• 제목/요약/키워드: Heavy metal transport

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고도화 도시지역에 적용된 LID 기법의 비점오염물질 관리 및 이동 (Transport and management of diffuse pollutants using low impact development technologies applied to highly urbanized land uses)

  • ;최혜선;김이형
    • 한국습지학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.173-180
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    • 2019
  • 본 연구는 도로, 주차장 및 지붕에서 발생된 TSS와 중금속의 거동을 분석하기 위해 수행되었다. 강우시 도로, 주차장, 지붕에서 발생되는 중금속은 입자상 물질(TSS)에 부착되어 이동된다. 이는 TSS 부하량과 Cr, Fe, Cu 및 Pb의 입자상 중금속 및 용존성 중금속의 부하량의 상관관계로 판단 가능하다(r =0.52~0.73, p <0.01). 일반적으로 도로 및 주차장에서 발생된 TSS 및 중금속은 지붕에 비해 더 높은 것으로 분석되었는데, 이는 차량에 의해 중금속이 많이 발생하며, 집수면적 또한 도로 및 주차장이 넓기 때문으로 보여진다. 첨두유출발생시까지 TSS 부하량의 65~75%가 유출되는 것으로 나타났으며, 이는 인근 수계로 유출되는 TSS를 제거하기 위해서는 첨두유출을 제어하는 것이 가장 효과적인 것을 의미한다. 또한 비용경제적인 LID 시설의 규모를 산정하기 위해 시설의 적정 크기(시설의 표면적/배수구역 면적)에 따른 TSS와 중금속 제거율을 평가하였다. 본 연구는 LID 시설의 설계시 참고 가능한 기초데이타로 중요한 의미가 있는 것으로 사료된다.

거대고리 운반체에 의한 중금속이온의 에멀죤 액체막 수송 (Emulsion Liquid Membrane Transport of Heavy Metal Sons by Macrocyclic Carriers)

  • 정오진
    • 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^-$$Cl^-$이온을 그리고 receicing phases에서 $S_2O_3^{2-}$$P_2O_7^{4-}$을 이용한 액세막계로서부터 중금속 이온들에 대한 선택적 수송효율을 검토하였다. source phase의 M(II)이 $Cd(SCN)_2$$(P[SCN^-]= 0.40M)$, $Hg(SCN)_2([SCN^-]=0.40M)$, Pd(CN)$([CN^-]= 0.40M)$일때 M(II)의 수송율은 최대값을 나타낸다. 각가의 경쟁 양이온에 대한 Cd(II)이나 Pd(II)은 source phase가 00.3M-$S_2O_3^{2-}$이나 0.3M-$P_2O_7^{4-}$ 일때 가장 잘 분리된다.이 연구의 결과에서, 이 액체막계에서 효과적인 거대고리-매질수송을 하기 위해서는 두개의 규칙이 반드시 필요하다. 첫째, tiluence중으로 $M^{n+}$이온이 효과적으로 추출되고, 즉 만일 $M^{n+}$ 거대고리화합물 상호작용에 대한 logK값과 $M^{n+}$-거대고리화합물($L_1$이나 $L_2$)의 상호작용에 대한 logK값의 비가 충분히 크다면 receiving phase와 toluene의 접촉면으로부터 쉽게 중금속이온($Cd^{2+}$,$Pb^{2+}$$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+}$$Pb^{2+}$ 이온과 안정한 착물을 형성한다. 그리고 $L_1$은 수용액중에서 용해하기가 매우 어렵다. 그리고 $Cd^{2+}$$L_1$$Pb^{2+}$$L_1$착물은 $Cd^{2+}-{(S_2O_3)}_2^{2-}$$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.

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익산천 수질시료와 저질토의 오염도 평가 (Water Quality and Sediment Contamination in the Iksan Stream)

  • 서영석;조민;오병택
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제18권1호
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    • pp.123-128
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    • 2013
  • Water quality and contamination of sediment is a growing concern in the Iksan stream of Korea. Heavy metal contamination and changes in the physicochemical properties of the stream were evaluated. Water and sediment samples were collected from six sites during the dry and rainy seasons; pH, DO, EC, ORP, turbidity, $PO_4$-P, $NO_3$-N and selected heavy metals (Cu, Pb, Ni, As, Zn, Cd, Hg) were measured. Results showed almost no change in pH between seasons. DO was highest at site 2 (~2.63 mg/L) in the dry season; EC (1,540 ms/m) was greatest at site 1 in both seasons. The ORP gradually increased from the dry to rainy season at most of the sites and was highest at site 5. Turbidity was highest at site 1 and gradually decreased from the dry to rainy season at all sites except site 3. $PO_4$-P ranged from a high of 1,193mg/L at site 1 to in the dry season to a low of ~1.2 mg/L at site 4. In contrast, $NO_3$-N was highest at site 3 in the rainy season (12,531 mg/L). Among the heavy metals measured, Cu and Zn concentrations were highest at all sediment sites. Cu and Zn are added to livestock feed to improve reproductive rates and can be carried to the stream with manure. Transport of sediment and heavy metals during the rainy season is the major source of stream contamination and it is important to continue monitoring and take necessary action in these areas.

The Contamination of Sventoji River Bottom Sediments by Heavy Metals in Ukmerge, Lithuania

  • Valskys, Vaidotas;Motiejunas, Mindaugas;Ignatavicius, Gytautas;Sinkevicius, Stanislovas
    • 한국환경과학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.1-10
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    • 2016
  • Bottom sediment pollution with heavy metals of the Sventoji River in Ukmerge, Lithuania using X-ray fluorescence spectrometry is analyzed in this article. During the research, qualitative and quantitative parameters of heavy metal concentrations and their distribution were investigated. This article presents obtained results of study, where bottom sediment samples were examined from both shores of the river of Sventoji. During this research, received data was treated using GIS software, which helped to interpolate the data of concentrations into the research polygon of the river. GIS software also helped to evaluate the urban runoff influence to the bottom sediment quality and exclude sources of pollution. The runoff dischargers which transport surface wastewater to the river were registered before sampling. At the mouth of streams, flowing into the river of Sventoji, additional samples were taken. After comprehensive river bottom sediment research there is a possibility to assess the extent of anthropogenic activity and its impact on the river ecosystem and human health.

중금속 오염토의 Electrokinetic 정화 처리시 pH 발현과 납 제거의 전극 간 특성 (The Characteristics of pH Variations and Lead transport during Electrokinetic Remediation of soil Contaminated by Heavy Metal)

  • 한상재;김수삼
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제6권4호
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    • pp.13-23
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    • 2001
  • 본 연구는 중금속 오염지반의 정화를 목적으로, Electrokinetic(EK) 기법을 적용 할 때 지반 내에서 pH와 오염물 분포특성을 알아보았다. 시료 내에서의 EK 처리로 인한 납 제거 효과를 살펴본 결과 1V/cm의 전압경사 하에서 납은 음극으로 이동하여, 전극 간 시료의 80%정도 영역에서 제거율은 대략 75% 정도에 이르렀다. 그러나 이동된 납은 대부분이 음극영역에 침전되어 궁극적으로 음극수로 배출되어 제거되는 납의 양은 미미하였다. 이때, EK 정화처리는 시료의 대부분인 80% 정도에서 토양환경보전법 상의 규준치를 만족할 수 있으나, 음극쪽 20%지역은 별도의 향상기법을 적용하여 처리하는 기법이 필요하다.

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중금속 오염토의 Electrokinetic 정화시 토체의 전기화학적 특성의 모델링 (Modeling of Electrical and Chemical Characteristics During the Electro]kinetic Remediation of Contaminated Soil by Heavy Metal)

  • 한상재;김수삼;조용실
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.49-57
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    • 2002
  • 오염지반 정화를 위한 Electrokinetic 처리 과정에서 지반에 전류를 적용하면 흙물 시스템 내에서 발생하는 유체의 이동 현상과 계면의 특성 변화가 발생하여 Electrokinetic 반응에 영향을 미친다. 본 논문에서는 지반 내에서 발생하는 전기적, 화학적 변수와 그 변화 특성을 규명하고자 실내실험을 수행하여, 시료의 전압, 전류, 제타포텐셜, pH등의 전기 화학적 현상을 연구하였으며 이러한 인자들의 특성변화를 모델링하는 기법을 제시하였다. 그 결과 정화 도중 전압, 전류 변화를 각 농도에서 시간에 따른 지수함수로 표현할 수 있었으며 제타포텐셜의 변화를 pH와 오염농도에 따라 모델링 할 수 있었다.

Selective transport of Cadmium by PVC/Aliquat 336 polymer inclusion membranes (PIMs): the role of membrane composition and solution chemistry

  • Adelung, Sandra;Lohrengel, Burkhard;Nghiem, Long Duc
    • Membrane and Water Treatment
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    • 제3권2호
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    • pp.123-131
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    • 2012
  • This study investigated the extraction and stripping performance of PIMs consisting of PVC and Aliquat 336. Extraction and stripping of three representative heavy metals - namely $Cd^{2+}$, $Cu^{2+}$, and $Zn^{2+}$ - by the synthesized membranes were evaluated as a function of sodium chloride concentration and under different stripping solutions (0.01 M $HNO_3$, Milli-Q water, 0.01 M HCl and 0.01 M NaOH), respectively. Results reported here indicate that the formation of negatively charged metal chloride complex species was responsible for the extraction of the target metal to PIMs. Experimental results and thermodynamic modeling of the speciation of chloro metal complexes further confirm that the extraction selectivity between $Cd^{2+}$, $Cu^{2+}$ and $Zn^{2+}$ can be controlled by regulating the chloride concentration of the feed solution. An acidic solution without any chloride was the most effective stripping solution, followed by Milli-Q water, and a diluted hydrochloric acid solution. On the other hand, the stripping of metals from PIMs did not occur when a basic stripping solution was used.

산업단지 유역 하천수와 퇴적물 내 중금속 오염도 평가 및 기원 추적 연구 (Assessment of Contamination and Sources Identification of Heavy Metals in Stream Water and Sediments around Industrial Complex)

  • 정혜령;이지현;최진영;김경태;김은수;나공태
    • 생태와환경
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    • 제52권3호
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    • pp.179-191
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    • 2019
  • 시화호 중금속 오염원을 추적하기 위하여 산업단지 5개 하천에서 하천수와 퇴적물을 채취하여 중금속 분포 특성과 오염도를 평가하였다. 용존 및 입자성 Ni과 Cu는 군자천에서, Zn과 Pb은 정왕천에서, Cd은 시흥천에서 상대적으로 높은 농도를 보이고 있어, 하천에 따라 유출되는 금속 오염원이 다른 것을 알 수 있었다. 하천 퇴적물 내 중금속의 평균농도는 Cu가 $2,549mg\;kg^{-1}$로 가장 높았으며 Cu>Zn>Pb>Cr>Ni>As>Cd>Hg의 농도순이었다. 시흥천에서 As를 제외한 금속원소의 평균농도가 다른 하천에 비해 매우 금속오염도가 큰 것으로 나타났다. 전체 하천 퇴적물 조사 정점 중 Cr (57%), Ni (62%), Cu (84%), Zn (60%), Cd (68%), Pb (81%)이 저서생물에 독성이 나타날 가능성이 있는 II 등급이상의 높은 농도였다. 농집지수를 통한 오염도 평가 결과, 하천 퇴적물 내 Cu와 Cd은 extremely polluted, Zn과 Pb은 heavily polluted의 오염상태로 구분되었다. 전체 퇴적물의 59%가 독성이 나타날 가능성이 높아 오염규모 확인이 필요한 "나쁨"의 등급이었으며, 35%의 조사 정점은 중장기적으로 배출시설 관리가 필요한 "매우 나쁨"에 해당되는 오염단계를 보이고 있었다. 하천수와 퇴적물 내 높은 금속 농도와 공간분포 특성을 고려하였을 때 금속오염은 금속의 제조와 사용과 관련된 산업폐수 즉 하천에 직접 유출되는 하수구를 통한 오염임을 알 수 있었다. 시화호의 주요한 금속 오염원은 산업활동에 기인한 높은 농도의 중금속을 포함한 폐수이며, 이 폐수가 지속적으로 하천을 통해 공급되고 있는 것으로 판단된다.

낙동강(洛東江) 하구역(河口域) 퇴적환경연구(堆積環境硏究) : 퇴적작용(堆積作用) 및 중금속(重金屬) 분포(分布) (A Study of Sedimentary Environment in the Estuary of Nakdong River : sedimentation Processes and Heavy Metal Distributions)

  • 이유대;김창원
    • 한국해양학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.182-188
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    • 1990
  • 낙동강 하구역에서의 중금속 분포와 퇴적작용에 대한 연구를 1987년 10월부터 1988년 9월에 걸쳐 수행하였다. 연구지역의 퇴적환경은 하구환경이며 입도분석 특성에 따라 모래섬, 수로 및 조간대 지역으로 분류된다. 모래섬의 퇴적물은 뜬짐, 틤짐, 굴 르기 상태로 운반되었으며, 조간대는 주로 뜬점과 틤틔짐으로 이동되었다. 수로의 퇴적 물은 거의 굴르기와 약간의 뜬짐 상태로 운반되었다. 모래섬은 강한 파도의 영향을 받 으며, 그 후방에 놓인 조간대는 약한 조류의 영향을 받는다. 수중에서 Cu, Cd, $Cr^{6+}$, Pb, Zn의 농도는 각각 최고의 27.9, 6.7, 20.4, 16.3, 37.3 ppb를 기록하였으며, 퇴적물에서는 20.0, 1.65, 25.4, 15.4 132.9 ppm을 나타내었다. 이들 중금속의 재첩 (V. Muller)에 의한 총섭취인자는 각각 1600, 310, 310, 490, 7900g이었다.

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TDR을 이용한 사질토양에서의 중금속 이동 추정 (Predicting Migration of a Heavy Metal in a Sandy Soil Using Time Domain Reflectometry)

  • Dong-Ju Kim;Doo-Sung Baek;Min-Soo Park
    • 한국토양환경학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.109-118
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    • 1999
  • 최근 들어, 다공질 매질에서의 KCl 같은 보존성 용질의 운송계수를 결정하는데 TDR이 성공적으로 사용되고 있다. 본 연구는 TDR 기법이 사질 토양에서 중금속 이온의 운명과 시간에 따른 농도 분포를 측정하는데 적용가능한지를 알아보기 위하여 수행되었다 실험실에서 파과곡선 조건의 주상실험을 수행하여 사질토양에서 침출수와 잔존수의 $ZnCl_2$농도를 측정하였다. 정상류 상태에서 추적자인 $ZnCl_2$(10g/L)를 토양시료 상부에 순간 주입한 후, 시간별로 토양시료 상부로부터 각각 l0 cm와 20 cm 깊이에서 수평으로 설치된 TDR 탐침을 이용하여 저항을 EC-meter를 이용하여 침출수의 전기전도도를 측정하였고, 침출수의 Zn 이온의 농도는 ICP-AES를 이용하여 분석하였다. TDR과 침출수로부터 구한 농도측정 방법이 다르기 때문에, ICP-AES로부터 구한 농도와 토양시료 상부로부터 10 cm에서 TDR 로 측정된 잔존수 농도로부터 구한 운송파라미터를 감쇄상수를 고려한 CDE모델에 적용하여 구한 침출수 농도와 비교하였다. 실험결과에 의하면, 잔존수의 첨두농도근 EC-meter로 측정된 침출수의 것보다 더 빨리 그리고 더 높게 나타나 사질 토양이 균질한 것으로 나타났다. TDR로 구한 운송 파라미터로부터 추정된 $ZnCl_2$의 농도와 ICP-AES로 측정된 농도는 상당히 일치했다. 이것은 주어진 토양에서 감쇄상수를 얻기만 하면 TDR기법이 특정깊이에서의 중금속의 침출수 농도를 측정하는데에도 적용가능하다는 것을 의미한다.

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