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토양 중금속 안정화제의 효율성 평가와 안정화 메커니즘 규명
저자
발행기관
학술지명
강원 농업생명환경연구(Journal of Agricultural, Life and Environmental Sciences)
권호사항
발행연도
2010
작성언어
-등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
수록면
122-123(2쪽)
제공처
국민소득의 증대 및 생활수준의 향상으로 건강에 대한 관심이 증가함에 따라 유해물질(중금속, 잔류농약)에 대한 안전성 문제가 대두되고 있다. 중금속은 토양의 기반암에 자연적으로 존재(natural abundance)하는 것과 인위적인 활동 및 광산폐기물 등에 의해 발생되는 것이 있으며, 인위적 발생량이 증가되어 주변의 토양 및 수질로 유입되어 인축에 독성을 유발할 수 있다. 본 연구에서는 중금속을 안정화 시킬수 있는 것으로 연구된 물질들에 대해 정량적인 효율성을 규명하기 위해 16종의 안정 화제를 사용하여 효율성 및 안정화기작을 규명하는 시험을 수행하였다. 16종에 대한 안정화제의 효율성을 평가하기위해 수용액 안정화 시험을 시간과 일정농도를 사용하여 평가하였으며 이를 통해 안정화 효율성과 경제성이 우수할 것으로 판단된 7종의 안정화제(Lime, Zerovalent iron, Zeolite, Dolomite, Steel slag,Fly ash, Bottom ash)를 선발하였다. 이렇게 선발된 안정화제들은 시간 조건에 따른 중금속 안정화 효율성 평가를 위해 1, 3, 5, 10%(W/V)의 수준으로 하여 카드뮴, 납 오염수 질과 실온(20℃), 180rpm에서 60분간 반응시킨 후 수용액의 중금속함량을 분석하였다. 또 한 여과된 안정화제는 증류수로 세척하여SEM/EDS를 이용한 표면 흡착확인 및 XRD를 이용한 구성을 통한 중금속의 안정화를 확인하였다. 수용액 중의 카드뮴 안정화율은 Lime > Zeolite > Steel slag > Zero valent iron > Dolomite > Fly ash Bottom ash의 순으로 나타났으며, 납의 경우 Steel slag > Zero valent iron > Lime > Zeolite > Dolomite > Fly ash > Bottom ash의 순으로 나타났다. 안정화제의 SEM 측정결과 종류별로 표면흡착을 확인하는 것에는 차이가 있었으나, EDS 측정결과 카드뮴, 납의 peak를 확인할 수 있었다. 수용액 시험으로 얻어진 안정화제의 안정화 특성 및 반응속도를 바탕으로 토양에 적용하였을 때 효율적일 것으로 판단되는 안정화제를 선정하였으며 선정된 안정화제는 영가철, Zeolite, 석회로 선정되었다. 토양에 대한 효율성 평가를 수행하기 위해 선정된 3가지 안정화제에 대해 1%, 3%, 5% 수준으로 토양에 처리하여 시간에 따른 토양 중금속의 안정화 효율성을 평가하였다. 안정화제를 토양에 적용하였을 때 석회와 영가철은 안정화제의 사용량에 따라 안정화 효율이 증가하였으나 Zeolite는 사용량에 무관하게 안정화 효율이 일정한 것으로 나타났으며 안정 화제간의 효율은 석회, 영가철, Zeolite의 순으로 나타났다. 석회와 영가철 처리구에서 처리량이 증가할수록 중금속의 용출량이 감소한것은 토양 중금속의 분획변화에 영향을 준 것으로 판단되지만 Zeolite는 토양내에 결합력이 약한 중금속들을 Zeolite의 표면에 흡착시켜 처리량에 따른 중금속의 용출량에 차이가 없는것으로 판단된다. 토양 중금속 안정화 시험결과 석회와 영가철에 대한 효율이 우수하여 2가지 안정화제가 토양용액의 중금속에 미치는 영향을 평가하기 위해 Column을 이용한 용출 시험을 수행하였다. 용출시험결과 석회와 영가철 처리구에서 토양용액의 카드뮴과 납을 안정화 시켰으며 토양용액에서는 안정화제의 효율성에 대해서 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 안정화제에 대한 평가를 수행한 결과 pH의 완충력이 높은 석회류와 산화-환원력이 높은 영가철은 중금속의 안정화에 있어 효율이 높았으며 수질 및 토양의 중금속 안정화에 사용하였을 때 효율이 높아 안정화 물질을 사용한 중금속오염복원 사업에 석회 및 영가철을 사용하는 것이 중금속 복원에 있어 효과적일 것으로 사료된다.
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