• 제목/요약/키워드: Heavy metal contaminated soil

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봉의꼬리를 이용한 논토양의 비소정화에 미치는 차광처리의 영향 (Effect of Shading Treatment on Arsenic Phytoremadiation Using Pteris multifida in Paddy Soil)

  • 권혁준;조주성;이철희
    • 한국자원식물학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.68-74
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    • 2013
  • 본 연구는 중금속으로 오염된 논토양에서 비소 흡수능이 우수한 봉의꼬리(Pteris multifuda)를 재배할 때 차광처리가 봉의꼬리의 생육과 토양 내 비소 흡수에 미치는 영향을 분석하기 위하여 수행하였다. 비소로 오염된 (구)장항제련소 인근의 논토양에서 수행하였으며, 각 실험구의 크기를 $2{\times}2m$로 조성하였고, 동일한 생육단계의 봉의꼬리를 $20{\times}20cm$ 간격으로 식재하여 24주간 재배하였다. 차광조건에 따른 봉의꼬리의 생육을 조사하였고, 식물체 내 비소 축적량 및 토양의 비소 변화량은 ICP를 이용하여 분석하였다. 연구의 결과, 중금속으로 오염된 논토양에서 차광에 의한 봉의꼬리의 생육은 무차광에 비해 차광 처리구에서 왕성하였다. 봉의꼬리 지상부의 비소 축적량은 차광($140.9mg{\cdot}kg^{-1}$)에 비해 무차광 처리구($169.8mg{\cdot}kg^{-1}$)에서 다소 높았으며, 지하부의 비소 축적량은 비슷한 경향을 보였다. 그러나 생육은 70% 차광 처리구에서 월등히 우수하여, 토양에서 흡수한 비소의 함량은 차광처리구에서 오히려 더 많았다. 봉의꼬리의 비소 이동계수(TR)는 차광처리에 관계없이 0.87~0.89로 매우 높아 흡수한 비소를 지상부로 빠르게 이동시키므로 생육 후 지상부의 제거처리에 의해 토양 내의 비소를 효과적으로 제거할 수 있으리라 생각된다.

국내 폐 광산 환경오염 실태 및 처리 현황 (Environmental Pollution and Reclamation in the Abandoned Mines in Korea)

  • 정영욱;민정식
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2001년도 정기총회 및 제3회 특별지포지움
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    • pp.75-89
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    • 2001
  • 국내 폐석탄 광산은 334 개, 폐금속 광산은 약 900 여개로 알려져 있다. 이러한 폐광산에서는 환경오염과 지반침하 등 안전문제가 발생하고 있다. 폐광산에서 환경오염은 주로 폐갱도, 채굴적 그리고 광산폐기물 적치장에서 유출되는 산성광산배수 문제와 중금속이 함유된 광산폐기물의 침식 및 유실로 인한 주변 토양오염 등을 들 수 있다. 폐석탄 광산 및 폐금속 광산의 갱내수를 조사 분석한 결과, 일부 폐광산 갱내수들은 산성수이며 금속성분이 고농도로 함유된 폐수로 나타나고 폐탄광 배수의 수질은 지역적으로 차이가 있다. 폐광산배수의 정화는 물리화학적 처리시 막대한 운영비가 소요되므로 폐갱도 석회석 충전과 소택지 등 자연정화처리법으로 처리되고 있다. 현재 폐금속 광산 폐기물은 환경오염 방지를 위해 주로 매립법으로 복구되고 있다.

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유기성폐기물과 밭토양에 대한 붉은줄지렁이와 밭지렁이의 섭식 전후의 분변토 발생량 및 오염물질의 함량 변화 (Change of Cast Amount and Pollutant Contents before and after the Eating of the Organic Waste and Upland Soil with Earthworms, Eisenia andrei and Amynthas agrestis)

  • 나영은
    • 한국환경농학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.91-97
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    • 2015
  • 지렁이는 토양의 물리화학성 변화에 중요한 역할을 한다. 본 연구는 밭토양과 유기성폐기물에서 지렁이의 분변토 발생량 및 오염물질(중금속, PAHs)의 변화 특성을 밝히고자 하였다. 지렁이 종류에 따라 분변토 발생량을 비교하면, 밭토양에서는 붉은줄지렁이 생체무게 1 g에 평균 1.41 g의 분변토를 만든 반면에 밭지렁이는 1 g에 평균 0.40 g의 분변토를 만들었고, 유기성폐기물에서는 붉은줄지렁이 생체무게 1 g에 주정슬러지 분변토 0.78 g, 과즙슬러지 분변토 0.83 g를 각각 만든 반면에 밭지렁이는 모두 죽어서 분변토를 얻지 못했다. 중금속이 분변토 발생량에 미치는 영향을 조사한 결과, 붉은지렁이의 분변토량은 대조구와 비교해서 아연이 0.1~0.8배, 구리가 0.2~0.5배, 카드뮴이 0.1~0.7배 감소했다. 밭지렁이의 분변토량은 아연이 0.3~1.1배, 구리가 0.2~0.3배, 카드뮴이 0.1~2.1배 감소했다. 지렁이 섭식 전후의 중금속과 PAHs의 함량 변화을 분석한 결과, 유기성폐기물(주정슬러지, 과즙슬러지)에 대한 붉은줄지렁이 분변토의 중금속(Zn, Cu, Cd) 함량은 지렁이가 섭식전 슬러지보다 0.7~53.3%까지 증가했다. PAHs의 함량은 주정슬러지에서 $1,465{\mu}g\;kg^{-1}$에서 $731{\mu}g\;kg^{-1}$로 50.1%가 감소했다. 과즙슬러지도 $2,249{\mu}g\;kg^{-1}$에서 $1,423{\mu}g\;kg^{-1}$으로 36.6%가 감소했다. 따라서 이러한 결과들은 향후 유기성폐기물 처리 및 오염토양 복원에 있어서 지렁이 종류 선택 및 처리방법에 대한 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.

동전기를 이용한 유수지 오염 퇴적토내 Cd, Pb 및 Cr제거 (Removal of Cr, Pb and Cd from Reservoir Sediment by Electrokinetic Technique)

  • 신현무
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제14권1호
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    • pp.68-77
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    • 2009
  • 본 연구에서는 토양수세법의 적용이 곤란한 낮은 투수성의 중금속오염이 심각한 E 유수지의 퇴적토에 대하여 동전기법의 적용성을 검토하였다. 이를 위하여 퇴적토 내 총 Cr, Pb,Cd농도 및 퇴적토의 물리화학적 특성을 조사하고, 또한 BCR 연속추출법을 통하여 동전기복원 전후 중금속들이 어떤 형태로 존재하는지를 살펴봄으로써 오염 퇴적토 내 중금속의 처리 가능부분에 대한 평가 하였다. 동전기를 적용한 결과, 총 Cr 및Pb는 양극 쪽으로 이동하였으며, 반면 Cd의 경우는, 동전기정화 전 대부분이 이온교환/탄산염 결합태를 차지하고 있어 제거가 용이할 것으로 판단되었지만, 양극 쪽 보다는 토양 체의 중간에 가장 높게 그리고 전체적으로 음극 쪽으로 이동하는 경향을 보이고 있다. 이 때, 양그 쪽의 총 Cr농도는 초기 농도보다 약 3.5배 증가한 반면, 음극 쪽에서는 대부분 제거되고 매우 낮은 경향을 나타냈다. 동전기복원전과 처리 후 퇴적토 내 중금속 결합형태를 각 구간 중 양극부분과 음극부분과 비교한 결과, 총 Cr은 잔류태가 양극과 음극 쪽에서 감소한 반면, 산화물 태는 증가한 경향을 보였다, Pb의 경우도 반응 전에 비해 반응 후 반잔류태 부분이 감소하고 산화물 태 부분이 다소 큰 폭으로 변화된 것을 나타내고 있었으며, 양극 부분 보다는 음극부분에서 분율이 증가되어있다. 그러나 Cd는 반응 전 대부분을 차지하던 이온교환/탄산염 결합 태부분은 양극과 음극부분에서 모두 감소한 것으로 나타난 반면 반응 전 무시할 정도로 낮았던 잔류 태 부분 및 산화물 태가 증가한 경향을 보였다.

도시 내 중금속 오염지의 관상식물로서 자생 맥문동(Liriope platyphylla)의 적용성 평가 (Application of Liriope platyphylla, Ornamental Korean Native Plants, for Contaminated Soils in Urban Areas)

  • 주진희;윤용한
    • 한국조경학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.81-87
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    • 2014
  • 본 연구는 토양 내 중금속(카드뮴, 납, 아연) 처리 농도에 따른 자생 맥문동의 외형적인 생장 변화를 살펴봄으로써, 도시 내 중금속 오염지의 관상효과 증진을 위한 수종탐색 자료로 활용하고자 수행하였다. 중금속은 카드뮴, 납, 아연등 3종류이고, 처리 농도는 Control, 100, 250, $500mg{\cdot}kg^{-1}$ 등 4가지로서, 총 12가지 처리구로 구성하였다. 2009년 3월에 각각의 실험구에 10개씩 3반복으로 각 처리구에 정식하여, 같은 해 9월까지 약 7개월간 온실에서 실험을 실시하였다. 생장이 가장 활발한 시기라 볼 수 있는 5월부터 8월까지 약 3개월 동안 엽장, 엽폭, 총엽수, 고사엽수, 신엽수, 엽록소함량, 관상가치 등을 중심으로 생장 변화를 모니터링하였다. 카드뮴(Cd) 처리구의 경우, 엽장과 엽폭의 상대생장률이 식재 후 4개월이 경과된 시점에서 급속히 감소하였다. 총엽수, 신엽수, 엽록소함량, 관상가치 등의 형태적 항목에서도 Control> $Cd_{100}$ > $Cd_{250}$ > $Cd_{500}$ 순으로 감소하는 경향을 보였다. 납(Pb) 처리구에서 엽장의 상대생장률은 $Pb_{250}$$Pb_{500}$ 처리구에서만 변화율이 감소한 반면, 엽폭은 납 처리 농도가 높을수록 성장률의 감소양상이 뚜렷하였다. 총엽수, 신엽수, 고사엽수등은 대조구와 $Pb_{100}$ 처리구에서 비교적 유사하였으나, 엽록소함량, 관상가치 등은 납 처리 농도가 증가할수록 감소양상이 매우 뚜렷했다. 아연(Zn) 처리구는 카드뮴와 납 처리구와는 달리 식재 후 4개월이 경과된 시점에서도 변화율의 차이가 있을 뿐, 엽장은 꾸준히 증가하는 경향을 보였다. 엽폭 상대성장율 또한 $Zn_{500}$ 처리구를 제외하고, 비교적 완만한 성장세를 보였다. 총엽수, 신엽수, 고사엽수, 관상가치는 $Zn_{500}$ 처리구에서 가장 낮은 값을 나타낸 반면, Control, $Zn_{100}$, $Zn_{250}$ 처리구간에 차이가 뚜렷하지 않았다. 본 연구를 통해, 맥문동의 관상가치적 관점에서 생장 변화를 파악함으로써 향후 현장적용의 기반 연구로서 큰 의미를 갖는다고 하겠다. 하지만, 중금속에 대한 식물의 내성은 중금속 자체의 특이성과 환경조건에 따라 변화할 수 있다는 개연성을 가지므로, 실내연구와 현장적용성 연구가 병행되어야 할 것이다.

생물학적으로 향상된 동전기 처리를 이용한 사격장 오염토양 정화 현장실증 연구 (Field application on bioelectrokinetic remediation of shooting range soil)

  • 권영호;김병규;김정래;김정연;오희진
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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    • pp.1225-1230
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    • 2010
  • 본 연구는 군부대 사격장의 중금속 오염토양에 대하여 생물학적 용출기술(BT)과 전기동력학적 기술(ET)의 통합공정의 적용성 평가 연구에 대한 것이다. 사격장 오염 토양의 경우 사격에 의해 탄두가 피탄지에 박히면서 오염토양 내에 잔존하여 탄두를 구성하는 주성분인 납과 구리 등에 의해 지속적인 오염원으로 작용하는 특징을 가진다. 따라서 사격장 토양오염정화를 위해서는 이 탄두를 물리적으로 선별하는 물리적 선별공정을 전처리공정으로 수행한 후 인공적으로 조성된 셀에 통합공정 적용성 평가를 위한 현장실증시험을 수행하였다. 생물학적 용출을 통해 토양내 잔류하는 중금속을 이온화시켜 이동성을 크게 한후 전기동력학적 기술을 통해 토양내에서 전해질로 이동시켜 최종적으로 전해질을 처리하는 시스템으로써 공정 모니터링결과 납과 구리 모두 주목할 만한 제거효율을 얻을수 있었다. 오염물질별 공정 적용성 평가결과 납의 경우 황산화박테리아에 의해 이온화가 되지만 황산화박테리아의 생장 부산물인 황산염이온(${SO_4}^{2-}$)과 반응하여 안정성이 큰 Anglesite($PbSO_4 $)를 형성하므로 전체적인 제거효율이 저하되는 것을 확인하였고 기타 미생물을 이용한 생물학적 용출기술 연구의 필요성을 확인하였다. 구리의 경우 황산염박테리아를 이용한 생물학적 용출공정 및 전기동력학적 처리공정의 통합공정을 통해 주목할 만한 제거효율을 얻을수 있었으며 통합공정의 효율성을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 미생물학적 용출기술과 전기동력학적 기술의 통합공정은 현장특이성(Site-specific) 확인후 적용가능성이 있음을 확인하였다.

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Investigation of Cadmium and Zinc Interactions in Soils using Desorption Isotherms

  • Lee, Jin-Ho;Doolittle, James J.
    • 한국환경농학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.157-163
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    • 2006
  • Investigation of Cd and Zn availability in four different soils as affected by the interactions of these two heavy metals was conducted using the metal desorption quantity-intensity (Q/I) isotherms. The soils were artificially contaminated with proper concentrations of Cd and Zn as $CdSO_4\;and\;ZnSO_4$ solutions. DTPA (diethylene triamine pentaacetic acid) - extractable and water-extiactable Cd or Zn from the soils were used as $Q_{Cd}\;or\;Q_{Zn}\;and\;I_{Cd}\;or\;I_{Zn}$ factors, respectively. The coefficient of determination for Cd and Zn desorption Q/I linear regression in the soils ranged from 0.947 to 0.999, which indicated that Q and I factors were closely correlated. The buffering capacity of Cd, $BC_{Cd}$, in the soils decreased with increasing Zn treatments, and the $BC_{Cd}$ values were ranged between 205.8 and 2255.6. The decreases of $BC_{Cd}$ values were mainly dependent upon the increases of $I_{Cd}$ factors. However, Zn buffering capacity. $BC_{Zn}$ decreased with increasing Cd treatments in acidic soils, and increased in neutral and calcareous alkaline soils. The $BC_{Cd}$ values were ranged from 143.2 to 6158.0. The values of $BC_{Zn}$ as influenced by the treatments of Cd were also controlled by the solubility of water-extractable Zn, $I_{Zn}$ factor. The solubility of water-extractable Cd and Zn was significantly dependent upon the changes of soil pH that were impacted by the treatment of Zn and Cd, respectively. Also, the availability of Cd was higher than Zn availability in the acidic and neutral soils, but Zn was higher than Cd in the calcareous alkaline soil.

Nickel Ion Adsorption Behavior of Ceriporia lacerata Isolated from Mine Tailings in Korea

  • Kim, HaeWon;Lim, Jeong-Muk;Oh, Sae-Gang;Kamala-Kannan, Seralathan;Cho, Min;Oh, Byung-Taek
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제20권2호
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    • pp.22-31
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    • 2015
  • In the present study, surface of laccase producing Ceriporia lacerata was modified using 4-bromobutyryl chloride and polyethylenimine. The modified biomass was freeze dried and utilized as a biosorbent for the removal of Ni(II) from aqueous solution. The physicochemical properties of the biosorbent were analyzed using scanning electron microscopy and Fourier transform infrared spectroscopy. Batch experiments were carried out as a function of contact time (0-60 min), pH (2 to 8), adsorbent dosage (25-150 mg), and initial Ni(II) concentration (25-125 mg/L). The results indicate that surface modified biosorbent effectively adsorbed (9.5 mg/0.1 g biomass) Ni(II) present in the solution. The equilibrium adsorption data were modeled with different kinetic and isotherm models. The Ni(II) adsorption followed pseudo-first-order kinetics (R2 = 0.998) and Langmuir isotherm (R2 = 0.994) model. Hydroxyl and carbonyl functional groups present in biomass play a major role in the adsorption of Ni(II). The adsorbed Ni(II) from the biosorbent was successfully desorbed (85%) by 1M HCl. The results of the study indicate that the surface modified C. lacerate biomass could be used for the treatment of Ni(II) contaminated ground waters.

토양오염 우려기준과 토양 자연배경농도에 대한 위해성평가 (Risk assessment for Soil Contamination Warning Standard and Soil Background Concentration)

  • 신동;박성재;조영태;봉재은;박정훈
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제26권3호
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    • pp.37-49
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    • 2021
  • There is domestic Soil Contamination Warning Standard (SCWS) as remediation standard concentration of contaminated soils. No risk should be observed at soil concentration less than SCWS. Therefore, SCWS was evaluated to confirm the risk assessment. Background Concentration of Soil (BGC) and target remediation concentration were also assessed. The results show that Excess Cancer Risk (ECR) of SCWS was the highest in the groundwater intake pathway (Adult: 6.27E-04, Child: 2.81E-04). Total Cancer Risk (TCR) was 7.76E-04 and 4.30E-04 for adult and child, exceeding reference value (10-6). Hazard Quotient (Non-Carcinogenic Risk, HQ) was the highest in the indoor air inhalation pathway (Adult: 3.64E+03, Child: 8.74E+02). Hazard Index (Total Non-Carcinogenic Risk, HI) exceeded reference value 1. ECR of the BGC was the highest in the groundwater intake pathway (Adult: 1.71E-04, Child: 7.67E-05). TCR was 2.12E-04 for adults and 1.17E-04 for children, exceeding the reference value (10-6). HQ was the highest in groundwater intake pathway (Adult: 4.10E-01, Child: 1.84E-01). HI was lower than reference value 1 (Adult: 4.78E-01, Child: 2.50E-01). The heavy metal affecting ECR was Arsenic (As). The remediation-concentration of As was 7.14 mg/kg which is higher than BGC (6.83 mg/kg). TCR of As should be less than reference value (10-6), but it was higher for all of SCWS, BGC and target remediation concentration. Therefore, it is suggested that risk assessment factors should be re-evaluated to fit domestic environmental settings and SCWS should be induced to satisfy the risk assessment.

국내 안티몬폐기물에 의한 수질화학적 오염 사례연구 (Case Study of Hydrochemical Contamination by Antimony Waste Disposal in Korea)

  • 정찬호
    • 지질공학
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    • 제18권4호
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    • pp.471-482
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    • 2008
  • 이 연구는 충남 연기군 원성리에 소재하고 있는 안티몬공장에서 산업폐기물로 발생된 안티몬 폐기물을 매립지의 토양수, 인접하천수, 인근마을 지하수에서 안티몬을 포함한 일부 중금속에 의한 오염특성을 밝히고자 수행되었다. 하지만 현재 매립지는 수년전에 폐기물은 수거하여 다른 지역으로 옮긴 후 복토된 상태이다. 본 연구를 위하여 조사지역에서 지하수, 하천수, 토양수 총 35점을 채취하였고 대조마을에서 2점의 지하수를 채취하였다. 연구결과 매립지 농지의 토양수에는 안티몬의 농도가 대조마을 지하수보다 훨씬 높은 $48.75{\sim}74.81\;ppb$의 범위를 보여, 이는 주요 선진국 음용수 수질 기준치를 최고 수 십 배 상회한다. 매립지와 접한 하천수 3지점, 마을지하수의 1곳, 안티몬공장내 지하수 1점에서도 안티몬의 농도가 비교적 높게 검출되었다. 철, 망간 등의 중금속이 토양수 및 하천수에서 최고 6.5 ppm, 7.3 ppm으로 매우 높은 값을 보인다. 그러나 그 외 중금속은 일부 토양수, 하천수, 지하수에서 대조마을 지하수보다 높은 값을 보이지만 수질기준치에 비해 상당히 낮은 같을 보인다. 모든 물 시료의 화학적 유형은 Ca-$HCO_3$ 유형에서 Ca-($Cl+SO_4+NO_3$) 유형까지 넓게 분포한다. 토양수가 Ca - $SO_4$의 유형을 보이는 것은 안티몬이 매립되었던 폐기물의 환산화물의 함유에 기인하는 것으로 보인다. 일부지하수는 칼륨과 질산염 성분의 높은 값을 보여 비료와 생활오염물질에 의한 오염을 보인다. 결론적으로 폐기물을 매립지의 복토층 아래 토양내 아직도 상당량 안티몬 등 중금속이 존재하며, 이들이 인근 하천 및 지하수를 오염시키고 농작물까지 영향을 미칠 수 있으므로 적절한 방재 대책을 세워야 할 것이다. 본 연구는 국내 안티몬 폐기물에 의한 수질오염사례에 대한 최초의 연구결과로 환경부에서도 국가적 수질관리 차원에서 안티몬에 대한 대책을 세워야 할 것이다.