Chemical Washing of PAH-Contaminated Soil with Cyclodextrins as a Main Surfactant: A Labscale Study

사이클로덱스트린을 이용한 PAH오염토양의 화학적 세정

PAHs (polycyclic aromatic hydrocarbons) deposited in soil are one of serious problems against sustainable land use. In this paper, chemical soil flushing in a packed sandy soil matrix using a natural surfactant, $\beta$-cyclodextrin (CD) was studied via a fluorescence spectroscopy and a dye labelling. The contaminants are lipophilic ring compounds- phenanthrene and naphthalene. Sand type and flushing intensity (rate and concentration) are chosen as important investigation variables. The removal efficiencies were proportional to flow rate, concentration, temperature of the flushing solution and voidity of the sand column. Initial sorption of the surfactant onto the soil matrix was found to be a key step while flow shear was more crucial in the latter steps. The residual portion of the surfactant, which was most likely to be due to the initial sorption, would not be so influential on this type of soil washing for long times. These results will be useful in future for pilot scale in situ washing and for establishing better soil washing strategy.

본 연구는 천연계 계면활성제의 하나인 사이클로덱스트린을 이용한 화학적 토양세정을 다룬다. 두가지 polycyclic aromatic hydrocarbon인 phenanthrene과 naphthalene을 오염물질로 선정하고 토양종류 및 세정강도를 주변수로 하여 수직칼럼 상에서의 오염물질 제거효과를 분석, 고찰하였다. 실험실 규모의 연구결과, 오염원 제거효율은 세정액의 유량, 농도, 온도 및 토양칼럼의 공극률에 비례하는 것으로 나타났으며, 형광광도 분석과 methylene blue와 같은 염료 라벨링 분석을 통하여 초기 세정은 토양과 계면활성제의 흡착에 의존하고 세정이 거듭될수록 유체흐름에 의한 전단력이 주요변수임을 확인할 수 있었다. 본 데이터는 향후 pilot 규모의 현장세정시 기초자료로 활용가능하며, 세정전략 (회분식, 연속식)수립에 유용할 것으로 사료된다.