본 논문에서는 동전기초음파정화기술을 이용하여 오염지반내의 중금속 및 유기물질을 제거하는 연구를 수행하였는데, 지반내 오염물질의 이동 및 제거에 대한 동전기기술과 초음파기술의 복합효과 분석에 초점을 두었다. 일반적으로 오염지반내에서 동전기기술은 중금속을 제거하는데 탁월하며 초음파기술은 유기물질을 제거하는데 탁월한 것을 보고되어 있는바 이들 두 기술의 장점을 이용한 복합기술을 고안하게 되었다. 특수하게 고안된 실험장비를 이용하여 동전기기술과 초음파기술을 결합한 실내토양세척실험을 실시하였다. 본 실험에서는 단순, 동전기, 초음파, 동전기&초음파의 4조건에 대하여 토양세척실험을 실시하였다. 오염물질로는 중금속으로는 납, 유기물질로는 에틸렌글리콜을 사용하였다. 실험결과 동전기기술과 초음파기술을 도입한 경우 유출량, 투수계수, 오염물질 제거율이 단순기술에 비하여 상대적으로 크게 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 동전기초음파정화기술을 현장에 적용할 수 있는 가시적인 결과를 얻게 되었다.
계면활성제를 이용하여 홀입자에 흡착된 유기오염물질을 탈착시키는 실험을 실시하였다. 용매로는 중성 세제와 음이온성 세제가 사용되었으며 이를 이용하여 흙으로부터 퀴놀린 및 2-나주들을 분리하였다. 음이온성 세제로 퀴놀린은 약 80%, 2-나푸톨은 90% 가량 탈착되었으며, 중성 세제보다 음이온성 세제가 위의 두 오염물질에 대하여는 덜 효과가 좋은 것으로나타났다. 이온이 제거된 물로 두 오염물질에 대한 탈착실험을 행하여 계면활성제의 탈착능을 물과도 비교하여 보았다.
본 논문에서는 유류오염사고 발생에 의해 지반 내에 오염물이 유출되었을 때, 오염물 확산방지를 목적으로 차수재의 차수성능 평가를 위한 수치해석을 수행하였다. 해석결과, 차수재의 차수효과에 의해 동일한 투수계수 및 관측위치 조건에서 오염물 접촉시간 경과에 따른 농도가 크게 감소한 것을 확인하였다.
아파트 건설용 부지내에서 중금속 및 유류로 오염된 토사가 발견되었다. 7개 위치에서 대표적인 시료를 채취하였으며 이 오염된 토사의 지반공학적 안정성을 확인하기 위하여 중금속 및 유류에 대한 환경공학적 검토가 이루어졌다. 2개 위치의 토사는 유류로 심하게 오염되어 있어 현장의 특정지역으로 반출하여 폐기해야 하는 것으로 판단하였다. 토양오염우려수준인 1개 위치의 토사에 대하여 성토재로서의 활용가능성을 확인하기 위하여 성토 안정성에 대한 해석을 수행하였으며 성토재로 사용할 수 있는 것으로 판단하였다.
해상처분장에서 내부 오염물질의 외부 유출을 방지하기 위하여 연직차수벽체가 설치된다. 연직차수벽체가 오염물질의 이동을 효과적으로 차단하기 위해서는 연직차수벽체가 해저지반의 적정 근입깊이까지 설치되어야 한다. 본 연구에서는 연직차수벽체 근입심도에 따른 해저지반을 통한 침투 및 오염물질 이동특성을 분석하기 위하여 2차원 유한요소해석 프로그램인 SEEP/W를 이용한 침투해석과 3차원 유한차분해석 프로그램인 Visual Modflow를 이용한 오염물질 이동해석을 수행하였다. 수치해석결과, 연직차수벽체는 저투수성 지반으로 일정 깊이 이상 근입되면 오염물질 유출방지 효과를 갖는 것으로 나타났다. 따라서 경제적인 연직차수벽체 설계를 위해서는 오염물질 이동을 차단할 수 있는 효과적인 최소 근입심도를 산정하여 적용하는 것이 효과적일 것으로 판단된다.
본 연구는 유류 화합물 중 phenol을 대표적인 친수성 유기 화합물로, phenanthrene을 대표적인 소수성 유기오염물로 선정하여 실내에서 인위적으로 오염시킨 세립질 지반에 EK 정화 실험을 실시하였다. 또한, 유기 오염물의 제거효율을 높이기 위해 기존의 양수처리에서 향상기법으로 사용하는 계면활성제를 이용한 향상기법을 연구하였다. 실내 bench 스케일 실험결과, 물에 대한 용해도가 높은 phenol은 비교적 쉽게 제거되었지만, 용해도가 낮은 phenanthrene은 거의 제거되지 않음을 알 수 있었다. 또한, 계면활성제를 적용한 향상기법에서 phenanthrene이 음극부 근처에서 누적되는 지연현상을 보였지만, 농도가 증가할수록 제거효율은 증가하였다. 가동시간을 증가시킨 실험을 통해 시간을 증가시키는 것이 계면활성제의 농도를 증가시키는 것보다 효과적인 것을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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