오염토양의 pH는 7.47에서 7.97까지의 범위로 약 알카리성이며, 토성은 80% 이상이 0.425 -2 mm 범위에 분포하는 coarse sand의 성질을 가지고 있다. 토양 입도 분석 및 농도 분포의 결과로 볼 때, 입도 2mm 이하의 토양 중 0.85-2.00 mm 범위에 있는 토양이 약 60% 이상의 오염물질을 포함하고 있다. 세척제로 고려된 용액 중 As 용출효율의 결과를 살펴보면, H$_3$PO$_4$ 및 citric acid가 100% 제거율을 보이고 있어 가장 효과적임을 나타내고 있다.
인화성액체는 공장가동에 필요한 연료, 생산과정에서 사용되는 세척제$\cdot$용제, 원료 등 거의 모든 화학공업에서 광범위하게 사용되고 있다. 인화성 액체는 소방법에서 제4류로, 산업안전보건법에서는 인화성물질로, 선박안전법에서는 선적액체 위험물 중 인화성액체 물질로 각각 구분되어 제조, 저장, 취급, 운반, 이송시 지정수량과 저장, 취급방법의 규제 등으로 엄격히 관리되고 있는 실정이다. (중략)
1. 서론 : 본 연구에서는 한외여과막을 이용하여 대형건물에서 발생하는 오수, 동/식물성 오일과 계면활성제를 함유하는 ㅈ 중국식당 배수 및 자동차 세척 배수를 처리하였다. 대형건물 및 식당 배수에서는 한외여과막 투과수를 재사용하기 위하여 추가적인 공정이 요구되나 자동차 세차배수의 경우, 한외여과막으로 오일 성분만을 효과적으로 제거하고 유효성분인 세척제와 세척용수를 재활용할 수 있을 것으로 판단된다.
저분자량 유기산을 이용한 in-situ flushing 토양세척기법의 실제 현장 적용성 검토를 위해 실험실에서 회분식 실험을 통하여 적당한 세척제를 선정하고 이에 따른 여러 가지 운전변수를 찾아보았다. 대상 중금속으로는 Cu를 택했고, 세척제로는 실제 토양환경에 영향이 비교적 적은 저분자량 유기산인 acetic, citric, oxalic, succinic acid를 이용했다. 유기산을 이용하여 처리한 결과 실험에 사용된 유기산들 모두 1 mM의 저농도에서는 효과를 나타내지 못했고 50 mM 이상의 고농도에서 보다 좋은 제거율을 보였는데, 50 mM과 100mM의 경우 제거율이 큰 차이를 보이지 못했다. citric arid와 oxalic acid의 경우 중성 및 약산성 상태에서 최대의 제거율이 나타났고 특히 citric arid의 경우 87.1%의 높은 제거율을 보였다. 유기산이 없을때는 강산성 상태에서 Cu의 최고제거율이 70% 정도였다. 그러나 각 경우에서의 speciation을 살펴보면 유기산이 없을 경우에는 추출된 Cu의 대부분이 유해한 free ion상태로 존재하게 되고 유기산이 있을 경우에는 추출된 Cu의 대부분이 유기산과 complex를 이룬다는 것을 알 수 있었다.
본 연구에서는 상아 시편에 습식 세척과 약산을 통한 색상 회복 처리를 실시하고, 이에 대한 안정성 평가를 실시하였다. 사용된 상아 시편은 블랙라이트와 능형무늬 분석을 통해 진위여부를 확인하였다. 습식 세척제로는 상아 및 골각류 유물 처리에 주로 사용되는 증류수, 에틸알코올, 아세톤으로 처리하였으며, 세척 결과 표면관찰, 중량 측정, 색도 측정에서 특별한 변화가 관찰되지 않았다. 약산을 통한 색상 회복 실험에서는 UV-A, UV-B, UV-C 세 가지 파장 하에서 1주일간 인공 열화 시킨 시편을 대상으로 약산 용액인 2%와 5%로 희석된 아세트산 용액과 레몬즙을 이용해서 처리하였다. 처리 결과, 모든 시편에서 표면에 균열과 공극이 관찰되었으며, 레몬즙을 사용한 경우 시편의 색이 붉게 변색되어 유물에 적용이 불가능하다고 판단된다.
구리 및 아연으로 오염된 모래토양으로부터 동전기 기술을 이용한 중금속 제거시 제거 효율을 증가시키기 위해서 세척제로 EDTA를 사용하였다. 중금속 제거를 위한 EDTA 농도 변화에 따른 회분식 탈착실험에서 90%이상 탈착이 얻어지기 위한 EDTA와 중금속간의 질량비는 10:1 였다. EDTA용액에서 pH 변화에 따른 실험에서는 EDTA용액의 pH가 3이하에서는 EDTA의 침전물이 발생하여 중금속 용해능력이 상실되어 EDTA에 의한 제거가 제한되었다. 동전기 실험에서는 EDTA를 주입하지 않은 대조구 실험에서 36시간 후 구리 및 아연이 각각 38%, 56% 제거되었으며, 양극의 pH 조절하지 않고 EDTA를 주입한 실험은 대부분 중금속 제거가 10%미만이 나타났다. 0.2N NaOH를 양극에 주입하여 pH를 조절한 실험에서는 4일간 구리 및 아연이 54%, 69%제거되었으며, 9일간 진행한 실험에서는 70%이상 중금속이 제거되었다.
일련의 회분식 실험 및 실험실 규모의 연속식 실험을 통하여 유기오염물질에 의해 오염된 토양에 in-situ 토양세척기법을 적용하는데 필요한 운전조건을 도출하였다. 실제 토양에 소수성 유기오염물질인 n-dodecane, naphthalene, anthracene을 일정량 오염시킨 후 Tween 80, Triton X-100, Sodium dodecyl sulfate(SDS)가 포함된 용액을 이용하여 세척능력을 비교하였다. 회분식 및 연속식 실험 결과, Tween 80와 Triton X-100가 n-dodecane의 제거에 효과가 우수하였으며, naphthalene과 anthracene의 제거에는 SDS와 Tween 80가 우수하였다. 연속식 실험이 끝난 후, 토양에 잔류하는 세척제의 양은 Tween 80이 제일 적었다. 연속식 실험에서 통과유속을 변화시킨 결과, 7 ml/min에서는 세척에 필요한 접촉시간의 감소로 인하여 세척효과가 3 또는 5ml/min보다 오히려 감소되었다. 본 실험의 적용 범위 내에서는 토양의 초기 pH는 세척이 진행됨에 따라 세척능력에 큰 영향을 미치지 않았다. 세척제의 미생물에 대한 독성실험 결과 Tween 80이 그람 음성균과 양성균의 성장에 가장 영향을 미치지 않는 것으로 판명됐다.
오일과 세척제가 다량함유되어 있는 자동차 세척배수를 한외여과막으로 처리하였다 세차배수 처리에 적절한 분리막과 투과현상을 평가하기 위하여 분획분자량이 10, 30 및 100k dalton인 한회여과막과 dead-end 방식의 stirred cell (Amicon 8050)을 사용하여 투과유고과 제거율을 측정하였다 분획분자량이 작은 막에 경우 막오염현상이 미약하였으나 분획분자량이 큰 YM100 (100k dalton)인 경우에는 분리막 표면에 오일층을 형성 뿐만 아니라 막 세공 중 일부는 운전압력 조건에 따라서 변형이 가능한 오일 입자가 막을 가능성이 있다 그러나 오일 및 입자 배제율 95% 이상이며 세척제를 포함한 투과수를 재활용할 수 있어 수질오염을 최소화할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 분획분자량이 50k dalton인 중공사형 한외여과막을 이용한 세차배수의 연속적 처리실험을 하였으며 케이크 여과모델이 잘 적용굄을 확인할수하였다.
본 연구에서는 차아염소산 나트륨 같은 염소계 살균세척제를 대체하기 위한 천연 살균세척제로서 도토리박 추출물(APE)을 개발하기 위해 적근대에 Listeria monocytogenes를 접종한 후 APE의 항균 효과를 측정하였다. 그리고 최적 세척처리 조건을 수립하고자 APE, FA, $50^{\circ}C$에서의 mild heat를 병합처리하였다. 모든 처리구 중 0.5% APE/$50^{\circ}C$ mild heat/0.5% fumaric acid(FA) 병합 세척처리가 가장 효과적이었는데, L. monocytogenes 수를 대조구에 비해 3.36 log CFU/g 감소시켰다. 병합처리된 적근대 시료의 저장 8일 후 총 호기성균은 대조구와 비교하였을 때 2.89 log CFU/g 감소하였고, 색도 측정 결과 처리구 간 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 따라서 본 연구 결과 APE/mild heat/FA 병합처리 방법은 수확 후 적근대의 품질에 영향을 미치지 않고 미생물학적 안전성을 높일 수 있는 효과적인 기술이라고 판단된다.
토양 세척공정을 이용한 창원시 군사격장 내 납(Pb) 오염토양의 물리 화학적 특성을 분석하였으며, 토양 세척인자(세척제(HCl) 농도(0.001, 0.01, 0.1, 0.2 N), 진탕비(1 : 2, 1 : 3, 1 : 4, 1 : 5), 오염토양 입경 4~0.075 mm, 세척시간(5, 10, 15, 20, 30, 60, 120분) 등)에 따른 오염토양 중 납의 제거특성을 평가하였다. 세척제 농도에 따른 제거효율은 세척제의 농도가 증가할수록 높게 나타났다. 이 중 세척시간 15분에서 납(Pb)제거효율은 56.3%로 0.1 N 염산(HCl)이 실제 토양 세척공정에 적용 가능한 최적의 농도로 나타났으며, 토양과 세척제의 진탕비가 1 : 2에서 1 : 5로 증가할수록 제거효율은 높아지는 경향을 보였지만, 진탕비가 높아질수록 토양 세척설비의 규모 증대로 인한 경제적 측면을 고려해 볼 때 최적의 진탕비는 1 : 3으로 생각된다. 세척시간 20분까지 납 제거효율은 75.3%까지 증가하다가 이후 유사한 경향을 보여 최적의 세척시간은 20분으로 판단된다. 토양 입경 0.075 mm 이상의 입경에서 납 제거효율은 77.0~82.0%의 범위를 나타내었으나, 입경 0.075 mm 이하의 경우 52.8%로 감소하였다. 오염토양의 입경별 제거효율은 0.075 mm 이상의 입경에서는 높은 제거효율을 나타낸 반면에 0.075 mm 이하의 입경에서는 제거효율이 현저히 감소되어 컷오프(cut-off) 크기는 0.075 mm가 적절할 것으로 기대된다. 토양 세척공정에 초음파 발생장치를 적용한 제거효율 평가 결과, 입경 0.075 mm 이상에서 물세척 및 염산의 단독세척보다 염산과 초음파의 동시 세척방법이 가장 높은 납 추출율을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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