• 대한환경공학회지
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• 제38권3호
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• pp.135-143
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• 2016

본 연구에서는 오염된 해양 퇴적물로부터 중금속(Cd, Cr, Cu, Zn) 용출 차단과 퇴적물 내에서 안정화를 위한 천연 제올라이트(natural zeolite, NZ)와 모래(sand, SD)의 피복 재료로서 적용성을 평가하였다. NZ와 SD의 중금속 차단 효율성 평가를 위해서 파랑을 발생시키는 임펠러가 부착된 수조에서 실험을 수행하였다. NZ 및 SD의 피복 두께를 0, 10, 30, 그리고 50mm로 달리하면서 실험을 수행하였으며, NZ 및 SD의 성능 평가를 위하여 해수 내 중금속 농도를 모니터링 하였다. 실험 종료 후에는 피복재료 바로 아래에 있는 퇴적물을 대상으로 중금속의 연속 추출 실험을 수행하였다. 실험 결과, 미피복 수조와 피복 수조의 pH, EC, 그리고 용존 산소 농도는 뚜렷한 차이를 나타내지 않았다. Cd, Cu 및 Zn과 같은 양이온의 용출은 NZ 및 SD 피복에 의해서 효과적으로 차단되었지만, Cr의 용출 차단은 50 mm 두께의 SD 피복에서만 나타났다. 그러나, 미피복 조건과 비교하여 50 mm의 SD 피복 시 Cr의 안정화는 이루어지지 않았다. NZ와 SD 피복은 Cd, Cu 및 Zn의 안정화에 효과적이었다. 본 연구를 통해 SD와 함께 NZ를 피복 재료로 사용은 Cd, Cr, Cu 및 Zn의 용출 차단 및 안정화에 효과적일 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권1호
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• pp.53-62
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• 2002

본 연구는 쓰레기 매립지의 생태학적 복원에 필요한 토양환경자료를 제공하고자 경기도 지역의 10개 쓰레기 매립지의 복토층 토양과 주변토양의 이화학성을 조사하였다. 매립지 토양은 염류집적에 의하여 주변토양 보다 pH와 전기전도도는 높았으나, 유기물 및 전질소 함량은 낮았다. 매립지 토양은 식물체 필수성분 중 특히 질소와 인산의 함량은 낮은 것으로 나타났다. 토양의 교환성 양이온 함량은 매립지간 차이가 컸으나 매립지 토양이 주변토양에 비하여 높은 경향이었다. 토양 중 중금속 함량은 매립지 인천 원창동 매립지를 제외한 모든 매립지에서 대조구보다 높게 나타났으나 모든 매립지에서 식물에게 독성을 일으킬 수 있는 임계농도보다 낮았으며, 또한 토양환경보전법의 농경지에 대한 우려기준에 비하여 매우 낮은 값을 나타내었다. 따라서 매립지 토양은 질소와 인산의 함량이 낮으므로 자연 또는 인공적인 식생을 이용한 매립지의 생태학적 복원시 질소와 인산의 시용과 같은 토양관리 대책이 필요하다고 판단되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권5호
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• pp.801-807
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• 2011

유기물 연용이 감자재배 토양의 토양화학성과 효소활성에 미치는 영향을 평가하고자 비화산 암갈색 토양에서 1년 2기작으로 3 작기 동안 감자재배를 하였다. 유기물은 작기당 유기질비료와 음식물퇴비는 $2,000kg\;10a^{-1}$, 돈분퇴비는 2,000, 4,000, and $6,000kg\;10a^{-1}$을 기준으로 시용하였다. 토양 pH는 3 작기 후 모든 처리구에서 높았다. PMC 시용량이 많을수록 토양 pH, 토양질소, 유효인산, 치환성 양이온 (칼륨, 칼슘 및 마그네슘), Zn, Cu 함량이 증가하였다. 토양 탈수소효소활성은 PMC 시용량이 많고 작기가 증가할수록 대조구 보다 3작기 후는 PMC 4톤구가 2배 이상 높았으며, PMC>FWC>NPK+PMC>MOF 순으로 증가하였다. 토양인산효소활성은 PMC 6톤구에서 가장 높았다. 3작기 동안 유기물 처리구의 Zn함량이 증가함에 따라 탈수소효소 활성이 직선적으로 증가하였으며 MOF구 $R^2$=0.427, FWC 구 $R^2$=0.427, PMC구 $R^2$=0.411 (p<0.01)의 상관관계를 나타냈다.

• 한국광물학회지
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• 제16권4호
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• pp.283-293
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• 2003

국내 정수장에서는 여과사를 이용하여 원수를 정수하는 급속 및 완속 여과시스템을 이용하고있다. 대부분의 여과사는 해사인 규사로써, 구성광물의 광물학적 특성이 매우 제한되어 중금속이나 유기 오염물의 여과능력이 높은 편이 아니다. 따라서 항상 예기치 않게 발생될 수 있는 오염된 원수를 효율적이고 경제적으로 여과할 수 있는 여과물질 개발이 요구되고 있다. 따라서 이 연구에서 해사를 대체할 수 있는 화강암 풍화산물인 장석질 모래에 일정량의 불석을 혼화하여 원수를 여과하였을 때 일어나는 지화학성의 변화 및 Cd, Cu, Pb와 같은 중금속의 제거능력을 시험하였다. 시험 대상 물질은 현재 정수장에서 사용하는 주문진 규사와 이 연구에서 제조된 장석질 여과사, 장석질 혼합사 I(불석 10% 혼화), 장석질 혼합사 II(불석 20% 혼화)이다. 장석질 혼합사 I 및 II는 주문진 규사와 장석질 여과사에 비해 대부분의 양이온 및 음이온이 높게 용출되었으며, Si, Ca, $SO_4$ 이온 용출은 Al,$ NO_3$, Fe, K, Mg, P 에 비해 높게 일어났다. 제올라이트의 함량을 높인 혼합사 II가 혼합사 I 비해 Na, Ca, Al과 같은 양이온의 용출농도가 보다 높게 일어났으며, 이 양이온들은 크리높틸로라이트 계열의 제올라이트로부터 주로 용출되었다. 주문진 규사와 장석질 여과사는 Cd, Cu, Pb에 대해 제거능이 거의 없거나 약한 제거율을 보였다. 이에 반하여 장석질 혼합사I, II는 Cd과 Cu에 대해 낮은 제거율을 보였으나 Pb에 대해서는 상대적으로 매우 높은 제거율을 보였다. 장석질 혼합사 I, II는 저농도(100 ppm)의 Cd, Cu, Pb에 대하여 비교적 높은 제거율을 보이는 것으로 나타났으며, 장석질 혼합사 II는 저농도(100 ppm)의 Pb 용액과 반응시킨 경우 상당히 높은 제거율 (90.7%)을 보였다. 고농도(500 ppm) 영역에서는 장석질 혼합사 I, II는 Cd의 흡착량이 Cu, Pb에 비하여 높게 나타났으며, 제거율도 각각 24.0%, 28.2%로 가장 높게 나타났다. 제올라이트의 혼합비가 10%에서 20%로 증가할수록 중금속의 흡착량과 제거율이 향상되었다. 이는 장석질 혼합사를 여과사로 이용 할 경우 제올라이트를 적정 비율로 혼화하면 높은 중금속 제거 효과가 있는 것으로 판단된다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제24권
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• pp.43-47
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• 2006

군위군 오이재배지역을 정밀토양도를 이용하여 토양특성을 조사하고, 군위군 노지 및 시설오이 재배지 토양의 물리화학적 특성을 조사하여, 연작과 관행적인 토양관리로 인하여 저하된 토양의 이화학적 특성을 오이재배에 적합한 토양으로 개량하기 위한 기초자료로 이용하고자 토양조사를 실시하였다. 조사지역은 군위군 군위읍 외랑리 오이재배단지로서 주요 토양통은 토양도에 나타난 단북통과 신정통이 가장 넓게 분포하였으며, 점토함량은 시설재배지내 토양의 경우 양토이었으며, 시설재배지의 외부 토양의 경우 23.8%로 높게 나타났다. 오이재배지 토양의 화학적 특성 결과에 대한 오이재배지 토양의 적정범위와 비교하여 보면 일반적인 화학적 성질에서 서는 유효 인산의 함량이 적정범위보다 높은 것을 알 수 있으며, 치환성 양이온 함량은 시설재배지의 외부토양은 적정범위에 속하나 시설재배지 내부토양은 모두 높은 것으로 나타났으며, 최상부 토양은 매우 높으나 10cm 이하는 깊이에 따라 뚜렷한 차이는 없었다. 오이 재배지 토양 중 중금속 함량은 모두 기준치보다 높게 나타났는데, 구리의 함량이 시설재배지가 노지재배지보다 높게 나타났다. 시설재배지의 경우는 다른 곳과 달리 표토 위에 부숙이 어려운 유기물의 과량투입에 따라 표토 위의 유기물 30% 이상의 유기물 층이 존재하여 모든 양분 성분이 매우 높게 나타났다. 따라서, 안정적인 생산을 위해서는 토양분석에 따른 토양관리법의 확립이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회지
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• 제4권2호
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• pp.223-232
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• 1995

액체막의 운반체로 사용할 새로운 2개의 거대고리화합물을 합성하였다. 이들 결과들은 이 시스템을 구성하는데 있어서 이론의 응용성을 증명하여 준다. source phase의 공존이온으로서 $SCN^-$,$I^-$ 및 $Cl^-$이온을 그리고 receicing phases에서 $S_2O_3^{2-}$와 $P_2O_7^{4-}$을 이용한 액세막계로서부터 중금속 이온들에 대한 선택적 수송효율을 검토하였다. source phase의 M(II)이 $Cd(SCN)_2$$(P[SCN^-]= 0.40M)$, $Hg(SCN)_2([SCN^-]=0.40M)$, Pd(CN)$([CN^-]= 0.40M)$일때 M(II)의 수송율은 최대값을 나타낸다. 각가의 경쟁 양이온에 대한 Cd(II)이나 Pd(II)은 source phase가 00.3M-$S_2O_3^{2-}$이나 0.3M-$P_2O_7^{4-}$ 일때 가장 잘 분리된다.이 연구의 결과에서, 이 액체막계에서 효과적인 거대고리-매질수송을 하기 위해서는 두개의 규칙이 반드시 필요하다. 첫째, tiluence중으로 $M^{n+}$이온이 효과적으로 추출되고, 즉 만일 $M^{n+}$ 거대고리화합물 상호작용에 대한 logK값과 $M^{n+}$-거대고리화합물($L_1$이나 $L_2$)의 상호작용에 대한 logK값의 비가 충분히 크다면 receiving phase와 toluene의 접촉면으로부터 쉽게 중금속이온($Cd^{2+}$,$Pb^{2+}$ 및 $Hg^{2+}$)들이 떨어져 나온다. $L_1$(3,5-benzo-10,13,18,21-tetraoxa-1,7-diazabicyclo(8,5,5)eicosnan)은 $Cd^{2+}$ 과 $Pb^{2+}$ 이온과 안정한 착물을 형성한다. 그리고 $L_1$은 수용액중에서 용해하기가 매우 어렵다. 그리고 $Cd^{2+}$$L_1$나 $Pb^{2+}$$L_1$착물은 $Cd^{2+}-{(S_2O_3)}_2^{2-}$나 $Pd^{2+}-P_2O_7^{4-}$착물보다 비교적 불안정하다. 다른 한편으로 $Hg^{2+}-L_1$착물의 안정도는 $Hg^2-{2+}-(S_2O_3)_2^{2-}$이나 $Pb^{2+}-P0_2O_7^{4-}$의 그것보다 그리고 $L_2$(5,8,15,18,23,26-hexaoxa-1,12-diazabicyclo(10,8,8)octacosan)의 tuluene에 대한 분배계수는 $L_1$의 그것보다 훨씬 작다. 따라서 $Hg^{2+}$-$L_1$이나 $M^{n+}$이나 $M^{n+}-L-2(M^{2+}=Cd^{2+}, Pb^{2+}$이나 $Hg^{2+})$의 안정도수상수가 매우 큼에도 불구하고 이들 양이온의 수송량은 매우 적다.

• 공업화학
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• 제21권1호
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• pp.52-57
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• 2010

중금속 이온이나 방사성 양이온을 처리하는 공정으로서 화학약품에 의한 침전법이나 일반 이온교환법을 가장 보편적으로 활용하고 있으나, 이 공정들은 약품의 과다 투여, 유효 금속의 폐기, 고형 폐기물에 의한 2차적인 토양 오염 유발 등과 같은 문제점을 가지고 있다. 이에 따라 최근 들어 선진국을 중심으로 전해환원 전착반응과 이온교환 반응을 결합시킨 전기화학적 이온교환법을 대체 신기술로 개발하고자 많은 관심과 연구가 집중되고 있다. 본 연구에서는 전기화학적 이온교환체 중의 하나인 nickel hexacyanoferrate (NiHCNFe)의 최적 제조조건을 규명하기 위해, 기지금속인 니켈판 표면에 화학적 방법과 전기화학적 방법으로 NiHCNFe 막을 생성하였으며, NiHCNFe의 구조 형태와 조성을 각각 SEM과 EDS 분석을 통하여 조사하였다. 또한 NiHCNFe 막이 생성된 니켈판을 운전전극으로 설치한 단일 평행평판 이온교환 전극반응기에서 산화-환원 전위를 연속적으로 순환시켜 순환전위곡선을 측정하고 피크 전류의 변화 거동을 조사하였다. 본 연구의 실험 결과에 의하면, 화학적으로 제조한 NiHCNFe가 전기화학적으로 제조한 경우보다 우수함을 알 수 있었고, 특히 118 h 화학반응시킨 NiHCNFe 이온교환체의 조밀도, 밀착성, 내구력이 가장 우수하게 나타났다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제26권4호
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• pp.579-584
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• 2005

The 3-[(2-furylmethylene)amino]-2-thioxo-1,3-thiazolidin-4-one (FTT) was used as an excellent ionophore in construction of a $Zn^{2+}$ PVC-based membrane sensor. The best performance was obtained with a membrane composition of 30% poly(vinyl chloride), 62% nitrobenzen (NB), 3% FTT and 5% sodium tetraphenyl borate (TBP). This membrane sensor shows very good selectivity and sensitivity towards $Zn^{2+}$ over a wide variety of cations, including alkali, alkaline earth, transition and heavy metal ions. The membrane sensor revealed a great enhancement in selectivity coefficients for $Zn^{2+}$ ions, in comparison to the previously reported $Zn^{2+}$ membrane sensors. Theoretical studies also showed the selective interaction of TFF and $Zn^{2+}$ ions. The proposed membrane sensor exhibits a Nernstian behavior (with slope of 29.3 ${\pm}$ 0.3 mV per decade) over a wide concentration range (1.0 ${\times}$ $10^{-6}$-1.0 ${\times}$ $10^{-2}$) with a detection limit of 8.5 ${\times}$ $10^{-7}$ M (52 ng mL$^{-1}$). It shows relatively fast response time, in the whole concentration range ($\lt$ 20 s), and can be used for at least 10 weeks in a pH range of 3.0-7.0. The proposed membrane sensor was successfully used in direct determination of $Zn^{2+}$ ions in wastewater of industrial zinc electroplating companies, and also as an indicator electrode in titration with EDTA.

• Applied Biological Chemistry
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• 제45권2호
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• pp.92-96
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• 2002

서울시 주요 도로변 토양의 현재 오염정도와 앞으로 있을 오염에 대한 비교 자료를 구축할 목적으로 서울시의 25개 구 중 5개 구(강동구, 광진구, 노원구, 서대문구, 성동구)를 선정하여 토양 오염도를 조사하였다. 시료의 채취는 각 구의 주요 도로변에서 50지점을 선정하여 실시하였으며, 가로수 식수대 내의 표토(1-5rm)와 심토(20-50 cm)에서 시료를 채취하였다. 채취된 총 시료는 표토와 심토 각각 250점이었으며, 채취된 시료를 풍건시킨 후 2mm체로 쳐서 분석에 이용하였다. 분석항목은 pH를 비롯한 토양의 이화학적 특성과 중금속(Cd, Cu, Pb, Zn) 이었다. 조사 결과 토성은 사양토와 양질사토가 주를 이루었다. 토양 pH는 4.5-10.0의 범위에서 표토와 심토의 평균이 각각 7.52, 7.50으로 약알칼리성을 나타내어 서울 주변 산림지대의 pH값보다 높은 수치를 보였다. 검출된 중금속 농도의 범위는 Cd, Cu, Pb, Zn에 대하여 각각 $0.01{\sim}1.19$, N.D.(not detected)${\sim}234.45$, $N.D.{\sim}381.23$, $2.97{\sim}737.59\;mg\;kg^{-1}$이었다. 각 구에서 측정된 중금속 농도 평균의 대부분은 토양환경보전법상 우려기준을 초과하지는 않았으나 서울시 근교 도시림의 중금속 함량보다는 상당히 높은 값을 나타내었다. 그리고 일부 조사지점에서 토양환경보전법상의 우려기준을 초과하는 지점에 있었으며, 특히 성동구의 Cu 평균 함량은 토양환경보전법상의 우려기준을 초과하여 정밀조사 및 오염 확산 방지를 위한 조치가 필요할 것으로 생각된다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제5권3호
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• pp.155-161
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• 1998

토립자 표면에서의 흡착에 의한 토양에서의 중금속의 지연효과는 잘 알려진 현상이다. 본 연구에서는 배치시험과 주상시험을 수행함으로써 사질 토양에서 Zn의 이동성에 대한 지연효과를 조사하였다. 주상시험은 파과곡선(BTC)으로 알려진 시간에 따른 용액의 농도를 측정함으로써 수행되었다. 추적자로는 10 g/L 농도의 NaCl과 ZnCl$_2$를 사용하였고, 각각의 용액을 토양시료의 상부경계에 순간주입한 후 정상류 상태에서 배출구로 빠져나온 용탈수의 농도를 EC-meter와 ICP-AES를 이용하여 측정하였다. 배치시험은 표준절차에 근거하여 이루어졌으며, 토양시료로부터 선별된 미세입자들을 다양한 초기농도의 ZnCl$_2$용액과 반응시켜 평형상태의 Zn 이온의 농도를 ICP를 이용하여 분석하였다. 주상시험의 결과는 i) ICP-AES에 의해 분석된 ZnCl$_2$의 첨두농도는 NaCl이나 총전기전도도로부터 구한 값보다 상당히 낮았고, ii) 두 종류의 추적자 모두 첨두농도의 도달시간은 상당히 일치하였다. 상대적으로 낮은 Zn의 농도는 Zn과 다른 양이온들간의 이온교환반응이 일어났고, 용탈수의 pH가 높은 값의 범위(7.0~7.9)에 있는 것으로 보아 Zn(OH)$_2$의 형태로 침전되었을 가능성이 있다는 것으로 설명될 수 있다. 첨두농도의 도달시간이 일치한다는 결과는 토양시료에서 지연효과가 일어나지 않았다는 것을 지시한다. Zn 이온의 뚜렷한 감소를 설명할 수 있는 유일한 방법은 CDE 모델에 용액상태에서 Zn 이온의 절대적 감소를 고려하는 감쇄계수(decay or sink coefficient)를 적용하는 것이었다.