[논문]해저 퇴적물 개선을 위한 피복재로서의 석탄회 조립물의 평가

정일원; 김경회; 이인철

해저 퇴적물 개선을 위한 피복재로서의 석탄회 조립물의 평가
An evaluation of granulated coal ash as covering material for remediation of coastal sediment 원문보기

정일원 (부경대학교) , 김경회 (부경대학교) , 이인철 (부경대학교)

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문제 정의

본 연구에서는 연안 오염퇴적물에 비회(Fly ash)와 시멘트를 혼합한 석탄회 조립물(GCA)을 피복하여 퇴적물의 성상변화를 장기간 분석하여 GCA의 연안 저질환경 개선재로서의 성능을 확인하였다.

제안 방법

GCA로 피복한 오염퇴적물의 영양염 농도 변화를 6개월간 측정하였다. 그 결과, 실험구에서 H₂S는 최대 100% 감소하였으며 PO₄^3- 도 최대 99% 감소하였다.
실험은 일본 Fukuyama 내만에서 채취한 오염퇴적물에 체적비 20%의 GCA를 피복하여 수행하였다. 오염퇴적물에 피복하지 않은 대조구 3개, GCA을 피복한 실험구 3개(Cover), GCA를 피복한 상태에서 퇴적물을 피복한 실험구 3개(M-cover)를 제작하여 1개월, 3개월, 6개월 후 분석을 실시하였다. 직상수와 퇴적물 상하층 간극수의 pH, ORP, 강열감량(IL), H2S, PO₄^3- 등을 분석하였다.
오염퇴적물에 피복하지 않은 대조구 3개, GCA을 피복한 실험구 3개(Cover), GCA를 피복한 상태에서 퇴적물을 피복한 실험구 3개(M-cover)를 제작하여 1개월, 3개월, 6개월 후 분석을 실시하였다. 직상수와 퇴적물 상하층 간극수의 pH, ORP, 강열감량(IL), H2S, PO₄^3- 등을 분석하였다.

대상 데이터

2013년 10월부터 2014년 3월까지 실내실험을 실시하였다. 실험은 일본 Fukuyama 내만에서 채취한 오염퇴적물에 체적비 20%의 GCA를 피복하여 수행하였다.
2013년 10월부터 2014년 3월까지 실내실험을 실시하였다. 실험은 일본 Fukuyama 내만에서 채취한 오염퇴적물에 체적비 20%의 GCA를 피복하여 수행하였다. 오염퇴적물에 피복하지 않은 대조구 3개, GCA을 피복한 실험구 3개(Cover), GCA를 피복한 상태에서 퇴적물을 피복한 실험구 3개(M-cover)를 제작하여 1개월, 3개월, 6개월 후 분석을 실시하였다.

성능/효과

kr, 051-629-6590한 것으로 측정되었다. 6개월 후, IL300에서 대조구 및 실험 구의 측정값 차이는 2%내외지만, 상층 IL600에서 Cover가 대조구 및 다른 실험구에 비해 6% 낮게 측정되었다. M-cover의 IL은 Cover와 유사한 변화를 나타나지만, 대조구와 비슷한 수치로 측정되어, GCA 위에 신생퇴적물이 피복될 경우 그 효과는 저감될 것으로 판단된다.
H₂S는 1개월 만에 실험구에서 약 99%, 6개월 후에는 100%감소된 것으로 측정되었으며 대조구는 1개월 및 6개월 후각각 1%, 99% 감소한 것으로 측정되었다. 실험구의 높은 감소율은 H₂S가 GCA에서 용출된 산화물과 반응하여 S₀ 혹은 FeS의 형태로로 안정되었을 것으로 고려된다.
PO₄^3- 은 6개월 후 실험구에서 최대 99% 감소한 것으로 측정되었으며, GCA와 반응하여 인산칼슘으로 안정되었을 것이라고 판단된다. 대조구의 경우 6개월 차에 상하층 최대 99% 감소하였으나 실험구에 비해 저감효과 및 속도가 느린 것으로 측정되었다.
GCA로 피복한 오염퇴적물의 영양염 농도 변화를 6개월간 측정하였다. 그 결과, 실험구에서 H₂S는 최대 100% 감소하였으며 PO₄^3- 도 최대 99% 감소하였다. 대조구 대비 실험구에서 영양염 농도 감소가 높은 이유는 GCA로 인해 영양염들이 고정된 것으로 판단된다.
은 6개월 후 실험구에서 최대 99% 감소한 것으로 측정되었으며, GCA와 반응하여 인산칼슘으로 안정되었을 것이라고 판단된다. 대조구의 경우 6개월 차에 상하층 최대 99% 감소하였으나 실험구에 비해 저감효과 및 속도가 느린 것으로 측정되었다.
유입되는 해수의 수온은 약 26°C 에서 9°C 로 감소하였으며, 염분은 다소 증가하였다.
이상의 결과를 통해 석탄회 조립물(GCA)로 오염퇴적물을 피복할 경우, 저서환경을 개선시킬 수 있음을 확인하였다.

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