• 한국토양비료학회지
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• 제44권5호
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• pp.734-744
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• 2011

본 연구에서는 안정화공법을 이용하여 폐금속 광산 주변 비소 및 중금속 성분이 복합적으로 오염된 농경지를 효과적으로 복원하기 위해 안정화제로써 석회석과 제강슬래그의 처리효과와 적용성을 실내컬럼실험을 통해서 검토하였다. 대상토양 내 중금속의 존재형태 중 이동성이 높은 형태인 교환성 및 탄산염 형태의 분포비율은 여러 문헌들의 결과들과 유사하게 카드뮴 > 아연 > 납 순으로 높게 분포하는 것으로 나타나 광해로 인한 농경지의 오염성분들 중 카드뮴은 주변 환경에 미치는 영향이 가장 크며 상당한 주위가 필요한 성분인 것으로 판단되었다. 본 대상토양과 같이 pH가 매우 높은 토양도 갑작스럽게 변화하는 산성환경에 의해 일시적으로 토양의 pH 완충력이 감소하여 다량의 중금속 성분들이 용출될 가능성이 높은 것으로 나타났다. 반면 석회석과 제강슬래그로 처리한 처리구는 수질기준을 초과한 침출수 가 관찰되었던 대조구에 비해 모두 수질기준 이하로 중금속의 농도가 매우 낮게 나타났다. 비소의 경우는 비소 저감의 목적으로 적용한 제강슬래그의 혼합비가 증가할수록 오히려 농도가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 제강슬래그가 함유하고 있는 인 성분과 관계가 있는 것으로 판단되었으며, 비소와인의 경쟁적인 흡착 관계에서 그 우세함이 토양의 특성에 따라 상이할 수 있을 것으로 예상되었다. 석회석은 카드뮴, 납 그리고 아연 등의 중금속 성분에 대해서 모두 좋은 처리효과를 나타내어 토양의 중금속 처리에 있어서 효과적인 안정화제로 판단되었다. 제강슬래그의 경우는 비소를 효과적으로 저감하는 물질인 철 산화물을 많이 함유하고 있기 때문에 비소 처리에 있어서 활용 가능성이 높은 재료로 판단되나 복원 대상토양 내에서 철 산화물과 서로 강하게 흡착하려고 하는 비소와 인의 흡착선호도를 먼저 평가한 후에 적용여부를 검토해야 하며, 이와 관련된 연구가 필요할 것으로 판단되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.47-52
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• 2008

본 연구는 안동지역에 소재하는 안동 임하호 저니토가 호소수에 미치는 영향을 조사하기 위하여 안동호와 임하호 6개 지역에서 채취한 저니토의 토양성분과 중금속 용출 특성을 분석하였다. 대부분의 저니토는 illite(I), kaolinite(Ka), quartz(Q) 및 feldspar(F)로 구성되어 있다. 저니토에 포함된 중금속 중 아연(Zn), 비소(As), 크롬(Cr), 구리(Cu), 납(Pb)의 농도는 임하호에 비하여 안동호에서 상대적으로 높게 나타났다. 특히 안동호의 저니토에서는 다른 중금속들에 비해 비소(As)와 아연(Zn)의 용출이 크게 나타났다. 저니토를 이용한 흡착실험에서는 아연(Zn), 카드늄(Cd) 및 구리(Cu)의 흡착은 적게 일어난 반면 납(Pb)과 크롬(Cr)은 높은 흡착력을 보여주었다.

• 자원환경지질
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• 제42권5호
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• pp.445-455
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• 2009

미생물학적 황산염 환원은 황산염을 전자수용체로 이용하는 황산염 환원 박테리아에 의해 황산염이 황화이온으로 변환되는 과정이다. 형성된 황화이온은 주변의 용존 금속 이온과 결합하여 용해도가 낮은 금속 황화물로 침전된다. 이 연구에서는 비소와 중금속으로 오염된 송천 금은광산 일대 토양을 대상으로 하여 토착 박테리아에 의한 황산염 환원을 유도함으로써 독성 원소의 원위치 고정화 기술의 효율성을 평가하였다. 왕수 분해 결과, 대상 토양 내 비소, 구리, 납의 함량은 각각 1,311 mg/kg, 146 mg/kg, 294 mg/kg 등으로 나타나 특히 비소의 오염이 심각한 상태였다. 회분식 실험 결과, 미생물학적 황산염 환원에 의하여 pH 증가, 산화환원전위 감소, 황산염 함량 감소, 비소와 구리 함량 감소 등이 관찰되었다. 이 때 가장 높은 중금속 침전 효율을 유도하는 탄소원과 황산염의 농도 범위는 각각 0.2~0.5%, 100~200 mg/L로 나타났다. 미생물학적 또는 화학적으로 황화물 침전을 유도하게 고안된 컬럼 실험 수행 결과, 비소와 구리는 두 컬럼에서 모두 98% 이상 제거되었다. 그러나 산소를 다량 포함한 용액을 주입한 후, 화학적으로 황화물 침전을 유도한 컬럼에서는 즉각적인 비소와 구리의 재용출 현상이 나타났으나, 미생물학적 황산염 환원을 유도한 컬럼에서는 침전물이 30일 이상 장기간 안정성을 보였다. 미생물학적 컬럼 내에 형성된 검은색 침전물을 분석한 결과 FeS와 CuS로 나타났으며 비소는 대부분 철 황화물에 흡착되어 있는 것으로 확인되었다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제42권2호
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• pp.108-113
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• 2022

본 연구는 비소오염토양에 볏짚퇴비 시용량 증대가 토양의 화학성, 벼의 생육 특성 그리고 식물체의 비소함량에 미치는 영향을 평가하였다. 비소오염토양 중 볏짚퇴비 시용량이 증가하면서 벼 생육단계(분얼기, 출수기 및 수확기) 모두에서 지상부 비소함량 및 축적량은 감소되었다. 결과적으로 비소오염토양에 볏짚퇴비의 시용에 따른 토양교질 내의 다양한 음전하가 증가되고, 이로 인하여 비소의 흡착능력이 향상됨으로써 토양에서 벼 식물체로의 흡수 및 축적량을 감소시키는 것으로 판단된다. 따라서 비소오염토양에 볏짚퇴비의 시용은 벼 지상부로의 비소흡수·축적을 감소시키는 하나의 요인이 될 수 있으며, 안전한 농산물 및 가축의 조사료 생산을 위한 벼 재배관리에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제45권2호
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• pp.121-135
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• 2012

본 연구에서는 자력선별 토양정화기술 공정에 적합한 토양의 최적 분산 조건을 도출하기 위하여 토성이 다른 중금속 오염토양 2종의 시료(US, JIK)를 대상으로 분산특성 및 중금속 용출 특성을 파악하였다. 분산제로는 인산염(pyrophosphate, hexametaphosphate, orthophosphate), 계면활성제(sodium dodecyl sulfate, SDS)가 사용되었으며, pH = 9~12와 농도변화(1~200 mM)에 따른 토양입단의 분산특성 및 중금속 함량을 파악하고, 효율적인 분산조건을 도출하였다. 분산용액의 pH변화에 따른 토양분산 특성은 입도변화 결과를 통하여 파악할 수 있는데, 분산용액의 pH가 12에 가까워질수록 현탁액의 점토함량이 증가하였다. 이는 pH가 상승함에 따라 PZC(point of zero charge)이상의 pH가 유지되면서 점토입자들이 분산된 상태로 유지된 것으로 여겨진다. 농도변화에 따른 토양분산 실험 결과, 농도가 증가함에 따라서 높은 점토함량을 나타내었는데, 이는 산화철, 산화망간의 PZC보다 높은 분산용액의 pH조건과 분산제의 흡착에 기인한 것으로 판단된다. 토양입자의 분산에 따른 중금속 용출은 pyrophosphate, hexametaphosphate, orthophosphate는 50 mM 이상의 농도에서, SDS의 경우 100 mM이상의 농도에서 비소 용출량이 일정하게 나타났다. 또한, 분산용액의 pH가 증가함에 따라 비소 용출량도 증가하였다. 인산염은 비소와 유사한 화학구조를 지니고 있어 토양입자표면에서 흡착경쟁을 하여 비소의 탈착을 유발하고, 계면활성제는 토양입자표면에 흡착하여 비소가 탈착되는 것으로 파악된다. 분산용액에 따른 분산효과는 pyrophosphate > hexametaphosphate > SDS > orthophosphate의 순으로 나타났다. 결과적으로 분산효율 및 비소용출량을 고려한 최적의 토양분산용액 조건은 pH 11, 10 mM pyrophosphate로 판단된다. 이러한 결과들은 고구배 자력선별 기술을 이용한 토양정화 공정을 최적화하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2018년도 정기학술대회 발표논문집
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• pp.261-261
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• 2018

• 한국환경농학회지
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• 제29권1호
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• pp.47-53
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• 2010

본 연구에서 비소로 오염된 토양에 함유된 비소를 안정화시키기 위하여 4종류의 안정화제를 이용 처리하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 안정화 처리에 사용된 오염토는 약알칼리성을 띄고 있으며, 입도분포 결과 사토계열이였고 57.5%의 비소가 무정형 및 비결정형 철/알루미늄 수산화물형태로 존재했다. 안정화 실험 결과 소석회/포틀랜드시멘트 혼합 안정화처리가 모든 안정화 처리와 비교 했을 때 현저한 우의를 보였으며 총 함량 30%로 토양오염 우려기준 20 mg/kg('나'지역)을 통과 하였다. 소석회/$FeCl_3{\cdot}6H_2O$ 혼합 이용시 효율적인 비소 저감효과룹 기대할 수 없었으며 소석회/NaOH는 효과적이었으나 소석회/포틀랜드시멘트 보다는 효율성이 제한적 이였다. 소석회/포틀랜드시멘트 혼합 안정화 처리 후 연속추출결과는 처리 전 오염토와 비교했을 때 특이적 흡착과 잔류대의 증가를 보였다. 특히 25wt%+10wt% 처리 시료에서 잔류태의 증가는 2배가 넘어 (16%에서 35.7%) 매우 안정적인 비소 존재 형태를 보여 비소 용출농도 저감에 현저하게 기여한 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권8호
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• pp.566-573
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• 2012

본 연구에서는 적니와 석회석을 이용하여 혼합중금속의 제거능을 평가하였다. 적니의 중금속 흡착은 $Pb^{2+}$ (94.0%), $As^{3+}$ (67.1%), $Cu^{2+}$ (37.5%), $Cr^{6+}$ (36.6%) 순의 흡착률 나타났으며, 석회석은 $Pb^{2+}$ (30.8%), $Cu^{2+}$ (16.5%), $Cr^{6+}$ (11.5%), $As^{3+}$ (8.9%)의 흡착률을 나타내었다. 동적흡착 실험결과를 유사 1차 모델과 유사 2차 모델로 분석한 결과 두 모델 모두 실험결과에 잘 부합하는 것으로 나타났으며 평형흡착 실험결과 Freundlich 모델은 적니와 석회석의 $Cr^{6+}$, $Pb^{2+}$ 흡착에 부합하며, $Cu^{2+}$ 흡착은 Langmuir 모델에 부합하였다. 용액의 pH가 5에서 9로 증가함에 따라서 흡착률은 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 적니의 양이 증가함에 따라서 중금속의 흡착률은 증가하였지만, 단위 질량당 흡착량은 조금 감소하였다. 반면, 석회석의 양이 증가하여도 흡착양에 변화가 없는 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 통해 적니와 석회석은 중금속을 효율적으로 제거할 수 있는 흡착제로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권7호
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• pp.858-863
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• 2020

본 연구에서는 활성탄소를 이용하여 해양환경으로 유출된 침강 HNS를 현장에서 대응하기 위한 기술 개발을 목적으로, 활용 가능한 활성탄소의 조건을 검토하고 예상 소요량을 산출하였다. 입자 크기별 7종의 활성탄소들을 대상으로 침강 속도를 측정하였고, 침강 HNS로 분류된 클로로포름(CHCl3)에 대한 흡착용량을 실험실 규모 실험(lab-scale test)으로 측정하였다. 또한 7종 활성탄소들에 대하여 유해물질함량과 용출 실험을 실시하여 용출된 유해물질 함량을 정량 분석하였다. 평균 침강속도(Mean particle-settling velocity)는 0.5~8 cm/sec의 범위로 8-20 mesh 경우를 제외하고 입자의 크기가 클수록 침강속도가 빨랐으며, 클로로포름에 대한 흡착효율은 대체로 입자가 작을수록 표면적이 넓어져 증가되었다. 또한 현장 투입 후 2차 오염가능성 확인을 위한 유해물질함량과 용출 실험 실험에서 >100 mesh의 활성탄소는 전함량분석결과가 아연(Zn)과 비소(As)가 수처리제기준보다 높고, 용출실험결과에서도 크롬(Cr), 아연(Zn), 비소(As)가 다른 활성탄소에 비해 높은 농도로 용출되었다. 흡착효율, 침강속도, 유해성분 용출량 등을 종합적으로 고려하여 현장 처리 적용 가능한 활성탄소는 20-60, 20-40, 2mm&down mesh 이었으며, 흡착용량을 최우선으로 판단하여 투입물량을 계산하면 최소 현장 투입 물량은 각각 0.82, 0.90, 1.28 ton/㎘ 이다.

• 멤브레인
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• 제29권5호
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• pp.237-245
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• 2019

암모니아성 질소($NH_4-N$)는 산업 폐수, 농업 및 축산 폐수에 포함되어 있으며 인과 함께 수질의 부영양화를 일으키는 물질로 잘 알려져 있다. 또한 망간(Mn)과 비소(As)는 광산 처리수 등에 포함되어 있으며, 수질 오염의 원인 물질로 알려져 있다. 천연 제올라이트는 수중에서 암모니아성 질소를 제거하는데 사용되고 있지만 낮은 흡착능력을 가진다. 이러한 천연 제올라이트의 낮은 흡착능력을 개선하기 위해 $Na^+$, $Ca^{2+}$, $K^+$, $Mg^{2+}$로 이온 치환을 진행하였다. 암모니아성 질소($NH_4-N$)의 흡착량과 제거율은 $Na^+$로 이온 치환된 제올라이트에서 0.66 mg/g과 89.8%로 가장 높은 값을 보였다. 이온 치환된 제올라이트를 이용하여 Mn과 As의 흡착실험을 진행하였다. $Mg^{2+}$로 이온 치환된 제올라이트에서 Mn과 As의 높은 흡착량과 제거율을 보였다.