Nanofillers, by virtue of their minute size, when incorporated inside a matrix, have the capability to enhance the physical parameters of the complex matrix. Graphene, the wonder material of the twenty-first century, has established itself in the field of nanofillers. However, it still has yet to find its way into the mining industry. This review paper focuses on a novel way of attaining sustainability in mining methodology using graphene as a nanofiller. The implementations can be subdivided into three categories based on their impact—economic, environment, and safety. To achieve economic welfare in mine methodology; Graphene is used to enhance the productivity of machinery. Electric-Heavy Earth Moving Machinery using LiFePO4/Graphene hybrid cathode battery is not only an ideal replacement to fossil-powered vehicles considering the contribution of environmental strain but also a more-efficient model than Electric-Heavy Earth Moving Machinery using conventional Lithium Ion Phosphate Battery batteries. Heavy Earth Moving Machinery having tires of Styrene-Butadiene Rubber/Graphene composite would have better efficacy and longer life cycle than the conventional ones. Graphene derivative Magnetic Graphene Oxide is used to achieve environmental welfare by its implication as an additive in the effluent treatment plant for its capability of removing heavy metal ions and negative-strain bacteria from the mine water. To improve the safety standards of the mine workers, graphene and its derivatives have environmental implications to constitute a safer surrounding concerning precarious situations due to the unpredictable behavior of geomaterials. Graphene can assist in constituting a more economical and reliable slope model as incorporating graphene induces restructuration and improvement in strength parameters. This enables a miner to extract more minerals in tranquility from the resources as there is an increase in compaction and shear strength. A combination of a graphene sheet and auxetic graphene foam can be placed over the blast holes to not only restrict the trajectory of the fly rocks but also attenuate some part of the explosive energy. The objective of this coagulation is to upgrade the traditional practice by replacing the conventional products, and the effect is observed in the form of achieving sustainability in the mine.

It is essential that continual assessments of the impact of mine-derived water as a long-lasting burden on freshwater environments. Abundance-based evaluations of benthic macroinvertebrates have been conducted to evaluate anthropogenic disturbances and devise policies to reduce their impact. In this study, the status of a stream habitat was evaluated based on the body length and biomass weight of benthic macroinvertebrates of the family Baetidae. Following the renewal of the mining water treatment plant, the abundance of Baetidae assemblages recovered to a level comparable to that of a reference site. However, relatively low values were found for both body length and biomass weight in Baetidae species inhabiting the reddened streambed area, suggesting that the habitat has not yet been completely recovered despite the recovery of the abundance of the Baetidae assemblages. Therefore, continuous investigation and evaluation of this disturbed stream are necessary until their growth conditions of the habitat have functionally recovered

This paper proposes a solution to the out-of band oscillation signal and in-band low transmitter power output that occurrs during the low-temperature operation test for the new mine detector GPR signal transmission and reception module. Tests were performed by applying the optimal values of capacitors and inductors through circuit analysis simulation under the limited space, as a result, it was confirmed that the gain and return loss were improved at all-band thereby preventing oscillation signal and low transmitter power output.

최근 들어 기후변화로 인한 태풍의 강도는 강력해졌다. 광산지역의 광미와 폐석은 수해로 인해 환경에 악영향을 미쳤을 것으로 추정된다. 강릉지역은 3,693호(1936), 루사(2002), 매미(2003), 메기(2004) 등의 국내 최대 태풍의 영향은 받았다. 이번 연구는 태풍으로 인한 수해 이후 하천을 따라 그 주변에 높은 농도의 비소가 검출된 사례를 기초로 하였 다. 환경피해 관련 법은 오염 원인자의 책임을 명확히 하고 있지만, 잠재적인 자연재해 지역에서는 세심한 적용이 필요 하다. 이러한 지역에서 자연재해의 영향을 최소화하기 위해서 관련 법들의 개선과 연계가 필요하다. 이 연구가 하류 지 역에서 혼재된 오염물질 대응에 도움이 되길 기대한다.

Recently, environmental DNA (eDNA)-based metabarcoding approaches have been proposed to evaluate the status of freshwater ecosystems owing to various advantages, including fast and easy sampling and minimal habitat disruption from sampling. Therefore, as a case study, we applied eDNA metabarcoding techniques to evaluate the effects of an abandoned mine land located near a headwater stream of Nakdonggang River, South Korea, by examining benthic macroinvertebrate diversity and compared the results with those obtained using the traditional Surber-net sampling method. The number of genera was higher in Surbernet sampling (29) than in the eDNA analysis (20). The genus richness tended to decrease from headwater to downstream in eDNA analysis, whereas richness tended to decrease at sites with acid-sulfated sediment areas using Surber-net sampling. Through cluster analysis and non-metric multidimensional scaling, the sampling sites were differentiated into two parts: acid-sulfated and other sites using Surber-net sampling, whereas they were grouped into the two lowest downstream and other sites using eDNA sampling. To evaluate freshwater ecosystems using eDNA analysis in practical applications, it is necessary to constantly upgrade the methodologies and compare the data with field survey methods.

1950년에 대한석탄공사가 설립되면서 증산체제를 갖추고 30여 년간 우리나라의 주요 에너지자원으로서 산업과 국가경제 발전을 견인해왔던 석탄산업은 석탄산업합리화법에 따라 1989년부터 구조조정이 시작되어 많은 탄광들이 생산을 중단하게 되었다. 이에 따라 폐탄 퇴적지와 반출하지 않은 석탄 보관장들이 곳곳에 산재하게 되었고, 갱도와 퇴적지 등에서 발생한 폐수와 함께 산림 및 계류․하천의 환경을 훼손하는 원인이 되었다. 한국광해관리공단에서는 1990년부터 폐탄 퇴적지에 대한 복구사업을 추진하여왔는데, 초기에는 폐탄 퇴적지에 대하여 전면복토를 실시하지 않아 복구지가 재훼손되기도 하였으며, 1995년부터는 전면 복토를 비롯한 다양한 공법을 활용하여 복구사업을 추진해 왔다. 그러나 지반을 안정시키고, 복토 후에 싸리류를 파종 하고 교목류를 보완 식재하는 경우가 대부분이어서 생태적 복원에는 미치지 못하였다. 본 연구에서는 한국광해관리공단에서 시행한 폐탄광지 복구사업지 가운데 기존의 사업내용과 다르게 생태적 복원 수준에 접근한 사례를 조사 분석하여 성과와 문제점 및 향후 과제 등을 제시함으로써, 폐탄광지 복원사업의 추진과 발전을 위한 자료를 제공하고자 한다. 대상지는 충북 보은군 마로면 원정리 산50-3에 위치하며, 일제시대부터 운영된 석탄광으로서 해방 후 채광이 중단되었다가 1964년에 채광인가를 받아 1981년부터 2007 년까지 광구면적 364ha에서 석탄 1,617,662ton을 생산하고, 2009년에 폐광되었다. 폐광 당시 광업소의 고철, 석탄 부산물(재선탄, 약 1만3천톤)을 전국광산노동조합연맹에 기부하기로 되어 있어서, 연맹의 동의 없이 재선탄을 무단 훼손 또는 반출할 수 없었기 때문에 현장에 적치된 재선탄의 유실에 따른 광해발생이 우려되었다. 대상지의 복원배경은 방치된 폐시설물을 철거하여 안전사고 및 범죄 발생을 예방하고, 훼손된 산림을 복원하여 광산지역 주민의 생활환경개선 기대에 부응하기 위한 것이다. 복원사업은 석탄광에 대한 산림조사용역(2010.6.23.~2010.12.19), 폐시 설물 철거사업 추진(2010.12.28.~2011.05.13. 선탄장, 사무 실, 목욕탕, 압축기실, 권양기실, 자재창고 등 17동 철거), 시설부지와 재선탄 석탄 적치장에 대한 산림복원사업 추진(2011.12.05.~2013.12.18.)의 과정을 거쳐 추진되었다. 복원사업의 내용은 먼저 훼손된 임야의 원지형을 복원한 다음 비탈면과 평탄지에 전면 복토를 시행하고 식생을 도입 하였다. 복토두께는 평탄지는 60㎝, 비탈면은 30㎝로서 복토용 토사의 총량은 24,818㎥가 반입되었다. 지형복원을 위해 폐탄 적치장을 크게 3단으로 조성하고, 콘크리트 축대･ 돌흙막이･산돌쌓기･떼단쌓기로 비탈면을 안정시켰으며, 콘크리트 수로와 U형풀륨관 수로를 설치하였다. 식생복원을 위해 비탈면과 평탄지 50,031㎡에 벌노랑이･억새･참싸리･비수리를 파종하고, 평탄지에는 굴참나무 1,485본과 소나무 11,204본을 식재하였다. 특히, 소나무는 1.5m×1.5m 간격으로 ha당 3,000본을 균열식재하였다. 복원사업 완료 후 5년이 경과한 현재 식재한 소나무는 1-2m 정도 성장하였고, 비탈면 소단에 식재한 소나무의 일부는 싸리나무와의 수고경쟁에서 우세하여 양호한 성장을 보이고 있다. 싸리나무를 파종한 비탈면에서는 싸리나무가 번무한 상태이고, 억새를 파종한 곳에서는 억새가 군락을 형성하고 있다. 복원지에 외부에서 이입된 식물로는 최상부에 물오리나무가 소규모 군락을 형성하였고, 오동나무･낙엽송･은사시나무･갯버들･굴피나무･싸리나무･아카시나 무･비수리･칡･망초･개망초･여뀌･쑥･강아지풀･달맞이꽃 등이다. 향후 복원효과의 정밀조사와 유지관리방안 등에 관한 추가연구를 진행할 계획이다.

A nepticulid leaf-mine ichnofossil is described on the basis of a fossil leaf of Fagus from the early Miocene Geumgwangdong Formation (ca. 21–14 million years ago) in Pohang basin. This mine trace is characterized by a linear-blotch type with clear centric frass trail of closely and randomly dispersed pellets filling the mine width in early stage. We found traces of possible egg case and exit slit from the fossil. These features are most consistent with those produced by Nepticulidae. Our record represents the only reliably-identified nepticulid leaf-mine on Fagus in Miocene. Nepticulid leaf-mines in Miocene and the leaf-mine fossils from the Geumgwangdong Formation are briefly reviewed.

Lepidoptera, one of the major herbivore groups on terrestrial ecosystems, have evolved various feeding habits on theirhostplants. Diversification of feeding habits has led to their success in the extant fauna. However, there have been limitedstudies scrutinizing evolutionary patterns of such diversification (Kaila et al., 2011; Regier et al., 2015; Sohn et al., 2016).Leaf-mining is the major form of lepidopteran endophagy, occurring in at least 34 families (Hering, 1951). Leaf miningis considered a primitive trait in Lepidoptera because it characterizes the basal (non-ditrysian) lineages, while the derivedDitrysia and Macrolepidoptera trend strongly toward external feeding (Connor & Taverner, 1997). In contrast, internalfeeding is restricted to relatively derived lineages in other insect orders. This contrasting pattern may be a key for understandingthe evolutionary history of Lepidoptera. We discuss this issue based on two lepidopteran leaf-mine fossils discovered lately.

드론을 이용한 신뢰성 있는 항공자력탐사 수행을 위해서 자력탐사 시스템과 드론 시스템을 구성하여 철광산 지 역 자력 탐사에 적용하였다. 드론에 실리는 자력탐사 시스템은 Bartington사의 플럭스게이트 자력계 Mag639를 센서로 사용하고, A/D convertor를 이용하여 태블릿PC에 자력값이 저장되도록 구성하였다. 드론의 비행 컨트롤 모듈로는 확장 성이 좋은 Pixhawk를 사용하였고, 적재 중량(Payload) 3 kg, 최대 중량 적재 시 15분 동안 비행이 가능하도록 구성하였 다. 드론의 자기장 간섭 범위 측정 실험을 통해 드론에 의한 자기장 간섭효과를 제거하였고, 정확한 위치 정보 확보를 위해 RTK GPS를 적용하였다. 정확한 위치정보를 토대로 동일한 측선에 대해서 고도를 변경하여 두 번 측정해서 자력 변화율 자료를 확보하였다. 또한 지형 정보를 사용하여 지형을 따라 비행하는 비행경로를 설정함으로써 지형 효과를 없 앨 수 있었다. 드론 기반 항공자력탐사 시스템을 통해 획득된 자력자료는 Geometrics사의 핵자력계 G-858을 이용해 동 일 지역에서 획득한 자료와 양상이 일치함을 확인하였고, 이를 통해 드론 기반 항공자력탐사 시스템을 이용한 탐사 자 료에 대한 신뢰성을 확보할 수 있었다.

We describe an early angiosperm and a leaf mine ichnofossil from the Lower Cretaceous Potomac Group of Virginia, USA. The descriptions are based on a fossil leaf that was first reported in 1895 but identified as a fragment of a fossil fern. Leaf architectural features and sedimentological context indicate that this leaf was produced by an herbaceous eudicot angiosperm, possibly associated with Ranunculales. The leaf mine is a full depth linear-blotch mine with frass, a trace of puparium inside the blotch mine section, and feeding/oviposition-related puncture marks. The features of the mine are most consistent with those produced by agromyzid flies. This fossil extends the record of agromyzid flies by about 40 million years ago. This fossil provides evidence that agromyzid flies or their ancestors were feeding on herbaceous basal eudicots similar to modern herbaceous ranunculids during the Early Cretaceous, prior to the appearance and diversification of asterids. Our finding contradicts the previous hypotheses on the dipteran radiations associated with the past environmental changes. Insect feeding damages remained in fossilized leaves are currently considered as an important source for climate change studies. We review progresses in the study of the insect feeding trace fossils and their usefulness for monitoring environmental changes.

우리나라는 한국지질자원연구원을 중심으로 1995년 이후 수치지질도 작성과 더불어 웹 기반 서비스 시작, 종이지도와 수치지도를 서비스로 제공하고 있으며, 2012년 이후 모바일 기반의 수치지질도 서비스를 제공하고 있다. 본 연구의 목적은 수치지질 도와 광산지리정보 서비스를 일반인과 전문가들에게 확대하는 방안을 제시하는 것이다. 이를 위하여 한국지질자원연구원의 수치지 질도의 수요와 외부 사용자의 수요를 심층면접을 통해 조사하고, 해외 지질정보기관의 정보서비스 내용과 방식을 조사하였다. 해외사례에서 도출된 시사점으로는 전문적인 정보생산단계, 관리단계, 가공단계, 서비스단계마다 표준화가 필요하며, 서비스 단계에서는 정보통신기술의 접목을 통해서 사용자가 원하는 자료를 제공하는 것이 필요하다는 점이다. 수치지질도 서비스를 위한 내용과 항목의 방향과 광산지리정보시스템의 서비스 내용 등에 대한 내용을 제시하였다.

An investigation was conducted on the effects of arbuscular mycorrhizal fungus, Glomus etunicatum on the formation of soil aggregate and mycorhizal development in the roots of Robinia pseudoacacia seedlings in coal mine tailings and forest soil. G. etunicatum formed mycorrhizas by 35.1 % in coal mine tailings and by 48.9 % in forest soil. Its infection was the typical Arum-type forming inter-cellular hyphae and intra-cellular arbuscules. Ergosterol contents were 3.20 ppm in forest soil and 1.92 ppm in coal mine tailings. The formation of soil aggregate per 50 g pot soil was 19.6 g and 9.5 g in inoculated and noninoculated forest soil and 16.5 g and 11.0 g in inoculated and non-inoculated coal min tailings, respectively. In conclusion, G. etunicatum inoculation increased the formation of soil aggregate both in forest soil and coal mine tailings, but was less effective in the latter.

효과적인 광물자원 탐사 기술을 개발하기 위하여 광물자원의 포텐셜 지도 구축 연구를 수행하였다. 대상 지역은 광상 성인모델이 알려진 가곡광산으로 선정하였다. 성인모델을 바탕으로 관계화성암, 단층, 탄산염암 등의 지질학적 요인들을 평가 인덱스로 선정하였다. 각 요인들과 광체간의 공간적 상관관계를 분석하여 각 지질 구조 들로부터의 거리에 따른 가중치를 해석, 가곡광산에 대한 포텐셜 지도를 구축하였다. 해석된 포텐셜 지도는 현재 알려진 광체의 위치에서 높은 포텐셜 값을 갖으며, 높은 포텐셜 영역의 패턴 역시 광체 패턴과 유사하게 나타나고 있다. 이 결과는 추후 수행될 자원 탐사 시 현재 알려진 광체와 유사한 지질환경을 갖는 영역을 효과적으로 제시할 수 있기 때문에 그 효용성이 높다 할 수 있다.

Ecological restoration is regarded as a major strategy for preventing biodiversity loss and thereby enhancing ecosystem service. This study was performed to evaluate ecosystem service value that the restored ecosystem provides. Ecosystem service was evaluated for provisioning and regulating services. The former service was evaluated by comparing similarities in a viewpoint of floristic composition to the reference site between the restored and the unrestored sites. Species composition of the restored site was found to be more similar to the reference site than that of the unrestored site and thereby restoration practice contributed for enhancing the provisioning service. Regulating service was evaluated based on microclimate control, soil amelioration, and improvement of water holding capacity. The value of ecosystem services in terms of microclimate control, soil amelioration, and improvement of water holding capacity was higher in the restored site than in the unrestored site. In consequence, ecological restoration of coal mine spoils contributed for enhancing the ecosystem service value of the corresponding site and thereby is rewarding the cost invested for restoration.

The capability and cost effectiveness of UUV and USV bring to underwater survey, target detection and identification operations have been widely demonstrated and accepted in recent years. Future USV systems may deploy UUVs to gain the advantage of higher area coverage rates through multiple and simultaneous operations. In this paper, we present an architecture of USV and UUV for mine countermeasure with results of measures on effectiveness.

본 연구에서는 중금속 오염토양 및 광미의 고형화 처리를 위한 보통 포틀랜드 시멘트의 혼화재로서 제강슬래그의 처리효과를 검토하였다. 대상시료는 충청남도 청양군 남양면 구룡리의 구봉광산 주변 하천퇴적토와 강원도 영월군 상동읍 내덕리의 상동광산에 위치한 광미를 채취하여 사용하였다. 경화제는 시멘트 95%에 제강슬래그 분말 5%를 혼합하여 제조하였으며, 하천퇴적토 및 광미오염토양에 5%, 10% 및 15%(w/w)의 경화제를 첨가하였다. 이때 이 결과들은 시멘트만을 사용한 것과 Ca 함량이 제강슬래그 보다 상대적으로 높은 굴폐각 분말을 사용하여 배합한 결과와 함께 비교하였다. 공시체는 지름 5cm, 높이 10 cm의 몰드를 이용하여 혼합토를 채워 넣은 후, 습윤양생기에서 1일간 양생시킨 다음 탈형 후, 수조에 수중양생을 실시하였다. 7일, 14일 및 28일 경과된 시료를 대상으로 강도시험 및 중금속 용출시험을 실시하여 처리효과를 비교·검토하였다. 광미시료의 경우, 시멘트, 제강슬래그 그리고 굴폐각 순으로 강도 개선의 효과가 큰 것으로 나타나 제강슬래그의 효과를 확인할 수 없었고, 하천퇴적토의 경우는 혼합비 15%에서 제강슬래그를 혼합한 경우에서 우수한 효과를 나타내 혼화재로서 적용을 기대할 수 있을 것으로 판단되었다. 폐기물용출시험 및 0.1 N 염산추출법 결과 경화제의 혼합비가 증가할수록 중금속 및 비소의 농도가 감소하는 경향이 나타났고 특히 비소에 있어서는 제강슬래그의 효과가 가장 좋게 나타났다. 산도가 가장 높은 1N 염산추출법의 결과에서는 광미의 경우 대조구 보다 제강슬래그로 처리한 시료에서 중금속 및 비소의 농도가 아주 낮게 나타났다. 그러나 하천퇴적토는 대조구와 큰 차이가 없이 중금속 및 비소가 용출되었다. 이는 하천퇴적토가 95%이상의 모래로 토양의 입경이 크기 때문에 상대적으로 중금속의 고정화율이 상대적으로 낮은 것으로 판단되었다.

철광산 지역의 매장량 평가를 위해 전기 및 전자탐사 방식의 물리탐사를 수행하였다. 철광산 조사에 적합한 물리탐사 기법을 결정하고 연구지역의 지질정보에 대해 파악하기 위해, 대상 지역의 시추 코어와 노두 파편으로부터 획득한 암석 코어를 분석하였다. 획득한 코어에 대해 비중, 밀도, 공극률, 비저항, P파 속도 등 5가지 물성을 측정한 결과, 자철광체가 전기적 특성에 민감하게 반응한다는 것을 확인하고 전기 탐사를 수행하기로 결정하였다. 전기비저항 탐사는 기존의 연구들을 통해서 적용 기법들이 다양하고 해상도 또한 높은 편이 알려져 있어 철광산의 조사에 적합할 것으로 판단되었으나, 심부에서는 해상도가 낮으며 탐사의 수행도 어렵다는 한계를 가지고 있다. 이에 전기비저항 탐사를 보완하기 위해 물리탐사법 중 비교적 깊은 탐사심도를 가지는 MT (MagnetoTelluric) 탐사를 추가적으로 수행하였다. 또한 MT 탐사의 천부 정보에 대한 취약성을 보완하기 위해 인공송신원을 사용하는 CSMT (Controlled Source MT) 탐사를 추가적으로 실시하였다. 전기 및 전자탐사를 통해 채광이 이루어진 광산 하부에 저비저항체가 있음을 발견하였으며, 향후 추가적인 이용 가치를 확인하였다.

본 연구는 2005~2007년까지 3년에 걸쳐 폐광산 수계 의 유출수에 의해 직접적으로 영향 받는 하천 및 대조군 (Control, Co) 하천에서 이∙화학적 수질특성, 수질 내성 도 및 트로픽 길드 특성, 다변수 생태모형(Multimetric Health Model)을 이용한 생태 건강도 평가 및 물리적 건 강도 평가 모형(QHEI model)을 이용한 생물 서식지 평 가를 실시하였다. 또한, 폐광산의 유출수에 대한 생태독 성 평가를 위해 버들치(Rhynchocypris oxycephalus)를 이용하여 현장 Enclosure 노출시험(In situ Enclosure Bioassay) 을 실시하였고, 해부학적 장기 조직의 평가지수 모 형(Necropy-based Health Assessment Index, Nb-HAI)을 이용하여 대조군(Co)과 처리군(T)의 광산폐수의 영향을 평가하였다. 이들에 대한 장기 조직의 영향평가는 각 Enclosure에 10 개체씩 투입하여 지라(Spleen), 신장(Kidney), 아가미(Gill), 간(Liver), 눈(Eyes), 지느러미(Fins) 의 조직분석(Tissue analysis)을 실시하였다. 대조군과의 비교평가에 따르면, 폐광산의 유출수는 하천수를 pH 3.2 까지 떨어뜨려 강한 산성폐수와 유사한 특성을 보였고, 급격한 수소이온 증가 및 총용존물질(Total Dissolved Solid, TDS)의 증가를 가져왔다. 서식지 평가의 QHEI 모 델 값은 지점별 유의한 차이(p¤0.05)를 보이지 않은 반 면, 다변수 생태모형(Multimetric Health Model)을 이용 한 생태 건강도는 3년 동안 대조군(Co)에서 Mm-EH 모델 값은 16~20, 처리군(Mw)에서는 0으로 폐광 유출수의 영 향을 받는 지점에서는 “악화상태(P)”로 나타났다. 또한, Enclosure 노출평가 따르면, Nb-HAI 모델값은 3년 기간 동안 대조군에서 0~3으로 나타나 “최적~양호상태” (Ex~ G)로 나타난 반면, 폐광 유출수의 Enclosure에 포함된 처 리군(Treatment)에서 모델값은 모두 100 이상(범위: 100 ~137)을 상회하여 “악화상태(P)”로 평가되었으며, 크게 손상된 장기조직은 간(Liver), 신장(Kidney), 아가미(Gill) 로 나타나 향후 폐광산 유출지역의 수질 및 생태관리가 시급한 것으로 사료되었다.