[논문]불포화 자연토의 포화도에 따른 동전기 정화특성에 관한 실험적 연구

김병일; 김익현; 김기년; 김수삼

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김병일 (한양대학교 토목환경공학과) , 김익현 (한양대학교 토목환경공학과) , 김기년 (한양대학교 토목환경공학과) , 김수삼 (한양대학교 토목환경공학과)

The electrokinetic remediation tests for natural soil contaminated by lead are performed on unsaturated conditions, in which the degree of saturation is controlled through the changes in water content and the constant unit weight. At the degree of saturation of 70% the small acid range and electrical potential is developed. The changes in the water content are little above the saturation of 90%. But it is increased by 1.7 times at the degree of saturation of 70%. Finally, the efficiency of extraction is improved at 70% than 100%.

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문제 정의

본 연구에서는 기존 포화토에 적용되어 왔던 EK 정화 기술을 불포화토에 적용하였을 경우 포화도에 따른 동전기 특성 등의 변화를 규명하고자 일정 단위중량 하에서 함수비 조절을 통하여 불포화 조건에 서의 자연토에 대한 동전기 정화 특성 규명 실험을 실시하였다.
본 연구에서는 일정 단위중량 하에서 함수비 조절을 통한 불포화 조건에서의 자연토에 대한 동전기 정화 특성 규명 실험을 실시하였다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.

제안 방법

본 연구에서는 표 2와 같이 전압경사를 1.0V/cm로 동일하게 유지하고 포화도를 달리하여 동전기 정 화 실험을 실시하였다. 시험조건에서 82.
본 연구에서 사용된 시료는 서울시 OO사격장에서 약 20cm의 잔디층을 제거한 이후 약 20cm~60cm 깊이에 존재하는 시료로 교란된 상태로 채취하였다. 시료 특성은 표 1과 같고, 셀실험을 위해 No. 20번 체로 체가름하여 굵은 입자를 제거하여 사용하였다.
불포화토의 경우 초기 성형 함수비에 따라 시료내 부에서의 수분함량이 다르며, 동전기 현상에 의해 시료 내부에서의 유동이 발생할 것이다. 이에 그림 5와 같이 시험 종료 후 시료를 균등 분할하여 시료의 함수비 분포를 살펴보았다. 포화도 90% 이상일 경우 시료 내부에서의 함수비 변화는 크지 않은 것으로 판단되며, 그 이하의 포화도에서는 함수비 변화가 크게 발생하였으며, 특히 포화도 70%인 경우 초기 함수비보다 평균 1.

대상 데이터

본 연구에서 사용된 시료는 서울시 OO사격장에서 약 20cm의 잔디층을 제거한 이후 약 20cm~60cm 깊이에 존재하는 시료로 교란된 상태로 채취하였다. 시료 특성은 표 1과 같고, 셀실험을 위해 No.

성능/효과

1) 포화도가 가장 낮은 70%에서 가장 작은 산성 영역이 발생하였으며, 대체로 70%의 포화도에서 다른 포화도보다 작은 전압값을 보였다.
2) 포화도 90% 이상일 경우 시료 내부에서의 함수비 변화는 크지 않은 것으로 판단되며, 그 이하의 포화도에서는 함수비 변화가 크게 발생하였으며, 특히 포화도 70%인 경우 초기 함수비보다 평균 1.7배 정도 상승한 것으로 나타났다.
3) 포화도가 가장 작은 70%에서 가장 높은 제거율을 보였으며, 포화도 100%인 경우 가장 낮은 납 제거율을 보였다.
EK 효율은 지반이 포화되어 있을 경우에 가장 높다. 그러나 SNL의 실험결과에 의하면 중금속의 이 동에 가장 중요한 인자인 전기이온이동(이하 EM)의 속도는 완전포화 부근에서는 토양의 함수비가 감소 할수록 증가하였다. 그러나 더 낮은 함수비에서는 굴곡도(Tortuosity)의 비선형효과가 지배적이고 함수 비가 감소함에 따라 EM 속도는 급격히 감소하였다.
불포화 자연토에서의 동전기 정화시 물의 전기분해에 의해 발생되는 H+이온과 OH-이온의 영향으로 양극(+) 저수조의 pH는 약 3정도까지 감소하였으며, 음극(-) 저수조의 pH는 약 12까지 증가하였다(그림1. ) 형성된 산전선의 이동과 염기전선의 이동으로 시료 내부에서는 그림 2와 같은 pH 분포를 보였다. 그림에 제시된 바와 같이 포화도가 가장 낮은 70%에서 가장 작은 산성 영역이 발생하였다.
그림 3은 시험 완료 직전 시료에서의 전압분포를 나타낸 것으로 대체로 70%의 포화도에서 작은 전 압값을 보였다. 전체적으로 정규화거리 0.5에서 가장 급격한 전압경사를 보였고, 이로 인하여 함수비 분포는 이 지점 이상의 영역에서 더 크게 나타난 것으로 판단된다(그림 5 참조).
이에 그림 5와 같이 시험 종료 후 시료를 균등 분할하여 시료의 함수비 분포를 살펴보았다. 포화도 90% 이상일 경우 시료 내부에서의 함수비 변화는 크지 않은 것으로 판단되며, 그 이하의 포화도에서는 함수비 변화가 크게 발생하였으며, 특히 포화도 70%인 경우 초기 함수비보다 평균 1.7배정도 상승한 것으로 나타났다.

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