해남 모이산 인근 토양 및 농작물의 셀레늄(Se) 분포 특성

김선옥,천세원,박규령,왕수균,Kim, Seon-Ok,Cheon, Se Weon,Park, Gyu-Ryeong,Wang, Sookyun 대한자원환경지질학회 2015 자원환경지질 Vol.48 No.3

해남 모이산 천열수 광산 주변의 열수변질작용에 의한 암석, 토양과 농작물간의 셀레늄의 상호작용을 규명하기 위하여, 모이산 인근의 토양과 농작물 시료를 채취 분석하였다. 토양시료는 6개의 산 토양과 6개의 밭 토양을 대상으로 수분함량, pH, ICP, XRD, XRF 분석을 통해 구성 광물과 원소함량을 분석하였으며, 농작물 시료는 토양과의 관계를 파악하기 위해 이 지역에서 재배된 양파와 대파를 대상으로 원소함량을 분석하였다. 토양에 대한 XRD 분석 결과, 주요 구성광물은 석영과 장석이며, 그 외 열수변질작용에 의해 일라이트, 녹니석과 적철석을 포함하고 있는 것으로 나타났다. 산 토양과 밭 토양의 pH는 각각 4.6~4.9와 5.2~6.7로 나타났는데, 산 토양에 비하여 밭 토양의 pH가 높게 나타난 것은 영농에 의한 비료시비가 원인으로 판단되었다. 원소함량 분석 결과, 비료의 영향이 크게 작용하는 밭 토양에서 산 토양에서는 검출되지 않았던 K(24.81~79.49 ppm), Ca(29.27~116.33 ppm) 등이 다량 함유한 것으로 나타났다. 이러한 경향은 작물에서도 나타나는데, 상대적으로 높은 농도의 K(116.89~169.79 ppm), Ca(20.18~32.29 ppm)가 농작물에 흡수되어 있는 것으로 분석되었다. 토양 시료에서의 Se 함량은 18.35~70.31 ppb의 범위로 분석되어 분석 시료간 유의미한 차이를 나타내지는 않았으나, 양파(119.48~179.50 ppb)와 대파(146.65 ppb)에서는 많은 양의 Se이 검출되었다. 이는 작물에 따라 각 원소에 대한 흡수율이 상이하여 농축도 역시 다르게 나타나는 것으로 판단되었다. Samples from soils and crops were collected and analyzed in order to investigate the interactions of selenium among rocks, soils, and crops by hydrothermal alteration near epithermal mines in the region of Mio-san, Haenam. Soil samples included 6 samples each from mountain and farm area and compositional minerals and their contents were analyzed by water content, pH, ICP, XRD, XRF. Crop samples from onion and scallion were analyzed for chemical composition to elucidate the relationship with soils. Results from XRD analysis for soil samples showed that major compositional minerals are qualtz and feldspar, and illite, chlorite, hematite formed by hydrothermal alteration were included on a small scale. The pH ranges of soil samples from mountain and farm were measured at 4.6~4.9 and 5.2~6.7, respectively. The higher pH in farm soils may result from fertilization during agricultural activities. Results from ICP analysis showed that, compared to soil samples from mountain area with no potassium and calcium, significant amount of K and Ca were detected in soil samples from farms which is affected by fertilization. In a similar manner, potassium and calcium were absorbed and detected in crop samples at relatively high concentrations (116.89~169.79 ppm for K and 20.18~32.29 ppm for Ca). While the selenium contents in soil samples ranged from 18.35 ppb to 70.31 ppb which showed no significant difference, high concentrations of selenium were detected in onion (119.48~179.50 ppb) and scallion (146.65 ppb). These difference in enrichment for each element may result from the distinctive adsorption characteristics depending on crops.

포항분지 영일층군 내 이산화탄소 주입에 의한 물-덮개암-가스 반응에 대한 지화학적 모델링

김선옥,왕수균,이민희,Kim, Seon-ok,Wang, Sookyun,Lee, Minhee 대한자원환경지질학회 2021 자원환경지질 Vol.54 No.1

이 연구에서는 포항분지 영일층군 덮개암 시료의 광물학적 특성을 파악하고, 이산화탄소 주입으로 인해 발생할 수 있는 물-암석-가스의 상호작용을 지화학 모델링을 이용하여 규명하였다. 이를 위하여 XRD, MICP, BET 분석을 실시하여 덮개암의 광물암석학적 및 공극 특성을 파악하였고, 광물학적 연구 결과와 공극수의 물리화학적 변수 자료들을 이용하여 이산화탄소 주입 후 단기간 변화와 장기간 영향을 파악하기 위하여 두 단계의 지화학 모델링(The Geochemist's Workbench 14.0.1)을 수행하였다. 연구 결과, 포항분지 영일층군의 덮개암은 석영, 알바이트, K-장석으로 주로 구성되어 있고, 소량의 백운모, 황철석, 방해석, 카올리나이트, 몬모릴로나이트로 이루어져 있다. 지화학 모델링 결과, 이산화탄소의 주입 후 덮개암은 방해석의 용해로 인해 공극률이 증가하고 알바이트와 K-장석의 용해 결과 도소나이트와 은미정질 실리카(칼세도니)가 침전되었다. 주입이 완료된 두 번째 단계에서는 방해석과 알바이트의 용해 결과 도소나이트와 은미정질 실리카(칼세도니)의 침전이 일어나며, 이 반응으로 인해 pH는 증가하였다. 또한 덮개암에서 이산화탄소를 포획할 수 있는 광물은 도소나이트 임을 알 수 있었다. 이러한 연구 결과는 장기간의 이산화탄소 지중 저장에 있어 광물 포획의 효율성을 정량적으로 평가하는 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. This study is to identify the mineralogical properties of caprock samples from drilling cores of the Pohang basin, which is the research area for the demonstration-scale CO2 storage project in Korea. The interaction of water-rock-gas that can occur due to CO2 injection was identified using geochemical modeling. Results of mineralogical studies, together with petrographic data of caprock and data on the physicochemical parameters of pore water were used for geochemical modeling. Modelling was carried out using the The Geochemist's Workbench 14.0.1 geochemical simulator. Two steps of modeling enabled prediction of immediate changes in the caprocks impacted by the first stage of CO2 injection and the assessment of long-term effects of sequestration. Results of minerlaogical analysis showed that the caprock samples are mainly composed of quartz, K-feldspar, plagioclase and a small amount of pyrite, calcite, kaolinite and montmollonite. After the injection of carbon dioxide, the porosity of the caprock increased due to the dissolution of calcite, and dawsonite and chalcedony were precipitated as a result of the dissolution of albite and k-feldspar. In the second step after the injection was completed, the precipitation of dawsonite and chalcedony occurred as a result of dissolution of calcite and albite, and the pH was increased due to this reaction. Results of these studies are expected to be used as data to quantitatively evaluate the efficiency of mineral trapping capture in long-term storage of carbon dioxide.

탄자니아산 루비의 열처리에 의한 보석·광물학적 품질개선 연구

김선옥,왕수균,오설미,박희율,박맹언,Kim, Seon-Ok,Wang, Sookyun,Oh, Sul-Mi,Park, Hee Yul,Park, Maeng-Eon 대한자원환경지질학회 2014 자원환경지질 Vol.47 No.6

루비는 유색보석 중에서 가장 선호도가 높은 보석인 동시에 열처리에 의해 부가가치를 높일 수 있어 학문적인 연구 대상으로서도 그 관심이 높다. 세계적으로 많은 지역에서 루비가 산출되고 있음에도 불구하고, 고품질의 천연 루비는 미얀마, 스리랑카, 태국, 탄자니아 등 일부 제한된 국가에서만 산출되며, 오랜 기간 채광으로 인해 고품질의 원석이 고갈되어가고 있는 실정이다. 이 연구에서는 최근 새로운 산지가 확인되어 관심이 높은 탄자니아산 루비 원석을 사용하여 전통적인 단순 열처리방법과 화학적 열처리 방법에 의한 광물학적 및 보석학적 특성을 파악하고, 열처리에 의한 탄자니아산 루비의 품질개선 효과를 검토하였다. 미얀마의 Mogok산과 Mong Hsu산 루비에 효과적인 방법으로 알려진 전통적인 단순 열처리 실험은 T=$1,600^{\circ}C$에서 6시간 동안 실시하였다. 그 결과, 비교적 균일한 암적색을 지닌 탄자니아산 루비의 색상과 투명도는 색채 색차계와 자외선-가시광선 분광분석(UV-Vis Spectrometry) 결과, CIE 1931 color space 상의 적색과 청색의 좌표값(X, Y)이 원시료 (0.365, 0.321) 및 (0.346, 0.363)에서 (0.337, 0.322)로 감소함이 확인되어, 전통적인 단순 열처리 방법이 탄자니아산 루비의 품질개선에 적합하지 않은 것으로 판단되었다. 단순 열처리를 수행한 탄자니아산 루비의 X-선형광분석(XRF) 결과, 루비의 적색을 발현 시키는 $Cr^{3+}$함량이 0.72~1.04 wt.%로 증가 되었으나, 갈색의 보조색상을 발현시키는 Fe의 함량이 함께 증가되어 순수한 적색이 아닌 어두운 적색을 띄는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 단순 열처리에 의해 루비에 함유되어 있는 $Fe_2O_3$의 응집현상으로 어두운 색으로 변한 것이라 판단된다. 또한 열처리에 의해 $SiO_2$의 함량이 특징적으로 높게 나타났는데, 이는 열처리 과정동안 용융되었다가 다시 재결정화 되면서 생기는 현상으로 투명도의 개선에 효과적이지 않음을 알 수 있었다. 탄자니아산 루비 중 표면에 균열이 있는 시료를 선별하여 납(Pb)을 주성분으로 하는 화학적 첨가제를 사용한 열처리 실험 결과, 색상 뿐 만아니라, 투명도가 현저하게 개선되었다. CIE 1931 color space 상의 적색과 청색의 좌표값이 원시료 (0.386, 0.304) 및 (0.395, 0.313)에서 (0.405, 0.308)로 적색영역에 도시되었다. 이는 첨가제가 열처리 과정동안 용융되어 루비의 균열부분을 채워준 것으로 확대경으로도 관찰이 가능하다. 또한 루비의 표면과 균열부분에 대한 전자현미분석(EPMA)의 선분석(line scanning)에 의해서도 확인되었다. 이 첨가제는 균열부분을 충진함으로써 내구성과 투명도가 개선되었다. 첨가제의 용융체는 루비와 굴절률이 매우 비슷하기 때문에 입사된 빛이 루비 내부로 더 쉽게 통과하여 전반적으로 색상이 향상된 것으로 판단된다. 이 연구에서 화학적 열처리가 탄자니아산 루비의 품질향상에 적합한 방법임을 확인할 수 있었으며, 사파이어 등 강옥군 광물의 유색보석에 대한 색과 투명도 개선에 매우 유용할 것으로 생각된다. Ruby is one of the most favor colored gem, for beautiful red tone, be high in scarcity value. However, rubies with high quality are produced in restricted regions, such as in Thailand, Sri Lanka, Myanmar, and Tanzania etc., and they have been gradually exhausted by mining for a long period. Therefore, improving qualities of low level rubies with various treatments is arising an alternative way to obtain better rubies. Gemological and mineralogical properties of the natural ruby from Tanzanian were studied with heat treatments. Those characteristics were compared between only heat and adding flux materials under heating. Tanzanian raw rubies were applied a heat treatment ($1,600^{\circ}C$ for 6 hours). However, chromameter and UV-Vis analyses found that a simple heat treatment is inappropriated for the Tanzanian ruby. Although $Cr^{3+}$ containing for red color in the ruby increased with heat treatment, the ruby displays dark medium red because of Fe in the ruby as a form of $Fe_2O_3$. The low transparency after heat treatment is attributed to the recrystallization of $SiO_2$ which has a low melting point. Chromameter confirmed adding Pb-containing flux under heating greatly improves the clarity and color of Tanzanian rubies with micro-fractures and cavities on the surface. EMPA results show that Pb as an additive fills the cavities and cracks on raw Tanzanian rubies during the heat treatment. As a rewult of it, the quality of the Tanzanian ruby raw dramatically improved. These results indicate that the heat treatment with an additive (Pb in this study) is an effective way to obtain better quality of the Tanzanian ruby. Consequently, this study suggests a suitable method to improve the properties of the Tanzanina ruby. The result of this study would provide useful information to upgrade the qualities of similar gem stones such as corundum and sapphire.

서산 웅도 백운암 내 석면 산출 및 광물학적 특성 규명

김선옥,이민희,정현정,신원지,Kim, Seon-Ok,Lee, Minhee,Jung, Hyunjung,Shin, Wonji 대한자원환경지질학회 2014 자원환경지질 Vol.47 No.5

본 연구는 충청남도 서산시 웅도 백운암에서 산출되는 석면에 대하여 박편관찰, X-선 회절분석, 주사전자현미경 관찰 등을 통해 석면의 광물학적 및 형태적 특성을 규명하고, 백운암의 광물학적 특성과의 상관관계를 통해 석면의 형성과정을 알아보고자 하였다. 연구 결과, 석면을 함유하고 있는 모암은 열수 변질 및 변성작용을 받았으며, 광물학으로는 주로 백운석과 소량의 방해석, 석영, 활석, 각섬석, 휘석 등으로 이루어진 백운암인 것으로 밝혀졌다. 모암 내 존재하는 석면은 섬유상-침상 입자형태를 가진 양기석-투각섬석계 석면이었으나, 변성정도에 따라 주상 및 침상형태를 가진 비석면형의 양기석-투각섬석도 존재하는 것이 확인되었다. 주상이나 침상 형태의 광물을 전자현미경으로 분석한 결과, 주상의 경우 벽개면을 따라 더 작은 침상 또는 주상의 입자로 쪼개지는 특성을 나타내어, 풍화과정에 의한 쪼개짐 현상에 의해 석면입자로 산출될 수 있음을 알 수 있었다. 특히 양기석-투각섬석 광물군에서 너비가 $1{\mu}m$ 이하인 휘어진 형태의 섬유상 석면 입자가 발견되었다. 기존 연구에서는 백운암 내에서 거의 발견되지 않았던 석면 입자가 웅도 백운암에서 검출되었고, 광물학적 분석 결과 석면광물은 Ca, Mg를 함유한 백운암질 석회암이 열수 변질을 받는 과정에서 형성되었으며, 주로 양기석-투각섬석 석면형태로 존재하는 것으로 밝혀졌다. The occurrence and mineralogical characteristics of asbestos in dolostone at Ungdo, Seosan were investigated by analyses of PLM, XRD, and SEM/EDS. Representative outcrops of dolostone at Ungdo were examined and four dolostone samples were collected according the occurrence type to identify the shape of asbestos in dolostone samples. The host rock of dolostone had been produced from the hydrothermal alteration and/or thermal metamorphism of which main source was assumed as the acidic granite. Tremolites were observed near the cracks or fractures of the dolostone as tamping or gob types. From the mineralogical analyses, main minerals of dolostone were dolomite with calcite, quartz, talc, amphibole, and pyroxene. From SEM/EDS analyses, tremolite-actinolite asbestoses were observed in dolostone and their shapes were prismatic and fibrous (less than $1{\mu}m$ in width). Non-asbestos prismatic forms were also found and they would transfer to asbestos particles resulting from the cleavage and fracture of the prismatic particles. Overall results suggest that asbestoses in Ungdo dolosotnes were mainly tremolite-actinolite and they were originated from the hydrothermal alteration of Ca-Mg rich dolostone.

포항분지 덮개암에 대한 지화학적 반응 실험 및 모델링 연구

김선옥,왕수균,이민희,Kim, Seon-ok,Wang, Sookyun,Lee, Minhee 대한자원환경지질학회 2016 자원환경지질 Vol.49 No.5

이 연구는 이산화탄소 지중저장 후보지의 하나로 알려진 포항분지 덮개암의 광물학적 및 암석학적 특성을 파악하고, 실험과 지화학 모델링을 이용하여 이산화탄소 주입으로 인해 발생할 수 있는 덮개암의 지화학적 및 광물학적 영향을 규명하였다. 실험은 이산화탄소 지중저장 조건에 해당하는 $50^{\circ}C$와 100 bar의 고온고압조건에서 덮개암 6 g과 염수 60 ml를 고압셀에 넣어 15일 동안 반응시켰다. 반응 후 덮개암과 염수 시료의 지화학적 및 광물학적 변화를 확인하기 위해 XRD, XRF, ICP-OES 등의 분석을 통해 정량적으로 규명하였다. 또한 덮개암의 광물학적 연구 결과와 염수의 물리화학적 변수 자료들을 이용하여 지화학 모델링(The Geochemist's Workbench 11.0.4)을 수행하였다. 덮개암의 광물학적 분석 결과, 석영, 사장석, K-장석으로 주로 구성되어 있고, 소량의 운모, 황철석, 능철석, 방해석, 카올리나이트와 몬모릴로나이트로 이루어져 있었다. 덮개암과의 반응 후 염수의 이온 농도 분석 결과, 사장석, K-장석과 몬모릴로나이트 또는 운모와 같이 Mg를 포함하는 광물의 용해 반응에 의하여 $Ca^{2+}$, $Na^+$, $K^+$, $Mg^{2+}$ 이온들의 농도가 증가하였다. 100 년 동안 모델링한 결과, 사장석와 K-장석은 용해되고, 카올리나이트, 도소나이트, 베이덜라이트는 재결정화되어, 암석의 공극률 변화에는 큰 영향을 주지 않을 것으로 판단되었다. 실험 및 모델링 결과는 이산화탄소를 지중저장하는 동안 덮개암과 초임계 이산화탄소와의 상호반응에 의해 염수의 pH, 광물의 용해도과 안정성 등에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 보여주었다. This study aims to identify the mineraloical and petrographical characteristics of caprock from drilling cores of Pohang basin as a potential $CO_2$ storage site. Experiments and modeling were conducted in order to investigate the geochemical and mineralogical caprock effects of carbon dioxide. A series of autoclave experiments were conducted to simulate the interaction in the $scCO_2$-caprock-brine using a high pressure and temperature cell at $50^{\circ}C$ and 100 bar. Geochemical and mineralogical alterations after 15 days of $scCO_2$-caprock-brine sample reactions were quantitatively examined by XRD, XRF, ICP-OES investigation. Results of mineralogical studies, together with petrographic data of caprock and data on the physicochemical parameters of brine were used for geochemical modeling. Modelling was carried out using the The Geochemist's Workbench 11.0.4 geochemical simulator. Results from XRD analysis for caprock sample showed that major compositional minerals are quartz, plagioclase, and K-feldspar, and muscovite, pyrite, siderite, calcite, kaolinite and montnorillonite were included on a small scale. Results from ICP-OES analysis for brine showed that concentration of $Ca^{2+}$, $Na^+$, $K^+$ and $Mg^{2+}$ increased due to dissolution of plagioclase, K-feldspar and muscovite. Results of modeling for the period of 100 years showed that the recrystallization of kaolinite, dawsonite and beidellite, at the expense of plagioclase and K-feldspar is characteristic. Volumes of newly precipitation minerals and minerals passing into brine were balanced, so the porosity remained nearly unchanged. Experimental and modeling results indicate the interaction between caprock and $scCO_2$ during geologic carbon sequestration can exert significant impacts in brine pH and solubility/stability of minerals.

광물성 약재(광물약)의 표준화에 관한 연구

김선옥,박맹언,Kim, Seon-Ok,Park, Maeng-Eon 대한자원환경지질학회 2015 자원환경지질 Vol.48 No.3

광물성 약재(광물약)는 오랜 기간 동안 주로 중국, 한국 등 동양의 전통의학에서 화학성분이나 물리적인 성질이 질병치료나 건강 증진에 이용되어 왔던 단일 광물, 암석 및 생물화석 등을 의미한다. 광물성 약재는 산지의 지질특성, 기후 및 지표 환경에 의해 광물학적 특성이 달라지며, 광물의 조직, 수반광물, 정제 방법에 따라 약재로서의 효용성이 달라진다. 특히, 광물성 약재에 함유되어 있는 광물조성, 주성분 및 미량성분의 차이는 광물약의 약효와 유해성에 영향을 준다. 그러므로 광물약의 분석방법과 전처리 및 제조과정에 대한 표준화가 매우 중요하다. 광물성 약재에 함유된 유해 금속 원소는 수치(법제)나 탕약 제조 등 약제의 전처리 과정과 위와 장에서의 소화과정에서 성분이 변화되어 용출량이 결정되기 때문에 체내와 대응되는 조건에서의 적절한 시험방법을 정립하여, 그 결과에 의해 위액용출도, 인체흡수도, 안정성과 위해성이 평가되어야 한다. 또한, 광물성 약재의 안정성과 위해성을 평가할 수 있는 연구결과로 유효성분과 독성 물질의 체내 존재량을 예측할 수 있어야 한다. 연구에서 제안된 광물성 약재의 표준화 방법은 광물약의 개발과 활용에 유용한 기초자료로 이용될 뿐만 아니라, 광물성 약재의 품질 표준을 규격화 하는 기준을 제시해줄 것으로 기대된다. Oriental mineral medicines are single or mixture of more than one mineral species or rock/fossil which are used to treat disease. Mineral medicines remove harmful or useless substances to decrease toxicity and secondary effects, and cause the manufacture of medical compounds with increased efficacy. The extraction test is an accepted in vitro system to predict the bioaccessibility of major and minor elements from mineral medicine. It incorporates gastrointerstinal tract parameters representative of a human body that including stomach and small intestinal pH which are the same as digestion condition. The bioaccessibility of a mineral medicine is the fraction that is soluble in the gastrointestinal environment and is available for absorption. Reaction path modeling in the human body can predict digestion with gastric fluid as well as absorption in the small intestine, existence in body fluids and reaction progress of the exhaust process according to pH conditions in body. Also reaction path modeling can predict bioavailability, which is equal to existence rate in the body and the form and amount of a medicine in the body after intake. The study results from predicating the existence form mineral medicines in the body, and proving the effective ingredient using bioaccessibitily and human risk assessment, suggest these that should be necessary data for new medicine development.

가상현실 치유농장 기술 개발에 대한 인식 및 수요조사

김선옥(Seon-Ok Kim),오소라(YuTong Wu),김윤진(Yun-Jin Kim),남희정(Hee-Jeong Nam),배승종(Seung-Jong Bae),김수진(Soo-Jin Kim),김대식(Dae-Sik Kim),박신애(Sin-Ae Park) 인간식물환경학회 2021 인간식물환경학회 학술대회 Vol.2021 No.추계

토양 내 Mycobacterium vaccae 유무에 따른 흙 섞기 활동 수행이 인간의 정신·생리적 측면에 미치는 영향

김선옥(Seon-Ok Kim),손수영(Su Young Son),이충환(Choong Hwan Lee),박신애(Sin-Ae Park) 한국원예학회 2021 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2021 No.10

Mycobacterium vaccae (MV)는 토양에 자연적으로 서식하는 비병원성 미생물의 일종이다. 본 연구는 토양 내 미생물 (MV) 유무에 따른 흙 섞기 활동이 성인의 자율신경계 및 대사 수준에서의 생리적 반응을 비교하고자 수행되었다. 성인 29명을 대상으로 각각 배양 배지와 MV가 포함된 멸균토양을 이용한 흙 섞기 활동을 5분간 수행하였다. 무선 건식 뇌파 측정 기기를 이용하여 활동 중 뇌파와 심박변이도를 측정하였고, 각 활동 후 5ml의 혈액을 채취하였다. 혈청 대사산물은 가스 크로마토그래피(GC) 분석 후 다변량 분석을 수행하였다. 토양에서 방출되는 휘발성 유기화합물은 고체상 미량 추출-가스 크로마토그래피-질량분석(SPME-GC-MS) 후 다변량 분석을 수행하였다. 미생물 유무에 따른 토양의 휘발성 유기화합물 분석 결과, MV 포함 토양에서 에스테르 및 황 관련 화합물과 관련된 대사산물이 더 높은 것으로 나타났다(p < 0.05). 혈액 내 대사체 분석 결과, MV 포함 토양을 이용한 흙 섞기 활동 수행 후 혈청 내 피루브산 및 트립토판 함량이 유의하게 높은 것으로 나타났다(p < 0.05). 또한, MV 포함 토양을 이용한 흙 섞기 활동 수행 시 후두엽의 알파파가 증가하였고(p < 0.05), 심박수는 감소하여 자율신경계 반응이 안정되는 것으로 나타났다(p < 0.05). 따라서 본 연구를 통해 토양 내 미생물 접촉이 인간의 자율신경계 및 대사반응에 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있었다.

식물 및 동물매개 치유농업 활동 시 상⋅하지 근육 활성도 분석

김선옥(Seon-Ok Kim), 김윤진(Yun-Jin Kim), 유나연(Na-Yeon Yoo), 최나윤(Na-Yoon Choi), 오소라(YuTong Wu), 박신애(Sin-Ae Park) 인간식물환경학회 2023 인간식물환경학회 학술대회 Vol.2023 No.1

벤토나이트의 열수변질특성에 따른 중금속의 거동 특성

김선옥(Seon-ok Kim),왕수균(Sookyun Wang) 대한자원환경지질학회 2023 자원환경지질 Vol.56 No.3

전통적인 광물성 약재로서 활용되어온 석지의 한 종류인 벤토나이트는 다양한 약리 활성을 가지고 있어 한의학에서는 황달, 설사, 지혈 등의 치료제로 쓰이며, 현대 의학에서는 제산제, 위장관보호제, 지사제 등의 의약품 원료 및 의약품 첨가제로 활용하고 있다. 국내에서 생산되는 벤토나이트는 포항, 경주 일대에 분포하는 제3기 화산쇄설물이 속성작용 또는 열수변질작용을 받아 생성되었다. 주로 제지용, 페인트용, 토목용, 주물용, 동물사료용 등의 산업적 용도로 사용하고 있으며, 최근 화장품 및 의약품으로 활용하기 위해 기술을 개발하고 있다. 이 연구에서는 경주 감포 지역과 포항 영일 지역에서 산출되는 벤토나이트 40종와 21종을 대상으로 주성분, 미량원소 분석을 실시하여, 산지별 벤토나이트의 지구화학적 특성을 파악하였고, 포항, 경주 일대에 분포하는 벤토나이트 광상의 생성환경별 유형을 분류하였다. 연구 결과, 연구 지역의 벤토나이트는 현무암질 암석이 열수 유체로부터 알칼리 성분들이 제거되는 이질화작용을 받아 생성되었으며, 이는 AI-CCPI 변질지수에서도 확인할 수 있었다. 또한 산지별 벤토나이트의 열수 변질과 중금속 원소(Pb, Cr, As)의 거동 특성과에는 상관관계가 있음을 알 수 있었다. Bentonite is a type of rock that has been used as a traditional mineral medicine. It has a variety of pharmacological activities, and is used in traditional Korean medicine to treat jaundice, diarrhea, and hemostasis. In modern medicine, it is used as a raw material and additive for medicines such as antacids, gastrointestinal protective agents, and laxatives. Bentonite produced in Korea was produced through diagenesis or hydrothermal alteration of tertiary volcanic debris distributed in the Pohang and Gyeongju areas. It is mainly used for industrial purposes such as papermaking, paint, civil engineering, casting, and animal feed. Recently, technology is being developed to use it in cosmetics and pharmaceuticals. In this study, the geochemical characteristics of bentonite were identified by analyzing the main components and trace elements of 40 and 21 types of bentonite produced in the Gampo Gyeongju and Yeonil Pohang area. Also it were classifed by formation envrionment of bentonite deposits in the Gampo and Yeonil. As a result of the study, bentonite from the reserch area may be cased by argillic alteraton that alkali elements are removed form basaltic rocks by hydrothermal fluids and AI-CCPI alteration indices wrere also indentified argillic alteraton. It was found that there is a correlation between the behavior characteristics of heavy metal elements (Pb, Cr, As) and the hydrothermal alteration of bentonite in the reserch area.