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[국내논문] 중금속 안정화제의 반응 매개변수 결정 및 중금속 안정화 효율성 평가
Determining Kinetic Parameters and Stabilization Efficiency of Heavy Metals with Various Chemical Amendment 원문보기

韓國土壤肥料學會誌 = Korean journal of soil science & fertilizer, v.44 no.6, 2011년, pp.1063 - 1070  

오세진 (강원대학교 바이오자원환경학과) ,  김성철 (강원대학교 바이오자원환경학과) ,  김태희 (강원대학교 바이오자원환경학과) ,  연규훈 (한국광해관리공단 광해기술연구소 연구개발팀) ,  이진수 (한국광해관리공단 광해기술연구소 연구개발팀) ,  양재의 (강원대학교 바이오자원환경학과)

초록
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본 연구는 수용액 내 존재하는 Cd, Pb을 다양한 화학적 안정화제를 이용하여 안정화 효율성을 평가하였다. 연구에 사용한 안정화제는 중금속 이온과의 반응특성 별로 석회물질, 광물질 등으로 구분하여 문헌조사를 바탕으로 5종을 선정하여 사용했다. 안정화 효율성 평가방법은 용액 내 중금속 함량을 단계적으로 제조하여 안정화 효율성, 반감기 및 반응속도 산정 및 반응 후 안정화제의 반응생성물 확인의 순으로 진행했다. 안정화 효율성 평가결과 석회물질 ($CaCO_3$)을 다량 함유하여 기본적으로 pH를 8이상으로 교정하는 안정화제의 경우 처리량에 상관없이 대부분 불용화되는 것으로 나타났으며, 낮은 산도교정 물질은 50% 수준의 효율성을 갖는 것으로 나타났다. 또한, 효율성이 크게 나타난 물질을 대상으로 반응속도상수 (K)를 산출한 결과 Cd의 경우 처리량에 따라 증가하였지만, Pb의 경우 초기에 반응속도가 빠르게 일어나 처리량에 따른 평가는 불가능 하였다. 다량의 중금속 이온과 반응시킨 안정화제의 표면관찰을 통한 생성물 검정 결과 SEM 사진으로 반응 전 후의 생성물 확인을 간접적으로 확인하였다. 또한, SEM-EDS 분석결과 반응 후 물질 표면에서 Cd과 Pb의 성분 검출을 확인하였다. 그리고 XRD 분석을 통해 효율성이 좋았던 물질에서 Cd과 Pb 성분의 검출이 확인되어 수용액 상에 이온형태로 존재하는 중금속의 복원에 안정화제를 이용한 저감은 효율적일 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, total of 5 different chemical amendments were evaluated for determining kinetic parameters and stabilization efficiency of heavy metals in aqueous phase. Standard solution of Cd and Pb ($100mg\;L^{-1}$) was mixed with various ratio of amendments (1, 3, 5, 10%) and heavy met...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 수용액 내 존재하는 Cd, Pb을 다양한 화학적 안정화제를 이용하여 안정화 효율성을 평가하였다. 연구에 사용한 안정화제는 중금속 이온과의 반응특성 별로 석회물 질, 광물질 등으로 구분하여 문헌조사를 바탕으로 5종을 선정하여 사용했다.
  • 본 연구는 중금속으로 오염된 농경지에 적용하였을 때 토양의 질 및 작물의 안전성을 확보할 수 있는 최적의 안정화제 선정을 위한 기초자료 확보를 위해 수용액을 이용하여 다양한 화학 안정화물질의 중금속 안정화 효율 및 반응 속도상수를 결정하였다.
  • 본 연구는 한국광해관리공단의 광해방지기술개발사업의 일환으로 “중금속 오염농경지의 물리·화학적 및 생물학적 개량 (정화)기술 개발”의 지원을 받아 수행한 연구 과제입니 다. 시료분석에 사용된 분석 장비는 강원대학교 농업생명과 학연구원의 지원으로 수행되었습니다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
중금속이란? 중금속이란 금속 중에서도 비중이 5.0 g cm -3 이상으로 지각에 미량 함유되어 있는 원소들을 말하며 중금속을 환경 학적으로 좀 더 정확하게 표현하면 잠재 유해 미량원소라 부를 수 있다. 특히 다양한 중금속 중 Ni, Cu와 같은 원소들은 환경 중에 극소량 존재할 때 식물의 미량영양원으로써의 역할을 수행하기도 하지만 다량 존재하게 될 경우 독성이 나타나게 되며 이러한 중금속 중 Pb, As, Cd 등은 인체에 대한 독성이 매우 강한 것으로 알려져 있다 (Jung et al.
화학적 안정 화제를 사용하여 중금속을 안정화시키는 기술의 장점은? 중금속으로 오염된 토양을 복원하기 위한 처리기술에는 물리적·화학적·생물학적 공법으로 분류되어 적용사례가 보고되고 있지만, 적용의 용이성·경제성 등을 고려할 때많은 문제점이 발생하고 있는 실정이다. 이 중 화학적 안정 화제를 사용하여 중금속을 안정화시키는 기술은 적용방법이 용이하고 처리비용이 저렴하여 국내에 적용이 용이한 공법으로 인식되고 있다. 하지만, 화학적 안정화 공법과 관련된 국내 연구는 특정 안정화제와 중금속에만 한정되어 있으며 다양한 안정화에 대한 국내 적용 사례는 미흡한 실정이다 (Kim, 2010).
중금속으로 오염된 물질의 복원에 사용되는 처리제는 중금속과의 반응특성에 따라 어떻게 구분할 수 있는가? 중금속 안정화제 선정 중금속으로 오염된 물질의 복원에 사용되는 처리제는 중금속과 반응하여 이동성·생물 유효도 등을 감소시켜 중금속에 의한 피해를 저감시켜 주는 역할을 한다. 이러한 처리제는 중금속과의 반응특성에 따라 유기성물질, 토양산도 (pH) 조절물질, 광물성물질로 구분할수 있다 (US EPA, 2007). 이중 널리 사용되는 물질은 주로 토양산도 조절물질과 광물성물질들이 사용되고 있으며 유기성 안정화 물질은 토양중금속 안정화용도로 사용한 연구 에서는 중금속의 용출량을 증가시키는 결과들이 보고되는 실정으로 토양적용에 대해서는 논란이 일고 있다.
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