• 제목/요약/키워드: Heavy metal contaminated soil

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복합발효미생물을 이용한 하천유수지 오염토의 현장적용성 평가 (Field Applicability Evaluation Using Effective Microorganism Brewing Cycle for Contaminated Soil in Water Retention Basin)

  • 신은철;정민교;김경식;강정구
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제17권11호
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    • pp.35-43
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    • 2016
  • 이 연구는 복합발효미생물을 이용하여 유수지 악취 제거와 유수지 토양에 흡착된 오염물질의 정화효과를 확인하고, 현장 적용성 시험을 바탕으로 토양오염 정화시스템을 개발하기 위한 것이다. 토양 내에 침전된 유기오염물질을 분석하여 악취유발 원인과 토양오염 물질을 확인하였다. 개발된 복합발효미생물과의 혼합발효를 이용하여 악취와 오염물질을 분해하는 것이 가능함을 확인하였으며, 유수지 오염토의 물리 화학적 구성과 토양에 흡착된 오염물질을 확인하여 악취의 원인을 규명하였다. 또한, 복합발효미생물과 유수지토의 혼합실험을 통해 혼합방법에 따른 오염물질 제거효율을 분석하였다. 아울러, 복합미생물을 이용한 악취 제거 방법은 한 종류의 미생물을 이용하는 것보다 오염 제거에 효과적임을 확인하였다. 복합발효미생물을 이용한 방법은 자연정화처리 방법에 비해 악취농도가 2.5배 저감하는 것으로 측정되었으며, 토양으로부터 배출된 간극수의 수질이 개선된 것으로 나타났다. 또한, 복합발효미생물과 유수지 혼합토의 교반실험에서 토양입자 표면에 흡착된 구리와 납이 각각 65%와 66%로 저감되는 것을 확인하였으며, 유기물인 TPH 성분은 85%의 저감 효과가 있는 것을 확인하였다. 복합미생물을 이용한 유수지 오염토의 복원은 교반과 혼합비에 대한 기초자료 축적을 통해 악취와 토양오염을 효율적으로 저감시킬 수 있는 장기적인 정화시스템을 개발하고 적용할 필요가 있다.

봉의 꼬리를 이용한 수림지 토양의 비소정화에 미치는 유황분말과 구연산의 영향 (Effect of Sulfur Powder and Citric Acid on Arsenic Phytoremediation Using Pteris multifida in Forest Soil)

  • 권혁준;조주성;이철희
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.1-12
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    • 2014
  • This study was carried out not only to identify the optimum concentrations of sulfur powder and citric acid treated for improving arsenic absorption of Pteris multifuda known as hyperaccumulator of arsenic, but also to develop arsenic purification model in the forest soil. After applying sulfur powder (0, 30, 45, $60g{\cdot}m^{-2}$) and citric acid (0, 200, 400, $800g{\cdot}m^{-2}$) in the forest soil contaminated with heavy metals, P. multifuda was planted and cultivated for 16 weeks. And then the growth and arsenic contents of plants were analyzed. In the result of research, the growth of P. mulifuda, except plant width, cultivated in soils treated with sulfur powder and citric acid was relatively lower than control. The accumulated amount of arsenic in aerial parts of P. multifuda ($1822.2mg{\cdot}kg^{-1}$) cultivated in soils treated with $200g{\cdot}m^{-2}$ citric acid was improved 62.5% against the control. And the accumulated amount of arsenic per 1 $m^2$ ($20.1mg{\cdot}m^{-2}$) was the greatest in $200g{\cdot}m^{-2}$ citric acid treatment. Translocation rate (TR) was higher in all acid treatment compare to control, and was the best in $200g{\cdot}m^{-2}$ citric acid treatment (0.95) especially. It showed that the arsenic absorbed in underground parts was transferred fast to aerial parts. Therefore, $200g{\cdot}m^{-2}$ citric acid treatment in the soil is recommended for arsenic purification using P. multifuda.

농경지 토양에서 패화석에 의한 카드뮴의 용출성 및 부동화 기작 구명 (Determining Effect of Oyster Shell on Cadmium Extractability and Mechanism of Immobilization in Arable Soil)

  • 홍창오;노용동;김상윤;김필주
    • 한국환경농학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.245-253
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    • 2014
  • 패화석에 의한 카드뮴의 용출특성과 부동화 기작을 구명하기 위해 우리나라의 대표적인 석회비료인 소석회를 비교구로 선정하여 실내에서 비교시험을 실시하였다. 두 칼슘제재의 처리량을 증가시킴에 따라 토양의 pH와 음하전도는 증가하는 결과를 나타내었으나 소석회가 패화석에 비해 토양의 pH와 음하전도를 증대시키는 효과가 더욱 우수하였다. 소석회는 패화석에 비해 1 N $NH_4OAc$ extractable Cd의 함량을 감소시키는 효과가 더욱 우수한 것으로 조사된 반면 패화석은 소석회에 비해 0.1 N HCl extracble Cd의 함량을 감소시키는 효과가 더욱 우수한 것으로 조사되었다. 본 연구에서 소석회에 의한 카드뮴의 부동화기작은 주로 토양의 음하전도의 증대에 기인된 카드뮴의 흡착에 의한 것으로 판단된다. 그러나 패화석에 의한 카드뮴의 부동화기작은 음하전도의 증대에 기인된 카드뮴의 흡착 이외에 부가적으로 다공성의 패화석 내부에 카드뮴이 물리적으로 흡착되어지는 것에 기인되는 것으로 판단된다. 결과적으로 패화석은 토양 내 식물이 이용하기 쉬운 형태의 카드뮴의 함량(F2)을 저감시키고 식물이 거의 이용하기 힘든 형태의 카드뮴의 함량(F5)을 증가시켜 카드뮴으로 오염되어진 농경지에서 식물의 카드뮴 흡수를 저감시키기 위한 토양개량제로써의 활용가능성이 높은 것으로 평가되었다.

폐광미-소석회 고화체의 동결융해 내구성에 관한 연구 (Durability of the Solidified Mine Tailing-Hydrated Lime Mixture Against Repeated Freezing and Thawing)

  • 민경원;이현철;김태풍
    • 산업기술연구
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    • 제28권B호
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    • pp.65-69
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    • 2008
  • The tailings piled in abandoned mines are well-known potential sources of soil contamination. Hydrated limes were applied as cementing materials to solidify heavy metal contaminated tailings for the purpose of reducing their toxicity and migration rates. The optimum mixing ratio of tailings, hydrated lime, and water was determined through a preliminary test. The mixtures of mine tailings and hydrated lime solidified through pozzolanic reaction were tested for their durability against repeated freezing and thawing processes. After repeated freezing and thawing, the uniaxial compressive strengths of all the solidified mixture specimens decreased in comparison with those before test but still higher than $3.5kgf/cm^2$, the standard recommended for land reclamation solids by EPA(Environmental Protection Agency), which suggested that hydrated lime be a potential material to treat the abandoned mine tailings for the environmental purpose.

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중금속 오염 점성토의 전기삼투 배수와 제타포텐셜의 상관성 (The Relationship between Electroosmotic Drainage and Zeta Potential of Contaminated Clayey Soil with Heavy Metal)

  • 임성철;한상재;김정환;김수삼
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.455-460
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    • 2000
  • This research is about the relationship of electroosmotic drainage and zeta potential. Two laboratory experiments were conducted, at first a constant 16 voltage was applied to the cylindrical consolidated specimen of 10cm in diameter, 16cm in length at the concentration of 0, 500, 3000ppm Pb(II) and electroosmotic flow was measured for 12days. Then, zeta potential of kaolinite suspension was measured at the same concentration of electroosmotic permeability experiments in the range of pH from 2 to 14. From the result of this study, it was shown that zeta potential was dependent on the concentration of electrolyte and pH, was proportional to coefficient of electroosmotic permeability. According to the compared result of electroosmotic drainage, as the concentration of Pb(II) was low, the negative value of zeta potential was high and electroosmotic total flow was much.

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Bioaccumulation Patterns and Responses of Fleece-flower; Persicaria thunbergii to Cadmium and Lead

  • Kim, In Sung;Kang, Kyung Hong;Lee, Eun Ju
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제25권4호
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    • pp.253-259
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    • 2002
  • Application of phytoremediation in the polluted area to remove undesirable materials is a complex and difficult subject without detailed investigation and experimentation. We investigated the accumulation patterns of cadmium and lead in plants naturally grown, the bioavailability of plants to accumulate these toxic metals and the responses of P. thunbergii to cadmium and lead. The soil samples contained detectable lead (<$17.5_\mu$g/g), whereas cadmium was not detected in the soils of study area. The whole body of Persicaria thunbergii contained detectable lead (<320.$8_\mu$g/g/g) but cadmium was detected only in the stem (<7.$4_\mu$g/g/g) and root (<10.$4_\mu$g/g/g) of P. thunbergii. Cadmium was not detected in Trapa japonica and Nymphoides peltata, whereas lead was detected in T. japonica (<323.$7_\mu$g/g/g) and N. peltata (<177.$5_\mu$g/g/g). Correlation coefficient between lead content in soil and in these plant samples represented positive correlation. The total content of lead in each plant sample increased in the order of N. peltata$\leq$P. thunbergii

Zn 및 Cu 오염토양에서 담배에 의한 복원 탐색 (Feasibility of Tobacco(Nicotiana tabacum L.) for Phytoremediation of Soil Contaminated with Zn and Cu)

  • 이상각;강병화
    • 한국환경농학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.211-217
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    • 2001
  • 본 연구는 경작지 중금속 오염지역의 식물복원을 위한 방안으로, Zn, Cu처리가 담배식물의 생리반응에 영향하는 형태적인 변화와 엽령에 따른 중금속 축적 양상 및 무기이온의 흡수관계를 분석한 결과는 다음과 같다. Zn, Cu에 따른 간장의 생장감소는 1.0 mM이하에서는 작았고, 지상부 건물중보다는 지하부의 건물중을 크게 감소시켰다. 특히 지하부의 건물중은 약 50%가 감소하였다. Zn, Cu처리시 지상 ${\cdot}$ 지하부의 축적은 처리농도가 증가함에 따라 완만히 증가하다가 2.0 mM이상에서는 급격히 증가하였다. 엽령에 따라 Zn은 노화엽에서, Cu는 생장엽에서 축적량이 많았다. 주당 축적량은 2.0 mM에서 Zn은 146,000 mg/kg, Cu는 20,500 mg/kg이었고, 식물수확시기는 Zn은 영양생장기에 Cu는 생식생장기가 적합하였다. Zn, Cu처리에 따른 Mg, Mn, Fe함량은 처리농도가 증가할수록 감소하였다. 지상 ${\cdot}$ 지하부 모두 Zn처리구에서는 Cu함량은 감소하고, Cu처리구에서는 Zn함량은 증가하였다.

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폐 공용화기사격장 내 납오염 사격장 군부지의 물리적 토양세척정화기술 적용성 연구 (A Study on the Application of Physical Soil Washing Technology at Lead-contaminated Shooting Range in a Closed Military Shooting Range Area)

  • 정재윤;장윤영
    • 환경영향평가
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    • 제28권5호
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    • pp.492-506
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    • 2019
  • 공용화기사격장 내 중금속 오염물은 대부분 탄두원형으로 존재하거나 입자로 존재하는 금속조각편이며 이들 미세한 금속입자들은 오랜 기간 풍화되어 표면이 산화물 또는 탄산화물로 존재할 가능성이 매우 높다. 특히 사격장 토양에서 대표적 오염물질인 납은 연성이 높아 무르고 잘 늘어나므로 더 미세입자로 존재한다. 따라서 물리적 세척 실험으로 입도분석, 입경별 중금속농도, 금속물질 성분분석, 비중, 자력, 부상선별의 적용성 평가를 실시하였다. 금속파편의 경우 FESEM분석과 무게측정결과 납은 무른 특성에 따라 얇게 조각나고 편모양의 구조로 비슷한 면적의 구형 토양보다 무게가 더 적게 나가는 것을 확인하였으며 비중선별 적용성이 높은 것을 확인할 수 있었다. 이 결과를 적용하여 하이드로사이클론을 이용한 정화효율평가 결과 1회 71%, 2회 80%, 3회 91%의 누적 정화효율을 보였다. 이에 비해 자력선별은 17%의 낮은 효율을 보였고 부상선별은 입경 0.5 mm 미만으로 선별한 대상토는(-35 mesh) 39%로 비교적 높은 효율을 보였으나 입경 2 mm 미만으로 선별한 대상토의(-10 mesh) 효율은 16%에 불과하였다. 토양세척의 대상 처리입경은 2 mm ~ 0.075 mm로 입도구분을 추가로 하여 실규모 장치에 적용하여야 하며 이는 설치비용과 공정이 추가로 구성됨에 따른 관리가 필요할 것으로 분석되었다. 결과적으로 공용화기사 격장 오염의 토양정화는 탄두 원형을 유지한 탄두는 5.56 mm 이상으로 자갈입경보다 크므로 고비중을 이용한 비중선별을 실시하고, 금속파편으로 존재하는 오염물질은 얇게 조각나고 편모양의 구조로 같은 입경의 토양보다 무게가 더 적음에 따라 토양세척의 하이드로사이클론을 이용하여 분리하여 처리할 수 있음을 확인할 수 있었다.

회분식 실험을 통한 제지슬러지의 카드뮴 및 비소 흡착능 평가 (Assessment of the Adsorption Capacity of Cadmium and Arsenic onto Paper Mill Sludge Using Batch Experiment)

  • 백종찬;여슬기;박준범;백종환;송영우
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제19권1호
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    • pp.46-53
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    • 2014
  • The purpose of this study is to promote utilization of paper mill sludge as an adsorbent for stabilizing heavy metals in contaminated water by measuring the adsorption capacity of paper mill sludge for cadmium and arsenic. To measure adsorption capacity of paper mill sludge, sorption isotherm experiments were analyzed by Langmuir and Freundlich isotherm models. Also, two methods of chemical modifications were applied to improve the adsorption capacities of paper-mill-sludge: the first method used sodium hydroxide (NaOH), called PMS-1, and the second method used the NaOH and tartaric acid ($C_4H_6O_6$) together, called PMS-2. For Cd adsorption, PMS-1 presented the increase of reactivity while PMS-2 presented the decline of reactivity compared to that of untreated paper-mill-sludge. In case of As adsorption, both PMS-1 and PMS-2 showed the decrease of adsorption capacities. This is because zeta-potential of paper mill sludge was changed to more negative values during chemical modification process due to the hydroxyl group in NaOH and the carboxyl group in $C_4H_6O_6$, respectively. Therefore, we may conclude that the chemical treatment process increases adsorption capacity of paper mill sludge for cation heavy metals such as Cd but not for As.

Heavy Metal Contamination in Surface Water Used for Irrigation: Functional Assessment of the Turag River in Bangladesh

  • Arefin, M. Taufique;Rahman, M. Mokhlesur;Wahid-U-Zzaman, M.;Kim, Jang-Eok
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제59권1호
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    • pp.83-90
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    • 2016
  • The aim of the present study was to evaluate the degree of metal contamination of the Turag River water and its suitability for irrigation. Twenty water samples were analyzed for physicochemical parameters and metals viz., calcium, magnesium, potassium (K), sodium, copper (Cu), zinc (Zn), iron (Fe), manganese (Mn), lead (Pb), cadmium (Cd), chromium (Cr), and nickel (Ni). All water samples were slightly alkaline to alkaline. Regarding electrical conductivity (EC), all samples were suitable for crop in soils with moderate permeability and leaching. Water samples were medium salinity and low alkalinity hazard classes. In terms of total dissolved solids (TDS), all samples were classified as freshwater. As per sodium adsorption ratio (SAR) and soluble sodium percentage (SSP), all samples were classified as excellent. No residual sodium carbonate (RSC) was detected in any of the samples, indicating suitability for irrigation; and all samples were considered very hard. Cr and Mn contents in all samples were above FAO guideline values and, therefore, these metals were considered toxic. Zn, Cu, Pb, Cd, and Ni concentrations were below acceptable limit for irrigation and do not pose a threat to soil environment. Significant relationships were found between EC and TDS, SAR and SSP, SAR and RSC, and SSP and RSC. The combinations of ions such as K-Zn, K-Fe, K-Cu, K-Mn, K-Pb, Zn-Fe, Zn-Cu, Zn-Mn, Fe-Mn, Cu-Mn, Cu-Pb and Mn-Pb exhibited significant correlation. This study revealed that Turag River water samples are contaminated with Cr and Mn. This fact should not be ignored because water contamination by metals may pose a threat to human health through food chain.