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논문 : 폐광 부지의 재해 및 오염대 조사관련 물리탐사자료의 고찰
심민섭 ( Min Sub Sim ),주현태 ( Hyeon Tae Ju ),김관수 ( Kwan Soo Kim ),김지수 ( Ji Soo Kim ) 대한지질공학회 2014 지질공학 Vol.24 No.4
폐광 부지에서 발생하는 대표적인 환경 문제는 산성으로 오염된 지표수와 지하수, 적재된 폐광석 및 광미, 채굴 활동으로 야기된 지반침하 현상을 들 수 있다. 이 논문은 광해 유형에 따라 재해 및 오염영역을 효율적으로 탐지했던 지구물리탐사방법들을 고찰하는데 있다. 시험 자료로서 토양오염, 산성광산배수, 지반침하, 인공차수막 파손 및 광미/폐광석 적치장을 각각 대표하는 네 개의 폐광 부지를 선택하였다. 자료 검증을 위해 물리탐사자료는 자료의 유형에 따라 시추자료(코어 샘플, 물리검층, 토모그래피 등)와 물 자료(수소이온농도, 전기전도도, 중금속원소 등)와 비교하였다. 토양오염 탐지에 있어서 낮은 전기비저항 이상대는 특히 구리, 납, 아연의 중금속 농도가 높은 지역과 부합된다. 산성광산배수의 유동 경로는 자연전위 곡선에서 음의 전위 이상대, 전기비저항자료에서의 저비저항 이상대, 지하레이더 자료에서의 얕은 투과깊이 영역으로 탐지되었다. 채굴적은 전기비저항 단면에서의 저비저항 이상대, 탄성파토모그래피에서 낮은 속도 영역, 물리검층곡선의 복합해석으로 특징되며, 정확한 위치는 코어자료와 시추공영상자료에서 잘 확인되었다. 침출수 유동을 차단하기 위해 설치된 인공차수막의 파손 구간은 전기비저항 자료에서의 국부적인 이상대로 정확히 탐지되며 매립된 폐석더미는 고비저항 이상대와 저속도 이상대로 특징된다. Environmental problems typically occurring in abandoned mine lands (AML) include: contaminated and acidic surface water and groundwater; stockpiled waste rock and mill tailings; and ground subsidences due to mining operations. This study examines the effectiveness of various geophysical techniques for mapping potential hazard and contaminated zones. Four AML sites with sedimentation contamination problems, acid mine drainage (AMD) channels, ground subsidence, manmade liner leakage, and buried mine tailings, were selected to examine the applicability of various geophysical methods to the identification of the different types of mine hazards. Geophysical results were correlated to borehole data (core samples, well logs, tomographic profiles, etc.) and water sample data (pH, electrical conductivity (EC), and heavy metal contents). Zones of low electrical resistivity (ER) corresponded to areas contaminated by heavy metals, especially contamination by Cu, Pb, and Zn. The main pathways of AMD leachate were successfully mapped using ER methods (low anomaly peaks), self-potential (SP) curves (negative peaks), and ground penetrating radar (GPR) at shallow penetration depths. Mine cavities were well located based on composite interpretations of ER, seismic tomography, and well-log records; mine cavity locations were also observed in drill core data and using borehole image processing systems (BIPS). Damaged zones in buried manmade liners (used to block descending leachate) were precisely detected by ER mapping, and buried rock waste and tailings piles were characterized by low-velocity zones in seismic refraction data and high-resistivity zones in the ER data.
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정영인(Young In Jung),최상민(Sang Min Choi),정현섭(Hyun Sub Jung),심민섭(Min Sub Sim) 한국산학기술학회 2020 한국산학기술학회논문지 Vol.21 No.8
덕트는 FCU에서 생산된 냉난방 공기를 각 함 내 격실로 수송하기 위한 통로로 이용되는 통풍관을 의마한다. 덕트는 일반적으로 금속재질로 제작되고 있으나, 최근 함정에서는 금속 덕트의 단점을 보완하기 위하여 전투지휘실, 조타실, 음탐기, 조종실 등 주요 격실에 대하여 소음감소효과가 뛰어나고 격실 내에 공기를 골고루 전달할 수 있는 장점을 가진 천 덕트가 대체재로 사용되고 있다. 그러나 함정용 천 덕트는 성능요구조건이 엄격하여 국내에서 생산하지 못하고 있으며 해외에서 전량 수입하고 있는 실정이다. 이 연구에서는 천 덕트는 국산화를 통해 경제적 효과를 창출하기 위하여 국내 업체에서 개발한 천 덕트에 대하여 주요성능 요구조건을 검증하여 보았다. 소음감쇄성능에 대한 자체 검증이 완료된 국산화 천 덕트에 대하여 현재 건조중인 함정에 적용 가능여부를 확인하기 위해 공기투과성능과 방화성능 시험을 수행하여 구매요구사양서에 제시된 성능요구조건 충족여부를 검증하여 보았다. 시험결과 국산화 개발된 천 덕트는 공기투과성능 요구조건과 방화성능 요구조건을 모두 만족하여 건조함정에 적용하기 위한 주요 성능조건을 충족하는 것으로 확인되었다. Metal ducts for transporting air conditioning and heating inside ships have recently been replaced by cloth ducts that have the advantage of delivering air evenly to the compartments, with excellent noise reduction in major compartments, such as combat command rooms, steering rooms, and sound detector cabins. Since the performance requirements of fabric ducts for vessels are strict, and the entire length of the ducts was imported from Korea, the government wants to create economic effects through localization of fabric ducts. Air permeability and fire prevention performance tests verified the applicability to naval vessels of fabric ducts developed by Hyundai Heavy Industries and HiDact, and performance requirements presented in the POS were verified. As a result of the tests, the fabric ducts met the requirements for air permeability and fireproof performance.
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서북극 척치해 대륙붕 코어 퇴적물 내 황철석의 황 동위원소를 이용한 고환경 복원 연구
문종한(Jonghan Moon),정진기(Jingi Jung),주영지(Young Ji Joo),심민섭(Min Sub Sim),김지훈(Ji-Hoon Kim),남승일(Seung-Il Nam) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
대륙붕의 천해 환경은 생지구화학적 물질 순환에 중요한 역할을 담당하며, 육상과 해양환경의 전이지대로서 해수면과 대륙 기원 물질 유입의 변화에 큰 영향을 받는다. 마지막 빙하기 이후 북미 및 유라시아 대륙에 분포하였던 빙상의 후퇴는 전 지구적으로 약 100 m 이상의 급격한 해수면 상승을 초래하여 천해 환경의 급격한 변화를 유발하였다. 본 연구에서는 이 시기에 육상, 혹은 해안 환경에서 대륙붕으로의 전환이 일어난 것으로 여겨지는 북극 척치해 대륙붕 지역의 환경변화를 미생물에 의한 황 순환을 중심으로 알아보고자 하였다. 이를 위하여 2015년도 아라온 서북극 척치해-동시베리아 탐사를 통해 획득한 약 10.4 m 연장의 코어 퇴적물 내 황철석, 총 유기 탄소, 총질소 그리고 공극수 내 황산 이온의 함량 및 황과 탄소의 동위원소비를 측정하였다. 연구 코어의 퇴적 시기는 기존의 척치해 기록과의 암상 대비를 통하여 플라이스토세 최후기부터 홀로세 전체를 포함하는 것으로 해석되며, 코어 퇴적물은 연구에 이용한 다중 지시자 분석 결과에 기반해 깊이 200 cm와 700 cm를 기점으로 세 구간으로 구분된다. 200 cm까지부터 최상부층을 제외한 깊이 50 cm까지의 퇴적물은 상부로 갈수록 감소하는 황철석 함량과 가벼워지는 황 동위원소 값을 나타내고, 총 유기 탄소 함량 및 탄소 동위원소의 조성은 꾸준히 감소하고 무거워진다. 700 cm부터 200 cm까지에서는 상부로 갈수록 큰 범위에서 변동하며 증가하는 황철석 함량과 -40‰에서 10‰로 변동하며 가벼워지는 황 동위원소 값을 보이며, 총 유기 탄소 함량 및 탄소 동위원소의 조성의 감소하고 무거워진다. 700 cm부터 최하부 구간의 퇴적물은 낮은 황철석 함량과 약 -25‰부터 상부로 갈수록 점차 증가하는 황철석의 황 동위원소 조성을 나타내는 반면, 총 유기 탄소 함량 및 탄소 동위원소의 조성은 큰 변화 없이 일정한 값을 보인다. 공극수의 황산 이온 함량은 최상부에서 깊이 400 cm까지 감소하며, 그 황 동위원소비는 약 20‰에서 약 80‰까지 무거워진다 첫 번째 구간은 코어 최상부에서 깊이 200 cm 지점까지로 구간 내 공극수의 함량과 황 동위원소 값은 퇴적물 내 황철석의 함량 및 황 동위원소 조성 변화 양상과 함께 현재 진행형인 황산염 환원 미생물의 활동을 지시한다. 두 번째와 세 번째 구간의 경계인 깊이 700 cm 지점은 플라이스토세-홀로세 전환기와 대비되는데, 이 시기 동안 연구 지역의 수심이 증가하고 해안선에서 멀어지며 육상환경의 영향이 줄었을 것으로 추측된다. 700 cm의 상부에서 증가하는 유기탄소 함량 및 탄소 동위원소 값은 육상 기원의 유기물에서 해양 기원의 유기물로 그 성질이 변화했음을 지시하며, 이와 함께 확인되는 황철석 함량의 급격한 증가는, 해수면 상승으로 인한 연구 지역의 환경 변화의 결과로 (1) 황산염 환원에 이용되는 유기물의 양이나 반응성이 증가하였거나, (2) 산화된 철과 같이 황산이온보다 미생물이 선호하는 호흡 기질의 공급이 감소하여 황산염 환원을 통한 황화철 형성이 더욱 촉진되었을 가능성이 시사한다. 이러한 가설을 검증하기 위해서는 유기물의 성격이나 철의 분포에 관한 추가적인 연구가 필요하며, 이를 통하여 극지 퇴적물을 이용한 고환경 해석 및 기후 변화 시기의 물질 순환에 새로운 관점을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.
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