Large-scale civil engineering works discharge a large amount of soil suspension contaminated with natural heavy metals. Most of the heavy metal ions due to industrial activities and minings are accumulated in the soils and the sediments of lakes and inner bays through the rivers. It is necessary to remove heavy metals from the soils and the sediments, because some of these heavy metals, such as arsenic and cadmium, have significant biological effects even in small amounts. This study proposes a new volume reduction method of the contaminated soils and sediments by superconducting magnetic separation. Our process can remove the specific minute minerals selectively, which adsorbs heavy metals depending on pH. As a fundamental study, the adsorption behaviors of arsenic and cadmium on minute minerals as a function of pH were investigated, and the adsorption mechanism was discussed based on the crystal structure and pH dependence of surface potential in each minute minerals.
In this research, I carried out the adsorption and removal test of Pb, Ni, Co and Cu ions using organic substances spread out any where in the nature which can be obtained easily from our neighbor-such as Paulownia coreana, Pinus densiflora, Juniperus chinesis, Quercus dentata, Magnolia kobus, Platanus occidentalis, Gingko biloba, Diospyros kaki leaves. As the result of the research to find the best optional condition for the adsorption and removal, shows that the adsorption and removal ratio of Pb ion by a Paulownia coreana raw leaves is 99% at $70^{\circ}C$, those of Ni ion and Co ion by Magnolia kobus formalin treatment leaves are 79% at $70^{\circ}C$, 97% at $40^{\circ}C$ respectively. And that of Cu ion by Platanus occidentalis treatment leaves is 97% at $50^{\circ}C$ in mixed solution. As the result of comparing the removal ratio by raw leaves and formalin treatment leaves, the removal ratio of treatment is 30~90% more effective than raw leaves in most cases. And I concluded Pb > Cu > Co > Ni ion in multiple solution and Co > Ni > Cu >Pb ion in single solution after testing adsorption and removal ratio of mixed solution separately as time goes by. In general, the reactions were completed within first 5 minutes. The test result of measuring the hydrolysable tannin content of each leaf shows that an overcup Quercus dentata is 11.36%, a Diospyros kaki is 10.81% and the rest of them are 2.49~4.12% in raw leaves cases. In treatment leaves cases, an overcup Quercus dentata is 3.23% and the others are less than 1%.
본 연구는 용액의 처리조건에 따른 미처리 수피에 의한 중금속 흡착을 연구하기 위하여 계획되었다. 흡착에 미치는 용액의 온도와 pH, 수피의 입자크기, 경금속 첨가의 영향이 연구되었고, 또한 중금속간의 흡착경쟁도 평가되었다. 용액의 온도를 $-5^{\circ}C$에서 $10^{\circ}C$까지 증가시킴에 따라 $Cu^{2+}$와 $Zn^{2+}$의 흡착율이 증가하였다. 그러나, 이 흡착은 $10^{\circ}C{\sim}55^{\circ}C$에서는 거의 일정하였다. $Cr^{6+}$은 용액의 온도를 증가시킴에 따라 계속적으로 증가하였다. $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$ 및 $Pb^{2+}$의 최대 흡착율은 pH 6~7에서 나타났다. 그러나, 이 흡착율은 최적 pH 의 양 영역에서는 급격하게 감소하였다. $Cr^{6+}$의 흡착율은 용액의 pH를 증가시킴에 따라 계속적으로 감소하였다. 수피의 입자크기가 작을수록 흡착율은 감소하였다. 소나무 수피와 상수리나무 수피 간의 흡착 경향은 차이가 거의 없었다. $Ca^{2+}$이나 $Mg^{2+}$(10~25 ppm)의 첨가에 의해 $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$의 흡착율이 증가되었다. 흡착율의 증가는 소나무 수피보다 상수리나무 수피에서 더 높았다. 그러나 $Pb^{2+}$와 $Cr^{6+}$은 경금속의 첨가에 영향을 받지 않았다. 2~3종류의 중금속 혼합용액 ($Cu^{2+}$, $Pb^{2+}$, $Zn^{2+}$)을 미처리 수피로 처리할 경우, $Zn^{2+}$의 흡착은 중금속 이온간의 흡착경쟁 때문에 현저하게 감소되었다. 또한, $Cu^{2+}$의 흡착도 다소간 감소되었다. 그러나 $Pb^{2+}$의 흡착은 다른 중금속 이온의 존재에 의해서 영향받지 않았다.
가속화되는 산업화로 인해 중금속 이온의 침출이 환경문제로 떠오르고 있다. 수질 정화를 위한 몇 가지 방법 중 기능성 고분자 섬유를 이용한 흡착은 효율적이며 경제적이라는 장점이 있다. 특히, 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile, PAN)은 금속 이온을 흡착할 수 있는 작용기가 많아 관심을 끌고 있다. PAN은 쉽게 전기방사를 통해 고분자 나노 섬유화될 수 있으며 높은 표면적을 가질 수 있다. 본 총설에서 다룰 복합 PAN 섬유는 폐수 처리를 위한 또 다른 유형의 고분자이다.
In this study, the performances of various adsorbents-red mud, zeolite, limestone, and oyster shell-were investigated for the adsorption of multi-metal ions ($Cr^{3+}$, $Ni^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, $As^{3+}$, $Cd^{2+}$, and $Pb^{2+}$) from aqueous solutions. The result of scanning electron microscopy analyses indicated that the some metal ions were adsorbed onto the surface of the media. Moreover, Fourier transform infrared spectroscopy analysis showed that the Si(Al)-O bond (red mud and zeolite) and C-O bond (limestone and oyster shell) might be involved in heavy metal adsorption. The changes in the pH of the aqueous solutions upon applying adsorbents were investigated and the adsorption kinetics of the metal ions on different adsorbents were simulated by pseudo-first-order and pseudo-second-order models. The sorption process was relatively fast and equilibrium was reached after about 60 min of contact (except for $As^{3+}$). From the maximum capacity of the adsorption kinetic model, the removal of $Pb^{2+}$ and $Cu^{2+}$ were higher than for the other metal ions. Meanwhile, the reaction rate constants ($k_{1,2}$) indicated the slowest sorption in $As^{3+}$. The adsorption mechanisms of heavy metal ions were not only surface adsorption and ion exchange, but also surface precipitation. Based on the metal ions' adsorption efficiencies, red mud was found to be the most efficient of all the tested adsorbents. In addition, impurities in seawater did not lead to a significant decrease in the adsorption performance. It is concluded that red mud is a more economic high-performance alternative than the other tested adsorption materials for applying a removal of multi-metal in seawater.
Heavy metal ion immobilization properties of microporous ettringite (3Ca$O{\cdot}Al_2O_3{\cdot}3CaSO_4{\cdot}32H_2$) body were examined using standard solutions of typical heavy metals. Microporous Ettringite body with desirable shape for an ionic adsorbent was obtained by the self hardening of the paste prepared from the mixture of tricalcium aluminate($C_3$A) and gypsum(CaS$O_4{\cdot}2H_2$O). Crushed grains of ettringite were soaked in each standard solutions of Pb, Co, Cd, Mn and Cr concentrated at 200 ppm. In order to evaluate the ionexchange and immobilization ability, the ionic concentration of the filtrate solution as well as the solution obtained after leaching test was measured. As a result, for the heavy metal ions excepting Cr, porous ettringite body was revealed to be excellent in ionic exchange and immobilization properties though some ions eluted at the severe condition of pH 2. The adsorption and keeping capacity for four heavy metals showed the order of $Pb{>}Co{>}Cd{>}$Mn.
The feasibility of the employment of waste oyster shell as an adsorbent for fluoride ion has been tested by considering the effect ionic condition on the adsorption of fluoride ion on oyster shell. The adsorption capacity of oyster shell for fluoride ion was found not to be significantly influenced by the ionic strength of aqueous environment. The existence of complexing agent such as nitrilotriacetic acid in wastewater decreased the adsorbed amount of fluoride ion by forming a stable complex of $CaT^-$ and the adsorption reaction of fluoride ion on oyster shell was examined to be endothermic. The coexisting heavy metal ionic adsorbate in wastewater hindered the adsorption of fluoride ion, however, its adsorbed amount was increased as the particulate size of adsorbent was decreased. Finally, a serial adsorption column test has been conducted for a practical application of adsorption process and the breakthrough of the column adsorption was observed in 22 hours under the experimental condition.
소나무와 상수리나무 목분과 수피에 의한 용액 중의 중금속($Cu^{2+}$, $Cd^{2+}$, $Zn^{2+}$ 및 $Pb^{2+}$)의 흡착물 증가시키기 위하여 목분과 수피가 인산화 처리되었다. 인산화 처리된 목분과 수피는 수종과 부위에 관계없이 1 hr처리 시에는 1.2~1.3%, 그리고 2 hr처리 시에는 1.4~1.7%의 인산기를 함유하였다. 목분에 인산화 처리를 함으로써 $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$ 및 $Cd^{2+}$의 흡착율이 현저히 증가되었으나, $Pb^{2+}$의 흡착율은 미미하게 증가되었다. 소나무 인산화 목분의 경우, 상수리나무 인산화 목분보다 중금속 흡착효과가 더 높았다. 한편, 수피에 인산화처리는 중금속 흡착율의 증가에 거의 효과가 없었다.
In order to investigate a practical application of the fibrous adsorbent to heavy metal ions, acrylic fibers were treated with the hydroxylamine solution that was producted by hydroxylamine hydrochloride and potasium hydroxide in a condition of strong alkaline and $70^{\circ}C$. The adsorption mechanism of copper(2) ion on the fibrous adsorbent, that is hydroxylaminated acrylic fibers, was studied. The adsorption of copper(2) ion was explained in terms of the activated adsorption that are formed the complex with the ligand, such as C=N, N-H, NHOH, on the surface of the adsorbent. The activation energy was evaluated to be 3.8 Kcal/mol. and the times of adsorption equilibrium was approximately 10 minutes. The uptake of copper(2) ion was found to be effected with the increase of temperatures and the pH dependence.
The removal performances of divalent heavy metal ions ($Pb^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Cd^{2+}$, $Sr^{2+}$ and $Mn^{2+}$) were studied using the Na-P1 zeolite synthesized from Jeju scoria in the batch and continuous fixed column reactor. The uptakes of heavy metal ions by synthetic Na-P1 zeolite decreased in the order of $Pb^{2+}$ > $Cu2^{2+}$ > $Cd^{2+}$ > $Sr^{2+}$ > $Mn^{2+}$ based on the selectivity of each ion to ionic exchange site of Na-P1 zeolite for single and mixed solutions in batch or continuous fixed column reactor. For mixed solution, each heavy metal ion uptake was lower than that in single solution, and especially the uptake for $Mn^{2+}$ decreased greatly. In batch reactor, the uptakes of heavy metal ions by synthetic Na-P1 zeolite were described by Freundlich or Langmuir equation, but they followed the former better than the latter. In continuous fixed column reactor, the maximum ion exchange capacity obtained for each of heavy metal ions, was about 90----- of that in batch reactor. The uptakes of heavy metal ions by synthetic Na-P1 zeolite increased with the increase of initial heavy metal concentration and solution pH, and the decrease of the amount and particle size of synthetic zeolite.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.