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표제지
목차
요약 3
제1장 연구의 배경, 목적 및 필요성 13
1.1. 연구의 배경 및 필요성 13
1.2. 연구의 목적 13
1.3. 연구내용 14
제2장 동위원소를 활용한 황과 질소의 생지구화학적 거동 및 순환 파악 15
2.1. 황과 질소의 생지구화학적 거동 및 순환 15
2.1.1. 질소와 황의 중요성과 환경문제 15
2.1.2. 질소의 기원과 생지구화학 순환 17
2.1.3. 황의 기원과 생지구화학 순환 18
2.2. 환경오염 연구에의 동위원소 분석 값의 적용성 20
2.2.1. 동위원소 분석 결과의 활용성과 분석절차 20
2.2.2. 질소 동위원소 조성의 변화과정 및 물질 기원 추적 원리 21
2.2.3. 황 동위원소 조성의 변화과정 및 물질 기원 추적 원리 24
2.3. 황과 질소의 동위원소를 이용한 해외 연구 사례 27
2.3.1. 질산염의 질소ㆍ산소 동위원소를 이용한 연구 사례 Ⅰ 27
2.3.2. 질산염의 질소ㆍ산소 동위원소를 이용한 연구 사례 Ⅱ 28
2.3.3. 질산염의 질소ㆍ산소 동위원소를 이용한 연구 사례 Ⅲ 29
2.3.4. 질산염의 질소ㆍ산소 동위원소를 이용한 연구 사례 Ⅳ 30
2.3.5. 질산염의 질소ㆍ산소 동위원소를 이용한 연구 사례 Ⅴ 31
2.3.6. 황산염의 황ㆍ산소 동위원소를 이용한 연구 사례 Ⅰ 32
2.3.7. 황산염의 황ㆍ산소 동위원소를 이용한 연구 사례 Ⅱ 33
2.3.8. 황산염의 황ㆍ산소 동위원소를 이용한 연구 사례 Ⅲ 34
2.3.9. 황산염의 황ㆍ산소 동위원소를 이용한 연구 사례 Ⅳ 35
2.3.10. 황산염의 황ㆍ산소 동위원소를 이용한 연구 사례 Ⅴ 36
제3장 연구 내용 및 방법 37
3.1. 현장 조사 및 실내 분석 항목 37
3.2. 연구지역 소개 및 분석 방법 38
3.2.1. 영풍 석포제련소의 역사와 규모 38
3.2.2. 수질분석 항목 별 분석 방법 38
3.2.3. 동위원소 분석 방법 39
제4장 이화학 및 동위원소 분석 결과 해석 41
4.1. 잠재적 오염원의 이화학 특성 및 황산염 내 황ㆍ산소 동위원소 특성 41
4.2. 하천수의 이화학 및 동위원소 분석 결과 42
4.2.1. 낙동강 하천수의 이화학 특성 42
4.2.2. 낙동강 하천수의 황ㆍ질소(및 산소) 동위원소 분포 특성 54
4.2.3. 낙동강 하천수의 수질 특성 종합 해석 58
4.3. 토양 및 토양수의 이화학 특성 분석 결과 60
4.3.1. 석포 지역 토양 및 토양수의 이화학 특성 60
4.2.2. 석포 지역 토양 및 토양수의 황ㆍ질소(및 산소) 동위원소 분포 특성 65
제5장 결론 68
제6장 참고문헌 70
〈표 1〉 Concentration weighted mean values of δ15N-NO3- and δ18O-NO3- used in the mixing-model and the resulting fractions of each source with standard error (Deutsch et al., 2006) 30
〈표 2〉 수질분석 항목 별 분석 방법 요약 38
〈표 3〉 잠재적 오염원의 양ㆍ음이온, 중금속 이온 농도 및 황산염의 황ㆍ산소 동위원소 41
〈표 4〉 낙동강 하천수의 지점 별 양ㆍ음이온, 중금속 이온 농도 및 질산염의 질소ㆍ산소 동위원소, 황산염의 황ㆍ산소 동위원소 값 - 1차 조사 결과 43
〈표 5〉 낙동강 하천수의 지점 별 양ㆍ음이온, 중금속 이온 농도 및 질산염의 질소ㆍ산소 동위원소, 황산염의 황ㆍ산소 동위원소 값 - 2차 조사 결과 44
〈표 6〉 낙동강 하천수 이화학 자료의 변수 별 요인 적재량 52
〈표 7〉 토양을 수 추출한 용액의 음이온, 중금속 이온 농도 및 질산염의 질소ㆍ산소 동위원소, 황산염의 황ㆍ산소 동위원소 값 61
〈표 8〉 토양수의 양ㆍ음이온 농도, 중금속 이온 농도 및 황산염의 황ㆍ산소 동위원소 값 62
〈표 9〉 석포제련소 인근 토양의 이화학 자료의 변수 별 요인 적재량 63
〈그림 1〉 Illustration of the Nitrogen (N) cascade showing the sequential effects that a single atom of N can have in various reservoirs after it has been converted from a nonreactive to a reactive form.... 16
〈그림 2〉 Sources and sinks of atmospheric compounds. Units are 104 tons calculated as sulfate per year (Kellogg et al., 1972) 16
〈그림 3〉 Flow chart summarizing analytical procedures for chemical pretreatment of various from water samples and their conversion to BaSO₄ or Ag2S for subsequent sulfur isotope analysis... 21
〈그림 4〉 Box plots of d15N values of NO3- from various sources and sinks. Box plots illustrate the 25th, 50th and 75th percentiles; the whiskers indicate the 10th and 90th percentiles; and the circles... 22
〈그림 5〉 Schematic of typical ranges of δ18O and δ15N values of nitrate from various sources (Kendall, 1998) 23
〈그림 6〉 Trends of concentration and isotopic composition of nitrate during a) denitrification and b) admixture of nitrate from manure or sewage (Mayer, 2007) 23
〈그림 7〉 δ34S values of some major sulfur reservoirs and selected materials; rectangles include most of the data; dots represent single values(Victoria et al., 2004) 25
〈그림 8〉 Sulfate isotopic composition of some selected materials (Victoria et al., 2004) 25
〈그림 9〉 Trends of concentration and isotopic composition of sulphate during a) evaporation, b) admixture of evaporite sulphate, c) admixture of oceanic sulphate, d) admixture of sulphate from oxidation... 26
〈그림 10〉 δ18O and δ15N values of nitrate samples from the Catskill Mountains, New York (a); Loch Vale watershed, Colorado (b); and Sleepers River watershed, Vermont (c) (Kendall et al., 1995) 27
〈그림 11〉 δ15N vs. δ18O values of nitrate during stormflow and baseflow conditions from Waller and Shoal Creeks, Austin, Texas superimposed on common fileds of nitrate from various sources.... 28
〈그림 12〉 Cross-plot of the δ15N composition of dissolved NO3- versus the δ18O composition of dissolved NO3- of samples from the Meadows, Nottingham (Fukada et al., 2004) 29
〈그림 13〉 Variations of isotopic compositions for nitrate in the Changjiang main channel (Li et al., 2010) 31
〈그림 14〉 Relationship between δ34S and δ18O values for the sulfate in groundwater samples from the sulfate reduction zone of the aquifer (Strebel et al., 1990) 32
〈그림 15〉 Three component mixing model illustrating the relative contributions of various sulfur sources for St. John’s and Seal Cove based on the sulfur and oxygen isotopic compositions of their VWMs... 33
〈그림 16〉 δ34S (SO42-) values vs the calculated proportions of natural SO42- in the Arno River, showing different mixing models for the naturaland anthropogenic sources. The dotted triangles depicts a... 34
〈그림 17〉 Concentration (μeq/L) and sulphur isotope ratio (δ34S ‰) of SO42- instreams draining geological materials of contrasting S concentration. Thedashed lines indicate the range of δ34S values for... 35
〈그림 18〉 Sulphate concentration and sulphur and oxygen isotope compositions along the course of the Sava River(Vokal-Nemec et al., 2006) 36
〈그림 19〉 경북 봉화군 석포면 석포리에 위치하는 영풍 석포제련소 38
〈그림 20〉 석포 지역 낙동강 하천수의 시료 채수 지점 및 지질도 (등고선 포함) 42
〈그림 21〉 1차 조사에서의 낙동강 유동 방향에 따른 이온 농도 및 이화학 변화 45
〈그림 22〉 2차 조사에서의 낙동강 유동 방향에 따른 이온 농도 및 이화학 변화 47
〈그림 23〉 낙동강 본류의 이화학 특성에 대하여 1차와 2차 조사 결과를 비교한 상자도표 48
〈그림 24〉 낙동강 지류의 이화학 특성에 대하여 1차와 2차 조사 결과를 비교한 상자도표 50
〈그림 25〉 1차와 2차 조사에서 획득한 낙동강 하천수의 이화학 데이터로 주성분 분석을 수행한 결과. (a) 요인 적재량, (b) 요인 점수 52
〈그림 26〉 낙동강 하천수 1차 조사 결과, 황산염 내 황ㆍ산소 동위원소 값의 산포도 (δ34S-δ18O diagram)와 황산염 농도에 대한 황 및 산소 동위원소 값을 도시한 산포도 54
〈그림 27〉 낙동강 하천수 2차 조사 결과, 황산염 내 황ㆍ산소 동위원소 값의 산포도 (δ34S-δ18O diagram)와 황산염 농도에 대한 황 및 산소 동위원소 값을 도시한 산포도 56
〈그림 28〉 황산염 내 황ㆍ산소 동위원소 값의 산포도 (δ34S-δ18O diagram)를 통한 낙동강 하천수의 1차 조사 및 2차 조사 결과 비교 57
〈그림 29〉 낙동강 하천수 1차 조사 결과, 질산염 내 질소ㆍ산소 동위원소 값의 산포도 (δ15N-δ18O diagram)와 질산염 농도에 대한 질소 및 산소 동위원소 값을 도시한 산포도 58
〈그림 30〉 낙동강 본류에서 유하 방향에 따른 주성분 요인 점수 (이화학 특성을 지시)의 변화와 동위원소 값의 변화 59
〈그림 31〉 석포 지역 토양 및 토양수의 시료 채취 지점 및 등고선 60
〈그림 32〉 석포제련소 인근에서 채취한 토양 시료의 이화학 데이터로 주성분 분석을 수행한 결과. (a) 요인 적재량, (b) 요인 점수 63
〈그림 33〉 석포 지역 토양 및 토양수에 대한 동위원소 분석 결과, 황산염 내 황ㆍ산소 동위원소 값의 산포도 (δ34S-δ18O diagram)와 황산염 농도에 대한 황 및 산소 동위원소 값을 도시한 산포도 65
〈그림 34〉 석포 지역 토양에 대한 동위원소 분석 결과, 질산염 내 질소ㆍ산소 동위원소 값의 산포도 (δ15N-δ18O diagram)와 질산염 농도에 대한 질소 및 산소 동위원소 값을 도시한 산포도 66
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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