저분자량 유기산 세척을 이용한 오염토양으로부터의 Cu제거에 관한 연구

Remediation of Copper-Contaminated Soil using Low Molecular Weight Organic Acid Flushing Technique

저분자량 유기산을 이용한 in-situ flushing 토양세척기법의 실제 현장 적용성 검토를 위해 실험실에서 회분식 실험을 통하여 적당한 세척제를 선정하고 이에 따른 여러 가지 운전변수를 찾아보았다. 대상 중금속으로는 Cu를 택했고, 세척제로는 실제 토양환경에 영향이 비교적 적은 저분자량 유기산인 acetic, citric, oxalic, succinic acid를 이용했다. 유기산을 이용하여 처리한 결과 실험에 사용된 유기산들 모두 1 mM의 저농도에서는 효과를 나타내지 못했고 50 mM 이상의 고농도에서 보다 좋은 제거율을 보였는데, 50 mM과 100mM의 경우 제거율이 큰 차이를 보이지 못했다. citric arid와 oxalic acid의 경우 중성 및 약산성 상태에서 최대의 제거율이 나타났고 특히 citric arid의 경우 87.1%의 높은 제거율을 보였다. 유기산이 없을때는 강산성 상태에서 Cu의 최고제거율이 70% 정도였다. 그러나 각 경우에서의 speciation을 살펴보면 유기산이 없을 경우에는 추출된 Cu의 대부분이 유해한 free ion상태로 존재하게 되고 유기산이 있을 경우에는 추출된 Cu의 대부분이 유기산과 complex를 이룬다는 것을 알 수 있었다.

For successful soil flushing process selection of appropriate flushing reagents is essential. Futhermore, obtaining operating parameters for site remediation application through various bench-scale tests is also important. In this research a series of organic acids (acetic, citric, oxalic, and succinic acids) were tested for flushing capability. Copper-contaminated natural soil was used as a test medium, and flushing experiments were performed with batch system. All the organic acids used did not provide effective flushing conditions at concentration of 1 mM. At the acid concentration of 50 and 100 mM copper was removed efficiently although 50 and 100 mM did not show any significant differences in removal efficiencies. Citric acid and oxalic acid removed copper more efficiently than the others, and especially, citric acid showed over 87% of removal efficiency of copper at near neutral pH of 5 to 7. Speciation of extracted copper using GEOCHEM simulation showed majority of extracted copper existed as complexed with organic acids and only small portion of organic acids were complexed with copper indicating promising application of soil flushing with organic acid to heavy metal-contaminated site remediation.