[논문]농축수산 폐기물(굴껍질 및 달걀껍질)을 이용한 비소 오염토양의 안정화 효율 평가

임정은; 문덕현; 김동진; 권오경; 양재의; 옥용식

농축수산 폐기물(굴껍질 및 달걀껍질)을 이용한 비소 오염토양의 안정화 효율 평가
Evaluation of the Feasibility of Oyster-Shell and Eggshell Wastes for Stabilization of Arsenic-Contaminated Soil 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.31 no.12, 2009년, pp.1095 - 1104

임정은 (강원대학교 자원생물환경학과) , 문덕현 (조선대학교 환경공학과) , 김동진 (환경부) , 권오경 (국립농업과학원 유해물질과) , 양재의 (강원대학교 자원생물환경학과) , 옥용식 (강원대학교 자원생물환경학과)

초록
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본 연구는 오염토양 정화 및 폐자원의 재활용 측면에서 굴껍질 및 달걀껍질을 활용한 비소 오염토양 안정화 기술의 적용 가능성을 평가하고자 수행되었다. 안정화 효율을 평가하고자 5가비소로 오염된 토양에 굴껍질과 달걀껍질을 0%(무처리구)~5% 수준으로 처리한 후 30일간 항온배양 하였으며 이후 1 N HCl, 0.1 N NaOH, 0.5 N $H_2SO_4$의 추출제를 이용하여 토양 중 비소를 추출하였다. 1 N HCl 추출결과 무처리구의 비소 함량은 29.43 mg/kg였고 굴껍질 5% 및 달걀껍질 5% 처리구에서 각각 26.26 mg/kg와 26.74 mg/kg로 나타나 평균 10% 정도로 감소효과를 나타내었다. 이외 0.1 N NaOH 및 0.5 N $H_2SO_4$ 추출결과에서도 비소의 농도는 소폭 감소하였다. 한편 굴껍질 및 달걀껍질 처리 토양의 pH는 7.62~7.94로 무처리구 (pH 6.54)에 비해 pH 1 이상 증가하였고, 토양 내 치환성 칼슘의 함량은 12.77~20.18 cmol(+)/kg로 무처리구(6.87 cmol(+)/kg)보다 약 2배 이상 증가하는 것으로 나타나 굴껍질과 달걀껍질은 토양 비옥도 개선에 효과가있는 것으로 판단되었다. 이상의 결과를 종합해보면 굴껍질과 달걀껍질의 직접적 사용은 토양의 비옥도 향상에는 효과가 있는 것으로 판단되나 토양내 비소의 안정화에 적용하기에는 다소 부적합한 것으로 판단되며 향후 효율성 향상을 위하여 소성과 같은 적절한 가공 공정이 필요한 것으로 판단되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

The objective of this research was to evaluate the feasibility of using oyster-shell and eggshell wastes for the stabilization of arsenic-contaminated soil. Artificial As(V) contaminated soil was mixed with 0~5% oyster-shell and eggshell wastes and each sample was incubated for 30 days in a controlled environment. The efficiency of each treatment was evaluated using various single extractants (1 N HCl, 0.1 N NaOH and 0.5 N $H_2SO_4$). The concentration of As(V) was reduced by 10% upon a 5% oyster-shell or eggshell waste treatments based on the Korea Standard Test method (1 N HCl extraction). Analogous trends were observed in the 0.1 N NaOH or 0.5 N $H_2SO_4$ extractions. In addition, the oyster-shell and eggshell waste treatments increased the pH of each soil from 6.54 (Control) to 7.62~7.94. The exchangeable Ca in each soil also sharply increased from 6.87 cmol(+)/kg (Control) to 12.77~20.18 cmol(+)/kg. Further research is needed to increase the effectiveness of the oyster-shell and eggshell waste for the stabilization of As(V) in the contaminated soil.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이에 본 연구에서는 오염토양 정화 및 폐자원의 재활용 측면에서 굴껍질 및 달걀껍질을 활용한 비소 오염토양 안정화 기술의 적용 가능성을 평가하고자 수행되었다.

제안 방법

1 N NaOH 추출방법과 동일하다.⁴⁹⁾ 국내의 비소에 대한 토양오염공정시험법인 1 N HCl 추출은 토양 10 g에 1 N HCl 50 mL를 가하고 30℃ 100 rpm에서 30분간 교반한 후 Whatman No. 42 여과지로 거른 후 여과액을 유도결합 플라즈마 ICP-OES로 분석하여 토양오염의 기준치 이하로 비소가 감소하는 지를 알아보았다.⁴⁸⁾ 이상의 추출법에 대한 세부적인 실험조건 및 방법을 Table 1에 제시하였다.
5 N H₂SO₄, 1 NHCl)로 토양 내 유효 비소를 추출한 후 기기분석을 통해 무처리구와 굴껍질 및 달걀껍질 처리구 간의 비소농도를 비교하였다. 기기분석 시 추출한 비소는 KI와 L-ascorbic acid를 사용하여 3가비소(As(III)) 화합물로 모두 환원한 뒤 수소화물발생장치(FIAS, Perkin Elmer, USA)로 도입하여 염산의 존재 하에서 NaBH₄를 사용하여 비소의 수소화물(AsH₃)을 발생시킨 후 유도결합 플라즈마 발광 광도계(ICP-OES, XL-3100, Perkin Elmer, USA)를 이용하여 비소 함량을 분석하였다.^48,49)
의 방법에 준하여 실시하였다. 무기 비소로는 5가인 Na₂HAsO₄∙7H₂O(Sigma)를 사용하여 1,000 ppm의 표준용액을 조제한 후 2 mm 체를 통과한 토양 2 kg에 200 mg의 비소가 토양에 투입되도록 100 ml을 Pipette을 이용하여 균일하게 살포한 후 건조하고 플라스틱 막대를 이용하여 혼합하였으며 동일한 과정을 2회 반복하였다. 비소 오염토양에 대한 분석은 토양을 건조시킨 후 Aqua regia로 추출하였으며 비소 총 함량을 분석한 결과 119.
본 연구에서는 우리 생활 주변에서 대량으로 발생하는 굴껍질 및 달걀껍질 분말을 사용하여 비소로 오염된 토양의 안정화에 적용하였다. 토양은 5가 비소로 인공오염 시킨 후 파쇄한 굴껍질 및 달걀껍질을 토양 무게 대비 0%, 1%, 5% 수준으로 처리하였다.
비소 오염토양에 굴껍질 및 달걀껍질 분말을 각각 0%(무처리구), 1% 및 5% 수준으로 처리하였으며 대조구로는 동일 비율의 CaCO₃를 토양에 처리하였다. 이후 플라스틱 소재의 막대를 이용하여 비소오염 토양과 처리제를 균일하게 혼합한 후 7일 간격으로 증류수를 첨가하면서 일정 수분함량을 유지하여 항온에서 1개월간 배양하였다.
굴껍질은 경상남도 하동군에 위치한 굴 양식장 인근 야적장에서 수집하였고 달걀껍질은 강원도 춘천시에 위치한 대형식당에서 폐기되는 것을 수거하여 실험에 이용하였다. 수집한 굴껍질 및 달걀껍질에 포함된 방해물질을 제거하기 위해 굴껍질의 경우 3회 그리고 달걀껍질의 경우 5회 세척하였으며 이후 증류수에 담근 후 95℃에서 5시간 동안 가열하여 염(salt) 등 각종 불순물을 제거하였다.^31,43) 세척을 완료한 소재는 105℃에서 72시간 동안 건조 후 파쇄기 및 막자사발을 이용하여 분쇄하였다.
시험 전후 토양시료는 토양 및 식물체 분석법⁴⁴⁾에 준하여 토양의 pH, EC, 유기물 함량, 치환성 양이온 함량을 분석하였다. 안정화 효율 평가를 위하여 다양한 종류의 추출제(0.1 N NaOH, 0.5 N H₂SO₄, 1 NHCl)로 토양 내 유효 비소를 추출한 후 기기분석을 통해 무처리구와 굴껍질 및 달걀껍질 처리구 간의 비소농도를 비교하였다. 기기분석 시 추출한 비소는 KI와 L-ascorbic acid를 사용하여 3가비소(As(III)) 화합물로 모두 환원한 뒤 수소화물발생장치(FIAS, Perkin Elmer, USA)로 도입하여 염산의 존재 하에서 NaBH₄를 사용하여 비소의 수소화물(AsH₃)을 발생시킨 후 유도결합 플라즈마 발광 광도계(ICP-OES, XL-3100, Perkin Elmer, USA)를 이용하여 비소 함량을 분석하였다.
를 토양에 처리하였다. 이후 플라스틱 소재의 막대를 이용하여 비소오염 토양과 처리제를 균일하게 혼합한 후 7일 간격으로 증류수를 첨가하면서 일정 수분함량을 유지하여 항온에서 1개월간 배양하였다. 시험 전후 토양시료는 토양 및 식물체 분석법⁴⁴⁾에 준하여 토양의 pH, EC, 유기물 함량, 치환성 양이온 함량을 분석하였다.
조제된 굴껍질 및 달걀껍질 분말은 입도분석(Malvern Instruments Mastersizer 2000, UK), XRD(PANalytical X’pert-pro MPD, Netherlands), XRF(Shimadzu XRF-1700, Japan) 및 SEM-EDS(Hitachi S-4300, Japan)를 이용하여 물리화학적 특성 및 표면 특성을 분석하였다.
토양은 5가 비소로 인공오염 시킨 후 파쇄한 굴껍질 및 달걀껍질을 토양 무게 대비 0%, 1%, 5% 수준으로 처리하였다. 처리 30일 후 토양을 채취하여 pH와 Ca함량 등을 분석하였으며, 1 N HCl, 0.1 N NaOH, 0.5N H₂SO₄으로 추출을 실시한 후 ICP-OES로 토양의 비소 농도를 분석하여 무처리구(0%), 대조구(CaCO₃)와 비교하였다. pH와 Ca함량은 처리량이 늘어남에 따라 증가하는 것을 알 수 있었으며 이러한 결과를 통해 굴껍질과 달걀껍질이 토양의 질(Soil quality)향상에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구에서는 우리 생활 주변에서 대량으로 발생하는 굴껍질 및 달걀껍질 분말을 사용하여 비소로 오염된 토양의 안정화에 적용하였다. 토양은 5가 비소로 인공오염 시킨 후 파쇄한 굴껍질 및 달걀껍질을 토양 무게 대비 0%, 1%, 5% 수준으로 처리하였다. 처리 30일 후 토양을 채취하여 pH와 Ca함량 등을 분석하였으며, 1 N HCl, 0.
항온배양실험을 통해 굴껍질 및 달걀껍질 분말의 비소 안정화 효과를 평가하고자 배양 1개월 후 토양에 대해 1N HCl(토양오염공정시험방법), 0.1 N NaOH, 0.5 N H₂SO₄을 각각 사용하여 잔류 비소 함량을 측정한 결과는 다음의 Fig. 4~6과 같다.

대상 데이터

굴껍질은 경상남도 하동군에 위치한 굴 양식장 인근 야적장에서 수집하였고 달걀껍질은 강원도 춘천시에 위치한 대형식당에서 폐기되는 것을 수거하여 실험에 이용하였다. 수집한 굴껍질 및 달걀껍질에 포함된 방해물질을 제거하기 위해 굴껍질의 경우 3회 그리고 달걀껍질의 경우 5회 세척하였으며 이후 증류수에 담근 후 95℃에서 5시간 동안 가열하여 염(salt) 등 각종 불순물을 제거하였다.
비소의 추출은 0.1 N NaOH, 0.5 N H₂SO₄, 1 N HCl을 사용하였으며 각각의 방법은 다음과 같다. Fe-As components의 추출을 위해 오염토양 2 g을 원심분리관에 취하고 0.

데이터처리

50) ANOVA 검정은 각 처리구 내에서 투입량별(0%, 1%, 5%) 3반복 시료에 대한 비소 농도의 평균값을 산출하고 투입량간의 유의성(P<0.05)을 검정하였다.
CaCO₃, 굴껍질 및 달걀껍질 적용 후 비소저감의 효율성을 살펴보기 위하여 SAS(Ver. 9. 1)를 이용한 ANOVA 검정을 실시하였다.⁵⁰⁾ ANOVA 검정은 각 처리구 내에서 투입량별(0%, 1%, 5%) 3반복 시료에 대한 비소 농도의 평균값을 산출하고 투입량간의 유의성(P<0.

이론/모형

공시 토양은 충청남도 서산시에 위치한 농경지(토성: 양토)에서 채취하였으며 토양 및 식물체 분석법⁴⁴⁾에 준하여 토양의 물리화학적 특성을 분석하였다. 분석결과는 한국토양정보시스템 시비처방프로그램⁴⁵⁾에 적용하였다.
에 준하여 토양의 물리화학적 특성을 분석하였다. 분석결과는 한국토양정보시스템 시비처방프로그램⁴⁵⁾에 적용하였다. 시비처방프로그램은 시군 농업기술센터에서 지번별로 토양시료를 채취∙분석한 토양검정정보를 이용하여 농경지 작물별로 필요한 비료량을 추천하는 프로그램이며 분석결과의 입력 시 토양의 비옥도를 평가할 수 있다.
비소 오염토양의 제조는 Ok 등⁴⁶⁾의 방법에 준하여 실시하였다. 무기 비소로는 5가인 Na₂HAsO₄∙7H₂O(Sigma)를 사용하여 1,000 ppm의 표준용액을 조제한 후 2 mm 체를 통과한 토양 2 kg에 200 mg의 비소가 토양에 투입되도록 100 ml을 Pipette을 이용하여 균일하게 살포한 후 건조하고 플라스틱 막대를 이용하여 혼합하였으며 동일한 과정을 2회 반복하였다.
이후 플라스틱 소재의 막대를 이용하여 비소오염 토양과 처리제를 균일하게 혼합한 후 7일 간격으로 증류수를 첨가하면서 일정 수분함량을 유지하여 항온에서 1개월간 배양하였다. 시험 전후 토양시료는 토양 및 식물체 분석법⁴⁴⁾에 준하여 토양의 pH, EC, 유기물 함량, 치환성 양이온 함량을 분석하였다. 안정화 효율 평가를 위하여 다양한 종류의 추출제(0.

성능/효과

2,3) 일반적으로 폐광 등에서 발생되는 무기비소는 유기비소에 비해 상대적으로 독성이 강해 폐암을 비롯한 각종 질병을 유발하게 되며 5가에 비해서는 환원 상태인 3가 형태가 독성 및 이동성이 높은 것으로 보고되고 있다.
5 N H₂SO₄를 사용한 토양 내 비소 추출 결과에서도 주목할만한 수준의 효과를 나타내지는 않았다. 3종의 추출제를 사용한 결과 굴껍질과 달걀껍질 1% 처리 시 토양 내 비소는 무처리구 대비 1.6%~6.2% 감소하였으며 이는 비소오염토양에 석회(lime)를 1% w/w로 처리하였을 때에 무처리구 대비 8%가 감소함을 보고한 Hartley 등⁵⁶⁾의 결과와 유사한 것으로 판단된다. Hartley 등⁵⁶⁾은 용출되는 비소의 감소가 석회처리로 인한 비소와 칼슘의 결합 때문인 것으로 보고한 바 있다.
1 N NaOH는 Fe-As components의 비소를 추출하는 경우에 사용하는 추출시약으로 알려져 있다.^49,55) 추출결과 통계적으로는 달걀껍질 분말 5% 처리에서 통계적으로 유의성 있는 감소 효과가 나타났으나 수치상으로는 무처리구의 농도인 85.12 mg/kg와 비교할 때 1.6~7.2%의 농도 감소 효과만이 있는 것으로 계산되었다. Hartley 등⁵⁶⁾은 비소오염토양에 철과 석회를 함께 처리하여 검출되는 비소의 농도 감소를 보고한 바 있으며 FeAsO₄∙7H₂O(amorphous iron arsenate)와 같은 Fe-As 화합물을 형성에서 기인한 결과로 보고한 바 있다.
X선 형광분광분석(XRF)을 이용한 굴껍질 및 달걀껍질 분말의 전원소분석 결과 달걀껍질의 CaCO₃함량이 다소 높았지만 두 소재 모두 90% 이상의 CaCO₃를 함유하고 있어 XRD 분석 결과를 잘 반영하고 있었다. 최근 굴껍질에 대한 Yoon 등³⁰⁾의 연구결과에서도 CaCO₃함량이 약 96%로 나타나 본 연구결과와 일치하는 것을 확인할 수 있었다.
5N H₂SO₄으로 추출을 실시한 후 ICP-OES로 토양의 비소 농도를 분석하여 무처리구(0%), 대조구(CaCO₃)와 비교하였다. pH와 Ca함량은 처리량이 늘어남에 따라 증가하는 것을 알 수 있었으며 이러한 결과를 통해 굴껍질과 달걀껍질이 토양의 질(Soil quality)향상에 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 한편, 1 N HCl 추출결과 굴껍질과 달걀껍질 1%와 5% 처리 시 토양 내 비소의 농도가 유의성 있게 감소하는 것을 관찰할 수 있었으며, 0.
굴껍질 및 달걀껍질 분말을 토양에 투입한 결과 토양의 화학적 특성은 무처리구의 pH 6.54에 비해 pH 7.62~7.94로 pH 1 이상 증가하였으며 EC의 경우에도 0.27 dS/m에서 0.33~0.56 dS/m로 증가함을 확인할 수 있었다(data not shown). 토양 유기물 함량의 경우 무처리구가 36.
굴껍질 및 달걀껍질 분말의 광물학적 특성을 평가하기 위해 X선 회절분석(XRD)을 실시한 결과 굴껍질 및 달걀껍질 모두 2θ= 29.5 부근에서 주 Peak가 형성되었다.
그 외 2θ= 23.0, 35.9, 39.4, 43.1, 47.5, 48.5 등에서 일부 Peak가 나타났으며 이상의 결과로부터 굴껍질 및 달걀껍질은 모두 CaCO3를 주성분으로 하는 방해석(calcite)임을 확인할 수 있었다.
4). 그러나 굴껍질 5% 처리구의 비소 농도는 26.26 mg/kg로 무처리구 대비 10.8% 감소하였고 달걀껍질 5% 처리구의 비소 농도 또한 26.74 mg/kg로 무처리구 대비 9.2%만 감소해 굴껍질과 달걀껍질 5% 처리는 1N HCl 용출 비소 농도를 평균 10% 정도 감소 시킬 수 있는 것으로 나타났다. 이와 유사하게 Moon 등²¹⁾은 석회(lime)를 5가 비소(Na₂HAsO₄∙7H₂O) 오염토양의 안정화에 사용한 결과 Ca/As의 비율을 적절히 조절하여 NaCaAsO₄∙7.
Hartley 등⁵⁶⁾은 용출되는 비소의 감소가 석회처리로 인한 비소와 칼슘의 결합 때문인 것으로 보고한 바 있다. 그러나 본 연구 결과를 바탕으로 할 때에 굴껍질과 달걀껍질 분말의 처리 수준인 5% 범위에서는 토양 내 용출이 가능한 비소의 농도를 획기적으로 감소시키기는 어려울 것으로 판단된다.
5H₂O을 형성하여 용출되는 비소의 농도를 감소시킨 것으로 판단된다. 그러나 상당수준의 비소용출농도 감소는 일어나지 않는 것으로 판단되었고 CaCO₃가 주성분인 굴껍질 및 달걀껍질의 직접적인 사용은 비소오염토양의 안정화에 적용하기에는 다소 부적합한 것으로 사료되었다. 향후 굴껍질 및 달걀껍질의 비소 오염토양 적용 연구에서는 안정화 효율 향상을 위하여 소성과 같은 적절한 재가공 후 비소오염 토양에 투입하는 것이 적합할 것으로 판단되며 이와 함께 관련 연구가 필요한 것으로 판단된다.
6% 감소효과가 나타났다. 또한 각 소재를 5% 처리한 경우에는 굴껍질 및 달걀껍질 분말 모두 유의성 있는 감소효과를 나타냈고 무처리구 대비 각각 11.3%와 9.0%가 감소하는 것으로 계산되었다. 그러나 앞서 나타낸 1 N HCl과 0.
1은 SEM을 이용한 굴껍질 및 달걀껍질의 표면특성 분석결과로 굴껍질은 달걀껍질에 비해 표면이 매우 거친 판상형의 구조로 되어 있음을 확인할 수 있었다. 반면 달걀껍질의 표면에는 매우 많은 공간(pore)이 존재함을 확인하였다. 이와 유사하게 이 등³¹⁾도 달걀껍질이 다공질(porous)의 특성을 지님을 보고한 바 있다.
Hartley 등⁵⁶⁾은 비소오염토양에 철과 석회를 함께 처리하여 검출되는 비소의 농도 감소를 보고한 바 있으며 FeAsO₄∙7H₂O(amorphous iron arsenate)와 같은 Fe-As 화합물을 형성에서 기인한 결과로 보고한 바 있다. 본 연구결과도 토양이 5가 비소(Na₂HAsO₄∙7H₂O)로 오염된 후 토양 내 흔히 존재하는 철(Fe)과 Fe-As 화합물을 형성하면서 이동성 감소와 함께 안정화된 것으로 판단된다.⁵⁶⁾
비소 오염토양에 대한 분석은 토양을 건조시킨 후 Aqua regia로 추출하였으며 비소 총 함량을 분석한 결과 119.82±5.34 mg/kg 수준으로 존재하는 것을 확인하였다.
43 mg/kg으로 나타나 토양오염 대책기준(가 지역)인 15 mg/kg의 2배 가까이 오염된 것으로 판단되었다. 여기에 굴껍질 및 달걀껍질을 각각 토양 무게 대비 1~5%로 처리하였을 때 1% 처리구와 5% 처리구 모두 통계적으로 유의성 있는 저감 효과를 나타내었다(Fig. 4). 그러나 굴껍질 5% 처리구의 비소 농도는 26.
5 N H₂SO₄추출결과에서도 토양 내 Ca-As components의 농도가 굴껍질과 달걀껍질 5% 처리 후 유의성 있게 감소하는 것으로 나타났다. 이들 결과를 종합해 볼 때 인공오염 시킨 비소가 Ca의 처리농도가 증가함에 따라 NaCaAsO₄∙7.5H₂O을 형성하여 용출되는 비소의 농도를 감소시킨 것으로 판단된다. 그러나 상당수준의 비소용출농도 감소는 일어나지 않는 것으로 판단되었고 CaCO₃가 주성분인 굴껍질 및 달걀껍질의 직접적인 사용은 비소오염토양의 안정화에 적용하기에는 다소 부적합한 것으로 사료되었다.
토양오염공정시험방법인 1 N HCl 추출결과 비소의 농도는 무처리구에서 평균 29.43 mg/kg으로 나타나 토양오염 대책기준(가 지역)인 15 mg/kg의 2배 가까이 오염된 것으로 판단되었다. 여기에 굴껍질 및 달걀껍질을 각각 토양 무게 대비 1~5%로 처리하였을 때 1% 처리구와 5% 처리구 모두 통계적으로 유의성 있는 저감 효과를 나타내었다(Fig.
특히 토양 내 치환성 칼슘 함량의 경우 6.87 cmol(+)/kg 에서 12.77~20.18 cmol(+)/kg로 급격히 증가하여 두 소재는 토양의 중금속 안정화 효과 외에도 pH 개선과 칼슘함량의 증가와 같은 토양 비옥도의 개선 효과가 있을 것으로 판단할 수 있었다(Fig. 3).
한편 안정화 평가에 사용된 굴껍질 및 달걀껍질 분말의 입도분포분석 결과 두 소재 모두 대부분이 1 mm 이하의 입자로 존재하는 것으로 확인되었다(Fig. 2).
pH와 Ca함량은 처리량이 늘어남에 따라 증가하는 것을 알 수 있었으며 이러한 결과를 통해 굴껍질과 달걀껍질이 토양의 질(Soil quality)향상에 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 한편, 1 N HCl 추출결과 굴껍질과 달걀껍질 1%와 5% 처리 시 토양 내 비소의 농도가 유의성 있게 감소하는 것을 관찰할 수 있었으며, 0.1 N NaOH 추출결과 Fe-As components가 달걀껍질 5% 처리구에서 유의성 있게 감소하는 것을 알 수 있었다. 0.

후속연구

이외에 방글라데시의 경우에도 알려지지 않았지만 서뱅골 지역 비소 중독자의 수를 상회할 것으로 추정되고 있다.⁹⁾ 비소는 피부암과 같은 각종 질병의 원인이 되며 구강을 통한 직접섭취, 피부흡수 그리고 토양으로부터 농작물로의 전이 등을 통해 인체에 노출될 수 있으므로 비소오염에 대한 대책의 마련이 시급히 요구된다.¹⁰⁾
가 주성분인 굴껍질 및 달걀껍질 분말을 소성을 통해 CaO로 변환한다면 비소 오염토양에 대한 안정화 효율이 크게 상승할 것으로 예상할 수 있다. 그러나 본 방법은 고온 가공을 위한 에너지 투입 비용이 추가적으로 소모되는 만큼 비용을 고려하여 두 소재를 혼합하는 등의 방법을 향후 연구를 통해 규명할 필요성이 있다.
최근 굴껍질에 대한 Yoon 등³⁰⁾의 연구결과에서도 CaCO₃함량이 약 96%로 나타나 본 연구결과와 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 기타 원소의 함량은 두 물질 간에 다소 차이는 있었지만 마그네슘 및 인 등이 함유되어 있으므로 농경지에 투입 시 중금속 안정화 효과와 함께 식물양분 공급 측면에서도 기여할 수 있을 것으로 기대된다(data not shown).
한편 달걀껍질의 경우에는 일부 수처리 부문에서 연구가 되었으나 토양에는 처리한 연구사례는 전무한 것으로 비추어 볼 때 폐자원의 재활용 측면에서 토양에 적용함에 있어 다양한 이점을 가질 수 있을 것으로 판단되며 향후 보다 많은 연구가 진행되어야 할 것으로 판단된다.
그러나 상당수준의 비소용출농도 감소는 일어나지 않는 것으로 판단되었고 CaCO₃가 주성분인 굴껍질 및 달걀껍질의 직접적인 사용은 비소오염토양의 안정화에 적용하기에는 다소 부적합한 것으로 사료되었다. 향후 굴껍질 및 달걀껍질의 비소 오염토양 적용 연구에서는 안정화 효율 향상을 위하여 소성과 같은 적절한 재가공 후 비소오염 토양에 투입하는 것이 적합할 것으로 판단되며 이와 함께 관련 연구가 필요한 것으로 판단된다.
그러나 본 연구에서 사용한 굴껍질 및 달걀껍질 분말은 CaCO₃가 주성분으로 소석회 등에 비해 토양 pH의 상승효과가 낮은 단점이 있었기 때문에 그 효과가 낮게 나타난 것으로 판단된다. 향후 소성(calcination) 등의 방법을 이용하여 이를 보완한다면 앞선 연구결과와 마찬가지로 우수한 안정화제가 될 수 있을 것으로 예상된다.⁵³⁾

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	환경 중 무기비소와 유기비소는 주로 어떤 형태로 존재하고 있는가?	비소는 주기율표상 제15족 질소족(nitrogen group)에 해당하는 원소이며 지표와 해수의 구성요소 중 각각 20번째 및 14번 째로 널리 분포한다.1) 환경 중에서 무기비소는 비산염(arsenate; As(V))과 아비산염(arsenite; As(III))이 주를 이루며 유기비소로는 monomethylarsonic acid(MMAA)와 dimethylarsinic acid(DMAA)가 주로 존재하는 것으로 알려져 있다.2,3) 일반적으로 폐광 등에서 발생되는 무기비소는 유기비소에 비해 상대적으로 독성이 강해 폐암을 비롯한 각종 질병을 유발하게 되며 5가에 비해서는 환원 상태인 3가 형태가 독성 및 이동성이 높은 것으로 보고되고 있다.
	비소를 안정화 하기 위한 방법으로 무엇이 있는가?	22~24) 따라서 기존 정화방법에 비해 상대적으로 저비용이 소요되며 현장 적용이 용이한 정화방법으로써 안정화제를 이용한 중금속 오염토양의 정화기술이 하나의 대안으로 제시되고 있다.25,26) 현재까지 오염토양에서 비소를 안정화하기 위한 방법으로는 시멘트 생산과정에서 발생하는 Cement Kiln Dust를 이용한 비소 고정화 방법27)과 알루미늄 생산과정에서 발생하는 Red Mud를 이용한 비소 안정화 방법28) 등이 시도되어 왔다.
	농축 수산 폐기물을 이용한 중금속 오염토양을 안정화하는 방법의 장점은?	이와 함께 최근 국내에서도 다양한 농축수산 폐기물을 이용해 중금속 오염토양을 안정화하는 방법이 보고되고 있다.25,26) 농축수산 폐기물을 이용한 안정화 방법은 비용 및 재활용 측면에서 그 활용가치가 매우 높으며 산업부산물과 마찬가지로 풍부한 양을 확보할 수 있어 국내 적용성이 매우 높을 것으로 판단된다.29) 또한 농축수산 폐기물은 공급처가 자연계이므로 산업부산물을 개량제로 적용했을 때에 비해 2차오염의 소지가 없는 환경친화적 기술이라는 장점을 갖는다.

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저자의 다른 논문 :

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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