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

This study investigates leaching and thermal treatment characteristics of mercury in waste phosphor powder from UV lamp for industrial use. Waste phosphor powder contaminated with mercury compounds requires proper treatment for final disposal. A sequential extraction procedure was conducted in order to estimate the stability of mercury compounds in waste phosphor powder. The fraction of mercury compounds leached in initial steps by ion-exchangeable and low acidic solutions was 62%, which would be unstable. Finally 36% of mercury compounds was left as a strongly stable form before last step of acid digestion by aqua regia. Mercury was decomposed rapidly during initial period in thermal treatment. However, the decomposition rate reached in steady later. Correlation of mercury content in residues with concentration of leaching extract was attempted in order to set a thermal treatment condition. When mercury content in residue of phosphor powder could be lowed up to about 13 mg-Hg/kg by thermally with satisfying the Korean leaching standard limit of 0.005 mg-Hg/L.

Recycling standards and methods of steel slag are prescribed in the “Waste Control Act” and the “Act on the Promotion of Saving and Recycling of Resources”. However, the recycling purposes and methods for non-ferrous slag are permitted for lead, zinc, and aluminum slag, etc., and only small amounts are recycled. Most non-ferrous slags are treated by consigned treatment or landfill. In addition, some non-ferrous slag can cause environmental pollution when directly recycled in soils or result in high costs for disposal or storage due to high heavy metal concentrations. In this study, we investigated the characteristics of slag generated during non-ferrous metal processing or recycling, providing recycling purposes and methods including those for useful metal recovery based on the characteristics of slags, cement and cement additives, and alternatives to natural aggregates. Content analysis of non-ferrous slag showed the concentration of metals such as Al and Cu ranging from 1 to 27%, indicating the necessity to recover the secondary metals by properly grinding slags and using economical concentration technologies. Based on the leaching test result of non-ferrous slag, rainfall blocking facilities need to be installed to prevent rainfall from flowing into storage sites for slags so that alternative materials can be safely managed.

To understand the characteristics of vanadium leaching from soils formed by the weathering of basalts, paleo soil at Gosan, Jeju Island, Korea, and several present-day soils from neighboring areas were collected. Leaching experiments were carried out by two approaches: 1) batch experiments under various geochemical conditions (redox potential (Eh) and pH) and 2) continuous leaching experiments under conditions similar to those of natural environments. From the batch experiments, leached vanadium concentrations were highest under alkaline (NaOH) conditions, with a maximum value of 2,870 μg/L, and were meaningful (maximum value, 114 μg/L) under oxidizing (H2O2) conditions, whereas concentrations under other conditions (acidic-HCl, neutral-NaHCO3, and reducing-Na2S2O3) were negligible. This indicated that the geochemical conditions, in which soil-water reactions occurred to form groundwater with high vanadium concentrations, were under alkaline-oxidizing conditions. From the continuous leaching experiments, the pH and leached vanadium concentrations of the solution were in the ranges of 5.45 5.58 and 6 9 μg/L, respectively, under CO2 supersaturation conditions for the first 15 days, whereas values under O2 aeration conditions after the next 15 days increased to 8.48 8.62 and 9.7 12.2 μg/L, respectively. Vanadium concentrations from the latter continuous leaching experiments were similar to the average concentration of groundwater in Jeju Island (11.2 μg/L). Furthermore leached vanadium concentrations in continuous leaching experiments were highly correlated with pH and Al, Cr, Fe, Mn and Zn concentrations. The results of this study showed that 1) alkaline-oxidizing conditions of water-rock (soil) interactions were essential to form vanadium-rich groundwater and 2) volcanic soils can be a potential source of vanadium in Jeju Island groundwater.