• 제목/요약/키워드: Metal arsenic

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음극 벗김 전류법을 이용한 비소(III) 분석에 관한 연구 (Analysis of Arsenic(III) by the Cathodic Stripping Voltammetry)

  • 윤영자;이형숙;고원배;김정희
    • 분석과학
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    • 제5권4호
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    • pp.417-423
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    • 1992
  • 음극 벗김 전압전류법을 이용하여 비소(III)의 벗김 봉우리에 대한 금속 이온의 영향에 대하여 조사하였다. 비소(III)의 환원 벗김 봉우리 이론적인 전위값이 -0.84V(vs. Ag/AgCl)인데 비하여, 0.1N- 염산을 사용하였을 때 전위값은 -0.79V(vs. Ag/AgCl)이고, 여기에 구리(II)를 10배 첨가하였을 때 -0.84V로써 이론적인 전위값과 일치하였으며 전류값은 $0.86{\mu}A$로 가장 높게 나타났다. 비소(III)의 벗김 봉우리를 증가시키는 금속이온으로 납(II), 구리(II) 등이 있었고, 특히 구리(II)이온이 비소(III)의 벗김 봉우리를 가장 많이 증가시켰다.

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담수된 논토양의 환원 환경에서 비소 및 중금속의 용출특성과 석회석 및 제강슬래그의 안정화 효과 검토 (Leaching Characteristics of Arsenic and Heavy Metals and Stabilization Effects of Limestone and Steel Refining Slag in a Reducing Environment of Flooded Paddy Soil)

  • 윤성욱;강신일;진혜근;김하진;유찬
    • 농업생명과학연구
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    • 제45권6호
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    • pp.251-263
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    • 2011
  • 본 연구에서는 폐금속 광산 주변 비소와 중금속으로 오염된 논토양을 효과적으로 복원하기 위한 안정화제로써 석회석과 제강슬래그의 처리효과와 그 적용성을 검토하기 위해 담수답의 환원 환경을 적용한 컬럼 실험을 실시하였다. 실험결과 담수된 논토양의 환원 환경에서는 철과 망간 성분이 환원되어 급격하게 용출되는 시점에 중금속 성분도 급격하게 용출되는 경향이 나타났으며, 대조구(무처리)의 경우 침출수에서 오염기준을 초과한 시료가 나타났다. 그러나 석회석 5%와 제강슬래그 5%로 각각 처리한 토양은 모두 오염기준 이하로 대조구보다 중금속 농도가 매우 낮게 검출되었다. 석회석과 제강슬래그 모두 담수답의 환원 환경에서 좋은 처리효과를 나타내어 효과적인 안정화제로 판단되었으며, 특히 제강슬래그는 담수답 환경에서 지속적으로 증가하는 비소 성분에 대해서 좋은 처리효과를 나타내었다.

폐금속 광산 주변 비소 및 중금속 오염농경지의 안정화 처리를 위한 석회석과 제강슬래그의 처리효과 검토 (An Investigation of Treatment Effects of Limestone and Steel Refining Slag for Stabilization of Arsenic and Heavy Metal in the Farmland Soils nearby Abandoned Metal Mine)

  • 윤성욱;강신일;진혜근;김하진;임영철;이지민;유찬
    • 한국토양비료학회지
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    • 제44권5호
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    • pp.734-744
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    • 2011
  • 본 연구에서는 안정화공법을 이용하여 폐금속 광산 주변 비소 및 중금속 성분이 복합적으로 오염된 농경지를 효과적으로 복원하기 위해 안정화제로써 석회석과 제강슬래그의 처리효과와 적용성을 실내컬럼실험을 통해서 검토하였다. 대상토양 내 중금속의 존재형태 중 이동성이 높은 형태인 교환성 및 탄산염 형태의 분포비율은 여러 문헌들의 결과들과 유사하게 카드뮴 > 아연 > 납 순으로 높게 분포하는 것으로 나타나 광해로 인한 농경지의 오염성분들 중 카드뮴은 주변 환경에 미치는 영향이 가장 크며 상당한 주위가 필요한 성분인 것으로 판단되었다. 본 대상토양과 같이 pH가 매우 높은 토양도 갑작스럽게 변화하는 산성환경에 의해 일시적으로 토양의 pH 완충력이 감소하여 다량의 중금속 성분들이 용출될 가능성이 높은 것으로 나타났다. 반면 석회석과 제강슬래그로 처리한 처리구는 수질기준을 초과한 침출수 가 관찰되었던 대조구에 비해 모두 수질기준 이하로 중금속의 농도가 매우 낮게 나타났다. 비소의 경우는 비소 저감의 목적으로 적용한 제강슬래그의 혼합비가 증가할수록 오히려 농도가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 제강슬래그가 함유하고 있는 인 성분과 관계가 있는 것으로 판단되었으며, 비소와인의 경쟁적인 흡착 관계에서 그 우세함이 토양의 특성에 따라 상이할 수 있을 것으로 예상되었다. 석회석은 카드뮴, 납 그리고 아연 등의 중금속 성분에 대해서 모두 좋은 처리효과를 나타내어 토양의 중금속 처리에 있어서 효과적인 안정화제로 판단되었다. 제강슬래그의 경우는 비소를 효과적으로 저감하는 물질인 철 산화물을 많이 함유하고 있기 때문에 비소 처리에 있어서 활용 가능성이 높은 재료로 판단되나 복원 대상토양 내에서 철 산화물과 서로 강하게 흡착하려고 하는 비소와 인의 흡착선호도를 먼저 평가한 후에 적용여부를 검토해야 하며, 이와 관련된 연구가 필요할 것으로 판단되었다.

Arsenic Removal from Water Using Various Adsorbents: Magnetic Ion Exchange Resins, Hydrous Ion Oxide Particles, Granular Ferric Hydroxide, Activated Alumina, Sulfur Modified Iron, and Iron Oxide-Coated Microsand

  • Sinha, Shahnawaz;Amy, Gary;Yoon, Yeo-Min;Her, Nam-Guk
    • Environmental Engineering Research
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    • 제16권3호
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    • pp.165-173
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    • 2011
  • The equilibrium and kinetic adsorption of arsenic on six different adsorbents were investigated with one synthetic and four natural types (two surface and two ground) of water. The adsorbents tested included magnetic ion exchange resins (MIEX), hydrous ion oxide particles (HIOPs), granular ferric hydroxide (GFH), activated alumina (AA), sulfur modified iron (SMI), and iron oxide-coated microsand (IOC-M), which have different physicochemical properties (shape, charge, surface area, size, and metal content). The results showed that adsorption equilibriums were achieved within a contact period of 20 min. The optimal doses of adsorbents determined for a given equilibrium concentration of $C_{eq}=10\;{\mu}g/L$ were 500 mg/L for AA and GFH, 520-1,300 mg/L for MIEX, 1,200 mg/L for HIOPs, 2,500 mg/L for SMI, and 7,500 mg/L for IOC-M at a contact time of 60 min. At these optimal doses, the rate constants of the adsorbents were 3.9, 2.6, 2.5, 1.9, 1.8, and 1.6 1/hr for HIOPs, AA, GFH, MIEX, SMI, and IOC-M, respectively. The presence of silicate significantly reduced the arsenic removal efficiency of HIOPs, AA, and GFH, presumably due to the decrease in chemical binding affinity of arsenic in the presence of silicate. Additional experiments with natural types of water showed that, with the exception of IOC-M, the adsorbents had lower adsorption capacities in ground water than with surface and deionized water, in which the adsorption capacities decreased by approximately 60-95%.

미생물학적 황산염 환원에 의한 토양 내 비소와 구리의 원위치 침전 (In-situ Precipitation of Arsenic and Copper in Soil by Microbiological Sulfate Reduction)

  • 장해영;전효택;이종운
    • 자원환경지질
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    • 제42권5호
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    • pp.445-455
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    • 2009
  • 미생물학적 황산염 환원은 황산염을 전자수용체로 이용하는 황산염 환원 박테리아에 의해 황산염이 황화이온으로 변환되는 과정이다. 형성된 황화이온은 주변의 용존 금속 이온과 결합하여 용해도가 낮은 금속 황화물로 침전된다. 이 연구에서는 비소와 중금속으로 오염된 송천 금은광산 일대 토양을 대상으로 하여 토착 박테리아에 의한 황산염 환원을 유도함으로써 독성 원소의 원위치 고정화 기술의 효율성을 평가하였다. 왕수 분해 결과, 대상 토양 내 비소, 구리, 납의 함량은 각각 1,311 mg/kg, 146 mg/kg, 294 mg/kg 등으로 나타나 특히 비소의 오염이 심각한 상태였다. 회분식 실험 결과, 미생물학적 황산염 환원에 의하여 pH 증가, 산화환원전위 감소, 황산염 함량 감소, 비소와 구리 함량 감소 등이 관찰되었다. 이 때 가장 높은 중금속 침전 효율을 유도하는 탄소원과 황산염의 농도 범위는 각각 0.2~0.5%, 100~200 mg/L로 나타났다. 미생물학적 또는 화학적으로 황화물 침전을 유도하게 고안된 컬럼 실험 수행 결과, 비소와 구리는 두 컬럼에서 모두 98% 이상 제거되었다. 그러나 산소를 다량 포함한 용액을 주입한 후, 화학적으로 황화물 침전을 유도한 컬럼에서는 즉각적인 비소와 구리의 재용출 현상이 나타났으나, 미생물학적 황산염 환원을 유도한 컬럼에서는 침전물이 30일 이상 장기간 안정성을 보였다. 미생물학적 컬럼 내에 형성된 검은색 침전물을 분석한 결과 FeS와 CuS로 나타났으며 비소는 대부분 철 황화물에 흡착되어 있는 것으로 확인되었다.

안정화 처리된 폐광산 토양의 생태기능상태 평가를 위한 효소활성도 및 비소호흡유전자의 적용 (Application of Enzymatic Activity and Arsenic Respiratory Gene Quantification to Evaluate the Ecological Functional State of Stabilized Soils Nearby Closed Mines)

  • 박재은;이병태;이상우;김순오;손아정
    • 대한환경공학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.265-276
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    • 2017
  • 폐광산은 방치된 광미 등으로 인하여 주변환경에 복합적인 중금속 오염을 야기한다. 이를 방지하기 위하여 국내에서는 1990년대 중반부터 석회석 등의 안정화제와 복토를 이용한 안정화 공법을 기반으로 토양개량사업이 시행 중이다. 복원된 토양의 상부에서는 작물의 재배로 인해 중금속이 고정된 안정화 층이 지화학적 변화를 겪게 되며 이에 따른 중금속의 용출 및 이동이 가능하므로 토양개량사업을 마친 토양에 대한 질 평가 등의 사후 관리는 반드시 필요하다. 토양의 질 평가를 하기 위해서는 이화학적 분석 또는 생물학적인 분석을 개별적으로 하기보다는 이들을 결합한 종합적인 분석이 필요하며 이를 통해 토양의 생태기능상태(ecological functional state)를 평가할 수 있다. 본 연구에서는 대상시료로 경상북도 봉화군 풍정 광산, 전라남도 광양시 점동 광산, 충청남도 서산시 서성 광산 인근 안정화 처리 토양과 안정화 처리가 되지 않은 오염, 비오염 토양을 선정하였다. 토양의 이화학적 성질인 pH, CEC, LOI와 중금속 농도를 측정하였고, 미생물 효소활성도와 비소환원유전자를 정량하였다. 다변량 통계분석을 바탕으로 모든 데이터를 분석하여 토양 생태기능상태를 평가하였다. 안정화 심도 토양과 상부복토, 하부오염토 간의 상관관계를 확인한 결과, 안정화 심도 토양에서 중금속의 농도가 높게 측정되었다. 그리고 풍정광산에서는 안정화 처리 심도 토양이 하부오염토와 유사한 특성을, 점동, 서성 광산에서는 안정화 심도 토양이 상부복토와 유사한 특성을 나타내었는데 이는 점동, 서성 광산 주변 상부복토의 생태기능상태가 좋지 않을 수 있음을 시사한다.

토지이용 형태별 벌개미취의 생육 및 중금속 흡수능 (Growth and Heavy Metal Absorption Capacity of Aster koraiensis Nakai According to Types of Land Use)

  • 주영규;권혁준;조주성;신소림;김태성;최수빈;이철희
    • 한국자원식물학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.48-54
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    • 2011
  • 본 연구는 자생 벌개미취를 이용하여 다양한 토양에 오염된 중금속의 정화 가능성을 분석하기 위하여 시행되었다. 중금속으로 오염된 논, 밭 및 수림지에 벌개미취를 식재하여 8주간 재배한 후 생육 및 중금속 흡수능을 분석하였다. 벌개미취는 중금속으로 오염된 논, 밭 및 수림지에서 8주 동안 재배한 결과 벌개미취는 중금속 오염 토양에서도 생육이 우수한 것으로 나타나 중금속 내성이 있는 것으로 생각되었다. 또한 중금속에 오염된 다양한 토양에서 벌개미취가 흡수한 비소, 카드뮴, 구리, 납 및 아연의 함량을 분석한 결과, 벌개미취는 5종의 중금속을 모두 흡수하는 것으로 나타났으나, 토양 내 중금속의 함량 및 토성에 따라 흡수능이 각기 다르게 나타났다. 비소, 카드뮴 및 구리의 경우에는 토양 내 중금속 함량에 영향을 많이 받는 것으로 나타났으며, 토양 내 중금속의 함량이 높을수록 흡수능이 증가되었다. 납은 토양 내 중금속의 함량 보다는 토성에 의하여 흡수능이 달라지는 경향을 보였으며, 사질토인 수림지에서 흡수능이 가장 증가되었다. 아연의 흡수능은 토양 내 아연의 함량과 토성이 모두 영향을 미쳤는데, 고농도의 중금속으로 오염된 논과 밭에서 재배하였을 때 아연의 흡수능이 증가하는 것으로 나타났다. 연구의 결과, 벌개미취는 중금속에 대한 내성이 있으며, 다양한 중금속에 대한 흡수능이 우수하므로 중금속으로 오염된 여러 종류의 토양에 적용 가능한 경관식물 소재로 이용할 수 있을 것으로 생각되었다.

In vitro 및 In vivo Assay를 통한 중금속의 에스트로겐성 평가 (Assessing Heavy Metals for Estrogenicity Using a Combination of In vitro and In vivo Assays)

  • 박철;김소정;신완철;김혜경;최석영
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제33권9호
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    • pp.1486-1491
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    • 2004
  • 식품오염 관련 중금속들의 에스트로겐성을 in vitro 와 in vivo 분석방법을 병행하여 평가하였다. 분석방법은 1) estrogen receptor dependent transcriptional expression 분석법, 2) E-screen assay 그리고, 3) 마우스 자궁비대시험 (uterotropic assay)을 사용하였다. 시험에 사용한 물질로는 $17\beta$-estradiol, diethylstilbestrol(DES), arsenic oxide, bis (tri-n-butyltin), cadmium chloride, chromium chloride, lead acetate, mercuric chloride을 사용하였다. Estrogen receptor dependent transcriptional expression 분석 결과, bis(tri-nbutyltin) > cadmium chloride > chromium chloride 순으로 에스트로겐성이 크게 나타났으며, mercuric chloride, lead acetate, arsenic oxide는 거의 나타나지 않았다. E-screen test 결과, bis(tri-n-butyltin) > cadmium chloride > chromium chloride 순으로 에스트로겐성이 크게 나타났으며, mercuric chloride, lead acetate, arsenic oxide는 거의 나타나지 않았다. 자궁비대시험 결과도 마찬가지로 bis(tri-nbutyltin), cadmium chloride, chromium chloride은 자궁중량 비대를 크게 초래하였으며, 반면에 mercuric chloride, lead acetate, arsenic oxide는 그러한 효과가 미약하거나 없었다. 세 분석방법 결과 bis(tri-n-butyltin), cadmium chloride, chromium chloride 순으로 에스트로겐성이 크게 나타났다. 이러한 결과는 최근 bis(tri-n-butyltin)과 cadmium chloride이 에스트로겐성이 있다는 다른 연구결과들과 잘 일치하며, 또한 크롬화합물도 에스트로겐성이 있다는 것을 새롭게 제시하고 있다. 본 연구는 세 단계 수준(전사활성화단계, 세포증식작용, in vivo assay)의 분석을 병행함으로써 수많은 중금속의 에스트로겐성을 효과적으로 평가할 수 있다는 것을 제시해주고 있다.

폐금속광산 주변 논토양 및 벼작물의 비소함량과 계절적 변화 (Contents and Seasonal Variations of Arsenic in Paddy Soils and Rice Crops around the Abandoned Metal Mines)

  • 권지철;정명채;강만희
    • 자원환경지질
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    • 제46권4호
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    • pp.329-338
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    • 2013
  • 이 연구는 국내 휴폐금속광산 주변의 논토양과 식물(벼)의 비소 오염과 계절적 변화를 고찰하고, 토양과 식물의 유기적 관계규명을 위해 토양시료를 왕수, 1 M $MgCl_2$, 0.01 M $CaCl_2$ 및 0.05 M EDTA 등 다양한 추출제로 전처리하여 비소를 분석하였다. 화학분해 방법에 따른 함량 변화는 통계적으로 유의한 양의 상관관계를 보이며(p<0.01), 1 M $MgCl_2$ >0.01 M $CaCl_2$ >0.05 M EDTA 순으로 나타났다. 벼줄기의 생물학적 농축계수는 산화환경보다 환원환경에서 높았으며, 백미시료에서는 농축계수가 0.02로 낮게 나타났다. 농가의 1일 평균 쌀소비량인 315 g을 적용하여 세계보건기구의 미량원소 1일 섭취 최대허용량과 비교한 결과 농가에서는 65%의 높은 섭취량을 보여, 이들 쌀 소비에 의한 비소의 인체섭취도에 중요한 역할을 하고 있음을 확인하였다.