바이오차 개질 방법에 따른 중금속 제거 효율 비교 = Comparison of heavy metals removal efficiency depending on the biochar modification methods
저자
김주영 ( Juyoung Kim ) ; 임수진 ( Sujin Lim ) ; 이한샘 ( Hansaem Lee ) ; 임혜빈 ( Hyebin Lim ) ; 김윤지 ( Yoonji Kim ) ; 신현상 ( Hyunsang Shin )
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학술지명
권호사항
발행연도
2020
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
1-1(1쪽)
제공처
바이오차는 바이오매스의 열분해 과정을 통해 만들어지는 탄화유기물로, 넓은 표면적과 높은 흡착능으로 인해 토양 및 수계 내 오염물질 제거에 많이 활용되고 있으며, 특히, 중금속 흡착능이 높아 중금속 오염도가 높은 도로유출수 처리 및 토양 정화 등에 활발히 적용되고 있다. 최근, 바이오차의 성능 개선을 위해 바이오차의 원료가 되는 바이오매스 다변화 또는 합성 조건 등을 최적화하는 연구가 많이 진행되고 있으며, 기존의 바이오차를 물리화학적으로 변형시켜 개질하는 연구도 활발히 이루어지고 있다. 하지만, 바이오차 개질 방법에 대한 비교 평가가 부족하여 개질 방법별 중금속 제거특성 및 제거효율에 대한 정보가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 바이오차를 대상으로 5가지 개질방법에 대한 비교 평가를 수행하였으며, 개질 방법별 중금속 제거 양상 및 효율을 조사하였다. 바이오차에는 왕겨 기원의 바이오차를 사용하였으며, 개질 방법에는 산, 알칼리, 과산화수소를 통한 활성화(activation) 및 철, 망간 물질의 표면 코팅을 통한 개질(modification)을 수행하였다. 개질된 바이오차에 대한 BET, Zeta, potential, 입도 및 SEM-EDS 분석을 실시하였으며 중금속 제거평가는 Cu, Cd, Zn, Pb를 대상으로 하였다. 각 개질 방법별 바이오차의 BET는 원시료와 비교해 산, 과산화수소, 및 망간 개질에 의해 감소하였으며 알칼리에서는 약 3.5배 증가하는 것으로 나타났다. 바이오차의 Zeta potential은 개질 방법과 상관없이 모두 마이너스 전하를 나타내었지만, pH 증가에 따라 마이너스 전하가 감소하였던 원시료와 달리 개질된 바이오차는 pH가 증가할수록 마이너스 전하가 증가하는 것으로 나타났다. SEM-EDS 분석을 통해 Fe(OH)<sub>3</sub> 및 MnO<sub>2</sub> 물질이 바이오차 표면에 코팅됨을 확인하였으며 중금속 제거 실험에서는 원시료에 비해 개질 바이오차의 중금속 제거 성능이 증가됨을 확인하였다. 본 연구를 통해 알칼리 조건 하에 바이오차를 개질함으로 BET 및 마이너스 전하의 증가로 인해 중금속 제거 효율이 상당량 증가함을 확인하였으며 바이오차 표면에 무기물질을 코팅함으로 중금속 제거 양상에 차이가 있음을 확인하였다.
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