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주성분분석 및 군집분석을 이용한 제주도 지하수위 변동 유형 분류 및 특성 비교
임우리,함세영,이충모,Lim, Woo-Ri,Hamm, Se-Yeong,Lee, Chung-Mo 한국지하수토양환경학회 2022 지하수토양환경 Vol.27 No.6
Water resources in Jeju Island are dependent virtually entirely on groundwater. For groundwater resources, drought damage can cause environmental and economic losses because it progresses slowly and occurs for a long time in a large area. Therefore, this study quantitatively evaluated groundwater level fluctuations using principal component and cluster analyses for 42 monitoring wells in Jeju Island, and further identified the types of groundwater fluctuations caused by drought. As a result of principal component analysis for the monthly average groundwater level during 2005-2019 and the daily average groundwater level during the dry season, it was found that the first three principal components account for most of the variance 74.5-93.5% of the total data. In the cluster analysis using these three principal components, most of wells belong to Cluster 1, and seasonal characteristics have a significant impact on groundwater fluctuations. However, wells belonging to Cluster 2 with high factor loadings of components 2 and 3 affected by groundwater pumping, tide levels, and nearby surface water are mainly distributed on the west coast. Based on these results, it is expected that groundwater in the western area will be more vulnerable to saltwater intrusion and groundwater depletion caused by drought.
천연광물을 이용한 고결정성 제올라이트의 합성과 중금속 흡착 특성
임우리(Woo-Ri Lim),이창한(Chang-Han Lee),함세영(Se-Yeong Hamm) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
다양한 산업생산 활동의 과정에서 수계로 배출되는 중금속은 먹이사슬을 통해 연쇄 축적되거나 직접적으로 인체 내로 흡수될 경우 강한 지속성으로 인해 다양한 장해를 유발할 수 있다. 이러한 위해성 중금속 제거를 위해 흡착제를 이용한 공정 및 소재 연구가 국내외에서 활발히 진행되고 있다. 흡착제로 상용되는 합성 제올라이트는 세공구조가 다양하고 효능이 우수한 반면에 경제성이 다소 떨어지는 단점이 있기 때문에 경제성 및 친환경적 요소를 고려하여 각종 폐기물 및 천연광물을 활성탄이나 제올라이트로 합성하여 사용하는 경우가 많다. 본 연구에서는 경남 합천군에서 산출된 카올린(kaolin)에 용융/수열합성법을 적용하여 Na-A형 제올라이트로 합성하고, 연속식 및 회분식 흡착실험을 통하여 흡착제로써의 특성과 효율을 평가하였다. Si/Al비가 1에 가깝고 저비용 원료인 kaolin을 원물질로 설정하고 NaOH 첨가량을 달리하여 NaOH/kaolin비 0.6-1.2 범위에서 합성을 실시하였다. NaOH 첨가량이 증가할수록 합성된 Na-A형 제올라이트의 입자크기는 감소하는 경향을 보였으며, NaOH/kaolin비가 1.2일 때 평균 입자크기는 0.83 μm, 결정화도는 80% 이상으로 나타났다. 이는 동일 조건에서 국외 천연광물(kaolin, illite)로 합성된 제올라이트 물질들에 비해 더 높은 합성 효율을 가지는 것으로 판단된다. 다음으로 합성된 Na-A형 제올라이트의 Cu, Cd 이온에 대한 흡착 성능을 평가하였다. Cu, Cd 이온의 초기농도는 100 mg/L, 제올라이트 투여량은 1 g/L로 설정하여 연속식 흡착실험을 실시한 결과, 대부분이 120-180분 내에 평형에 도달하였으며 Cu 이온에 대한 평형흡착량은 66.22-93.97 mg/g, Cd 이온에 대한 평형흡착량은 98.06-98.38 mg/g으로 산정되었다. 한편, 100-500 mg/L의 다양한 Cu, Cd 이온 초기농도와 제올라이트 투여량 1 g/L 조건에서 실시한 회분식 흡착실험 결과, Cu 이온에 대한 최대흡착량은 89.2-95.55 mg/g, Cd 이온에 대한 최대흡착량은 98.05-98.43 mg/g으로 산정되었다. 합성된 Na-A형 제올라이트의 결정화도에 따라 Cu와 Cd 이온의 평형흡착량 및 최대흡착량이 증가하는 경향을 보였으며, 선행연구들과 비교하였을 때 동일 초기농도 및 흡착제 투여량 대비 매우 높은 흡착 성능을 나타내었다.