• 한국토양환경학회지
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• 제3권3호
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• pp.55-62
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• 1998

탄화수소계 화합물이나 중금속 잔류물 등으로 오염된 토양은 토양세척방법에 의해 효과적 으로 처리할 수 있다. 본 연구에서 토양세척공정을 개발하는데 있어 토양으로부터 오염물을 분리하기 위한 몇 가지 주요 핵심 공정기술들은 채광기술과 화학공정기술의 접목을 통하여 점차적으로 개선되어 얻어졌다. 본 파일롯 규모의 토양세척장치는 공정 상 크게 네 부분으로 이루어져 있다. 1) 기계적 마찰, 2) 세척수를 이용한 세탁작용, 3) 최종세정, 4) 오염된 세척수의 재생. 장치는 현장에서 오염토양을 시간당 5톤 속도로 처리하기 위한 규모로 설계하였다. 오염된 토양 덩어리는 먼저 1차 세척부인 회전 마찰 분쇄 관을 통과하면서 개개의 토양입자로 부셔지고 다음, 교반날이 설치된 2차 세척부에서 세척수와의 강한 마찰효과에 의해 오염물의 탈착이 이루어지게 된다. 최종 단계인 3차 세척부에선 세척된 토양을 최종적으로 물분사장치를 이용하여 세정하고 오염된 세척수와 정화된 토양을 역방향으로 분리하여 각각 배출시킨다. 세척수를 연속적으로 재사용하기 위하여 오염된 세척수는 미세토의 응집, 침전과 기름성분의 부상분리가 이루어지는 세척수 처리조를 거쳐 세척부로 다시 반송되도록 하였다. 추후 이동과 운전비용을 줄이면서 현장에 적합한 토양세척장치의 적용성을 얻기 위하여 트레일러에 탑재된 이동형 토양세척장치개발에 대한 연구를 진행할 것이다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1999년도 추계학술발표회
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• pp.87-89
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• 1999

본 연구에서는 Sorfactant/Cosolvent 혼합용액을 적용한 Soil flushing 기법에 의해 농약(Endosulfan(6,7,8,9,10,10-Hexachlor-1,5,5a,6,9,9a-hexahydro-6,9-methane-2,3,4benzo (e)dioxathiepin-3-oxide))으로 오염된 토양의 정화효율을 알아보았으며, 회분식 및 연속식 실험을 통하여 최적의 운전조건을 도출하고자 하였다. 세척용액의 적정 사용조건을 알아보기 위한 회분식 실험은 Jar tester를 사용하여 진탕비 (토양 중량 : 세척용액 부피), Surfactant(SDS ＋ POE$_{5}$, POE$_{9}$ ＋ POE$_{14}$, POE$_{5}$ ＋ POE$_{14}$, POE$_{14}$)와 보조용매(water, ethanol, methanol, ethanol＋methanol)의 혼합비 및 농도 조건을 변화시켜가며 토양세척을 수행하였다. 세척용액은 보조용매에 Surfactant의 농도를 0.5%, 1%로 용해하여 적용하였다. 연속식 실험은 회분식 실험에서 얻어진 최적 세척용액 사용조건 즉, 계면활성제 SDS + POE$_{5}$(1:1, 용액농도 1%), 보조용매 ethanol을 일정 비율로 혼합한 세척용액을 오염된 토양이 충진된 유리칼럼에 여러 유량조건에서 1 - 20 pore volume까지 통과시켜 각 통과된 pore volume에서의 토양세척 효율을 알아보았다. 본 실험조건에서 얻어진 세척용액의 최적 통과 속도는 0.31 ㎤$cm^{-2}$$min^{-1}$ 이었으며, 세척온도의 증가에 따른 세척효율의 향상은 2$0^{\circ}C$이상에서 크게 둔화되었다. 또한 보조용매의 사용량을 줄이기 위해 에탄올을 물로 1:3까지 희석한 결과 세척효율에 큰 영향이 없음을 알 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1999년도 추계학술발표회
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• pp.99-102
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• 1999

본 연구에서는 대표적인 물리 화학적 토양정화방법인 토양세척기법의 효율증진을 위하여, Fe를 다량 함유한 고농도 윤활유 오염토양을 대상으로 알카리 용액과 산성용액의 세척효율을 비교 검토하고, 과산화수소의 첨가에 따른 세척효율의 향상효과를 알아보았다. 세척용제인 NaOH와 HCl를 이용하여 세척효율 검토 결과 NaOH를 이용한 경우에 약 60% 의 세척효율을 나타냈다. 또한 NaOH 농도에 따른 정화 효율은 각각 0.5% > 1% $\geq$ 2% 순서로 증가하였다. 기존의 세척효율을 향상시키기 위하여 과산화수소를 첨가하고 오염토양의 정화효율을 비교 검토한 결과 NaOH용액에서는 과산화수소의 농도가 증가할수록 정화효율이 증가하였으나 NaOH의 농도증가에 대해서는 큰 영향을 보이지 않았으며, NaOH 3%의 농도에서 과산화수소 1%를 첨가했을 때 85%의 정화효율을 나타냈다. 또한 과산화수소 주입시기에 따른 영향을 검토한 결과 세척 후 과산화수소를 주입한 경우에 정화효율이 높았다. 반면에 HCl의 경우는 HCl의 농도가 증가할수록 정화효율이 증가하였고, 세척하지 않고 과산화수소를 주입한 경우에 정화효율이 증가하였다. 고농도의 윤활유 오염토양의 세척효율을 증진시키기 위한 처리로서 과산화수소의 주입은 NaOH 상태에서 그 효율이 약 15%정도 증진되었으며, 일정시간에 이르면 정화효율이 평형에 도달하는 것을 알 수 있었다. HCl 상태에서는 25%의 정화효율이 증진되는 것을 알 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.227-230
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• 2004

본 연구에서는 유류오염토양 세척유출수내 미세토사의 효율적 제거를 위한 최적의 방안 및 적용 운전 조건을 도출하고자 하였다. 응집제를 주입하지 않은 blank 실험결과, 광운대학교 토양 세척유출수는 pH 7～12의 범위에서 65～75%의 효율을 나타내었고, 우이천 하천퇴적 토양 세척유출수는 pH 7～11의 범위에서 30% 안팎의, pH 12에서는 70% 정도의 낮은 효율을 나타내었다. pH 13에서는 두 가지 세척유출수에서 각각 91%, 85%의 효율을 나타내었다. 응집ㆍ침전 실험 결과, 광운대학교 토양 세척유출수는 FeC13, alum, PAC을 적용하였을 때 대체로 99% 이상의 효율을 보였으나, PAM을 적용하였을 때는 pH 13에서만 약 95%의 효율을 보였을 뿐 pH 7～12의 범위에서는 50～70%의 낮은 효율을 보였다. 우이천 하천퇴적 토양 세척유출수는 alum과 PAC을 적용하였을 때 대체로 90% 이상의 효율을 나타내었으나, FeC13와 PAM을 적용하였을 때는 pH 13일 경우에서만 98%이상의 효율을 보였을 뿐 다른 pH조건에서는 대체로 60%이하의 효율을 보였다. 두 가지 세척유출수에 대하여 높은 효율을 보인 alum과 PAC의 경제성을 비교해본 결과 같은 양의 세척유출수를 응집처리 할 경우 PAC에 비하여 alum을 적용하였을 때 적은 비용이 소요되었다. 따라서 alum이 효율성과 경제성에서 가장 우수함을 알 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권5호
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• pp.8-19
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• 2008

우라늄 함량이 높은 흑색 셰일 및 점판암이 주요 기반암인 괴산군 청천면 덕평리 일대 토양의 물리/화학적 특성을 규명하였고, 토양으로부터 우라늄을 제거하기위한 다양한 세척용액 및 세척조건을 적용한 실내 세척 실험을 실시하여, 토양 세척법이 우라늄 함량이 높은 토양으로부터 우라늄을 제거하는데 효과적인 방법임을 입증하였다. 총 8지점 토양 시료의 우라늄 농도를 분석하여 인공강우 용출실험(SPLP), 독성물질 용출실험(TCLP)을 실시한 결과 가장 우라늄함량이 높은 S2 토양의 경우 SPLP 용출 농도가 USEPA 음용수 기준치(30 ${\mu}g$/L)를 초과하여 토양으로부터 주변수계로의 지속적인 오염 가능성이 있는 것으로 나타났으며, 연속추출실험(SEP) 결과 약산 강우에 의해 토양으로부터 우라늄 용출이 발생할 수 있는 것으로 판단되었다. 토양으로부터 우라늄을 제거하기위하여 다양한 세척액과 세척조건을 적용하여 토양 세척 실험을 실시한 결과, pH 1인 산성용액, 염산 0.1 M 용액, 황산 0.05 M 용액, 구연산 0.5M 용액을 세척액으로 사용하는 경우 우라늄 제거 효율이 80% 이상이었으며, 아세트산과 EDTA 용액의 경우 30%이하의 낮은 제거율을 나타내었다. 토양/세척액 비율은 1 : 3, 세척 시간을 30분, 토양 당 반복 세척 회수를 2회로 설정하여 위의 세척용액들을 이용하는 경우, 실제 우라늄 함량이 매우 높은 S2 토양 주변 현장에서 토양 세척법이 우라늄 제거에 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 판단되었다. 세척 전/후 토양의 총유기탄소함량(TOC), 양이온 교환 능력(CEC)을 측정하였고, X-선형광분석(XRF)과 X-선회절분석(XRD)을 실시하여 비교함으로써 세척 후 토양 특성 변화를 규명하였다. 세척 후 토양의 TOC와 CEC가 각각 55%, 66%까지 감소하여 세척한 토양을 작물재배용으로 재사용할 경우 적절한 개량제를 첨가하는 것이 바람직할 것으로 나타났다. 세척 전/후 토양의 XRF 및 XRD 분석 결과, 산세척에 의한 토양의 주요 성분과 광물 구조 변화는 심각하지 않은 것으로 나타나 pH 회복을 위한 추가 물 세척 후 세척 토양을 재활용 할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권1호
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• pp.61-67
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• 2009

현장규모의 유류오염 토양세척에 따른 세척 유출수를 처리하기 위해 다단계 물리화학적 무방류 수처리시스템을 이용하였다. 오염토양세척 후 세척토양과 세척수 처리효율을 평가하기 위해 단위공정별 잔류하는 TPH(세척토양), COD$_{Mn}$, SS, n-hexane을 분석하였다. 세척 유출수 시료채취지점은 침사지,응집 침전조 그리고 유수분리조의 유출수,공정수,저장조 유입수로 4곳의 시료채취 지점에서 총 3회에 걸쳐서 실시하였다. 또한 약8개월간의 토양세척 및 공정수 저장조의COD$_{Mn}$, SS, 그리고 n-hexane을 분석하였다. 그결과, 오염토양의 농도조건과 상관없이 오염토양의 세척효율이 평균95.9%로 높았고, 수처리 공정 최종 방류구인 공정수 저장수의 COD$_{Mn}$, SS, 그리고 n-hexane가 수질환경보전법상 청정지역 방류수질기준 미민으로 검출되었다. 현장규모의 토양 세척수 처리시스템은 세척수를 100%세척공정수로 재이용하여 환경친화적이고 경제적인 토양세척 처리공법이 될 수 있음을 시사하고 있다.

• 한국토양환경학회지
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• 제4권2호
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• pp.87-101
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• 1999

토양세척 기법은 금속-리간드 착물형성을 촉진하여 오염토양으로부터 중금속을 제거하는 효과적인 방법으로 알려져 있다. 본 연구는 폐금속광산 광미와 그 후면 농경지토양의 중금속 오염도 저감에 대한 세척기랩의 적용효과를 검토하기 위해 수행되었다. 실험에 사용된 일부시료에서 구리와 납의 오염도는 토양오염 우려기준 및 대책기준을 초과하였으며 또 다른 시료에서는 카드뮴이 대책기준에 근접하는 오염도를 보였다. 토양시료에 단계적 추출법을 적용하여 실험한 결과에 따르면 광미와 주변토양시료에 존재하는 중금속의 절반 이상이 식물이용가능성 있는 흡착된 형태로 존재함이 밝혀졌다. 또한 단계석 추출법으로 조사한 몇 가지 형태의 중금속 농도와 0.1N HCI 용출실험에서 구한 농도 사이에는 비례관계가 성립하였다. 유기산별 세척능력 비친실험에서 구연산은 위의 세 가지 중금속 모두에 대하여 초산이나 옥살산에 비해 월등한 세척효율을 나타내었다. 그리고, 구연산을 사용하여 토양으로부터 중금속을 세척할 때 세척액의 pH를 5.5이하로 하면 보다 나은 세척효율을 얻을 수 있었다. 구연산 세척법을 이용한 중금속 세척시 효율은 세척액 농도, (세척액/토양)혼합비, 그리고 세척액의 초기 pH에 의존하여 달라졌다. 구연산에 SDS를 같이 투입하여 세척하면 세 가지 중금속 중에서 카드뮴의 세척효율이 가장 크게 개선되었으며 구리 제거율은 변화되지 않았다. 이상에서 알 수 있듯이 구연산 세척기법은 광미와 중금속 오염토양으로부터의 중금속 제거에 적용 가능한 정화방법임이 확인되었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.350-353
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• 2003

본 연구에서는 비소로 오염된 토양 정화를 위한 수산화나트륨의 적용성에 관한 실험을 수행하였다. 수산화나트륨과 함께, 중금속 제거에 효율적이라고 알려진 염산과 citric acid를 50mM과 100mM로 적용하여 비교 세척실험을 실시하였다. 선정한 비소로 오염된 토양 중 광미와 밭 토양에 대해서는 수산화나트륨에 의한 세척이 보다 효율적이었으며, 하천퇴적 토양의 경우에는 수산화나트륨이 citric acid와 비슷한 효율을 보였다. 수산화나트륨을 이용한 시간에 따른 용출실험 결과, 3가지 토양 모두 적용농도 범위 내에서는 6시간 이후부터 90%이상의 비소 용출효율을 보였다. 수산화나트륨의 최적 농도 선정을 위해 각기 다른 농도 (50, 200, 300, 500, 750, 1000 mM)를 이용하여 각각의 토양을 세척한 결과, 3가지 토양 모두 200mM이 최적 농도임을 알 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권2호
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• pp.30-35
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• 2008

본 연구에서는 철도 윤활유 유래 오염토양을 정화하기 위해 토양세척방법, 화학적 산화법, 초음파 추출법의 타당성을 연구하였다. 세척제로는 tergitol이 사용되었으며, 세척실험은 보조용매인 iso-propyl alcohol을 사용하여 진행되었다. Tergitol이 디젤오염토양의 세척에는 효과적인 것으로 알려져 있으나, 윤활유 오염토양의 세척에는 효과적이지 못했다. iso-propyl alcohol을 보조용매로 사용한 경우 계면활성제의 토양 흡착을 증가시켜 오히려 세척효율이 감소하였다. 화학적 산화방법은 윤활유의 약 30% 정도만 제거할 수 있었다. 화학적 산화처리후 계면활성제에 의한 토양세척을 통해 약 16-17%의 추가적인 윤활유의 세척효과를 얻을 수 있었다. 초음파는 토양세척의 효과를 증가시키는 것으로 나타났다. 따라서 TPH 오염 철도 토양의 오염원에 따라 다른 방법을 적용하야 한다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제16권1호
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• pp.41-47
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• 2018

원전사고 및 시설보수 과정에서 방출되는 방사성물질 중 $^{137}Cs$은 토양의 주 오염원 중 하나이다. 세슘으로 인한 토양오염은 주민의 거주 및 공업용지로의 재사용을 위해 제염이 불가피하다. 본 연구에서는 다양한 토양복원 기술 중 국내 외에서 실제 방사성물질로 오염된 토양에 적용한 사례가 있는 토양세척 기술을 선정하였다. 토양세척 공정은 세척제를 사용하여 토양과 세슘의 표면장력을 약화시켜 토양과 세슘을 분리하는 원리이다. 이러한 토양세척 공정의 세척수 재사용을 통해 공정효율을 높이고자 세척수에 응집제를 적용하여 미세토양 및 세슘의 제거 성능 실험을 수행하였다. ICP-OES를 통해 세슘 수용액에 토양을 첨가하여 세슘을 흡착시킨 후 응집제를 첨가하여 세슘의 농도를 측정하였으며 응집제 적용시 최대 세슘 제거율은 약 88%, 최소는 67%였다. Visual MINTEQ Code를 통한 세슘과 토양과의 종결합을 예측하였으며 탁도 측정을 통해 응집제 투여 후 탁도를 측정하여 세척수의 재사용 여부 및 미세토양 제거율을 분석하였다.