Ju, Won Jung;Hwang, Sun Kyung;Jho, Eun Hea;Nam, Kyoungphile
Environmental Engineering Research
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제24권1호
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pp.82-90
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2019
Meeting the regulations based on the short-term leaching tests may not necessarily assure the environmental and human health safety of reusing mine wastes. This study investigated heavy metal leachability of four metal mine waste samples (e.g., Z, Y, H, and M) and human health risk of reusing them as construction materials. The heavy metal leachability did not depend on the total heavy metal contents. For example, the Z sample contained greater amounts of As and Fe than Zn, but the leachates contained only Zn at a detectable level. This can be attributed to the crystalline structure and heavy metal fractions of the mine wastes. The leaching test results suggested that the four mine waste samples are potentially reusable. But the Z and M samples reused in industrial areas imposed carcinogenic risks. This was largely attributed to As that is exposed via dermal contact. The Y and H samples reused in residential areas imposed carcinogenic risk. The major exposure route was the ingestion of crops grown on the mine wastes and Cr was the major concern. The two-stage assessment involving leaching tests and risk assessment can be used to promote safe reuse of mine wastes.
The objectives of this study were to select optimal soil amendments through analysis of heavy metal availability in soil and uptake to Aster koraiensis Nakai for forest rehabilitation of heavy metal contaminated soil of abandoned metal mine. A. koraiensis was cultivated for 6 months at contaminated soil with several soil treatments (bottom ash 1 and 2%, fly ash 1 and 2%, waste lime+oyster 1 and 2%, Acid mine drainage sludge (AMDS) 10 and 20%, compost 3.4%, non-contaminated natural forest soil, and control). The analysis results of heavy metal concentrations in the soil by Mehlich-3 mehthod, growth and heavy metal concentrations of A. koraiensis showed that waste oyster+lime 1% and compost were more effective than the other amendments for phytostabilization. However, it is needed comprehensive review of factors such as on-site condition, slope covering to reduce soil erosion and vegetation introduction from surround forest for revegetation to apply forest rehabilitation.
This study aimed to remove organic matter and heavy metals that could affect the recycling of soils contaminated by heavy metals, by means of electrolysis, carried out simultaneously with the leaching of the soil. To ensure better experimental equipment, a soil electrolysis apparatus, equipped with spiral paddles, was used to agitate the heavy-metal-contaminated soil effectively. The heavy-metal-contaminated soil was electrolyzed by varying the voltage to 5 V(Condition 1), 15 V(Condition 2), and 20 V(Condition 3), under the optimal operating conditions of the electrolysis apparatus, as determined through previous studies. The results showed that the pH of the electrolyte solution and the heavy-metal-contaminated soil, after electrolysis, tended to decrease with an increase in voltage. The highest removal efficiencies of TOC and $COD_{Cr}$ were 18.8% and 29.1%, 38.8% and 4.2%, and 33.3% and 50.0%, under conditions 1, 2 and 3, respectively. Heavy metals such as Cd and As were not detected in this experiment. The removal efficiencies of Cu, Pb and Cr were 4.7%, 8.3% and 2.1%, respectively, under Condition 1, while they were 42.9%, 15.2% and 22.1%, respectively, under Condition 2, and 4.7%, 23.0%, and 24.9%, respectively, under Condition 3. These results suggest that varying the voltage with the soil electrolysis apparatus for removing contaminants for the recycling of heavy-metal-contaminated soil allows the selective removal of contaminants. Therefore, the results of this study can be valuable as basic data for future studies on soil remediation.
The heavy metal removability of four kinds of tea was investigated in the various conditions: particle size of tea(10, 35. 70, 100 mesh), concentration of heavy metal(25, 50, 100ppm) and extraction temperature(30. 50, 70. 10$0^{\circ}C$). The removabilities by the tea solids were increased as the particle size decreased, concentration of heavy metal increased, and extracting temperature increased. Of the four kinds of tea Pb, Cd and Cu removability by Eucommia ulmoides Oliv tea was the highest. In addition, heavy metal removability by Schizandra chinensis Baillon tea was better than that of other tea as extraction temperature was increased.
Industrialization and modern developments have led to an influx of toxic heavy metals into the aquatic environment, and the accumulation of heavy metals has serious adverse effects on humans. Among the various heavy metal treatment methods, adsorption is very useful and frequently used. Plastic materials, such as polypropylene and polyethylene, have been widely used as filter media due to their mechanical and chemical stability. However, the surface of plastic material is inert and therefore the adsorption capability of heavy metals is very limited. In this study, granular media and fiber media composed of polypropylene and polyethylene are used, and the surface modification was conducted in order to increase adsorption capability toward heavy metals. Oxygen plasma generated hydroxyl groups on the surface of the media to activate the surface, and then acrylic acid was synthesized on the surface. The grafted carboxyl group was confirmed by FT-IR and SEM. Heavy metal adsorption capability of pristine and surface modified adsorbents was also evaluated. Overall, heavy metal adsorption capability was increased by surface modification due to electrostatic interaction between the carboxyl groups and heavy metal ions. Fibrous PP/PE showed lower improvement compared to granular PP media because pore blockage occurred by the surface modification step, thereby inhibiting mass transfer.
Metal complex dyes are usually used to dye amide fiber such as wool, silk and nylon to achieve high concentrated color and excellent color fastness. However, metal complex dyes that contain various heavy metal components cause not only serious environmental problem but also human health. In this study the ordinary 1:2 metal acid dyes and the modified 1:2 metal dyes, which are environmental friendly, are compared and analyzed in existing dyes investigated the trends in the evaluation system of their harmfulness, containing heavy metals and examined exhaustion rates and dyeing characteristics.
Membrane process has been applied widely to petroleum chemistry, fine chemistry, polymer, electronics, food, bioprocessing, and wastewater treatment process. Membrane process has advantage that there's no phase change through separation, energy consumption is smaller than other separation processes. And equipment investment and operation cost are inxpensive too. We prepared the silicone rubber membrane and then separated the heavy metal ion from wastewater. Silicone rubber membrane was prepared using a superitical fluid process and heavy metal ions were separated from the chromium nitrate, ferric sulfate, cupric sulfate, nickel sulfate aqueous solution. The pressure difference between top and bottom of separation apparatus was preserved by vacuum pump, and the removal amount of heavy metal at each separation step were analyzed by instrumental analysis, AAS. The surface and pore of silicone rubber membrane was investigated using SEM, and the capability of wastewater treatment using a silicone rubber membrane was proposed as calculated removal rate of heavy metal after comparing removal amount of heavy metal to amount of heavy metal in mother solution by AAS analysis.
The present work investigates the possible use of fly ash for the removal of heavy metal ions from aqueous solutions. Batch experiments were conducted and the influences of metal concentration, pH, and fly ash concentration were investigated. Heavy metals used in these studies were lead and zinc. Adsorption studies were done over a range of pH values (3~10) at $25^{\circ}C$ and heavy metal concentrations of 10~400 mg/L using fly ash concentrations of 10 and 20 g/L. Experiments were also conducted without fly ash to determine the extent of heavy metal removal by precipitation. Kinetic and equilibrium experiments were performed and adsorption data were correlated with both Langmuir and Freundlich adsorption models. The results of these studies indicate that 리y ash can be used as an adsorbent for heavy metals in the aqueous solutions, yet the degree of removal depends on the pH.
The aim of this study was to evaluate heavy metal contamination and pollution index of agricultural soils around industrial complexes in the Jeon-Buk Regions of Korea. Soil samples near industrial complexes in 2017 were collected at two depths (0 - 15 and 15 - 30 cm) within a 500- and 1000-meter radius before planting. Eight heavy metals (Arsenic (As), cadmium (Cd), chromium (Cr), Cupper (Cu), nickel (Ni), lead (Pb), mercury (Hg) and zinc (Zn)) and the pollution index (PI), geoaccumulation index (Igeo) and soil pollution index (SPI) were evaluated based on soil contamination warning standard (SCWS). Overall, the heavy metal concentrations were below the SCWS. The PI ranged from 0.1 to 0.9 and categorized into Group 1 which is not polluted with any heavy metals. The average Igeo values of all the soil samples ranged from - 2.56 to 3.22. The Igeo values of Cd and Hg may not represent well the pollution index because the heavy metal concentrations in the soil is lower compared to the SCWS. In fact, based on the heavy metal concentrations, the Igeo for monitored soils should be categorized into Group 1, uncontaminated to moderately contaminated. However, the Igeo of Cd and Hg are classified into heavily contaminated. These results suggest that for calculating the Igeo, the heavy metal concentration and background concentration should be used very carefully if the heavy metal concentration in the soil is lower than the background concentration. SPI for all the soil samples ranged from 0.00 to 0.11 which indicates no heavy metal pollution was observed.
Yellow sand (or Asian dust) occurs mainly in spring in East Asia. Yellow sand from China and its surrounding regions transports air pollutants, such as aerosols, ozone, and heavy metals. The outdoor workers are frequently exposed to heavy metals during yellow sand phenomenon. This study was carried out to investigate the heavy metal levels in blood among 75 outdoor workers (exposed group) and 86 indoor workers (controled group) in Gyeonggi province from March 2008 to May 2009. Heavy metal levels in blood were analyzed by atomic absorption spectrophotometer. Mean blood lead levels in exposed group and controled group were $5.19{\pm}1.64{\mu}g/dL$, $4.24{\pm}1.34{\mu}g/dL$, respectively. Mean blood cadmium levels in exposed group and controled group were $1.28{\pm}0.89{\mu}g/dL$, $0.90{\pm}0.59{\mu}g/dL$, respectively. Lead and Cadmium levels in blood of exposed group were significantly higher than those of controled group. In the comparison of smoking status, lead and cadmium levels of smokers were significantly higher than those of non-smokers. In conclusion, the heavy metal levels of outdoor workers were significantly higher than those of indoor workers. And smoking was hazardous factor to elevate heavy metal levels in blood.
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