A study on the fixation of heavy metals with modified soils in the landfill liner

The authors selected the modified soil method, and then performed the geotechnical and environmental laboratory test, and evaluated whether the modified soil liner could be accepted as a barrier layer in landfill. Unlike the results of the natural soil(CL), those of the hydraulic conductivity test of stabilized soil met the standard value. According to these results, the optimal mixing ratio of a mixture(cement : bentonite : stabilizing agent) was 90 : 60 : 1 with mass ratio(kg) for 1㎥ with soil, and it was possible to use poor quality bentonite. B\circled2 because of a little difference from results with high quality bentonite. B\circled1. The Cation Exchange Capacity(CEC) of the modified soil was increased about 1.5 times compared with the natural soil; however. the change of CEC with a sort of additives was not detected. In order to observe the change of the chemical components and crystal structures, the natural and the modified soils with the sorts of additives were measured by the XRF(X-Ray Flourescence Spectrometer) and SEM, but there was no significant change. The artificial leachate with the heavy meals ($Pb^{2+}$ , $Cu^{2+}$, $Cd^{2+}$ Zn$^{2+}$ 100mg/L) was passed through the natural soil and modified soils in columns. In the natural soil, Cd$^{2+}$ and $Zn^{2+}$ were identified, simultaneously the pH of outflow was lower, and then came to the breakthrough point. The removal efficiency of the natural soil was showed in order of following : $Pb^{2+}$ ≒$Cu^{2+}$ > $Zn^{2+}$ > $Cd^{2+}$ On the other hand, modified soils were not showed the breakthrough condition like the result of the natural soil. The modified soil with the lower quality bentonite, B\circled2(column3) was more stable with respect to chemical attack than that with the higher bentonite, B\circled1(column2) because the change range of outflow pH in columns was less than that of outflow pH in column2. In addition, the case of adding the stabilizing agent(column4) was markedly showed the phenomena.ena.

개량혼합토를 이용한 폐기물 매립지 차수층의 중금속 고정능력에 관한 연구

본 연구에서는 점토차수재의 대체물질로서 매립지 현장토에 첨가재(시멘트, 벤토나이트 고화제)를 혼합하는 방법인 개량혼합토 공법을 대상으로 하여, 토목 환경적인 연구로서 차수/강도 효과 및 회분식/컬럼식 테스트를 통한 중금속의 고정능력에 관한 평가를 수행하였다. 지반공학적 연구(투수계수/압축실험)를 실시한 결과, CL 계열의 현장토(CL)에 첨가재(시멘트, 벤토나이트: 팽윤도로 구분하여 고품위 벤토나이트 B\circled1. 저품위 벤토나이트 B\circled2. 고화제)를 혼합함으로써 폐기물 매립지의 법적 기준(1x10-7cm/sec 이하)을 만족하였다. 또한 개량혼합토 제조시 시멘트 : 벤토나이트 : 고화제 = 90 : 60 : 1의 비율이 가장 적합하였으며, 팽윤도로 구별된 저품위 벤토나이트(B\circled2)의 사용가능성을 보여주었다. 첨가재의 종류에 따른 개량혼합토(column2, 3, 4)의 양이온교환능력(Cation Exchange Capacity, CEC) 측정 결과, 현장토와 비교하여 약 1.5배 정도 CEC가 증가한 것을 확인할 수 있었으나, 첨가재에 따른 큰 차이점은 보이지 않았다. 화학구성과 결정구조의 변화를 살펴보기 위한 XRF와 SEM측정 결과, 첨가재에 따른 고화토의 결정구조의 큰 변화 양상을 확인할 수 없었다. 컬럼을 사용하여 중금속($Pb^{2+}$ $Cu^{2+}$ , $Cd^{2+}$ , $Zn^{2+}$ l00mg/L)을 혼합한 인공침출수를 현장토(columnl)와 첨가재의 종류에 따른 개량혼합토(column2, 3, 4)에 적용시킨 결과, 현장토의 경우, 유출수의 pH가 감소됨과 동시에 $Cd^{2+}$ 와 $Zn^{2+}$가 유출되어 거의 파과점까지 도달하였으며, 현장토의 중금속 고정능력은 $Pb^{2+}$ ≒$Cu^{2+}$ > $Zn^{2+}$ > $Cd^{2+}$ 순으로 나타났다. 개량혼합토의 경우, 동일한 시점에서 column l에서 보여졌던 파과 현상은 나타나지 않았고, 팽윤도가 높은 B\circled1(column 2)보다 저급의 B\circled2(column 3)를 첨가한 개량혼합토가 화학적으로 훨씬 안정함을 보여주었으며, 시멘트, 벤토나이트와 함께 보조적으로 고화제(column 4)를 첨가했을 경우, 이러한 결과가 한층 더 두드러진다.