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논문 상세정보

EDTA와 붕산 혼합용출제를 이용한 중금속으로 오염된 토양의 처리에 관한 연구(I): 납

A Study of Heavy Metal-Contaminated Soil Remediation with a EDTA and Boric acid Composite(I): Pb

초록

납으로 오염된 토양을 정화하는 방법인 토양수세기법에 가장 효율적인 용출제를 선정하기 위해서 여러 가지 유기산의 납 제거효율을 측정한 결과 0.01M의 EDTA 주입 시 납 제거효율은 $69.4\%$로 같은 농도의 다른 유기산과 비교해서 가장 높은 효율을 보였다. 또한 0.01M의 EDTA에 0.1M의 여러 가지 무기산을 혼합한 후 납 제거효율을 비교한 결과 EDTA와 붕산 혼합용출제가 pH5에서 $68.8\%$로 가장 높았다. EDTA와 붕산 혼합용출제의 경우 0.01M의 EDTA에 붕산의 주입농도를 0.1M에서 0.4M로 증가시킬 경우 납의 탈착/제거율은 $68\%$에서 $45\%$로 감소하였다. 그러나 0.1M의 붕산에 EDTA의 주입농도를 0.01M에서 0.04M로 증가시킬 경우 투수율은 $6.98{\times}10^{-4}cm/sec$에서 $5.99{\times}10^{-4}cm/sec$로 감소하였다. 이처럼 EDTA는 납의 탈착/제거율을 증가시키는 반면 투수율를 감소시키는 단점이 있다. 그러나 0.03M EDTA에 0.1M 붕산을 첨가한 경우 EDTA만을 주입한 경우와 비교해서 투수율이 $4.41{\times}10^{-4}cm/sec$에서 $6.26{\times}10^{-4}cm/sec$로 약 $30\%$ 증가되었다. 실제 중금속 오염토양에서 납의 제거효율은 납의 탈착/제거율과 오염토양 내 용출제의 투수율의 함수로 정의할 수 있으며, 최적의 [EDTA]/[붕산] 몰비는 [0.01M]/[0.1M]로 조사되었다.

Abstract

To choose a organic acid and in-organic acid composite which is the most effective in soil-flushing process cleaning lead-contaminated sites, lead removal rates were investigated in the experiments with some organic acids; 0.01M of EDTA showed the highest lead-extraction rate ($69.4\%$) compared to the other organic acids. Furthermore, the lead removal rates were measured with 0.01M of EDIA and 0.1M of in-organic acid ; a EDTA and boric acid composite showed the highest lead-extraction rate ($68.8\%$) at pH5 compared to the other composites. As the concentration of boric acid was increased from 0.1M to 0.4M in a 0.01M of EDTA and boric acid composite, lead removal rate was decreased from $68\%\;to\;45\%$. But as the concentration of EDTA was increased from 0.01M to 0.04M in a EDTA and 0.1M of boric acid composite, permeability was decreased from $6.98{\times}10^{-4}cm/sec$ (0.01M of EDTA) to $5.99{\times}10^{-4}cm/sec$ (0.04M of EDTA). However, permeability was increased from $4.41{\times}10^{-4}cm/sec$ (0.03M of EDTA) to $6.26{\times}10^{-4}cm/sec$ (0.03M of EDTA and 0.1M of boric acid composite). indicating EDTA could increase lead dissolution/extraction rate and decrease permeability. In this system, lead remediation rate is the function of lead dissolution rate from soils and permeability of the composite into soils, and the optimized [EDTA]/[Boric acid] ratio is [0.01M]/[0.1M].

참고문헌 (7)

  1. 황호송, 전효택 '시흥Cu-Pb-Zn광산주변에서의 중금속원소들의 분산 및 존재형태와 흡착 처리',자원환경지질,28,pp. 455-467 (1995) 
  2. 정명채 'Cu-W광산주변 수계의 하상퇴적물과 자연수의 Cd,Cu,Pb 및 Zn 오염',자원 환경지질, 29 pp. 305-313 (1996) 
  3. Riyad, J.A., and Smith, H., 'Heavy metal contaminants removal by soil washing', Journal of Hazardous Materials B70, pp. 71-86 (1999) 
  4. 김상현, 전효택 '삼보 연-아연-중정석 광산 주변 토양에서의 중금속 오염 연구', 한국자원공학회지, 30, pp. 228-237 (1993) 
  5. 박천영, 박영석, 정연중 '광양광산 주변의 토양의 중금속 오염에 관한 연구', 한국자원공학회지 .32, pp. 163-174 (1995) 
  6. Boyle, J.R., Voigt, G K., and Sawhney, B.L., 'Chemical weathering of biotite by organic acids', Journal of Soil Science, 117(1), pp. 42-45 (1974) 
  7. Linn, J.H., and Elliott, H.A., 'Mobilization of Cu and Zn in contaminated soil by nithlotriacetic acid', Water, Air, and Soil Pollution, 37, pp. 449-458 (1988) 

이 논문을 인용한 문헌 (4)

  1. Kim, Joung-Dae ; NamKoong, Wan 2005. "Evaluation on Extractability of Heavy Metals in Mine Tailings of Disused Metal Mines with Concentrations and Kinds of Soil Washing Solutions" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, 27(8): 787~798 
  2. Park, Sung-Woo ; Lee, Jae-Young ; Kwon, Tae-Soon ; Kim, Kyung-Jo ; Chung, Keun-Yook ; Baek, Ki-Tae 2009. "Feasibility Study on the Remediation of Zn-contaminated Railroad Soil using Various Washing Agents" 지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment, 14(1): 78~82 
  3. Park, Sung-Woo ; Cho, Jung-Min ; Lee, Jae-Young ; Park, Joon-Kyu ; Baek, Ki-Tae 2011. "Feasibility Study on Soil Flushing for Railway Soil Contaminated with Lubricant Oil and Zinc" 지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment, 16(4): 31~37 
  4. Shim, Moo Joon ; Yang, Jung-Seok ; Lee, Mi Jung ; Lee, Giehyeon ; Park, Jae Seon ; Kim, Guk Jin ; Min, Sang Yoon ; Kim, Joo Young ; Choi, Min Joo ; Kim, Min Chan ; Lim, Jong Hwan ; Kwon, Man Jae 2014. "Effect of Soil Micro-environments on the Remediation Efficiency of Contaminated Soil and Groundwater: Review and Case Study" 지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment, 19(1): 34~45 

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