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표면 개질 활성탄에 의한 중금속(As3+, Cr6+) 흡착 및 안정화 특성
Characteristics of Stabilization and Adsorption of Heavy Metal (As3+, Cr6+) by Modified Activated Carbon 원문보기

한국항해항만학회지 = Journal of navigation and port research, v.39 no.3, 2015년, pp.185 - 192  

신우석 (한경대학교 해양과학기술연구센터) ,  나규리 (한경대학교 해양과학기술연구센터) ,  김영기 (한경대학교 화학공학과)

초록
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본 연구에서는 표면개질 활성탄을 이용하여 수용액상에서 혼합 중금속($Cr^{6+}$, $As^{3+}$)의 흡착능을 평가하였고 또한 표면개질 활성탄을 안정화제로 활용하여 해양오염퇴적물 내 As 및 Cr에 대하여 중금속 안정화 실험을 수행하였다. 실험결과, 흡착평형은 약 120분 후에 도달하였다. 또한, 중금속 등온 흡착 특성은 Freundlich 및 Langmuir 방정식을 이용하여 해석하였으며, 평형흡착 실험결과는 Langmuir 모델에 잘 부합되었고 $As^{3+}$ (28.47 mg/g)가 $Cr^{6+}$ (13.28 mg/g)보다 평형 흡착량이 많았다. $Cr^{6+}$인 경우, 용액의 pH가 6에서 10으로 증가함에 따라서 흡착량은 감소하는 것으로 나타났다. 하지만 pH 증가 변화에서 $As^{3+}$의 흡착량은 미미한 증가를 보였다. 안정화 방법은 오염퇴적물에 표면 개질한 활성탄 첨가 후 120일간 습윤 양생 하였다. 연속추출 실험결과로부터, 미처리 오염퇴적물과 비교해서 Cr 및 As의 이온교환, 탄산염, 산화물 및 유기물 존재 형태 합의 비는 각각 5.8% 및 7.6% 감소하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the adsorption efficiency of mixed heavy metals in aqueous solution was investigated using modified activated carbon. Moreover, the heavy-metal stabilization treatment of contaminated marine sediment was achieved using modified activated carbon as stabilizing agents. From the experime...

주제어

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문제 정의

  • 이러한 물질들의 흡착 경향을 파악하기 위한 많은 연구들이 수행되었다. 비결정질 알루미늄 산화물, 철 산화물, 철수화물(ferrihydrate), 셀렌산염(selenite), 알루미늄 수산화물(aluminum hydroxide) 등이 음이온들의 흡착 경향을 파악하기 위해 연구 되었다. 최근 Al(OH)3를 소성하여 비표면적이 크고 반응성이 높은 산화 알루미나(Al2O3)를 흡착제로 개발하려는 연구가 진행되고 있다(Mondal et al.
  • 이에 본 연구에서는 현장피복소재로서 표면 개질한 활성탄에 의해 해양오염퇴적물 내 Cr6+과 As3+의 안정화 효율을 검토하였다. 이를 평가하기 위해 다음과 같이 2개의 실험을 고려하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
현장피복 공법의 장점은 무엇인가? 이들 방법 중 국내 환경 실정에 맞는 방법으로는 현장피복 공법을 둘 수 있다. 현장피복 공법은 환경 친화적인 기술이며, 준설에 비해 상대적으로 저비용으로 효과적인 오염물질의 봉쇄가 가능하다. 또한 2차적인 오염 영향이 적은 장점을 갖고 있다(US EPA, 2005).이러한 장점을 갖고 있어 최근 많은 연구자들이 현장피복공법에 사용할 다양한 피복소재들에 관해 연구하고 있다.
알루미늄 표면개질 활성탄은 Cr6+과 As3+의 흡착실험에서 일반 활성탄보다 얼마나 제거효율이 좋았는가? 알루미늄(Al)으로 표면개질한 활성탄의 물리·화학적 특성을 보면, 표면 개질한 활성탄의 비표면적은 표면개질전보다 공극 막힘 현상으로 인한 비표면적의 감소를 나타낸 반면 표면구성 성분 중 음이온 흡착에 영향을 줄 수 있는 알루미늄 이온 양이온들의 성분은 증가하였다. 이러한 결과로 인해, Cr6+과 As3+의 흡착실험에서도 활성탄과 비교해서 45.6%, 41.1% 만큼 더 높은 제거효율을 나타냈다.
대부분의 선진국에서 사용하는 해양오염퇴적물의 정화 복원 방법은 어떻게 구분되는가? 현재 대부분의 선진국에서 행해지는 해양오염퇴적물의 정화 복원 방법은 크게 3가지인 자연정화 방법(Monitored Natural Recovery), 현장피복방법(In-Situ capping), 준설(Dredging)로 구분된다(MLTMA, 2010). 우리나라인 경우 지금까지 대부분의 해양 오염퇴적물은 준설에 의한 육상매립과 해양투기에 의해 처리되어 왔다.
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참고문헌 (29)

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