• 대한환경공학회지
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• 제27권4호
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• pp.402-408
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• 2005

Fenton 산화공정을 매립지 침출수에 적용하여 최적의 촉매를 선정하고 최적의 반응조건을 도출하기 위해 Lab scale로 상온에서 실험하였다 본 실험의 연구 결과, 다음의 결과를 얻을 수 있었다. 1) TOC의 제거효율로 최적 pH를 살펴본 결과 $Fe^{2+}$는 pH 3.0, $Fe^{3+}$는 pH 4.5, $Fe^0$는 pH 4.0으로 각각 관찰되었다. 2) 각 촉매별 최적 주입량을 결정하고 반응특성을 살펴보기 위하여 TOC, $COD_{Cr}$, $UV_{254}$를 변수로 보았고, 2가철의 경우 $H_2O_2$ : $Fe^{2+}\;=\;1,200\;mg/L$ : 1,200\;mg/L로 결정되었다 또한 3가철의 경우 $H_2O_2$ : $Fe^{3+}\;=\;1,200\;mg/L$ : 1,200 mg/L, 0가철의 경우 $H_2O_2$ : $Fe^0\;=\;900\;mg/L$ : 1,200 mg/L로 각각 결정되었다. 3) 최적조건에서 3가철($Fe^{3+}$)이 TOC와 $COD_{Cr}$에서 가장 높은 제거효율을 나타냈지만 0가철($Fe^0$)과 큰 제거율 차이를 나타내지 않았다. 이에 따라 경제적인 측면을 고려할 때 0가철($Fe^0$)이 동일한 철염주입량에서 가장 적은 과산화수소 주입량이 필요하므로 상대적으로 우수한 것으로 나타났다. 4) 실험에 적용된 최적 pH를 검증하기 위해 처리수를 pH 중화제(NaOH)로 적정했을 때 각 촉매별로 실험에 사용된 pH가 최적조건임을 확인할 수 있었다. 5) 촉매별로 시간에 따른 redox potential을 사용하여 모든 촉매에 대해 산화반응의 정도 및 반응이 일어나고 있는 계의 산화환원력을 간접적으로 측정할 수 있었다. 이에 따라 실제 Fenton 공정을 적용할 때 "on-line monitoring"의 기초 자료로써 산화환원전위를 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권4호
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• pp.33-40
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• 2006

농경지에서 부유물질과 결합하여 비점원형태로 발생하는 잔류농약은 하류에 퇴적물로 침전되어 지표수를 오염시킬 수 있다. 이 연구는 트리아진계 제초제인 아트라진이 퇴적물에 포함되어 있는 경우 0가철(Zero-valent Iron, ZVI)을 이용한 탈염소화 반응 속도를 측정하였다. 실험결과 퇴적물의 완충능이 pH를 중성으로 유지시킴으로서 탈염소 반응이 지속됨을 알 수 있었다. 퇴적물에 아트라진을 10, 30, 50 mg Atrazine/L of total sediment로 오염시키고 0가철을 투여하여 아트라진의 농도변화를 측정함으로서 탈염소화 속도를 추정하였다. 탈염소화 속도는 아트라진 초기농도 10 mg/L인 경우 $1.38x10^{-1}/d$, 30 mg/L인 경우 $1.29x10^{-l}/d$, 50 mg/L인 경우 $7.43x10^{-2}/d$이었으며, 초기농도가 50 mg/L이고 영가철을 투입하지 않은 경우 속도상수는 $3.05x10^{-2}/d이었다. 영가철에 의한 아트라진 농도 반감기는 초기 농도 10 mg/L일때 5.03 d, 30 mg/L일때 5.38 d, 50 mg/L일때 9.33 d이었으며, 초기농도가 50 mg/L이고 영가철을 투입하지 않을 경우 22.73 d로 나타났다.

• 상하수도학회지
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• 제19권1호
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• pp.53-60
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• 2005

Ferrous cement hydrates made from hydrating Portland cement doped with Fe (II) were reported to reductively dechlorinate chlorinated organics and to reduce Cr (VI) to Cr (III). In this study, kinetics of nitrate removal by ferrous cement hydrates were investigated. Nitrate removal kinetics were characterized by experimental variables such as cement hydration, amount of cement addition, Fe (II) dose, pH, and byproducts. As a result, hydrated cement showed better performances than non-hydrated cement due to the formation of LDH (layered double hydroxide). Doping of Fe (II) into the cement was found to improve removal efficiency at high pHs by association with Fe (II) sorbed on cement hydrates as a reactive reductant. Reduction of nitrate produced ammonium as a major product, which accounted for 63.5% of the final products, and nitrite (0.15%) as a minor product. These results indicate that the developed media are effective as sorbent/reducing agents in the nitrate removal and the reaction mechanisms of nitrate removal are sorption and reduction.

• 자원리싸이클링
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• 제3권2호
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• pp.17-23
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• 1994

국내의 금정광으로부터 산성치오요소법에 의해 금, 은을 회수하기 위한 침출실험을 행하였다. 실험결과에 따르면 금, 은의 침출은 치오요소 및 산화제의 농도, 광액농도 등에 의해 크게 영향을 받고 있으며, 특히 3가철과 같은 산화제는 금, 은의 침출속도를 상당히 증가시킨다. 그러나 3가철의 농도가 너무 높으면 황화팡을 용해시켜 광석입자표면에 부동태층을 형성하기 때문에 금, 은의 침출을 저해하기도 한다. 한편 침출반응시 $SO_2$를 첨가하면 치오요소의 소모량은 어느정도 절감시킬 수 있으나, 금은의 침출율이 저하하여 귀금속의 회수에는 그리 효과적이지 못하다. 금정광으로부터 금과 은은 적정조건하에서 각각 90% 및 80%의 침출율을 보이며 이때 치오요소 소모량은 초기 농도의 약 10% 정도이다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권3호
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• pp.38-48
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• 2004

TEX농도의 지속적인 감소 및 비오염지역에 비해 오염지역에서 용존산소(DO), 질산염(NO$^{3-}$ ), 황산염(SO$_4$$^{2-}$ )농도의 뚜렷한 감소와 2가철($Fe^{2+}$)농도의 증가, 산화환원전위의 현저한 저하, pH중성 등의 지화학적 인자의 분포특성으로 미루어 보아 대상부지는 혐기성 상태에서 토착미생물에 의한 오염물질의 생분해가 이루어지고 있는 것으로 판단되며, 또한 이와 함께 투수성이 큰 현장부지의 지질학적 특성상 강우에 의한 지하수의 재유입으로 인한 희석 및 분산도 TEX농도의 감소에 부수적인 요인이 되었을 것으로 추정된다. 한편, 연구대상부지에서의 생분해능(EAC)은 9.04∼35.85 mg/L범위에 있으며, 평균 24.73 mg/L이었다. 그리고 연구대상부지에서 생분해에 가장 큰 영향을 주는 생분해과정으로는 황산염환원으로 기여도가 약 75%정도인 것으로 나타났으며, 다음으로는 질산염환원 그리고 산화철(3가철)환원의 순으로 나타났다. 연구대상부지의 생분해능(EAC)를 기초로 년간 분해할 수 있는 TEX의 양을 계산해 보면 121∼45.3kg/year이며, 이 값은 년간 TEX의 지하수 부하량의 약 80%정도에 해당하는 것이다. 현장부지에서의 계산된 전체 자연저감율은 0.0017∼0.0224day$^{-1}$(평균 0.0110day$^{-1}$)이며, 1차 생분해율은 0.0008∼0.0106day$^{-1}$(평균 0.0051day$^{-1}$)이었다. 1차 생분해율에 근거한 연구대상부지에서 TEX의 반감기는 866.25∼65.38일(2.37∼0.18 years)로 계산되었다.

• 한국광물학회지
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• 제16권1호
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• pp.107-123
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• 2003

본 연구는 0가 철 (ZVI)의 설치위치와 전극의 배열에 따른 다양한 조합의 전기적 투수성 반응벽을 대상으로 트리클로로에틸렌의 탈염소화 반응에 의한 정화시 ZVI의 부식에 기인하는 광물상침전물에 대해 알아보고, 이에 대한 조절 요소를 알아보고자 한다. 광물학적 연구 결과, 지하수 유입부의 ZVI 시료는 상대적으로 많은 레피도크로사이트, 훼리하이드라이트 혹은 철 수산화물과 (phospho)siderite가 산출되는 반면, 용출부의 ZVI 시료는 아카가나이트, 자철석/마그헤마이트, 그리고 중간 산물인 green rust (CR) I 과 CR II가 산출되었다. 이러한 광물 조합의 변화는 용존 산소 및 pH의 상승에 주로 기인한 것으로 나타났다. 또한 전기적 투수성 반응벽 내에 산출되는 광물상 침전물들의 조절 요소들은 (1) pH, (2) 용존산소, (3) 철의 부식시 중간 산물, (4) 음이온 종류 등으로 밝혀졌다.

• 한국토양환경학회지
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• 제4권2호
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• pp.11-31
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• 1999

회분식 및 연속류 주상 실험을 통해 인공 조제 지하수로부터 입상활성탄에 의한 6가크롬 (Cr(VI)) 제거에 대한 연구를 수행하였다. 실험에 적용된 변수로는 용액의 pH, 용존산소의 존재여부를 사용하였고 2가철(Fe(II))로 활성탄을 전처리한 것을 처리하지 않은 활성탄과 그 결과를 비교하였다. 용액의 pH를 4.0에서 7.5로 증가 시킴에 따라 무처리 및 Fe(II)로 전처리한 활성탄 모두에 흡착된 Cr(VI)의 양이 현저히 감소하였다. 용존산소가 배제 (무산소조건) 되었을 경우 Cr(VI) 제기량이 증가하였는데, 이는 Cr(VI)의 Cr(III)로의 환원 때문으로 추측된다. 그러나, Fe(II)에 의한 활성탄의 전처기는 Cr(Vl)제거에 거의 영향을 미치지 않았다 흡착된 Cr(VI)를 추출하기위해 0.01M $K_2$$HPO_4$와 침전 또는 흡착된 Cr(III)를 제거하기위해 0.02N $K_2$$HPO_4$로 세척하였는데, 이는 Cr(VI)로 흡착능이 고갈된 활성탄 재생의 한 방법으로 고려될 수 있으리라 사료된다. 재생된 활성탄은 본래의 활성탄보다 큰 흡착능을 보였는데, 그 이유는 Cr(VI)가 낮은 pH에서 흡착이 잘되며 또 Cr(III)로 환원되기 때문으로 사료된다. 산세척수중의 Cr(III)의 존재는 비교적 산성 조건하에서 Cr(VI)의 Cr(III)로의 환원을 보여주는 증거로 사료된다. 5회의 재생 및 재사용 실험에서 이 재생방법이 흡착능을 악화시키는 것 없이 지속적으로 사용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권7호
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• pp.697-703
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• 2005

본 연구에서는 주문진사 입경, 일차 및 이차 코팅온도, 코팅시간, 및 초기 3가철 주입농도를 변화시키면서 철을 코팅시킨 모래흡착제(Iron-Coated Sand, ICS)를 제조하였다. ICS 제조의 최적조건은 코팅효율, 코팅된 철의 안정성, 및 비소제거능 으로부터 선정하였다. 철코팅 효율은 입경이 작은 모래를 지지체로 사용하고 일차코팅온도를 높여주었을 때 뚜렷이 향상되었다. 철의 코팅효율은 이차코팅온도 및 코팅시간에는 크게 영향을 받지 않았지만 As(V) 흡착능은 이차코팅온도가 증가됨에 따라 크게 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 결과들을 고려하여 ICS의 최적 이차코팅 조건을 $150^{\circ}C$ 온도조건과 1시간의 가열시간으로 선정하였다. Fe(III) 주입농도 변화에 따른 철 코팅효율은 0.8 Fe(III) mol/kg sand 될 때 까지는 뚜렷이 증가하였지만 그 이상에서는 큰 차이가 없었다. 기리고 Fe(III) 주입농도를 증가시킬수록 As(V) 흡착능도 증가하였으며 0.8 Fe(III) mol/kg sand 조건에서 최대값을 보여주었다. 이차 코팅온도 및 시간은 ICS 안정성의 주요변수로서 코팅온도를 높이고 코팅시간을 길게 할수록 ICS로 부터 용출되는 철의 양은 감소하였다. ICS에 대한 As(V)의 흡착은 낮은 pH에서 흡착량이 증가하는 전형적인 음이온형 흡착경향을 보여서 ICS는 강한 산성을 띄는 오염수내에 함유된 As(V)를 제거하는데 적용이 가능함을 알 수 있었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제17권3호
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• pp.193-218
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• 1974

본(本) 연구(硏究)는 산도(酸度)가 극(甚)히 높고 수도(水稻)의 생육(生育)이 저조(低調)하며 수량(收量)이 낮은 특이산성답(特異酸性畓) 토양(土壞)에 대(對)한 특성조사(特性調査)와 그 개량(改良)의 목적(目的)으로 석회(石灰)를 시용(施用)하였을 때 토양(土壞)의 화학적(化學的) 성질(性質)과 수도묘(水稻苗)의 생육(生育)에 미치는 영향(影響)을 검사(檢討) 연구(硏究)하고져 하였다. 즉(則) 특이산성답토양(特異酸性畓土壞)에서 석회(石灰)의 시용(施用)이 그 토양(土壤)의 산도(酸度), 산화환원전위차(酸化還元電位差), 2가철(價鐵), 알루미늄 및 황산함량(黃酸含量)의 변화(變化)와 토양인(土壞燐)의 화학적(化學的) 형태(形態)에 미치는 영향(影響)을 담수(湛水) 및 건조(乾燥)와 같은 환경(環境)의 변화하(變化下)에서 추구(追究)하였으며 한편 수도(水稻)의 묘생육(苗生育)에 대(對)하여 인산(燐酸), 철(鐵) 및 알루미늄의 개량적(改良的) 또는 저해적(沮害的) 효과(效果)를 석회(石灰)의 영향하(影響下)에서 검사(檢討)한 바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 특이산성답(特異酸性畓) 심토(心土)는 석회(石灰)가 시용(施用)되어도 건조(乾燥)되면 다시 pH가 저하(低下)된다. 2. Eh는 담수(湛水) 5일경(日頃)에 최저(最低)로 되고 석회시용(石灰施用)으로 크게 하강(下降)되나 건조(乾燥)되면 다시 상승(上昇)된다. 3. 수용성(水用性) 및 Morgan 용액가용(溶液可溶) 2 가철(價鐵)의 함량(含量)은 담수(湛水) 15일경(15日頃)에 최고(最高)로 되며 수용성(水用性) 2 가철(價鐵)만이 석회시용(石灰施用)에 의(依)하여 크게 감소(減少)된다. 4. 수용성(水用性) 및 Morgan 용액가용(溶液可溶) 알루미늄 함량(含量)은 담수(湛水)와 석회시용(石灰施用)으로 감소(減少)되며 건조(乾燥)에 의(依)하여 약간 증가(增加)되는 경향(傾向)이다. 5. 석회(石灰)를 시용(施用)한 특이산성답(特異酸性畓) 토양(土壞)에서 수용성(水用性) 석회(石灰)와 황산함량(黃酸含量) 간(間)에는 고도(高度)의 유의성(有意性) 있는 부상관(負相關) 관계(關係)가 있으며 석회시용(石灰施用)은 토양(土壞)의 황산함량(黃酸含量)을 감소(減少)시킨다. 6. 전린(全燐)은 특이산성답(特異酸性畓) 표토(表土)에서 496.3ppm, 심토(心土)에서 387.5ppm이었으며 무기인(無機燐)의 함량(含量)은 Fe-P>Occ.Fe-P>Ca-P>Occ.Al-P>Al-P 의 순(順)으로 Fe-P가 가장 많았다. 7. 석회시용(石灰施用)은 토양(土壞)의 Ca-P나 Al-P 등(等)을 크게 증가(增加)시키고 Occ. Fe-P와 Occ. Al-P도 증가(增加) 시키나 Fe-P는 감소(減少)시키는데 그 정도(程度)는 토양(土壞)에 따라 다르다. 8. 수도묘(水稻苗)의 건물중(乾物重)에 대(對)한 인산효과(燐酸?果)는 현저(顯著)하며 석회(石灰)를 시용(施用)하지 않을때는 인산(燐酸) 흡수계수(吸收係數)의 6.8%, 석회(石灰)를 시용(施用)할 때는 인산(燐酸) 흡수계수(吸收係數)의 10.0% 해당량(該當量)에서 가장 많은 건물중(乾物重)을 생산(生産)하였다. 9. 석회(石灰) 시용(施用)은 수도묘중(水稻苗中)의 석회(石灰) 및 규산(珪酸)의 함량(含量)과 그 흡수량(吸收量)을 증가(增加)시키나 철(鐵) 및 알루미늄함량(含量)과 그 흡수량(吸收量)을 감소(減少)시킨다. 묘중(苗中)의 인산함량(燐酸含量)이나 흡수량(吸收量)은 인산시용(燐酸施用)으로 증가(增加)되나 철함량(鐵含量)은 감소(減少)되며, 철(鐵)이나 알루미늄의 시용(施用)은 이들의 함량(含量)과 흡수량(吸收量)을 증가(增加)시키나 인산함량(燐酸含量)과 흡수량(吸收量)은 감소(減少)시킨다. 10. 석회(石灰)의 시용(施用)은 과잉(過剩)의 철(鐵)과 알루미늄에 의(依)한 피해(被害)를 크게 경감(輕滅)시킨다. 11. 인산(燐酸) 시용시(施用時) 묘(苗)의 건물중(乾物重)은 묘중(苗中)의 인산(燐酸), 석회(石灰) 및 규산(珪酸)의 흡수량(吸收量)과 고도(高度)의 유의성(有意性)있는 정상관관계(正相關關係)가 있었고 철(鐵) 및 알루미늄 시용시(施用時) 건물중(乾物重)은 석회(石灰), 규산(珪酸)의 함량(含量) 및 그 흡수량(吸收量)과는 유의성(有意性) 있는 정상관(正相關), 철(鐵) 및 알루미늄의 함량(含量)과 이들의 흡수량(吸收量)과는 유의성(有意性)있는 부상관(負相關) 관계(關係)가 있었다. 12. 석회(石灰)와 인산(燐酸)을 시용(施用)하였을 때 묘(苗)의 건물중(乾物重)은 시험(試驗) 후(後) 토양(土壤)의 pH 및 Morgan 용액(溶液) 가용(可溶) 석회(石灰) 함량(含量)과 고도(高度)의 유의성(有意性)있는 정상관(正相關) 관계(關係)가 있었고 석회(石灰)와 철(鐵) 및 알루미늄을 시용(施用)한 시험(試驗) 후(後) 토양(土壤)의 pH와 석회(石灰) 및 규산함량(珪酸含量)과도 유의성(有意性)있는 정상관(正相關), 철(鐵) 및 알루미늄의 함량(含量)과는 부(負)의 상관관계(相關關係)가 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권7호
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• pp.778-782
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• 2007

본 연구는 시멘트/Fe(II) 시스템의 TCE 분해 기작에 관한 것이다. 회분식 슬러리 실험을 통해 시멘트/Fe(II) 시스템 내에서 선별된 이온들의 거동을 조사하였다. 시멘트/Fe(II) 시스템에서 주입된 Fe(II)은 반응시간 12시간 이내에 대부분 고체상으로 흡착되었으며 Fe(II)와 함께 주입된 sulfate 역시 12시간 이내에 90% 정도 고체상으로 이동하였다. 시멘트/Fe(II) 시스템의 Fe(II)-Fe(III) (수)산화물 형성을 모사한 적철석/CaO/Fe(II) 시스템의 TCE 분해능 실험결과 시멘트/Fe(II)에 상응하는 분해속도를 보였다. 칼슘산화물은 시멘트 수화물의 주요 구성성분의 하나로서 시멘트 내에 60% 정도 함유되어 있으며 제한된 조건에서 반응성을 갖는 것으로 알려져 있다. 적철석은 시멘트에 포함되어 있는 철산화물을 모의한 것으로 선별실험을 통해 결정하였다. 적철석/CaO/Fe(II) 시스템 내에서의 Fe(II)과 sulfate의 초기 거동은 시멘트/Fe(II) 시스템과 거의 유사하게 나타났다. 적철석/CaO/Fe(II) 시스템을 이용한 TCE 분해 kinetic 실험결과와 선별된 이온들인 Fe(II)과 $SO_4^{2-}$의 초기 거동으로 볼 때 시스템 내에서 green rust와 같은 Fe(II)-Fe(III) 혼합 광물이 형성되는 것으로 판단된다. 따라서 시멘트/Fe(II) 시스템의 TCE 분해는 시멘트에 흡착된 Fe(II)이 반응성을 갖는 Fe(II)-Fe(III) (수)산화물로의 변환을 통한 기작을 갖는 것으로 판단된다.