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비결정질철산화물 원위치 형성을 통한 비소오염토양 안정화 및 X선 분광분석법의 활용에 대한 연구
Study on Stabilization of Arsenic in Soil through in situ Formation of Amorphous Fe Oxides and use of X-ray Absorption Spectroscopy 원문보기

지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment, v.25 no.2, 2020년, pp.9 - 15  

박진희 (서울대학교 건설환경공학부) ,  정현용 (서울대학교 건설환경공학부) ,  김상현 (서울대학교 건설환경공학부) ,  안진성 (세명대학교 바이오환경공학과) ,  남경필 (서울대학교 건설환경공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study was conducted to investigate the in situ formation of amorphous Fe oxides as a stabilization technology in As-contaminated soil. After addition of ferric nitrate and the neutralizing agent, most of extractable fractions of As in soil (i.e., SO42- and PO43--extractable As) was converted in...

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문제 정의

  • Fe K-edge EXAFS 스펙트럼 분석을 통해 안정화 전후토양에서의 철산화물 변화를 확인하기에 앞서 As K-edge XANES 분석을 수행하여 안정화 전후 비소의 산화수를 확인하고자 하였다. 안정화 전후 토양을 대상으로 3가 및 5가 비소의 XANES 스펙트럼과 비교한 결과 안정화 공법을 적용한 후에도 토양 내 비소는 환원되지 않고 5가 비소 상태로 유지되는 것으로 나타났다(Fig.
  • , 2015) 실제 철산화물 원위치 형성을 통한 안정화 공법을 적용한 후 토양에서의 에이징 효과를 확인한 사례는 전무하다. 따라서 본 연구에서는 안정화 후 토양을 대상으로 에이징 효과에 따른 비소 및 철산화물에 대한 화학적 추출성, 생물학적 접근성 평가 및 XAS 분석을 통해 적용된 안정화 공법의 장기적 안정성을 추가적으로 검증하고자 하였다.
  • 토양 시료 및 다양한 reference 물질 간 Extended X-ray absorption fine structure(EXAFS) 데이터의 선형조합피팅(Linear combination fitting)을 통해 토양 내 비결정질 철산화물의 형성여부를 확인하였다. 또한 안정화시킨토양을 상온에서 다섯 달 동안 에이징시킨 후 토양 내비소 및 철산화물에 대한 변화를 관찰하여 이에 따른 장기적 안정화 효과를 검증하고자 하였다. 이에 앞서 안정화 공법 전후 토양 내 비소의 산화수를 확인하기 위하여As K-edge 스펙트럼의 X-ray absorption near edge structure(XANES) 분석을 수행하였다.
  • 본 연구에서는 비결정질 철산화물의 원위치 형성을 통해 토양 비소의 공침을 유도하였고 그로 인한 생물학적접근성 저감 현상을 확인하였다. 화학적 추출시험을 통해 안정화된 토양에서 생물학적 접근성이 낮은 형태인 비소-철산화물 형성의 증가를 확인하였으며, X-선 흡수 분광법을 통해 ferrihydrite와 schwertmannite와 같은 비결정질 철산화물이 안정화 과정에서 토양에 형성 및 침전될 수 있다는 사실을 발견하였다.
  • 이에 본 연구에서는 토양 내에서 비결정질 철산 화물을 형성시키고 그 과정에서 비소를 보다 화학적 추출성이 낮은 공침의 형태로 안정화시킬 수 있으며 현장에서 굴착 없이 용이하게 적용될 수 있는 원위치 비소 오염 토양 안정화 공법을 제시하고자 하였으며, SBRC를 통해 평가한 비소의 생물학적 접근성을 바탕으로 본 공정에 대한 위해저감효과를 검증하고자 하였다. 또한 비결정질 철산화물 형성을 통한 원위치 안정화 공법을 수행함에 따라 토양 내에 형성될 수 있는 비결정질 철산화물의 종류와 변화를 규명하고자 X-ray absorption spectroscopy(XAS) 분석을 활용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
토양 내에서 산화 음이온으로 존재하는 비소의 특징은 무엇인가? , 2016). 특히 토양 내에서 산화 음이온으로 존재하는 비소는 철산화물과 쉽게 결합할 수 있는 것으로 알려져 있어 철 화합물을 기반으로 한 안정화 공법이 연구되어 왔다(An et al., 2019; Gimenez et al.
비소 오염 토양에 기형성된 철산화물을 주입하면 어떻게 되는가? , 2007; Voegelin and Hug 2003). 기 형성된 철산화물을 비소 오염 토양에 주입하는 경우에는 일반적으로 흡착(adsorption)을 통한 안정화 효과를 기대할 수 있는 것으로 알려져 있다(An et al., 2017; Jeong et al.
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참고문헌 (27)

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