Remediation of Arsenic Contaminated soils Using a Hybrid Technology Integrating Bioleaching and Electrokinetics

The objective of the study was to develop a hybrid technology integrating biological and physicochemical technologies to efficiently remediate arsenic contaminated lands such as abandoned mine area. The tailing soil samples contaminated with As at a high level were obtained from Songchon abandoned mine, and the content of arsenic and heavy metals as well as physicochemical properties and mineral composition were investigated. In addition, two sets of sequential extraction methods were applied to analyze chemical speciations of arsenic and heavy metals to expect their leachability and mobility in geoenvironment. Based on these geochemical data of arsenic and heavy metal contaminants, column-type experiments on the bioleaching of arsenic were undertaken. Subsequently, experiments on the hybrid process incorporating bioleaching and electrokinetics were accomplished and its removal efficiency of arsenic was compared with that of the individual electrokinetic process. With the results, finally, the feasibilty of the hybrid technnology was evaluated. The arsenic removal efficiencies of the individual electrokinetic process (44 days) and the hybrid process incorporating bioleaching (28 days) and electrokinetics (16 dyas) were measured 57.8% and 64.5%, respectively, when both two processes were operated in an identical condition. On the contrary, the arsenic removal efficiency during the bioleaching process (28 days) appeared relatively lower (11.8%), and the result indicates that the bioleaching process enhanced the efficacy of the electrokinetic process as a result of mobilization of arsenic rather than removed arsenic by itself. In particular, the arsenic removal rate of the electrokinetics integrated with bioleaching was observed over than 2 times larger than that obtained by the electrokinetics alone. From the results of the study, if the bioleaching which is considered a relatively economic process is applied sufficiently prior to electrokinetics, the removal efficiency and rate of arsenic can be significantly improved. Consequently, the study proves the feasibility of the hybrid process integrating both technologies.

생용출과 전기동력학을 연계한 통합기술을 이용한 비소 오염 토양의 정화

본 연구의 목적은 국내 폐광산 지역 광미 등과 같은 비소 오염토양을 효과적으로 정화할 수 있는 생물학적 기술과 물리화학적 기술을 연계한 통합 기술을 개발하는 것이다. 이를 위해 폐광산이 송천 광산에서 비소를 다량 함유하고 있는 광미를 채취하여 비소와 중금속 함량을 정량적으로 분석하고 광미의 다양한 물리화학적 특성과 광물조성 등를 파악하였다. 그리고 광미 내 존재하는 비소와 중금속 종들의 존재형태별 상대함량을 분석하여 각 원소들의 용출성과 이동도를 예측하기 위하여 연속 추출법을 이용하였다. 이러한 광미와 광미내 존재하는 비소 및 중금속 오염물질의 기본적인 지구화학적 분석 자료를 바탕으로 비소의 생용출 (bioleaching)에 대한 컬럼실험을 수행하였다. 그리고 생용출과 전기동력학적 공정을 연계한 통합공정으로 비소를 제거한 실험을 실시하여 전기동력학 단일공정만 적용했을때와의 비소의 제거효율을 비교하여 통합공정의 적용 가능성을 평가하였다. 연구결과, 동일한 조건에서44일간 운전하였을 때 전기동력학 공정만을 개별적으로 적용했을 ��와 생용출(28일)과 전기동력학 (16일) 기술을 연계한 통합공정을 적용했을 ��의 비소 제거효율은 각각 57.8%와 64.5%로 나타났다. 그리고 생용출 (28일)에 의한 비소 제거효율은 11.8%정도로 상대적으로 매우 낮게 나타나서, 생용출은 비소를 제거하기 위한 공정이라기보다는 비소의 이동도를 증가시키는 공정으로, 이후 연계하여 적용되는 전기동력학적 공정에 의한 비소의 제거효율을 향상시키는 것으로 판단된다. 특히 전기동력학 공정을 단독으로 적용했을 때보다 생용출 공정을 연계했을 때 비소의 제거 속도가 두 배 이상으로 증가하는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 비교적 경제적인 생용출 공정을 충분히 적용한 후 전기동력학적 공정을 적용하게 된다면, 비소의 제거효율 분만 아니라 제거속도 또한 향상된다는 것을 뒷받침해 줌으로써 두 기술을 연계한 통합공적의 적용 가능성과 향상성을 입증한다고 하겠다.