초록 ▼

최종목표
◦ 주요 오염물질의 지구통계학적 공간분포 특성평가 및 오염기여도 산정 기술
◦ 산화환원 민감원소(Sb, Mo, W, As, Cr 등)의 생지화학적 거동예측 기술
◦ 영가마그네슘(ZVMg) 이용 6가크롬 거동제어 신규 원천기술 및 광산배수 용존금속 선택적 처리(K-SSP)공정 스케일업(10t/day)

개발내용 및 결과
◦ 지구통계학적 공간분포 특성 평가
- 복합시료를 이용한 저밀도(저해상도) 광역 지구화학조사 방법의 활용성 평가
- 상자그림, 중앙값+2MAD, 표준화방법에 의한 오

최종목표
◦ 주요 오염물질의 지구통계학적 공간분포 특성평가 및 오염기여도 산정 기술
◦ 산화환원 민감원소(Sb, Mo, W, As, Cr 등)의 생지화학적 거동예측 기술
◦ 영가마그네슘(ZVMg) 이용 6가크롬 거동제어 신규 원천기술 및 광산배수 용존금속 선택적 처리(K-SSP)공정 스케일업(10t/day)

개발내용 및 결과
◦ 지구통계학적 공간분포 특성 평가
- 복합시료를 이용한 저밀도(저해상도) 광역 지구화학조사 방법의 활용성 평가
- 상자그림, 중앙값+2MAD, 표준화방법에 의한 오염기준값(배경값) 도출
◦ 오염원 추적 및 기여도 산정기술 개발
- 집수유역 단위 하천표사에서의 안정동위원소 이용 오염원 및 확산범위 추적
◦ 산화환원 민감원소 생지화학적 거동예측 기술 개발
- 토양에서 Lactuca sativa에 의한 Mo, Cr 흡수 및 생지화학적 전이 평가
- 안티모니 고농도 오염지역 내 Sb 산화 미생물 분리 및 특성 평가
- 5종 산화환원 민감원소 복합오염토양의 산화환원조건 변화에 따른 오염물질누출거동 평가
- Sb, Mo, W 내성 미생물을 이용한 금속의 이화적 환원특성 평가
◦ ZVMg 이용 6가크롬 거동제어 원천기술 개발
- 수용액에서 산화환원 민감물질(birnessite)과 ZVMg간의 반응성 평가
- ZVMg-Cr(VI) 반응성에 대한 산화환원 민감물질 영향 규명
- ZVMg 투입량에 따른 토양 6가크롬 환원특성 평가 및 적정 투입량 도출
◦ 광산배수 용존금속 선택적 처리(K-SSP) 공정 스케일업
- K-SSP 공정 설계구조 개선 및 스케일업 공정(10t/day) 현장실증 완료
- 회수 철수산화물의 자철석 합성 공정 수립 및 알루미늄 수산화물 활용 중금속 흡착제 개발

기대효과
◦ 환경문제, 광물자원 탐사, 국가 토지이용 계획 수립, 오염지역 토양복원 목표치설정, 국민 건강 등 다양한 분야에 활용할 수 있는 다목적 지구화학 정보 (미량원소 함량 및 공간 분포) 제공
◦ Sb, Mo, W 등 환경정책적 미관리 특이 종들에 대한 거동특성 규명 원천기술로서 토양 및 지하수 등의 효율적인 정책적 관리를 위한 참고자료 제시
◦ 중금속 오염토양, 산성배수, 매립장 침출수 등에 대한 기존 정화처리 기술의 개선 및 선진화 파급효과

적용분야
◦ 오염물질의 분포패턴 특성파악 및 오염원별 기여도 판별을 통하여 효율적 국토관리와 환경분쟁 해결의 과학적 근거로 활용
◦ 폐광산 등의 중금속 오염지역과 유류 오염지역 등의 국내외 환경복원시장
◦ 지질환경 복원기술에서 기존 물질 대비 효율적이고 이차오염 가능성이 적은 친환경적인 재료로 대체

Abstract ▼

Ⅳ. Results
○ Spatial distribution assessment of geologic environment contaminants and development of pollution contribution calculation technology
• Descriptive statistics of the low-density samples (using composite samples) and high-density samples (using total single samples) showed similar

Ⅳ. Results
○ Spatial distribution assessment of geologic environment contaminants and development of pollution contribution calculation technology
• Descriptive statistics of the low-density samples (using composite samples) and high-density samples (using total single samples) showed similar results(median, mean and 5-95% ranges), indicating the possible use of data obtained from low-density geochemical survey in establishing the geochemcal baseline.
• The geochemical baselines of trace elements were predicted with the method of the normalization procedures using univariate linear regressions between trace elements and normalizing elements (Al₂O₃, Fe₂O₃, MnO), and compared with other methods (boxplot and median+2MAD).
• Lead isotope in the sediment samples of the cores from Daecheong reservoir was effective for source identification
- Results showed significant differences in lead isotopic compositions between the interstitial water and the sediment samples of the cores, attributable to the anthropogenic sources in the sediment samples.
- Pb isotope analysis allowed us to differentiate the Pb isotopic composition of the anthropogenic source from that of natural sources in the sediment cores.
- Results of Pb isotope analysis indicated that the heavy metal concentrations of interstitial water may pose a threat to the water quality of Daecheong reservoir.

○ Prediction of biogeochemical behavior of redox sensitive elements
• Dissimilatory Mo(VI) reducing bacteria was identified among bacteria isolated from Mo-contaminated area but only detoxifying bacteria were identified in case of Sb and W.
• The release of redox-sensitive elements showed increasing trends under reducing conditions due to the dissolution of Fe/Mn oxides existing in the contaminated soil. High phosphate concentration also seems to increase the mobility of contaminants.
• Antimony solubility was higher in aerobic zone and the reduction of Sb(V) to Sb(III) in both aqueous and solid phase under anaerobic zone occurred.
• Plant did not transform Sb species, but Mo in plant was combined with glutathione.

○ Source technology for the behavior control of hexavalent chromium using zero-valent magnesium (ZVMg)
• The solubility rate of ZVMg increased with increasing intial pH and the rate of Cr(VI) reduction was the highest at pH 3.0.
• The effect of birnessite was not significant on the changes in the solution pH and dissolved Mg concentrations. In the Pd/ZVMg bimetallic system, Pd could be used as an effective catalyst for ZVMg as well as ZVI.
• Removal efficiency of Cr(VI) in soils was from 48.6 to 93.0 % at ZVMg dosage of 0.04 g/g soil.
• Reduction mechanism of Cr(VI) from the contaminated soil using ZVMg was related to Mg solubility, chemical species of Cr(VI) in soil, and physiochemical properties of soil such as soil pH, EC, and mineralogical characteristics.

○ Core technology development for scale-up of K-SSP for the mine drainage
• Field pilot study of K-SSP (KIGAM-Selective Sequential Precipitation) for scale-up
- Facility design and operation conditions were improved to scale up the size of the system from 1.5 ton/day to 10 ton/day and the system was operated for the field demonstration
- The automatic pH control system was developed
- The targeted Fe and Al recovery rate and purity were achieved (recovery>90%, purity>90%)
• Investigation of the effective utilization methods for recovered K-SSP metals
- Micro-size magnetite was synthesized with the recovered Fe-oxides
- Adsorbents were developed with the recovered Al-oxides for heavy-metal remediation

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2최종보고서 요약서 ... 4요 약 문 ... 5SUMMARY ... 10CONTENTS ... 16목차 ... 19제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 22 제1절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 22 제2절 연구개발의 목표 및 범위 ... 26제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 30제 3 장 연구내용 ... 32 제1절 지질환경 오염물질 공간분포 특성평가 ... 32 1. 저밀도(저해상도) 지구화학조사 방법 ... 32 2. 지구화학 오염기준값(배경값) ... 40 3. 오염원 추적 및 기여도 산정 ... 45 제2절 지질환경 오염물질 생지화학적 거동예측 ... 98 1. 다양한 산화환원 환경에서의 산화환원 민감원소의 미생물학적 영향연구 ... 98 2. 산화환원 민감원소의 환원환경 지화학적 거동평가 ... 120 3. 식물정화 과정 내 산화환원 민감원소 거동 예측 ... 142 제3절 지질환경 오염물질 지구화학적 거동제어 ... 158 1. 산화환원 민감 물질이 ZVMg에 의한 Cr(VI) 환원처리에 미치는 영향 ... 158 2. 6가크롬 오염토양정화를 위한 ZVMg 활용 연구 ... 182 3. 광산배수 용존금속 선택적 처리(K-SSP) 공정개선 ... 197제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 232 제1절 목표달성도 ... 232 제2절 관련분야 기여도 ... 233 1. 정부 정책적 측면 ... 233 2. 과학기술적 측면 ... 233 3. 경제·산업적 측면 ... 234 4. 국민생활과 사회 수준 향상에의 기여 측면 ... 234제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 236제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 238제 7 장 참고문헌 ... 244끝페이지 ... 259