• 제목/요약/키워드: 토양화학

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비소 오염 토양, 하천 퇴적물 및 광미의 복원을 위한 토양 세척 공정 개발에 대한 연구

  • 고일원;이광표;이철효;김경웅
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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    • pp.318-321
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    • 2003
  • 비소로 오염된 토양, 하천 퇴적물 및 광미의 복원할 때, 토양 세척 공정에서 중요한 인자인 비소의 화학적 결합형태와 세척제에 따른 용출특성과 고효율 세척 및 세척액의 재활용도를 높이기 위한 공정을 바탕으로 토양세척장비를 설계하였다. 화학적 결합형태에 있어서 토양은 잔류 결합형태가 주되고, 퇴적물의 경우는 철산화물과의 결합형태가 강하며, 광미는 황화물과의 결합에 따른 잔류형태와 철산화물과의 결합형태가 상당부분을 차지한다. 세척제에 따른 용출특성으로부터, 철산화물과 황화물과 결합하고 있는 비소의 화학적 결합형태를 파괴하면서 비소를 추출할 수 있는 용제로 HCl, Oxalate, EDTA, M$_2$O$_2$를 사용하였다. 추출 결과, 비소가 철산화물과 결합한 형태가 비중이 높을수록 EDTA 나 Oxalate가 효율이 높으며, 황화물에 대해서는 HCl과 $H_2O$$_2$이 상대적으로 높은 추출 효율을 보였다. 구성된 세척조는 밀폐실린더형과 스크류이송형 세척조로 구성되어 각각 혼합교반에 의한 세척과 토양입자 분급에 따른 세척이 가능하다. 세척 공정중 최적 산도 조절이 중요한 인자가 되며, 세척액의 재활용도를 높일때, 세척수에 용해되어 있는 비소 및 중금속과 미립자의 동시 제거를 위한 응집 침전조에서 응집제에 의해서 미립자와 함께 제거하는 응집, 침전 및 분리공정을 배치하였다.

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밭 토양 조건에서 시비용 유기물질의 무기화와 식물체 흡수 (Mineralization of organic materials and plant uptake in upland condition)

  • 이연;이상민;신재훈
    • 한국유기농업학회:학술대회논문집
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    • 한국유기농학회 2009년도 하반기 학술대회
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    • pp.300-300
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    • 2009
  • 화학비료를 이용할 수 없는 유기농업에서의 양분관리를 위해서 녹비, 퇴비, 유박 등을 주 원료로 하는 유기질비료 등 다양한 유기물이 농경지에 투입되고 있다. 그러나 다양한 성분 및 탄소/질소비로 이루어진 유기물은 토양 중에서 분해되는 속도가 다르고, 토양수분함량, 통기성, 온도 등과 같은 토양조건에 따라서도 분해속도가 크게 차이가 난다. 본 실험에서는 유기농업에서 시비원으로 자주 이용하는 퇴비, 유박비료, 녹비조건의 알팔파 등을 이용하여 무기화율 및 양분이용률을 화학비료와 비교하였다. 농경지 투입시 유기물은 질소양분양(21kg N/10a)을 동일하게 투입하였으며 화학비료는 기비(전체량의 1/3)만을 투입하였는데 알팔파, 유박비료의 경우 노지조건에서 토양처리 후 1달 내에 가장 높은 무기화율을 보였으며 수분조건이 제한된 무기화통내에서의 무기화도 2개월 내에 대부분 이루어지는 것으로 나타났다. 수딘그라스를 2개월 재배한 결과 화학비료 질소 양분이용율은 70%, 탄질비가 낮은 유박 및 알팔파는 40%내외, 탄질비가 높고 분해가 어려운 가축분 왕겨퇴비는 10%에 불과했다. 즉 화학비료 대비 유기물 양분(질소)의 비효화 율은 알팔파는 60%, 유박비료는 54%, 퇴비는 14% 였다. 또한 화학비료(100%) 대비 인산 이용률(유박: 296%, 알팔파: 660%, 퇴비: 36%로, 인산의 이용율이 높은 것은 유기물로 투입된 인산의 량이 화학비료보다 낮아 상대적으로 유기물질에 의한 작물의 인산이용율이 높고, 화학비료는 토양중 고정화가 작물생육 초기에 일어나는데 비하여 유기물질은 서서히 분해되면서 작물에 흡수되어 인산이용율이 높은 것으로 추정된다. 수단그라스 1차수확 후 포장침수로 인한 생육불량으로 전 생육 과정을 통한 양분흡수율은 측정할 수 없었다.

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유류오염 토양의 화학.생물학적 통합처리 과정 중의 미생물 군집 변화

  • 최정혜;배재상;박연정;김수곤;고성철
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2006년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.29-32
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    • 2006
  • 화학적 산화처리와 bioremedation 기법을 개별적 또는 복합적으로 동시에 적용함으로써 한 개별 기법의 단점을 보완하고 현장적용성을 증대시킬 수 있는 통합기법을 개발하고자 하였다. 펜톤유사 반응을 통해 고농도의 유류를 산화분해 시킨 후 미생물 처리를 통해 잔류 유류 오염물질을 제거하고자 하였다. 유류 오염토양의 화학 생물학적 통합처리 공정의 현장 적용성 및 토양 미생물에 미치는 영향을 검증하기 위해 처리과정 전 후의 미생물 군집구조를 분석하였다. 또한 토양 내 유류 분해균을 분리하기 위해 탄소원으로 경유와 벙커C를 이용하여 농화배양을 수행하였다. 경유 분해균 10여종, 벙커 C 분해균 6종을 분리하여 분해능 및 동정을 시도하였다. 또한 유류 분해미생물의 consortia를 분자생물학적 기법으로 분석을 시도하였다.

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자체중량다짐법과 유럽표준방법에 의해 충진된 상토의 물리화학적 특성 비교 (Comparisons of Physical and Chemical Properties of Some Growing Media using European Standard and Self-Compaction Methods)

  • 박현준;손정익
    • 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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    • 한국생물환경조절학회 2002년도 학술발표논문집
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    • pp.101-105
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    • 2002
  • 최근 원예 분야에 무토양 상토가 매우 광범위하게 쓰이고, 그 종류도 매우 다양하다. 무토양상토는 피트모스, 코코피트, 펄라이트, 버미클라이트 등 많은 유ㆍ무기 소재의 혼합물이다. 따라서 일반토양과는 수분특성과 단위체적중량이 완전히 다르며, 일반토양분석방법으로 여러 가지 다양한 종류의 무토양상토의 물리화학적 성질을 비교 분석한다는 것은 매우 어려운 일이다. (중략)

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Electrokinetic 정화기술에 의한 토양내의 납성분 제거

  • 정하익
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 1996년도 경북지부 결성 및 추계학술발표회 논문집
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    • pp.88-91
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    • 1996
  • 본 연구에서는 전기화학적 정화방법인 electrokinetic 정화기술을 이용하여 오염된 토양내에서 중금속을 제거하는 방안을 연구하였다. 이를 위하여 납을 혼합하여 오염시킨 점토시료에 대하여 정화가동시간, 공급전류, 오염농도를 다르게 하고 3가지의 향상기법을 적용시켜 정화실험을 실시하였다. 실험결과를 토대로 유입수 및 유출수의 PH, 오염토의 PH, 전기포텐셜, 유출수량, 전기 전도도 등 오염토의 물리화학적 성질변화를 구명하고 정화가동조건 및 향상기법적용에 따른 오염토내의 납 제거효과를 파악하였다. 본 연구를 통하여 electrokinetic 정화기술은 투수성이 낫은 점성토 토양내의 중금속을 제거하는데 매우 효과적인 것으로 판명되었다.

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울산 석유화학공단 지역내 불포화대 토양층의 구간별 중금속성분 분포 연구

  • 유훈선;정상용;강동환;김철;문종익
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.186-190
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    • 2005
  • 본 연구는 울산 석유화학공단 지역을 중심으로 여천공단과 용연공단의 불포화 토양층에서 지표면하 1.0m 지점까지 3구간 $(GL-0{\sim}0.2m,\;0.2{\sim}0.5m,\;0.5{\sim}1.0m)$으로 나누어 토양을 채취하여 토양환경보전법에서 규제하는 중금속 성분을 실내분석 하였다. 연구지역의 토양내 pH는 모든 구간에서 평균 $6.9{\sim}7.0$으로 나타났으며, 대체적으로 $7.5{\sim}8.5$ 사이의 약알칼리성을 가지며 공장이 밀집한 지역에서는 pH $4.1{\sim}4.5$ 정도의 강한 산성을 나타내었다. 연구지역의 토양내 중금속은 Cd, CU, Pb, As, Hg, Ni, $Cr^{+6}$ 및 Zn 성분이 분석되었다. Zn와 $Cr^{+6}$ 성분을 제외하고는 시료채취 구간별 함량의 차이는 거의 나타나지 않았다. $Cr^{+6}$과 Zn 성분은 $0{\sim}0.2m$ 구간에서 높은 함량을 나타내었다.

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우리나라 논토양(土壤)의 화학적(化學的) 특성(特性) 분석(分析) (Monitoring on Chemical Properties of Bench Marked Paddy Soils in Korea)

  • 정병간;조국현;윤을수;윤정희;김유학
    • 한국토양비료학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.246-252
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    • 1998
  • 우리나라 논 토양 화학적 특성을 주기적으로 조사하기 위하여 도별(道別), 지대별(地帶別), 지형별(地形別) 분포 면적비를 고려하여 1,168점의 토양시료를 채취하여 검정한 결과 논 토양의 평균 화학성분함량은 pH는 5.6, 유기물(有機物) $25g\;kg^{-1}$, 유효인산(有效燐酸) $128mg\;kg^{-1}$, 유효규산(有效珪酸) $72mg\;kg^{-1}$이며, 치환성칼륨, 칼슘 및 마그네슘은 각각 0.32, 4.0, $1.2cmol^+\;kg^{-1}$이었고, 동일지점에서 1990년의 조사치보다 유효인산함량은 증가하였으나, 유효규산, 유기물등 대부분의 화학성분은 감소하였다. 조사된 토양중 화학성분이 수도(水稻)생육의 적정범위(週正範圍)에 있는 토양의 분포비율은 pH 14.9%, 유기물 24.6%, 유효인산 21.3%, 유효규산은 6.2%이고, 치환성칼륨, 칼슘 및 마그네슘은 각각 19.7, 13.5, 14.5%이었다. 지대별(地帶別), 토양화학성분함량을 보면 노령동서내륙(盧嶺東西內陸)에서 pH가, 호남내육지대(湖南內陸地帶)에서는 유효인산함량이 남부해안지대(南部海岸地帶)는 유기물과 치환성칼륨이, 태백고랭지대(太白高冷地帶)는 치환성칼슘이, 동해안남부지대(東海岸南部地帶)는 치환성마그네슘이, 남서해안지대(南西海岸地帶)에서는 유효규산함량이 각각 가장 높았다. 지형별(地形別) 토양화학성분함량은 하해혼성평탄지(河海混成平坦地)에서는 유기물과 치환성칼슘, 마그네슘함량이 제일 높았고, 산록경사지(山麓傾斜地)에서 유효인산, 유효규산, 치환성칼륨함량이 각각 높았으며, 이와는 반대로 하성평탄지(河成平坦地)에서는 유효규산함량이 가장 낮았고, 홍적대지(洪積臺地)에서 유기물과 유효인산, 치환성칼륨이, 산록경사지(山麓傾斜地)에서 치환성칼슘과 마그네슘함량이 가장 낮았으며, pH는 지형에 관계없이 비슷한 경향이었다. 연대별 토양비옥도 변동은 pH과 유기물은 큰 변동이 없고, 유효인산과 치환성칼륨함량은 증가하는 추세이며, 치환성칼슘과 마그네슘함량은 계속 감소하며, 유효규산함량은 농토배양사업으로 증가되다가 계속 감소하는 경향이었다.

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유류오염토양의 화학적 고도산화 현장적용기술 개발

  • 김국진;고일원;이광표;이철효
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.235-238
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    • 2004
  • 유류 오염토양에 대한 과산화수소의 화학적 고도산화에 대한 실험실 및 현장 적용 가능성을 타진하였다. 현장 오염토양 10g에 각각 과산화수소(34.5%) 원액을 중량비로 0.3%, 0.6%, 1.0%, 2.0%를 처리하여 혼합 후 실험실에서 1일 반응 후 TPH 농도를 분석하였다. 분석결과 토양 대비 2.0%의 과산화수소를 투입한 처리구에서 가장 높은 복원 효율을 측정할 수 있었고 2.0%까지의 투입농도에서 미생물의 농도 변화는 측정되지 않았다. 오염된 토양에 과산화수소를 오염 토양 중량 대비 2%를 분무기로 살포 후 로타리가 설치된 경작 장비로 뒤집기 수행하여 1일 후 오염토양의 오염농도를 분석한 결과 초기 TPH 5,365ppm의 농도가 2,317ppm으로 56.8% 복원된 것을 확인할 수 있었다.

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3개의 다른 토양에서의 카드늄과 마그네시움의 경쟁적 상호작용 (Competitve Interactions of Cadmium with Magnesium in Three Different Soil Constituents)

  • Doug-Young Chung
    • 한국토양환경학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.81-88
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    • 1996
  • 토양과 토양용액의 경계면에서 토양내 흡착부위에 대해 경쟁적 이온이 존재할 때 카드늄의 흡착 현상을 연구하기 위하여, 토양의 Bt층으로부터 토양시료를 채취하여 토양의 물리화학적 특성을 분석하였다. 한편 Ethy-lone glycol monoethyl ether(EGME)와 질소가스를 가지고 각각의 토양의 특정표면적을 조사하였다. 토양층 내에서 토양입자와 반응성을 지닌 물질의 동태를 연구하는 일반적 지침으로, 물리화학적 특성이 완전히 다른 토양을 가지고 일반적인 등온흡착곡선을 취하였다. 단일 등온흡착곡선에서 보여 주었던 것처럼 물질간의 경쟁적흡착을 포함한 여러가지의 물리 화학적 요인들이 흡착에 영향을 미칠 것으로 추정된다. 한편 각각의 토양입자에 의한 카드늄 흡착의 정도는 사용된 토양과 용액의 회석 비율뿐만 아니라 각각의 토양의 표면적에 의존한다는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 서로 다른 토양에서의 카드늄이 마그네시움과의 경쟁적 흡착에서도 적용되는 것을 알 수 있었다. 이러한 등온흡착곡선은 유해한 무기성분의 흡착과 동태 해석 뿐만 아니라 표준 배취흡착과정을 연구개발하는데 복합 요인으로 작용한다는 것을 증명하기 위한 예로서 사용할 수 있다.

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유기성 영양분 첨가 및 화학적 산화 연계를 통한 유류오염 토양의 생물학적 정화효율 향상에 관한 연구 (Enhancement of Biodegradation Rate of Petroleum Hydrocarbons-contaminated Soil with Addition of Organic Composite Nutrients and a Chemical Oxidation)

  • 김국진;오승택;이철효;서상기;강창환;장윤영
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제13권3호
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    • pp.59-66
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    • 2008
  • 본 연구는 유류화합물로 오염된 토양의 생물학적 정화효율을 향상시키기 위한 연구로서, 정화목표인 TPH 500 mg/kg을 달성하기 위하여 유기성 영양분과 화학적 산화를 추가적으로 연계 적용하여 생물학적 정화효율의 성능향상 시험을 수행하였다. 경유로 오염된 토양을 대상으로 시험한 결과, 생물학적으로 정화하는 과정에서 무기성 성분(N, P)을 영양분으로 사용하여 정화한 경우에서 보다(정화효율 80.2%) 유기성 영향분인 퇴비와 액분을 사용한 경우가 각각 84.4%, 92.2%로 높은 정화효율을 보여주었다. 난분해성 물질을 함유한 토양의 생물학적 정화과정에서 tailing 현상이 일어나는 기간에 화학적 산화와 생물학적 정화를 병행하였을 때 TPH 농도를 134 mg/kg로 떨어뜨려 정화효율 98.1%를 얻은 반면에 생물학적 정화만 진행한 경우 TPH 1,073 mg/kg로 정화효율 84.7%를 나타내 화학적 산화의 병행처리가 더 효과적임을 알 수 있었다.