• 제목/요약/키워드: heavy metal stabilization

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계분 바이오차를 이용한 토양 중금속 안정화 효율 평가 (Efficiency of Poultry Manure Biochar for Stabilization of Metals in Contaminated Soil)

  • 임정은;이상수;옥용식
    • 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.

EAF dust가 포함된 붕규산염계 결정화 유리의 구조 및 화학적 내구성 (Structure and chemical durability of borosilicate glass-ceramics containing EAF dust)

  • 안영수;강승구
    • 한국결정성장학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.82-89
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    • 2007
  • 붕규산염계 유리에 EAF Dust를 $40{\sim}80wt%$ 첨가하고 후 용융하여 유리를 제조한 후 $700^{\circ}C$/10hr으로 열처리하여 결정화유리 시편을 합성하였다. FT-IR, SEM, 그리고 EDS 분석을 통하여 조성 및 열처리 조건에 따른 시편내 결정상 및 결합상태 변화를 관찰하고, 이를 TCLP(Toxic Characterization Leaching Procedure) 실험에서 얻은 결과와 연계시켜 시편의 화학적 내구성을 연구하였다. 유리에 더스트 첨가량이 증가함에 따라 FT-IR 스펙트럼 상의 가교산소 진동피크($1050{\sim}1060cm^{-1}$)와 비가교산소 진동피크($960cm^{-1}$)가 합쳐진 넓은 피크($1000cm^{-1}$ 부근)가 저파수쪽으로 이동하였다. 동시에 boroxol ring의 $B_2O_3$ 구조가 tetrhedral-, trigonal- 그리고 di-borate로 변화되는 것을 확인하였다. 결정화유리 시편에서 Fe-O 피크가 확인되었으며 이는 spinel이 생성되었다는 XRD 결과와 일치하였다. TCLP를 행한 유리시편의 표면은 균열이 심하였으나 결정화유리는 큰 변화가 없어, 결정상 생성이 화학적 내구성을 향상시킴을 확인하였다. Fe의 용출량은 더스트가 80wt% 첨가된 결정화유리의 경우, 유리시편에 비하여 1/15로 감소하였다. Zn은 더스트 첨가량이 70wt% 이하인 결정화유리에서 용출량이 유리에 비해 높았으나 80wt% 이상 시편에서는 유리보다 감소하였고 이는 willemite 생성과 연관이 있는 것으로 사료된다.

호기성 미생물을 이용한 음폐수의 처리 및 자원화에 관한 연구 (Study on Reutilization with Aerobic Microbes of Organic Food Waste Leachates)

  • 강보미;황현욱;김지훈;양용운;김영주
    • 대한환경공학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.54-59
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    • 2011
  • 본 연구는 호기성 미생물에 의한 음폐수의 소멸화에 따른 감량화 특성을 확인하고 더 나아가 퇴비화로서의 가능성을 평가하고자 하였다. 이에 호기성 반응조에 유기성 액상음식폐기물과 호기 호열 호산으로 알려진 미생물 제재를 이용하여 음폐수의 소멸화 및 감량화 실험을 하였다. 그 결과 액상 음식 폐기물의 반복적인 투입에도 불구하고 반응조 내의 무게 감량률은 점차 증가하여 43일에 87.3%의 감량 효과가 나타났다. 9일 이후에 pH 3.7~3.9, 강열감량 88.7~87.3% 및 유기물 함량 77.6~80.9%로 나타났다. C/N비는 8일째부터 비료기준인 25 이하로 13~15사이를 유지하였고, 염분 함량은 2% 미만이었다. 또한 중금속은 기준치 보다 훨씬 낮은 농도로 검출되었다.