• 대한환경공학회지
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• 제31권4호
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• pp.241-248
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• 2009

거풍광산 주변 밭의 오염된 중금속을 토양오염공정시험법과 TCLP를 이용하여 분석한 결과 비소, 납, 카드뮴, 구리, 아연과 같은 중금속의 농도가 전국 토양 평균치를 초과하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 중금속 오염된 토양의 안정화를 위해서 구연산칼슘인산염 용액을 이용하는 방안에 대한 기초연구를 실험실 조건과 현장 조건에서 수행하였다. 실험실 조건에서 구연산칼슘인산염 용액을 투여한 실험 결과, 고압멸균처리한 반응조에 비해 토착미생물 군집이 존재하는 반응조에서 용존 인산염의 농도가 현격히 감소하였으며, 중금속 안정화율도 높다는 것을 확인하였다. 현장 실험에서도 구연산칼슘인산염 용액 투여가 용존 인산염 감소와 중금속 안정화 결과를 가져왔다. 이는 미생물의 인산염 사용이 중금속 안정화 향상에 도움이 되었음을 의미한다. 현장 실험에서 미생물군집을 분석한 결과, 구연산칼슘인산염 용액 투여로 다양성이 증대되었으며, Anaerofilum과 Treponema 같은 혐기성 미생물 개체가 우점종으로 발현되는 결과를 얻었다. 이러한 결과들을 살펴볼 때, 구연산칼슘인산염의 투여로 인한 토착미생물 신진대사 활성화를 통해서 토양 내 혐기성 환원 조건을 제공하거나 토양미생물이 인산염을 중금속 안정화에 이용되기 쉽게 도와주는 미지의 기작을 통해서 해당 현장의 중금속 안정화에 기여한 것으로 해석된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1997년도 총회 및 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.97-100
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• 1997

본 연구에서는 알루미늄 제작 공정에서 폐기물로 발생하는 gibbsite를 이용하여 용액 내에 존재하는 인산염을 제거하였다. 실험을 수행함에 있어 용액의 pH를 3, 7, 10으로 변화시켜 보았고 인산염 제거에 미치는 여러 인자들 중에서 P : Al 의 비율이 미치는 영향을 살펴보고자 인산염의 농도를 100, 200, 500, 800, 1000 mg/l 로 변화시켰으며, gibbsite 의 양을 2, 4, 8, 10 g 으로 변화시켜 실험하였다. 이러한 실험 결과로부터 72 hr 이후에 용액 내의 인산염 농도가 일정하게 유지된다는 것을 알 수 있있다. 인산염의 제거율은 pH가 낮을수록 높아졌다. 또한 인산염의 초기농도가 낮을수록 제거율이 높아졌으며, 투여된 gibbsite 의 양이 많을수록 제거율이 높아지는 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2006년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.213-215
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• 2006

반응용액의 pH와 반응시간에 따른 용출실험 결과를 PHREEQC를 이용하여 용출된 중금속이 어떠한 화학적 형태가 우세한지 알아보고자 하였다. 용출용액에 용해된 Zn, Cd, Cu, Mn 및 Fe의 주요 존재형태는 free ion 및 sulfate complexes($metal-SO_4$)인 것으로 계산되었다. pH 5와 pH 3의 조건에서 각 원소의 화학적 존재형태는 서로 유사하고, 반응시간이 증가할수록 free ion 상태로 존재하는 비율은 감소하고 sulfate complexes로 존재하는 비율은 증가하는 경향을 보였다. pH 1에서 용출된 용액에 존재하는 각 원소의 화학적 존재형태는 sulfate의 농도가 크게 증가됨에도 불구하고 free ion 상태로 존재하는 금속이온의 함량의 증가비율보다 sulfate complexes로 존재하는 함량의 증가비율이 더 큰 것으로 예측되었다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제6권2호
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• pp.95-100
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• 1999

토립자 표면에서의 흡착에 의한 토양에서의 탄화수소계 화합물의 지연효과는 잘 알려진 현상이다. 본 연구에서는 배치시험과 주상시험을 수행함으로써 사질토양에서 Benzene의 이동성에 대한 지연효과를 조사하였다. 배치시험을 위하여 토양시료와 다양한 초기농도의 Benzene 용액을 48시간 반응시켰고. 초기용액과 평행상태의 Benzene 용액의 농도를 HPLC를 이용하여 분석하였다. 주상시험은 파괴곡선으로 알려진 시간에 따른 용액의 농도를 측정함으로써 수행되었다. 추적자로는 10 g/L 농도의 KCI과 0.88 g/L의 Benzene 용액을 사용하였고 .각각의 용액을 토양시료의 상부경계면에 순간주입한 후 정상류 상태에서 배출구로 빠져나온 용탈수의 농도를 EC-meter와 HPLC를 이용하여 측정하였다. 배치시험의 결과로부터 linear adsorption isotherm에 의한 분배계수가 측정되었고 주상시험 조건의 용적밀도 및 함수율을 고려한 지연계수가 산정되었다. 주상시험의 결과 i) Benzene의 첨두농도는 KCl 첨두농도보다 상당히 낮았으나. ⅱ) 첨도농도의 도달시간은 거의 일치하였다. 첨두농도의 도달시간이 일치한다는 결과는 지연효과가 일어나지 않았다는 것을 지시하며, 배치시험의 결과로부터 산정된 지연계수를 고려하여 예측된 파과곡선은 Benzene의 주상시험 결과와 일치하지 않았다. Benzene 농도의 뚜렷한 감소를 설명할 수 있는 유일한 방법은 convection-dispersion equation(CDE) 모델에서 비가역 흡착에 의한 농도의 절대적 감소를 고려하는 감쇄계수(decay or sink coefficient)를 적용해야 하는 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.27-30
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• 2004

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.

• 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.

• 대한환경공학회지
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• 제33권9호
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• pp.670-676
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• 2011

인위적 중금속 오염 토양은 중금속용액과 토양 간 흡착평형, 여과 또는 원심분리, 건조과정을 거쳐 완성되어 토양세척 및 토양독성 실험에 널리 이용되고 있다. 그러나 많은 문헌에서 실험에 사용한 오염토양이 건조과정 이후 충분한 세척을 마친 후 사용되었는지 불분명하다. 본 연구는 중금속 오염 토양 제조 과정에서 최종 세척과정이 중금속 오염 농도에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 3가지 대표적 중금속 오염 토양 제조방법(슬러리 건조법, 평형 후 건조법, 여과 후 건조법)에 의한 중금속(Cd, Pb) 오염 농도 차이를 파악하고 이후 최종 세척과정이 제조 중금속 오염 토양 농도에 미치는 영향을 분석하였다. 중금속용액과 토양을 흡착평형 시킨 후 건조과정만을 거쳐 제조한 오염토양 내 중금속은 이후 단순 세척과정에서 50% 이상 용탈되는 것으로 나타났다. 중금속용액과 토양 간 흡착평형을 거쳐 중금속 오염 토양을 제조한 경우 실험 전 충분한 세척을 거치지 않는다면 이후 토양세척 및 토양독성 실험 결과에 지대한 영향을 미칠 것으로 예상된다. 그러므로 제조오염토양을 이용한 실험에서는 초기 중금속 농도 결정 시점을 중금속 흡착 완료 단계가 아닌, 흡착 후 충분한 세척이 완료된 이후 초기 토양중금속 농도로 결정하는 것이 바람직하다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권2호
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• pp.13-21
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• 2006

다환방향족 탄화수소는 화석연료의 사용 등으로 자연계에 유출되며, 매우 낮은 용해도로 인해 토양과 강한 결합을 형성하여 장기적으로 영향을 준다. 이러한 PAHs로 오염된 토양을 복원하기 위해 계면활성제를 사용한 토양세척 공법을 사용하게 되며, 공정 시 계면활성제의 사용으로 전체 복원 비용이 증가하게 된다. 이에 토양복원 시 사용된 계면활성제의 재사용을 위한 연구들이 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 활성탄을 이용한 계면활성제 재사용 기술을 개발하였다. 활성탄으로는 원료물질과 활성방법이 같고 입자 크기가 다른 세 가지 GAC(Darco 4-12, 12-20, 20-40 메쉬)를 사용하였으며, PAH로는 phenanthrene을 계면활성제로는 Triton X-100을 사용하여 회분식으로 실험을 수행하였다. 이때 Triton X-100 용액에서 phenanthrene의 선택적 흡착정도를 보기위해 선택도를 사용하였다. 실험결과 입자 크기가 작을수록, 비표면적과 기공 부피가 클수록 높은 선택도를 나타내었다. 선택도는 세 활성탄 모두 1보다 높아 Triton X-100 용액으로부터 phenanthrene이 효과적으로 분리됨을 알 수 있었다. 본 연구의 결과, PAHs와 같은 소수성물질로 오염된 토양의 세척시 발생하는 계면활성제 용액을 적절한 특성을 가진 활성탄을 이용하면 오염물질을 선택적으로 제거시킬 수 있음을 알 수 있다. 따라서 활성탄을 이용한 선택적 흡착을 이용하면 토양 세척시 계면활성제 사용량을 줄이게 되어 복원 비용을 절감하는 효과를 가져올 것으로 예상된다.

• 한국작물학회지
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• 제42권1호
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• pp.112-118
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• 1997

본 연구는 신간탁지 제염에 대한 기초자료를 얻고자 해남간탁지의 토양을 대상으로 제염효과를 분석하고 제염정도에 대한 보리의 생장반응을 조사하였다. 1. 공시토양은 점토함량이 16％이고 함량이 75％인 철사질양토이며 pH는 8.0이고 포화용액의 전기전도도는 59mS / cm인 염류알칼리토양이었다. 2. 토양포화용액의 전기전도도를 4mS / cm이하로 낮추기 위한 제염용수량은 5cm 깊이의 토양에서는 140mm였고, 20cm 깊이의 토양에서는 240mm였다. 3. 제염과정중 토양포화용액의 pH값은 8.0에서부터 8.3까지 높아졌다. 4. 보리종자의 출아률은 80mm이상의 제염용수량에서 76％이상으로 유의적인 변화가 없었다. 5. 보리의 초장은 파종후 1과와 2과에서는 120mm이상의 제염용수량에서, 그리고 파종후 3과와 4과에서는 160mm이상의 제염용수량에서 정상으로 신장하였다. 6. 보리 엽면적과 생체종 파종후 2과에는 120mm이상의 제염용수량에서, 파종후 3과에는 160mm이상의 제염용수량에서 염해의 발생이 없었다. 7. 이상의 결과로 보아 신간탁지에서 보리의 초기 생장기의 정상생육을 위한 토양포화용액의 전기전도도는 20cm 깊이의 토양에서 9mS / cm 이하가 되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권1호
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• pp.21-28
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• 2006

본 실험은 포화수분상태에서 두개의 서로 다른 토양의 흡착가능장소에 대한 흡착능과 경쟁에 따른 Cd, Pb, 그리고 Cr 이온의 이동성을 조사하였다. 이 조사를 위하여 수용성상태로 단일, 이중, 삼중의 중금속 조합을 이용하였다. 두개의 토양시료는 밭토양의 지표면으로부터 20 cm 이내에서 채취한 토양을 사용하였다. 그리고 공극수량에 따른 출현과 용출곡선을 중금속용액과 치환용 K 이온용액을 가하여 각각의 곡선이 최대와 최소치에 이은 시점까지 조사하였다. 조사 결과 출현과 용출곡선은 대칭을 이루지 않았으며 용액상태로 존재하는 중금속이온의 종류가 증가됨에 따라 용출곡선의 미행이 증가되었을 뿐만 아니라 공극수량도 증가하는 경향을 보였다. 그리고 출현과 용출곡선을 기준하여 곡선의 위와 아래의 면적을 비교하여 본 결과 출현 후 K에 의한 용출면적은 상대적으로 작아 K에 의한 중금속 탈착은 작은 것으로 조사되었는데 이는 중금속이온이 가지는 전기음성도 차이에 기인한 것으로 추정되었다. 결론적으로 토양내에서 중금속이온의 이동은 토양내에서 존재하는 중금속이온의 종류가 2개 이상 존재하는 한 토양의 물리적 비평형과 용액상태의 화학적평형이 중금속이온 이동에 영향을 미치는 것으로 추정하였다.