Adsorption Kinetics of metals (Cu, Cd, Pb) in Tidal Flat Sediments and Yellow Loesses

갯벌과 황토에 의한 중금속 (Cu, Cd, Pb)의 흡착 kinetics

The purpose of this study was to investigate the adsorption kinetics of heavy metals (Cu, Cd and Pb) using three tidal flat sediments and two yellow loesses. The relationship between adsorption rate calculated by non-linear regression model and chemical parameters was estimated. The contents of ignitiot loss (I.L.) am Fe, Mn and Al oxides of yellow loess were higher $1.5{\~}6 times$ than those of tidal flat sediments. But the contents of silt and clay of tidal flat sediment in Eueunri was higher than others. Heavy metals adsorption were occured rapidly in the intial 30 min and the concentration of adsorbed heavy metals were $4.1{\~}14.7\;{\mu}g/g\;for\;Cu,\;2.8{\~}16.7\;{\mu}g/g\;for\;Cd\;and\;43.4{\~}101.7\;{\mu}g/g$ for Pb, showing a high cumulative adsorption of $8{\~}70{\%}\;for\;Cu,\;18{\~}31{\%}\;for\;Cd and\;19{\~}52{\%}$ for Pb after 3hr. In initial concentration of $0.5{\times}10^(-5)M$, adsorption rate of heavy metals by the tidal flat sediments and yellow loesses was the sequence Pb>Cu^gt;Cd. The adsorption kinetics of Cu, Cd and Pb was found to be one-site kinetic model. Especially, in the case of Cu, there was a high negative ($R^2= -0.88{\~}-0.99$) linear correlation between chemical parameter such as I.L., Al oxide, silt and clay, and adsorption rate coefficients ($K_a$) calculated by non-linear model.

조성이 다른 3곳 갯벌과 적조구제를 위해 사용되는 2곳의 황토를 이용해 금속 (Cu, Cd 및 Pb)의 흡착 kinetic을 밝히고, nonlinear regression model을 이용하여 구한 흡착속도와 갯벌의 조성과의 관계를 평가해 보았다. 중금속흡착에 영향을 주는 갯벌이나 황토의 조성 중에서 강열 감량 (I.L.), 산화철${\cdot}$망간${\cdot}$알루미늄의 함량은 황토가 갯벌보다 $1.5{\~}6$배 높았다. 하지만 니질의 함량은 어은리 갯벌이 다른 시료보다 $4{\~}50$배 많았다. 중금속흡착은 초기 30분 동안에 매우 빠르게 일어났다. 이때 흡착량은 Cu, Cd과 Pb이 각각 $4.1{\~}14.7\;{\mu}g/g,\;42.8{\~}16.7\;{\mu}g/g$ 그리고 $43.3{\~}101.7 {\mu}g/g$으로 3시간 실험 후 총 누적흡착량의 $8{\~}70{\%},\;18{\~}31{\%}$ 그리고 $19{\~}52{\%}$이었다. 흡착실험시 초기 금속농도를 동일 (약$ 0.5{\times}10^(-5)M$)하게 하여 운전한 결과 흡착량은 Pb>Cu>Cd 순으로 많았다. 중금속의 흡착 kinetic은 one-site kinetic model로 표현할 수 있었다. 특히 구리의 경우 non-linear model로 계산된 흡착속도 (Ka)와 3개 갯벌의 I.L., 산화알루미늄 및 니질 함량 사이에는 $R^2=-0.88{\~}-0.99$의 역 상관관계를 나타내었다.