• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제58권1호
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• pp.39-50
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• 2015

본 연구에서는 오염토양 내 중금속 안정화 효율 평가를 위해 계분(PM), $300^{\circ}C$에서 생산한 바이오차(PBC300), $700^{\circ}C$에서 생산한 바이오차(PBC700)를 2.5, 5.0, 10.0 wt% 수준으로 토양에 처리하고 21일 간 항온배양하였다. 항온배양 후 토양의 pH는 PM 10.0 wt%, PBC300 10.0 wt%, PBC700 10 wt% 처리구에서 각각 7.51, 7.24, 7.88로 나타나 무처리구(pH 6.94)에 비해 유의적으로 증가하였는데 이는 PM, PBC300, PBC700 자체의 알칼리성에 기인한 결과로 판단되었다. 중금속의 TCLP 용출시험 결과 PM 처리구의 경우 용출되는 납(142-408% 증가), 카드뮴(39-77% 증가), 아연(20-24% 증가), 구리(241-955% 증가)의 농도가 모두 증가하였으며, 이는 PM 처리 시 급격하게 증가된 토양 내 DOC와 관련된 것으로 판단되었다. 그러나 PBC700 처리구의 경우 납, 카드뮴, 아연, 구리의 농도가 모두 감소하여 안정화되었으며, 무처리구 대비 감소율은 각각 7-23, 11-38, 11-52, 19-36%으로 나타났다. MINTEQ을 이용한 열역학 모델링 결과 PBC700 10.0 wt% 처리구에서는 납과 구리 화학종의 경우 수산화물인 $Pb(OH)_2$, $Cu(OH)_2$의 침전이 예상되었다. 특히, 납의 경우 매우 낮은 용해도를 보유한 chloropyromorphite [$Pb_5(PO_4)_3Cl$], hydroxypyromorphite [$Pb_5(PO_4)_3OH$] 등의 침전이 예상되었다. 이와 함께 SEM-elemental dot mapping을 이용한 원소분포 조사 결과, 다른 처리구와 달리 PBC700 처리구의 경우 납과 인의 분포부분이 중첩되어 두 원소간의 연관성이 있는 것으로 판단되었다. 이를 종합할 때, PBC700 처리구의 납 용출 농도의 감소는 PBC700이 함유한 인과 오염토양에 존재하는 납이 매우 안정한 형태의 화학종인 chloropyromorphite, hydroxypyromorphite 등을 형성하면서 나타난 결과로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제50권4호
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• pp.226-234
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• 2017

In order to reduce the accumulation of toxic metals (As, Cd and Pb) in the chives, various immobilizing agents such as a soil pH change-inducing immobilizing agent (lime), sorption agent (compost, spent mushroom compost), soil pH change and sorption agent (biochar) and, dissolved organic carbon (DOC) coagulator (gypsum) and uncontaminated soil were applied to the contaminated soils in isolation and in combination. Then chives were grown and determined for As, Cd and Pb concentrations accumulated in the edible part at harvest. The Cd and Pb concentrations of the chive plant grown in the contaminated soil (no treatment) exceeded the legislated Korean guideline values (Cd: $0.05mg\;kg^{-1}$, Pb $0.1mg\;kg^{-1}$) and As concentration ($21mg\;kg^{-1}$) was 1,000 times higher than chives plant grown in uncontaminated environment in Korea. Application of lime and gypsum significantly reduced As, Cd and Pb concentrations in all chives examined, due to the increased soil pH and decreased soil DOC. Also, application of combination treatments involving DOC coagulator such as gypsum together with lime decreased As, Cd and Pb concentrations from 21, 1.3 and $9.7mg\;kg^{-1}$ to 2.1, 0.1 and $1.1mg\;kg^{-1}$, respectively. Consequently, it was concluded that pH change-inducing immobilizing agent (lime) which was already well known and DOC coagulator such as gypsum could be used as a promising immobilizing agent for safer chives plant production.

• 한국농공학회논문집
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• 제60권5호
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• pp.105-113
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• 2018

In this study physical and chemical characteristics of rice straw ash (RSA) were analyzed in agricultural by-products such as the characteristics of soil pH, electric conductivity (EC), total phosphorus (T-P), available phosphate (Avail-P), and cation exchange capacity (CEC). The results showed that RSA is of mainly C in 95.74% and followed by Si > Al > P > Mg > K > Ca. The pH of RSA was high near 11 and the T-P concentration was $2,322.38{\pm}10.35mg/kg$. The specific surface area of RSA was $123.50m^2/g$, which was much lower than that of biochar. The X-ray diffraction (XRD) analysis indicated that RSA were C and Si based crystalline. TCLP and KSLT test results implied that the heavy metal concentrations were below the environmental standards and would not impose the risks. T-P concentration increased from $225.59{\pm}12.69mg/kg$ to $593.39{\pm}17.36mg/kg$ along with RSA mixing ratio to soil from 0% to 15%. Both pH and EC values were increased with the increase of RSA ratio. The changes in Avail-P and CEC were not when RSA mixing ratio was 1%. whereas the Avail-P concentration was slightly increase when the mixing ratio was more than 5%. Additional investigation considering receiving soil characteristics based on the results of this study would help effective application of RSA to soil.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권3호
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• pp.399-403
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• 2012

경남지역 논 토양의 중금속 관리를 위한 기초 자료를 제공하고자 260 지점을 대상으로 2011년에 Cd, Cu, Ni, Pb, Zn 및 As 전함량과 0.1N HCl 가용성 Cr 함량을 분석하였다. 논토양의 중금속 평균 함량은 Cd 0.143 (범위 0.003-0.537) mg $kg^{-1}$, Cr 0.322 (0.002-0.986) mg $kg^{-1}$, Cu 25.41 (6.03-76.19) mg $kg^{-1}$, Ni 16.36 (2.63-32.94) mg $kg^{-1}$, Pb 18.67 (4.16-87.02) mg $kg^{-1}$, Zn 71.76 (22.99-153.58) mg $kg^{-1}$, As 3.516 (0.002-19.481) mg $kg^{-1}$ 였다. 논토양에서 Cd 함량은 산록경사지에서 가장 높은 반면 Ni과 As 함량은 홍적대지, Zn 함량은 해안평탄지에서 가장 높았다. 또한, Cd, Cu 및 Zn 함량은 미사질식양토에서 미사질양토, 사양토 및 양토 보다 높은 경향이었다.

• 자원환경지질
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• 제54권1호
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• pp.21-33
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• 2021

국내 오염시나리오별 안정화 효율과 경제성이 뛰어난 안정화제를 선택하여 적용할 수 있도록, 국내외에서 연구된 대표적인 안정화제를 대상으로 국내 중금속 오염 현장 부지 특성별 중금속 안정화 효율이 높은 안정화제 순위를 결정하였다. 총 5종류의 오염시나리오를 가정하여 각각 해당되는 국내 오염부지 토양을 확보하였다. 국내외 활용도와 안정화 효율 연구 결과, 오염특성별 부지 시나리오에 적용 가능성 등을 고려하여 기존에 연구되었던 안정화제 13가지를 선정하였다. 선정한 오염 토양과 안정화제의 오염 가능성과 현장 적용 가능성을 평가하기 위하여 XRD/XRF 분석, 독성용출시험과 인공강우용출시험 등을 실시하였다. 부지 오염시나리오를 대표하는 5종류 오염 토양에 대하여 선정된 13종의 안정화제에 의한 비소, 수은, 납, 6가 크롬, 아연, 니켈, 구리 등 총 8종의 중금속(반금속인 비소 포함) 용출 저감 효과를 규명하는 용출 배치실험을 수행하였다. 총 5개 오염 토양에 대하여 13개 안정화제 주입 비율 3%, 5%, 7% 적용 시, 각 중금속(비소 포함)에 대한 중금속 용출 저감 효율이 안정화제를 주입하지 않은 토양 대비 20% 이상을 나타내는 안정화제 중에서 저감 효율이 높은 순위부터 5개 안정화제(Top 5)를 선택하였다. 각 안정화제에 대하여 안정화제 주입비율, 중금속 종류, 부지별 조건에 따라 수행된 배치실험 결과에 대하여 Top 5에 해당하는 총 횟수를 합산하여, 다양한 국내 부지 오염시나리오에 적용할 수 있는 안정화제의 순위를 결정하였다. 5개 오염 토양에 대하여 8개 중금속 항목별 용출 저감 효율이 20% 이상인 경우, 가장 안정화 효율이 높은 순위는 광산배수처리 슬러지(mine drainage treatment sludge), 산화철, 생석회, 소석회-석회석, 황화철, 바이오차 순으로 나타났다. 위 안정화제들에 대하여 안정화제의 효율대비 단가를 산정한 결과, 광산배수처리 슬러지, 석회석, 제강슬래그(비소의 경우), 생석회, 소석회 순으로 경제성이 높게 나타나 현장 적용성이 뛰어난 것으로 밝혀졌다.