초록 ▼

유기오염물 및 중금속으로 오염된 토양내에서 오염물들의 거동과 이들의 흡착.탈착 메카니즘을 실내실험을 통해 밝히고자 한다. 특별히, 유기점토복합체를 이용한 유기오염물 제거실험과 토양중에 존재하는 점토광물과 중금속간의 상호반응을 면밀히 연구하고자 한다.
토양을 구성하는 광물중 오염물 거동에 큰 영향을 미치는 점토광물에 대해서 실내실험을 실시하였다. 팽창성 점토광물과 비팽창성 점토광물 각각에 대한 물리화학적인 특성을 관찰하고 오염물과의 반응실험을 실시하였다. 오염물로는 다환방향족 탄화수소화합물과 중금속을 사용하였고 수용액상에서 점토

유기오염물 및 중금속으로 오염된 토양내에서 오염물들의 거동과 이들의 흡착.탈착 메카니즘을 실내실험을 통해 밝히고자 한다. 특별히, 유기점토복합체를 이용한 유기오염물 제거실험과 토양중에 존재하는 점토광물과 중금속간의 상호반응을 면밀히 연구하고자 한다.
토양을 구성하는 광물중 오염물 거동에 큰 영향을 미치는 점토광물에 대해서 실내실험을 실시하였다. 팽창성 점토광물과 비팽창성 점토광물 각각에 대한 물리화학적인 특성을 관찰하고 오염물과의 반응실험을 실시하였다. 오염물로는 다환방향족 탄화수소화합물과 중금속을 사용하였고 수용액상에서 점토광물의 종류에 따라 달라지는 흡착$\cdot$탈착 반응을 조사하였다. 통계모델링은 중금속 흡착에 미치는 변수로 pH, 중금속의 초기농도, $HCO_3$ (혹은 K)농도를 변수로 하고, 각 실험변수의 농도를 3차원으로 설정하여 모델에 근거한 벳치실험과 3차원 통계모델링을 실시하였다. 통계적 해를 얻기 위하여 SAS 프로그램을 이용하여 표면반응 분석을 통하여 실시하였다.
지질 및 토양내에서의 오염물의 거동을 광물, 특히 점토광물과의 상호반응을 중심으로 연구하였으며, 지금까지 대부분의 연구가 거시적인 관점에서 오염물의 거동을 밝힌 반면, 이번 연구는 수용액상에서 오염물의 광물과의 흡?탈착 및 물리화학적인 반응특성을 밝혀 냈다는데 큰 의의가 있다. 또한, 유기오염물 제거를 위해 만든 유기점토복합체는 나노환경소재로 이용되어 앞으로 지중 및 수질의 환경오염정화에 큰 기여를 담당할 것으로 기대된다. 또한, 중금속 흡착연구에 통계모델의 도입은 기존의 2차원적인 흡착연구에서 3차원적인 연구가 가능하게 하였다. 특히 SAS 프로그램을 통한 표면반응분석은 새로운 연구방법으로 시도되었다. 이와 같은 통계모델링 방법은 기존의 벳치실험에서 소모되는 실험적 노력을 대폭 경감할 수 있는 효과적인 방법으로 향후 흡착연구 뿐만 아니라 유사한 연구에도 널리 활용될 수 있을 것이다.

Abstract ▼

It was focused on the understanding of how organic pollutants and heavy metals in soils are transported, adsorbed, and desorbed. Especially, the removal of organic pollutants by organoclays as well as the interaction between clay minerals and heavy metals was studied by the methods of laboratory exp

It was focused on the understanding of how organic pollutants and heavy metals in soils are transported, adsorbed, and desorbed. Especially, the removal of organic pollutants by organoclays as well as the interaction between clay minerals and heavy metals was studied by the methods of laboratory experiment.
The roles of clay minerals in controlling the contaminants in soil environment were studied by the method of reaction of clay minerals with organic and inorganic pollutants. Physicochemical properties of clay minerals were firstly characterized for experiment, and then clays were reacted with organic/inorganic contaminants. Contaminants such as polyaromatic hydrocarbons and heavy metals were used and their adsorption and desorption behavior in clay dispersion were studied. The Box-Behnken model designed statistically was applied to the determination of relative impacts of three variables such as pH, $HCO_3(or K)$ concentration and initial concentration of heavy metals. The SAS program was used to obtain statistical solution by surface response analysis.
Most of previous studies have been focused on revealing of contaminant's physical behavior in geology and soils, while our investigation was focused on the study of chemical interaction between clay minerals and contaminants in aqueous solution, in order to know the specific physicochemical adsorption/desorption behavior. We hope that organoclay which was prepared from this work for removal of organic contaminants, can be used as a nano-environmental material for the environmental protection of soils and wastewater. The statistical modeling has been effectively applied to demonstration of various sorption conditions in three dimensions reducing greatly the effort of batch sorption experiment. The surface response analysis by SAS program is a new approach to demonstrate the sorption results.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문...4
• 2. 영문요약문...5
• Ⅲ. 연구내용 및 결과...6
• 1. 서론...6
• 2. 연구방법 및 이론...9
• 3. 결과 및 고찰...16
• 4. 결론...50
• 5. 인용문헌...51