With the enhancement of the spatial resolution of satellite imagery (1 m or less), the satellite image analysis has been considered as the indispensable means for remote sensing of nuclear proliferation activities in the restricted access areas such as North Korea. Notably, in the case of an open-pit uranium mine, e.g. the Pyongsan uranium mine, the mining activity can be presumed if detecting the location and extent uranium tailing piles near shafts within temporal images. Several studies have researched on the target detection for minerals of interest such as limestone and coal to evaluate the economic activities by utilizing similarity measures, e.g., a spectral angle mapper and a spectral information divergence (SID). Thus, this paper presented a systematic change detection methodology for monitoring the uranium mining activity in the Pyongsan uranium mine with a similarity measure of SID. The proposed methodology using the target detection results consists of the following five steps. The first step is to acquire stereo images of areas of interest for change detection. The second step is to preprocess the stereo images as following measures: (i) the QUick Atmospheric Correction and the image-to-image registration with ENVI and (ii) the Gram-Schmidt pansharpening. The third step is to extract spectral information for minerals of interest, i.e., uranium tailing piles, by sampling pixels within the reference image. It is based on the satellite analysis report for the Pyongsan uranium mine by CSIS, which specified the location of the uranium tailing piles. As the fourth step, the target detection for uranium tailing piles was performed through the similarity measure of SID between the extracted spectral information and the spectral reflectance of the image. In the fifth step, the change detection was processed using the multivariate alteration detection algorithm, which compares the target detection results by canonical correlation analysis. Furthermore, this paper evaluated the performance of the proposed methodology with the change detection accuracy assessment index, i.e., the area under a receiver operating characteristic curve. In conclusion, this paper suggests the systematic change detection methodology utilizing time series analysis of target detection for uranium tailing piles, which can save time and cost for humans to interpret large amounts of satellite information at the restricted access areas. As future works, the feasibility of the proposed methodology would be investigated by analyzing distribution of minerals of interest regarding nuclear proliferation at Yongbyon, which has the historical events of suspicious nuclear activities.

장군광산은 과거 갱도채굴한 폐금속광산으로 위치는 N36° 51'31.59", E129° 03'38.91"에 위치하고 있다. 산사면에 적치해 놓은 광미 적치장은 상부에 오염되지 않은 토양으로 약 20 cm 정도 복토한 후 아카시아를 식재해 놓은 상태이다. 광미 적치장에 식재해 놓은 아카시아는 대략 15년생 정도이다. 광미 적치장에서 채취한 토양시료의 중금속 농도는 As (66.43-9325.34 ㎎/㎏), Cd (0.96-1.09 ㎎/㎏), Cu (16.90-57.60 ㎎/㎏), Pb (57.33-945.67 ㎎/㎏), Zn (154.48-278.61 ㎎/㎏)으로 비오염 토양인 대조군의 As (38.98 ㎎/㎏), Cd (0.42 ㎎/㎏), Cu (10.26 ㎎/㎏), Pb (8.21 ㎎/㎏), Zn (46.74 ㎎/㎏) 보다 훨씬 높다. 가장 오염도가 높은 토양에 식재된 아카시아의 잎에서의 As, Cd, Cu, Pb, Zn의 농도는 각각 165.95, 0.04, 10.68, 3.18, 48.11 ㎎/㎏이다. 비오염 토양에 식재되어 있는 아카시아의 잎에서의 중금속 농도는 As 1.31㎎/㎏, Cu 3.90 ㎎/㎏, Pb 0.22 ㎎/㎏, Zn 11.01 ㎎/㎏이다. 아카시아에서의 중금속의 농집도는 껍질과 잎에서 높으며 심재와 변재에서 낮은 경향을 나타낸다.

In this work, the effect of CaO and Fe2O3 on the geopolymer made from mine tailing and melting slag has been studied. Geopolymer was made from mine tailing, melting slag and blast furnace slag. The mechanical property of geopolymer prepared was affected by raw material used. Compressive strength of the geopolymer using blast furnace slag was higher than the geopolymer using melting slag. Because CaO and Fe2O3 content of two-type geopolymers was different. Therefore, the content of these controled to find out how to affect the property of geopolymer. According to the result of FT-IR(Fourier transform infrared spectroscopy), the compressive strength of geopolymer increased by activation of CS- H gel with increasing CaO content. In contrast, the compressive strength of geopolymer decreased by inhibition of geopolymerization with increasing Fe2O3 content. According to the result of XRD(X-ray diffraction), the geopolymerization was weakened by formation of olivine, goethite.

경남 고성군에 위치한 삼산제일 광산은 28만 톤으로 추정되는 광미로부터 기인된 것으로 판단되는 인근 주민들의 이타이이타이 증세가 사회적으로 문제가 된 바 있으며 이에 대한 다양한 연구가 필요한 실정이다. 본 논문에서는 광미 매립지의 두 장소에서 매립 심도별로 채취된 광미시료에 대하여 광물학적 분석 및 지구화학적 분석을 통하여 이들이 중금속 거동에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. NN과 SN 두 지점에서 약 1 m 정도의 심도로 깊이별로 시료를 채취하였으며 NN 지점은 깊이가 깊어질수록 pH가 감소되는 양상을 보여주었다. SN 지점의 경우 깊이에 따라 pH의 변화가 거의 없었다. XRD 분석 결과 본 광미 시료의 주 구성광물은 석영, 미사장석, 백운모, 녹니석으로 거의 비슷한 산출 상태를 보였으며, 부수적으로 석고가 동정되었다. 분석한 4개의 시료에서 동정된 구성광물들은 거의 유사하나 NN 지점의 경우 방해석이 거의 동정되지 않았고, pH 4 이하의 산성토양 혹은 산성광산배수에 서 형성되는 자로사이트가 부수적으로 동정되었다. SN 지점은 상대적으로 방해석 함량이 많음이 관찰되었고 황철석도 동정되었다. 따라서 이러한 pH 변화에 영향을 주는 것은 방해석의 존재 및 이의 용해에 의한 완충작용으로 판단된다. 광미에 포함되어 있는 중금속의 함량은 전반적으로 Cu > As > Zn > Pb > Co > Cr > Ni > Cd의 순으로 나타났다. 두 지점의 중금속 함량은 pH의 변화에 밀접한 관련이 있은 것으로 나타나며 특히 양이온으로 존재하는 Cd와 Co의 경우 pH가 낮은 NN 지점에서 상대적으로 많은 함유량을 보이며 산화음이온으로 존재하는 Cr과 As의 경우 상대적으로 pH가 높은 SN 지점에서 함유량이 많은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구지역의 중금속의 거동은 광미에 포함되어 있던 방해석에 의한 pH 완충작용에 주로 영향을 받고 있음을 보여준다.