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염산과 수산화칼슘 수용액과의 반응에 의한 사장석의 용해 거동
현성필,김수진 한국광물학회 1996 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.9 No.2
Dissolution experiments were conducted to understand chemical nature of weathering of anorthosite from the Hadong area. Anorthosite and plagioclase from it were reacted with HCl or KOH solutions under various conditions concerning such as grain size, initial pH of solutions, and shaking Average composition of plagioclase used in the experiment was Na0.32Ca0.71Al1.71Si2.28O8.Under acidic conditions, solution pH increases rapidly in the initial stage and then gradually to reach palteau. Shaking agitates the reaction rate in the initial stage but does not affect after the system reached steady state. Ca and si concentrations show rapid increase and then gradual increase. Al concentration increases rapidly in the early stage and then decreases. Later decrease was interpreted as the precipitation of an Al-bearing material. Different dissolution rates of different constituents of plagioclase together the with precipitation of al-bearing material might be responsible for the non-stoichiometric dissolution of plagioclase.X-ray diffraction analyses on anorthosite before and after dissolution experiment show dissolution rates differ with different lattice planes of plagioclase. It suggests the crystallographic control on dissolution reaction. X-ray photoelectron spectroscopic result shows that the average composition of plagioclase surface reacted with HCL of initial pH 1.97 for 2000 hours is Na0.20Ca0.26Al1.7Si2.3O8. It means that Na- and Ca-depleted H-feldspar is developed without Al-depleted layer on the surface of plagioclase by reaction with HCl and that dissolution reaction takes place sparsely on the surface of plagioclase. Al and Si are dissolved preferentially over Ca from anorthosite powder in KHO solution. Reaction of acid-reacted anorthosite with KOH solution shows the same Si dissolution behavior as in the fresh anorthosite. This indicates that the Al-depleted and Si-enriched layer does not build up on the acid-reacted surface.
현성필 ( Sung Pil Hyun ),문희선 ( Hee Sun Moon ),윤필선 ( Pil Sun Yoon ),김보아 ( Bo A Kim ),하규철 ( Kyoo Chui Ha ) 한국광물학회 2013 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.26 No.2
최근 들어 안정된 수자원 확보를 위해 하천수를 강변의 충적층을 통과시켜 취소하는 강변 여과수 개발이 각광을 받고 있다. 지표수 및 지하수와 반응하는 주변 충적층 퇴적물에 존재하는 철은 강변 여과 후 양수정을 통해 얻어지는 지하수의 수질을 결정하는데 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 퇴적물-지하수-지표수의 상호 작용에 의한 철 화학종의 존재 변화를 알아보기 위해 창원시 대산면 낙동강변의 강변여과 부지에서 채취한 대수층 퇴적물 내에 존재하는 철 함유량을 퇴적물 심도 및 입자 크기에 따라 다양한 화학적 철 추출법을 통해 비교하였다 실험 결과는 전체적으로 지표로부터 20m 부근까지는 2가철 및 총 철 함량이 전체적으로 감소하다 20m 깊이 이하에서는 증가하는 경향을 나타내었다. 이러한 결과는 육안으로 관찰되는 퇴적물 색깔이 지시하는 산화/환원 환경 특성과도 일치하였다. 한편. 퇴적물의 모래 부분보다 미사/점토 부분에서 추출법에 따라 2∼10배의 철이 추출되었다. 그리고, 다양한 추출법 중 DCB 용액에 의해 가장 많은 철이 추출되었다. 이와 같은 다양한 철 분 석법으로 추출되는 철 햠량 특성은 퇴적물 내에서 철의 용해 및 침전을 결정짓는 심도에 따른 산화/환원 조건의 좋은 지시자로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. River bank filtration has been considered as a promising alternative water management scheme, in which groundwater is extracted from an aquifer near a river after infiltration of the river water in to the aquifer, thereby improving and maintaining the quality of water recovered. Iron, Fe, associated with sediment in contact with groundwater and infiltrating surface water is an important factor in determining the quality of water recovered from the pumping wells in river bank filtration. This study reports the results of Fe speciation in the aquifer sediment samples collected from different depths at the river bank filtration site in Changwon, studied using four different chemical extraction methods, namely, ferrozine, oxalate, HCI, and DCB methods. Overall, the results show that Fe, II, as well as the total Fe content decreases with depth down to ∼20 m and then increases further below. This trend is consistent with the redox characteristics suggested by visual observation. The silt/clay size fraction, 0<62.5㎛ has up to 2∼10times more Fe compared with the sand size fraction, 62.5㎛<0<2mm, depending on the extraction method. Of the four extraction methods, DCB solution. extracted the most Fe from the sediment samples. The amounts of Fe extracted by the different extraction methods can be a good indicator of the redox conditions along the depth of the aquifer.
고준위방사성폐기물 처분시설 부지의 수리지화학적 평가 및 특성분석
현성필(Sung Pil Hyun),김은경(Eungyeong Kim),조수빈(Subin Cho),김유홍(You Hong Kihm) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
고준위방사성폐기물 처분시설이 위치하게 될 부지의 수리지화학적 특성은 고준위폐기물을 구성하는 방사성 핵종들의 거동과 처분장의 장기 안전성에 직접적 영향을 줄 수 있으므로 안전한 처분을 위해 필수적으로 고려되어야 한다. 전세계적으로 고준위폐기물 처분시설 부지의 조사/선정에는 단계적(staged), 반복적(iterative), 그리고 요구조건에 기반한(requirements-driven) 접근법이 사용되는 추세이다. 이러한 접근법에서 수리지화학 프로그램의 대표적인 연구 개발 범위는 처분장 건설 전 기저조건, 지하수체 단종들의 존재와 혼합 정도, 물/암석 상호작용 특성, 지하수의 유동 방향을 지시하는 지하수 구성성분의 기원, 지하수 체류시간과 연령 정보를 주는 동위원소 조성, 구조/층서적 특성, 빠른 유동 경로를 지시하는 지하수 조성의 인위적 영향 여부, 처분장 설계에 영향을 주는 지하수 성분, 공학적 방벽의 성능에 영향을 주는 화학적/미생물학적 과정, 굴착에 영향을 주는 화학적 조건, 완충재/뒷채움재의 성능에 영향을 주는 지하수 조성, 지하수 유동/용질 이동 모델 검교정용 자료 획득, 화학적 진화에 영향을 주는 광역적 지하수 조성, 그리고 핵종과 유사한 거동을 보이는 자연기원 동위원소의 분포 등을 포함한다. 여기에서는 고준위폐기물 처분시설의 부지조사 과정에서 필요한 수리지화학 프로그램의 일반적인 연구 대상들에 대해 살펴보고 원주화강암을 모델 결정질암으로 선택하여 개발한 심부 시추공에서 얻은 시험/연구의 결과를 활용하여 수리지화학 현장 조사의 수행에 있어서 고려해야 할 기술적 항목들과 개선점들에 대해 논의하고자 한다.