Abstract
The objective of this study was to investigate the effectiveness of stabilization for army firing range soil highly contaminated with Pb (total Pb: 29,000 mg/kg) using calcined waste oyster shells. The calcination was conducted to activate quicklime from calcite. In order to evaluate the effectiveness of calcination, both natural oyster shells (NOS) and calcined oyster shells (COS) were applied to the Pb contaminated soil. Stabilization was conducted by mixing the contaminated soil with oyster shell media at 5-20 wt% and cured for 28 days. Following 28 days of curing, Pb leachability was measured based on the Korean Standard Test method (0.1 N HCl extraction). The treatment results showed that the COS treatment outperformed the NOS treatment. All of the NOS treatments failed to meet the Korean warning standard of 100 mg/kg. However, the Pb concentrations were significantly reduced to 47 mg/kg and 3 mg/kg upon 15 wt% and 20 wt% COS treatments, respectively which passed the Korean warning standard. Moreover, -#20 mesh materials were more effective than the -#10 mesh materials in effectively reducing Pb leachability. The scanning electron microscopy (SEM)-energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) results indicated that Pb immobilization was strongly linked to Al and Si.
본 연구에서는 방해석을 주성분으로 하는 폐굴껍질을 고온에서 소성하여 생석회로 가공한 후 고농도의 납(전함량 29,000 mg/kg)으로 오염된 군부대내 사격장 토양에 처리하여 안정화 효율을 평가하였다. 소성 효과를 평가하고자 소성 전 폐굴껍질(NOS)과 소성 후 폐굴껍질(COS)을 각각 납 오염토양에 처리하였으며 28일간 습윤 양생한 후 0.1N HCl 추출에 의한 가용성 납 농도 변화를 관찰하였다. 실험결과 전 기간 동안 방해석을 주성분으로 하는 NOS에 비해 생석회가 주성분인 COS의 안정화 효율이 높게 나타났다. 또한 완전 습윤 상태 이상의 수분투여는 안정화 효율에 큰 영향을 미치지 않았으며, -#10 mesh에 비해 -#20 mesh의 입경에서 높은 안정화 효율을 나타내었다. NOS에 의한 안정화 처리 결과는 모든 처리에서 토양환경보전법상 '가'지역의 우려1기준 100 mg/kg (환경부 2009년 기준)을 만족 시키지 못 하였으나 COS 15% 및 20% 첨가 시 무처리구의 8,106 mg/kg에 비해 각각 47 mg/kg(28 days) 및 3 mg/kg(28 days)로 현격하게 저감되어 우려기준 100 mg/kg을 만족시켰다. 소성 굴껍질의 안정화 기작을 조사하고자 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 elemental dot maps을 수행한 결과 Pb의 안정화는 Al 및 Si와 높은 상관관계가 있음을 확인할 수 있었다.
