Journal of the Korean GEO-environmental Society (한국지반환경공학회 논문집)

Korean Geo-Environmental Society (한국지반환경공학회)
권호 표지

Feasibility Test for Phytoremediation of Heavy Metals-Contaminated Soils using Various Stabilizers

중금속 오염토양에 대한 안정화 및 식물상 정화공법의 동시 적용연구

  • 전종원 (안동대학교 응용화학과) ;
  • 배범한 (경원대학교 토목환경공학과) ;
  • 김영훈 (안동대학교 환경공학과)
  • Published : 2012.03.01
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Abstract

In this study, to select the best stabilizer for the heavy metals-contaminated soil from a smelter area during phytoremediation, a plant uptake experiment and a soil stabilization were simultaneously applied using Pteris multifida Poir. and five pre-screened stabilizers(zeolite, Mn dioxide, slag, Ca oxide, and magnetite). The extracted heavy metal was measured and compared using a 3 step sequential extraction for the soil samples. The growth rate of the plant was also evaluated. The stabilizers stabilized heavy metals in soil and reduced the extraction rate. Magnetite and calcium oxide showed better results than other stabilizers. The stabilizers enhanced the growth of the plant. All the heavy metals except for arsenic were concentrated in roots while arsenic was concentrated in leaves of the plant. It is concluded that the stabilizers can minimize the heavy metal release from the contaminated soil during phytoremediation and stimulated the growth of plant. These effects of stabilizers could compensate for some weak points of phytoremediation such as reaching of heavy metals by rainwater.

본 연구에서는 중금속오염 토양에 대하여 소량의 다양한 안정화제를 이용한 안정화공법과 식물정화증진공법을 동시에 적용하여 식물상 정화공법의 보조단계로 최적의 효과를 가진 안정화제를 알아보고자 하였다. 국내의 비교적 큰 규모의 중금속 오염토양인 제련소 오염토양을 대상으로 zeolite, Mn dioxide, slag, Ca oxide, 및 magnetite를 안정화제로 처리한 후 고사리과 식물을 이용한 식물상 정화증진공법 실험을 진행하였다. 안정화제 사용여부 및 종류에 따른 토양의 중금속 추출율을 확인하였으며, 식물시료의 성장 특성과 중금속 흡수율을 확인하였다. 안정화제 적용 시 토양의 용출율은 감소되었으며 중금속의 안정화가 이루어졌으며, magnetite, calcium oxide등의 안정화제가 좋은 효과를 보였다. 식물시료의 분석결과 Pb, Cu, Zn, 그리고 Ni등의 중금속은 식물의 뿌리 부분에 높은 농도로 농집 되는 것을 확인하였고, As의 경우 잎에 높게 농집 되는 것을 확인하였다. 안정화제를 투입한 결과 식물의 성장이 촉진되어 바이오매스생산량이 증대되었다. 안정화제는 식물상 정화공법이 적용되는 비교적 장기간 동안 토양 내의 중금속의 용출을 막아주며 식물의 성장을 촉진시켜 식물상 정화공법만을 사용할 경우 염려되는 오염의 유출 등의 식물상 정화공법의 단점을 보완해줄 것으로 판단된다.

Keywords

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