• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권3호
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• pp.52-58
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• 2008

여러 조건으로 제조한 망간첨착활성탄(Mn-AC)을 유기물과 무기물이 함께 오염되어 있는 합성 폐수처리에 적용하였다. 유기물과 무기물의 대표물질로 각각 페놀과 3가 비소를 선정하였다. Mn-AC의 물리화학적 특성과 안정성을 분석한 후, 회분식 반응조에서 활성탄(AC) 및 Mn-AC에 의한 3가 비소 및 페놀 흡착 특성을 조사하였다. Mn-AC의 안정성 평가를 위해 pH 2에서 4의 산성용액에서 용출되는 망간의 농도로부터 평가하였다. pH 3 이하에서는 Mn-AC로부터 많은 양의 망간이 용출되었지만, pH 4에서는 청정지역 허용기준인 3 ppm 이하의 농도로 용출되었다. Mn-AC에 대한 X-선 회절기 분석결과 첨착된 망간은 $Mn_2O_3$로 밝혀졌다. Mn-AC를 이용한 3가 비소와 페놀의 동시처리 실험결과 3가 비소는 낮은 pH에서 AC보다 높은 산화율을 보였으나, 중성 이상의 pH에서는 AC가 더욱 높은 산화율을 보였다. 활성탄에 망간을 첨착시킴으로서, 비표면적이 13% 감소하였고 이로서 Mn-AC에 의한 페놀제거율은 AC에 비해 8% 정도 줄어들었다. 3가 비소 산화 및 페놀 흡착실험을 통하여 Mn-AC는 복합오염물을 갖는 폐수의 동시처리에 적용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제20권3호
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• pp.28-39
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• 2011

본 고는 토양세척-폐수처리-처리수재활용의 친환경공정순환시스템에 대한 이론적인 조사와 국내외 실제적용사례를 조사하였다. 광산폐기물에 함유된 이동성과 용해성이 큰 비소 및 독성 중금속들은 주변 토양 및 지하수를 오염시킬 수 있기 때문에 오염토양은 적절하게 처리되어야 한다. 국내외에서 비소와 중금속 오염토양에 시도되었거나 성공한 기술은 반응벽체(reactive barriers) 및 복토(encapsulation), 고형화(solidification)/안정화(stabilization), 토양세척(soil washing), 식물정화기법(phytoremediation) 등이 있는데, 이 중 본고는 용액을 사용하여 토양으로부터 오염물질들을 제거하는 물리화학적인 기술인 토양세척에 대해 다루었다. 토양세척의 한가지 큰 문제점은 처리 후에 폐수가 대량으로 발생한다는 것이고, 이 폐수에는 세척용액의 리간드와 결합한 오염물질들이 함유되어 있기 때문에 추가적인 처리공정이 필요하다. 그 처리기술에는 오염물질과 세척용액의 특성에 따라 다양한 물리, 화학, 생물학적 처리가 있는데, 그 중에서 화학적 처리기술인 침전/공동침전법, 멤브레인막여과법, 흡착처리법, 이온교환처리법, 동전기처리법에 대해서 본문에 자세히 언급하였다. 마지막으로 각각의 처리법에 따라 실제 토양세척폐수처리 및 재활용에 관한 최근 국내외 연구사례 대해 소개하였고, 이러한 기술들을 바탕으로 토양세척폐수발생문제를 해결하고 수자원절감을 통한 공정의 전반적인 비용효과를 높일 수 있을 것이다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권1호
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• pp.97-102
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• 2007

본 연구에서는 폐금속광산 지역에서 중금속이 인체에 미치는 위해영향을 정량적으로 평가하기 위하여 3개 금속광산 주변 지역에서 농경지 토양, 농작물 및 지하수를 채취하여 화학분석을 실시하였다. 이들 폐금속광산 주변에 야적된 광산폐기물(광미)은 바람이나 집중 강우에 의해 광미댐 하부에 있는 농경지나 하천으로 유입되어 주변 환경을 오염시킬 가능성이 크다. 따라서 폐금속광산에서의 인체노출경로는 농사활동을 통한 토양의 섭취, 지하수(식수)의 섭취, 쌀의 섭취, 농사활동에 의한 토양의 피부접촉 등 4가지로 파악할 수 있었다. 각 노출경로별 비발암성위해도 평가 결과, 모든 광산에서 쌀의 섭취를 통한 중금속의 독성위해도가 가장 높게 나타났다. 광산별 4가지의 인체노출경로를 총합한 HI 지수가 3개 광산 모두 9.0 이상을 나타내었으며, 특히 B 광산이 HI 29.2로 중금속에 의한 독성위해도가 가장 높은 것으로 판명되었다. 비소에 대한 발암위해도 평가 결과, 3개의 폐금속광산 지역에서 쌀 섭취의 노출경로를 통한 비소에 의해 암이 발생할 확률이 천명중의 1명 이상으로 높게 나타났다. 이는 환경부 토양오염 위해성평가지침(안)과 미국 EPA에서 제시한 허용가능한 초과발암위해도보다도 크므로 이들 지역 주민들이 비소에 의해 오염된 농작물(쌀)을 지속적으로 장기간 섭취하게 된다면 비소가 건강에 미치는 위해영향이 크다고 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제54권6호
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• pp.689-698
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• 2021

2007년부터 국내 광해방지기본계획이 추진되어 광해발생 광산에 대한 광해방지사업이 진행되어 왔으며 2011년부터 2015년까지 254개 광산에서 발생된 광해를 처리 및 복구하였다. 그러나 추가적인 광해 발생 발견으로 오염갱내수 유출량이 지속적으로 증가함에 따라 보다 효율적이고 경제적인 처리기술이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 정수처리장의 슬러지 폐기물을 활용해 제조한 알럼 슬러지 흡착제(Alum based adsorbent, ABA-500)와 과립상 철수산화물 흡착제(Granular ferric hydroxide, GFH)를 광산배수 내 오염물질인 비소를 대상으로 각각의 흡착특성을 비교 및 분석했다. 이들 흡착제의 주요 구성 성분은 각각 알루미늄/규소 계열의 광물과 비정질 철수산화물이었다. 고형첨가방법으로 흡착제의 영전하점을 분석한 결과 ABA-500, GFH 각각 pH 5.27, 6.72에서 표면전하량이 0이 되었다. BET 분석을 통한 질소 등온 흡탈착 결과 세 흡착제 모두 메조기공이 발달해 있었고, GFH의 비표면적은 257 m²·g^-1으로 126~136 m²·g^-1인 ABA-500 보다 매우 높은 값을 보였다. 세 종류의 흡착제로 비소 흡착 회분식 실험을 진행했으며, 반응시간과 초기 비소농도, pH 및 온도에 따라 흡착효율을 비교했다. 동적흡착실험 결과 GFH, ABA-500(granule), ABA-500(3mm) 순으로 빠르게 비소를 흡착했고 세 흡착제 모두 유사 2차 반응속도 모델을 따르는 것으로 나타났다. 또한 세 흡착제 모두 낮은 pH와 높은 온도에서 비소 제거율이 증가했으며, GFH가 가장 뛰어난 비소 흡착능을 보였다. 흡착제 ABA-500(granule)과 GFH를 초기 농도에 따라 1시간 반응시킨 경우 0.2와 1 mg·g^-1 이하 조건에서 비소를 국내 음용수 기준치 이하로 제거할 수 있었다. 따라서 정화대상지의 비소 오염 정도가 낮은 경우 경제성을 고려해 ABA-500(granule)을 흡착매질로 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제37권1호
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• pp.99-106
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• 2004

환경오염저감 및 제어기술은 환경/방재 기술분야로 포스트 반도체 주력산업의 고도화분야에 해당되며, 그 중 오염토양 및 지하수 복원기술은 앞으로 많은 수요가 예상되는 핵심기술이라 할 것이다. 국내의 경우 폐금속광산이 다수 존재하며 이로 인한 중금속 및 비소오염문제가 심각해지고 있는 시점에서 이를 복원하기 위한 최신기술의 동향을 알아보는 것이 필요할 것이다. 현재 이 분야의 선진국인 미국 및 유럽각국에서의 기술개발은 2차적인 오염을 유발하지 않을 청정기술의 개발과 개발기술의 현장적용에 초점이 맞추어 지고 있는 추세이다. 여기에 최근에 개발되어진 신기술중에 이러한 장점으로 인해 주목받고 있는 기술인 전기동력학 기술, 투수성 반응벽체기술, 고형화/안정화기술, 박테리아를 이용한 생체흡착기술, 박테리아를 이용한 용출기술, 식물정화기술을 소개하고자 한다.

• 한국자원식물학회지
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• 제27권4호
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• pp.344-353
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• 2014

비소의 종류에 따른 봉의꼬리의 생육 반응 및 비소 축적능을 분석하기 위해 sodium arsenate, calcium arsenate, sodium arsenite 및 potassium arsenite 등의 4종류를 선정하여 $500mg{\cdot}kg^{-1}$의 농도로 토양에 처리하여 봉의꼬리를 12주간 재배하였다. 그 결과, calcium arsenate 처리구의 봉의꼬리 생육은 다소 감소하였으나, 나머지 비소 처리구에서는 무처리구에서 재배한 생육과 비슷하였다. Sodium arsenate 처리구의 봉의꼬리 지상부는 4주의 단기간 재배만으로 $2,289.5mg{\cdot}kg^{-1}DW$의 높은 비소 축적능을 보였으며, 12주에는 비소 축적능이 $2,956.0mg{\cdot}kg^{-1}DW$로 더욱 증가하였다. 반면, 지하부는 potassium arsenite 처리구에서 $2,470.2mg{\cdot}kg^{-1}DW$로 가장 높았으며, calcium arsenate 처리구는 $1,060.7mg{\cdot}kg^{-1}DW$의 비소를 축적하였다. 봉의꼬리 지상부의 비소 축적능은 비소의 종류에 관계없이 $1,000mg{\cdot}kg^{-1}DW$ 이상으로 매우 우수하였다. 그리고 토양의 비소 제거량도 높았다. 따라서 봉의꼬리는 다양한 비소 오염 지역의 식물상 정화기법 소재로 활용이 가능할 것으로 생각된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권1호
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• pp.51-59
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• 2010

광산 주변 토양 및 하천퇴적물은 광산활동기간 뿐만 아니라 폐광 이후에도 비소 (As)의 오염에 노출될 가능성이 높다. 본 연구에서는 아연 (Zn) 광산 주변 토양의 비소 이동 특성을 규명하기 위한 방법으로 토양 중 비소의 분포와 토양이화학성과의 상관관계를 조사하였다. 인 분획법 (P fractionation) 을 이용하여 토양중 비소의 분포 특성을 조사한 결과, 논토양과 밭토양에서 큰 차이를 나타내었다. 논토양의 비소함량은 깊이가 깊어짐에 따라 증가하였으나, 밭토양은 감소하였다. 또한 밭토양에서 비소는 Si, Al 및 Fe 산화물과 밀접한 상관관계를 보였다. 토양에서 비소는 주로 NaOH용액으로 추출가능한 형태로 발견되었지만, 광산으로부터 유입된 아연과도 높은 상관관계를 보였다. 포화상태의 수리조건이 형성되는 논토양과 비교적 건조한 상태인 밭상태에서 비소의 분포양상이 다르고 이들의 상관관계 결과를 고려할 때 비소의 이동에 물의 영향은 매우 결정적인 요인으로 작용하였다. 특히 논토양에서 비소의 이동은 공극을 통한 물의 mass flow에 영향을 받는 반면, 밭토양에서는 교질표면에 비소의 adsorption, surface complexation, surface precipitation등 retention 반응에 더 큰 영향을 받는 것으로 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권11호
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• pp.1205-1214
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• 2005

본 논문은 중소형 규모의 도시고형 폐기물소각시설 배가스의 수은, 납, 비소, 셀렌과 같은 휘발성중금속의 방출특성을 조사하는데 있다. 대체로, 소형 도시고형 폐기물소각시설에서 배출되는 수은, 납, 비소, 셀렌이 중형 소각시설에서 배출되는 것 보다 높게 나타났다. 이는 중형소각시설에 비하여 소형소각시설의 빈약한 대기오염제어장치의 가동과 높은 배가스 온도에 기인하는 것으로 판단된다. 중소형 소각시설의 배가스 온도는 2개의 온도그룹으로 나누어지는 것을 확인할 수 있다. 첫 번째 온도그룹은 대략 $100^{\circ}C$이고, 두 번째 온도그룹은 $400{\sim}700^{\circ}C$ 정도였다. 2번째 그룹에서의 배가스 중 수은, 납, 비소, 셀렌은 각각 $70.43\;{\mu}g/Sm^3$, $0.94\;{\mu}g/Sm^3$, $9.83\;{\mu}g/Sm^3$, $5.05\;{\mu}g/Sm^3$였다. 첫 번째 온도그룹에서 배가스의 수은, 납, 비소 셀렌은 두 번째 온도그룹의 것보다 낮은 특징을 가지고 있다. 한편, 중형소각시설에서의 수은제거효율은 $55.16{\sim}95.89%$로 나타났다. 이러한 수은의 감소는 폐열보일러의 온도저감이 기여를 하고 있었다. 상기 결과로, 중소형 소각시설에서 휘발성 중금속 제어에 중요한 역할을 하는 것은 배가스의 온도가 큰 역할을 한다. 따라서, 휘발성 중금속의 제거효율을 개선하기 위해서는, 냉각시스템의 온도가 제어되고 대기오염제어장치가 잘 운영되어야 한다.

• 한국건축시공학회지
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• 제12권1호
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• pp.115-121
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• 2012

클링커 대신 고로슬래그, 폐인산석고, 폐석회 등의 산업 부산물을 이용하여 비소성시멘트를 제조하면 산업부산물 재활용, 클링커 제조를 위한 에너지 감소, $CO_2$저감으로 인한 환경오염문제 및 생산원가 저감 등의 장점이 있다. 이러한 이유로 본 연구에서는 비소성 시멘트 콘크리트의 역학적 거동실험을 수행하여 비소성 시멘트 콘크리트의 탄성계수, 응력-변형률 관계를 제안하였다. 또한 철근비, 압축강도를 변수로 9개의 구조 시험체를 제작하였으며, 그 실험 결과 비소성 시멘트 콘크리트의 휨 및 전단 거동 경향은 일반 콘크리트 부재와 크게 차이나지 않는 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권6호
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• pp.78-86
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• 2009

비소 및 여러 양이온 중금속으로 오염된 풍정광산 주변 밭토양 및 논토양의 안정화처리를 위해 CaO 및 제강슬래그를 여러 혼합비로 사용하였을 때의 적용성을 회분식 및 컬럼반응기를 이용하여 연구하였다. TCLP 용출시험법을 이용하여 안정화제 처리 전후의 중금속 고정화도 변화를 평가하였다. 안정화제로 제강슬래그만 사용한 경우에는 비소 및 양이온 중금속 모두에서 고정화도가 15% 이하로서 높지 않았다. 이러한 것은 제강슬래그 주요 성분인 $Fe_2O_3$와 $SiO_2$에 의한 중금속들의 안정화효과가 크지 않은 것과 제강슬래그 자체에 함유된 CaO에 의한 토양 pH 상승효과가 용출실험에 사용한 TCLP 용액의 산성도에 의해 상쇄된 것에 기인하여 나타난 것으로 여겨진다. CaO와 제강슬래그를 함께 사용한 경우에는 주입비율의 차이에 따른 양이온 중금속 제거율은 큰 변화가 없었으나 제강슬래그의 비를 높여 줄수록 비소의 제거율의 증가를 가져왔다. 컬럼실험에서도 CaO와 제강슬래그를 함께 주입한 경우 비소 및 양이온 중금속들의 용출농도는 처리기간 동안 수질배출허용 기준이하로 나왔다. 이것은 양이온 중금속의 경우 CaO 사용에 따른 pH 증가함에 따른 중금속의 고정화, 비소의 경우는 CaO에서 유리된 $Ca^{2+}$와 $AsO_4^{3-}$와의 반응에 의해서 생성되는 난용성의 $Ca_3(AsO_4)_2$가 생성되는 것에 기인한 결과로 판단된다. 비소 및 양이온 중금속이 함께 오염된 토양의 안정화에 CaO와 제강슬래그를 함께 주입할 경우 복합오염물질을 효과적으로 안정화처리가 가능함을 알 수 있었다.