본 연구는 실제 유류오염토양을 in situ 토양세정법으로 정화시 기술 적용성을 평가하기 위한 회분식 기초연구로 적정 계면활성제의 종류와 농도를 결정하고자 하였다. 증류수만의 진탕효과로 인한 TPH 제거는 약 30%이었으며, 계면활성제 희석시 사용되는 용액으로는 증류수를 사용한 경우에 비하여 지하수(해수 혼합)의 유입으로 인하여 약 2~6%의 효율저하가 나타났다. 토양과 계면활성제 용액비는 회분식 실험에서 TPH 제거효율에 미치는 영향이 미미하였다. 단독 또는 혼합 계면활성제 농도를 0.1~4.0 wt%까지 변화시켜 세정한 결과 종류별로는 Tween-80, SWA-1503, SWA-1503+SDS에서 평 균 제거율이 80% 이상으로 대체적으로 높은 효율을 보였으며, 농도에 따른 차이는 크지 않아 0.1 wt% 농도를 최적 농도로 판단하였다.

국내에서 지중토양 세정기법(in situ soil flushing)을 적용한 연구는 주로 중금속을 대상으로 실시되었으며, 소수성 유기화합물(HOCs, Hydrophobic Organic Compounds)에 적용된 사례는 대부분 bench 및 pilot 규모로 이루어져서 현장규모의 보다 많은 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 고농도 유류로 오염된 현장토양에 계면활성제를 이용한 in situ 토양세정기술 적용시 적정 계면활성제를 선정하고 세정된 유출수를 고분자 응집제로 응집처리하기 위한 기초연구로 실시되었다. 시료는 A지역 유류오염토양을 채취하였으며, 침강법에 의한 calgon test에서 sand, silt, clay 성분이 각각 98.04%, 1.96%, 0.00%의 사토(sand)로 나타나 토양세정에 유리한 토양으로 판명되었다. 계면활성제는 Tween-80(POE20), SWA-1503, SDS를 선정하여 단독 또는 혼합 사용하였다. 초기 오염토양의 TPH 농도는 9,368.5±412.9(4.4%)이었다. 토양 : 계면활성제 용액비를 1 : 3으로 하여 토양 50g에 계면활성제를 150 mL 혼합하고 2시간 동안 충분히 수평진탕을 실시한 후 TPH농도를 분석하였다. 계면활성제 농도를 0.1~4.0%까지 변화시켜 주입한 결과 Tween-80, SWA-1503, SWA-1503+SDS에서 평균 제거율이 80% 이상으로 대체적으로 높은 효율을 보였으며, 농도에 따른 차이는 크지 않았다. 회분식 실험시 토양에 대한 계면활성제 용액비가 TPH 제거에 미치는 영향을 알아보기 위하여 토양과 계면활성제 용액비를 1 : 1~5로 변화시켜 2시간 진탕한 결과 전반적으로 토양 : 계면활성제 용액비에 따른 제거효율 차이는 1 : 1의 경우를 제외하면 크지 않았고 1 : 2~3에서 다른 비율에 비하여 다소 높은 제거효율을 나타내었다. 반면에 증류수를 공시험으로 사용하여 회분식 진탕을 실시한 결과 약 30%가 제거되었다. 앞의 계면활성제 종류 및 용액비에 따른 효율 차이가 크지 않았는데 이는 회분식 실험의 경우 진탕에 의한 효과가 크게 작용했을 것으로 판단된다. 연구자들이 토양세정시 계면활성제의 효율을 검토할 때에 회분식 실험으로 효율을 평가하는 경우가 많았는데, 현장적용을 위한 설계인자 도출시 진탕효과에 의한 영향을 고려하는 것은 매우 중요하다고 판단된다. 따라서 회분식 이외에 현장특성을 반영한 컬럼식 실험도 병행되어야 한다. 세정 후 유출액에 대하여 Jar test를 실시하였다. Alum의 농도를 증가시키면서 탁도를 측정한 결과 초기 758.0 NTU였던 것이 150 mg/L의 농도에서 가장 낮은 33.0 NTU를 나타내었고, 농도가 더 높아지자 탁도가 다시 증가하였다. Alum+polymer(alum 농도의 1/1,000로 함)를 혼합하여 주입한 경우에도 초기 758.0 NTU였던 탁도가 150 mg/L에서 가장 낮은 20.2 NTU를 보였으며, 이후 농도가 증가함에 따라 탁도도 소폭 증가하였다. 결론적으로 alum만을 사용한 경우보다 alum+polymer 혼합액을 사용한 경우가 탁도제거에 효과적이었으며, 최적 농도는 두 경우 모두 alum만을 기준으로 했을 때 150 mg/L인 것으로 나타났다.