This study aimed to remove organic matter and heavy metals that could affect the recycling of soils contaminated by heavy metals, by means of electrolysis, carried out simultaneously with the leaching of the soil. To ensure better experimental equipment, a soil electrolysis apparatus, equipped with spiral paddles, was used to agitate the heavy-metal-contaminated soil effectively. The heavy-metal-contaminated soil was electrolyzed by varying the voltage to 5 V(Condition 1), 15 V(Condition 2), and 20 V(Condition 3), under the optimal operating conditions of the electrolysis apparatus, as determined through previous studies. The results showed that the pH of the electrolyte solution and the heavy-metal-contaminated soil, after electrolysis, tended to decrease with an increase in voltage. The highest removal efficiencies of TOC and CODCr were 18.8% and 29.1%, 38.8% and 4.2%, and 33.3% and 50.0%, under conditions 1, 2 and 3, respectively. Heavy metals such as Cd and As were not detected in this experiment. The removal efficiencies of Cu, Pb and Cr were 4.7%, 8.3% and 2.1%, respectively, under Condition 1, while they were 42.9%, 15.2% and 22.1%, respectively, under Condition 2, and 4.7%, 23.0%, and 24.9%, respectively, under Condition 3. These results suggest that varying the voltage with the soil electrolysis apparatus for removing contaminants for the recycling of heavy-metal-contaminated soil allows the selective removal of contaminants. Therefore, the results of this study can be valuable as basic data for future studies on soil remediation.

물은 22.1 MPa의 압력하에 100℃ - 374℃의 온도범위에서 액체상태로 존재하며, 이를 아임계수라 한다. 아임계수 조건에서 물은 분자간 수소결합이 약해지면서 유전상수, 점성, 표면장력이 감소되어 유기용매와 유사한 특성을 지니게 된다. 원유오염토양은 전남 여수지역 공단 내에 있는 유류로 오염된 토양을 이용하였으며, 오염기간은 약 1년이며 저분자성 휘발유류성분 및 고분자성 유류로 오염되어 있었다. 초기 오염된 TPH농도는 16,895 mg/kg였다. 원유오염토양은 고분자성 물질이 다량 함유되어 있어 기존정화방법으로는 처리하기 어려운 점이 있다. 이를 해결하기 위하여 상기 아임계수 특성을 이용하여 원유로 오염된 토양으로부터 오염물질을 추출하는 연구를 수행하였다. 이와 함께 친유성 용매인 등유를 이용하여 토양으로부터 원유 일부를 탈착(전처리)시킨 후, 아임계수로 토양 내에 잔류되어 있는 유류성분을 제거하는 실험도 수행하였다. 이를 통해 아임계수 추출만을 적용하였을 경우와 등유 전처리가 추가된 경우의 제거율과 정화공정상 효율을 비교하였다. 아임계수 추출 시 275℃에서 2시간 추출을 5회 반복 진행하였을 때, 토양 내의 잔류 유류 농도가 498 mg/kg(제거율 97%)로 나타났다. 등유 전처리(토양 : 등유=1 : 0.5 wt%)후 아임계수 적용시 250℃에서 1시간동안 추출 시, 토양 내 잔류 유류 농도는 223 mg/kg로 나타났다. 적용된 두가지 공정 모두 토양1지역 우려기준(500mg/kg)이하로 정화되었으나, 상대적으로 등유전처리가 포함된 공정이 아임계수 기술만을 적용하여 추출을 진행한 것보다 상대적으로 높은 제거율을 보였다. 또한 등유 전처리가 추가된 아임계 공정이 추출시간, 공정수, 투입에너지(가열)에 있어 경제적으로 판단되며, 따라서 원유 오염토양의 아임계수 정화공정에서는 등유전처리 도입이 효과적인 것으로 판단된다.

This study was performed to develop the efficient phytoremediation model in the paddy soil contaminated with heavy metals by cultivating Pteris multifida and Artemisia princeps with different mixing ratios (1:0, 8:1, 6:1, 4:1). As a result of investigating the heavy metal accumulation of each plant per dried material (1 ㎏), content of arsenic and cadmium was the highest in aerial part of P. multifida (169.82, 1.70 ㎎·㎏-1 DW, each) among the treated group. Lead content was the highest (12.58 ㎎·㎏-1 DW) in the aerial part of P. multifida cultivated with 8:1 mixed planting. But the content of copper and zinc was the highest (33.94, 61.78 ㎎·㎏-1 DW, each) in the aerial part of A. princeps with 8:1 treatment. Regardless of heavy metals, plant uptake from the 1 ㎡ soil was the highest in 4:1 mixed planting group, which showed the best yield of A. princeps.

About 4,800 soil drums were generated in the process of maintenance on KRR site (Korea Research Reactor) in Seoul. Most of the drums are processed by regulatory clearance in 2007-2008 and the remaining 1800 drums are currently stored in KAERI (Korea Atomic Energy Research Institute). To decide a treatment method of radioactive soil for final disposal, the soil is classified according to a particle size. Based on the results of the radioactivity concentration for the classified soil, methods such as regulatory clearance, decommissioning, and solidification were decided. Many papers show that radioactive soil is disposed of using a decontamination agent or other method. But it is difficult to decontaminate radioactive particles from fine soil particles because the adsorptive power of fine soil particles is too strong. This study was focused on finding a particle size distribution of radioactive soil that can be used as an operating range for cement solidification produced by a suitable ratio of radioactive soil for final disposal. Workability, free-standing water, compressive strength, immersion, and leaching tests were carried out to evaluate characteristics of the cement solidification. Cement solidification is the only method for final disposal because radioactive soil particle sizes below 500 μm exceed the regulatory clearance criteria (< 0.1 Bq/g). According to the test results for cement solidification, 0.4 water/cement and 0.5 soil/cement ratios are the most appropriate operating ranges.

본 연구는 폐금속광산인 복수광산 주변토양을 대상으로 X선형광분석법, X선회절분석법 및 휴 대용 분광계를 이용하여 토양 내 광물조성을 확인하고 비소, 납, 아연, 구리, 카드뮴 등의 중금속오염 정도에 따른 분광특성을 고찰하였다. 그 결과 대조군 시료를 제외한 모든 시료에서 토양오염대책기준 을 초과하였다. X선회절분석 결과 모든 토양시료에서 석영, 고령토 그리고 스멕타이트 군의 광물이 검출되었고 중금속은 점토광물에 흡착하여 존재함을 확인하였다. 분광분석을 통해 대조군시료와 중금 속 오염시료의 분광곡선을 분석한 결과 토양 내 중금속 함량이 증가함에 따라 근적외선대역과 단파적 외선의 단파장 영역에서 반사도가 감소함을 확인하였다. 또한 흡광깊이에 따른 오염도와의 상관성을 고려하여 본 결과 점토광물의 흡광특성인 2312 nm와 2380 nm에서 점토광물에 의한 중금속흡착에 따 라 오염도가 높을수록 흡광깊이가 감소하는 특징을 보인다. 이는 분광학적 특성이 중금속의 오염도와 상당한 상관성이 있음을 지시한다.

비소의 농도에 따른 봉의꼬리의 생육 반응 및 비소 축적능을 분석하기 위해 As(III)와 As(V)의 농도를 달리하여 봉의꼬리를 12주간 재배하였다. 연구의 결과 비소의 종류에 관계없이 50, 500mg·kg-1 처리구는 비소 무처리구와 생육이 비슷하였으나, 비소의 농도가 증가할수록 초장이 감소되는 경향을 보였다. 비소의 농도를 50, 500mg·kg-1 처리하여 재배한 봉의꼬리 지상부의 비소 축적능은 As(III) 처리구가 각 802.7, 2,956.0mg·kg-1 DW로, As(V) 처리구(622.6, 2,841mg·kg-1 DW)에 비해 높았다. 그러나 고농도 처리구인 1,000과 2,000mg·kg-1에서는 As(V) 처리구(3,883.3, 5,250.6mg·kg-1 DW)에서 As(III) 처리구(3,347.8, 4,272.7 mg·kg-1 DW)에 비해 비소 축적능이 더 우수하였다. 지하부의 축적능은 2,000mg·kg-1 농도 처리구를 제외한 모든 농도에서 sodium arsenate 처리구가 sodium arsenite 처리구에 비해 높았다.

현재 국내에는 약 4만여 종의 화학물질이 유통되고 있으며, 매년 약 400여 종의 화학물질이 새로 진입되면서 화학물질의 사용이 꾸준히 증가하고 있다. 이에 따라 구미 불산 누출사고(2012.09), 화성 불산 누출사고(2013.01), A사 지하배관 파손 유독물질 유출사고(2014.02) 등 화학물질 관련 사건이 빈번하게 발생하고 있다. 하지만 현행 토양법 상에는 사고신고 외에 토양사고관련 사항은 부족한 상태이며, 화학물질의 안전관리제도 또한 미비한 상태이다. 토양지하수매체에서 토양법상의 토양사고 대비 능력을 향상시키기 위해서는 실질적인 사전관리체계 제도화가 시급하다. 본 연구는 유해화학물질 누출 시 토양·지하수오염 예방을 위한 위해도 기반 사전관리체계 개발 연구의 1단계 과정으로 오염물질 선정 및 오염취약성 평가체계 framework를 도출하였다. 오염물질 선정은 ‘토양·지하수오염 국가인벤토리 구축기법 개발 연구’ 과제(환경부, 2012)를 통해 제시한 52개의 토양·지하수관련 물질을 대상으로 하였으며, 국내 유해화학물질 목록, 오염물질 유통량 및 배출량 현황 그리고 외국사례 등을 종합적으로 고려하여 평가체계 대상 오염물질을 최종적으로 선정하였다. 대부분의 화학물질 누출사고는 누출, 화재, 폭발 등으로 인해 대기와 토양으로 유입되고 대기로 비산된 물질은 시간이 지남에 따라 해당 범위 내의 토양으로 다시 침적되어 토양오염을 유발한다. 이렇게 충적된 오염물질은 강우 등에 의해 토양 내로 유입되어 지하수까지 오염시키게 되며, 기준노출점에서 토양과 지하수 매체의 오염농도를 산정한 후 인체 및 생태 노출 특성에 따라 오염물질을 등급화 할 수 있다. 이러한 개념을 바탕으로 대상 물질별 사고 시 토양·지하수오염 취약성평가체계 framework를 도출하였다.

슬래그를 매립한 토양을 대상으로 자기분리연구를 수행하였다. 토양세척을 거친 토양과 토양세척 전 토양을 대상으로 습식자기분리와 건식자기분리를 수행하여 분리된 부분과 분리되지 않은 부분의 중금속 농도를 측정하여 중금속의 농축효과를 측정하였다. 습식자기분리의 경우 토양세척 전 시료의 자력분리율이 상대적으로 높으며 토양세척 후 시료의 경우 약 40% 정도가 자기분리 되었다. 토양 : 물의 비가 농축효과에는 큰 영향을 미치지 못하며, Fe, Pb, Cu, Zn, Cd의 세척 전 토양과 세척 후 토양의 자기분리에 의한 평균 농축비는 3.2, 2.1, 12.1, 2.5, 1.5와 17.4, 7.0, 15.7, 9.6, 7.0으로 토양 세척을 거친 경우 자기분리에 의해 토양 세척 전 토양에 비해 더 큰 토양 부피 감량효과를 기대할 수 있다. 건식자기분리의 경우에도 자기분리에 의해 중금속의 농축효과를 얻을 수 있으나 자기분리에 의한 회수율이 너무 높은 경우 오염토 저감을 기대하기 어렵다. 철과 같은 강자성체를 포함하는 토양의 경우 자기분리에 의해 토양세척의 효과와 유사하게 오염토양의 양을 줄일 수 있고, 오염이 한쪽에 농축되는 결과를 얻을 수 있다.

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.

폐광산 주변의 토양은 가까운 거리에 위치하고 있는 폐광산 지역 혹은 광물찌꺼기 적치장으로부터 광물찌꺼기나 폐석들이 유입되어 중금속에 오염되는 경우가 많으며 그 중 비소로 인한 오염이 가장 심각한 것으로 알려져 있다. 현재 환경부, 농림축산식품부 및 지자체 등에서 토양오염 개량 및 복원사업 요청이 지속적으로 증가하고 있는 추세이며 오염토양 복원 기술로는 토양오염도에 따라 표토 삭토, 심토 안정화처리 및 차단층 설치 등의 토양안정화 기술이 사용되어지고 있다. 그러나 본 연구자들은 토양으로부터 원천적인 중금속제거를 위해 부유선 별법을 적용하였으며 부유선별에 앞서 오염토양의 산화환원전위 연구를 진행하였다. 본 연구에서 사용된 시료는 주변 광미댐으로부터 광물찌꺼기가 유입되면서 FeAsS(Arsenopyrite)가 함께 유입되어 비소로 오염된 토양을 대상으로 하였다. 따라서 FeAsS의 Eh-pH Diagram을 통하여 FeAsS표면의 존재형태를 예측하고 부유선별에 적용하기 위하여 부유선별시 광액의 산화환원전위의 변화를 관찰하였다. pH별 부유선별 결과, Fe-As-S-H2O pH-Eh Diagram 상에서 FeAsS의 표면이 Fe2+에서 Fe3+로 변화하고 Fe(OH)3로 침전되는 경계선에 위치한 구간에서 실시한 부유선별의 비소제거율이 각각 83.41%와 83.24%로 제거효율이 높았으며 반면에 FeAsS의 표면이 완전히 Fe(OH)3이 되는 구간에서의 부유선별은 비소제거율이 50% 이하로 크게 감소하는 경향을 확인하였다. 포수제로 사용한 K.A.X 첨가량에 따른 부유선별에서는 K.A.X첨가량이 증가할수록 Eh값이 감소하였으며 FeAsS표면에 Fe2+와 H3AsO3가 존재하는 pH 6, Eh -62mV 구간에서 비소제거율이 87.67%로 가장 높았다. 최종적으로 토양 내에 존재하는 FeAsS(Arsenopyrite)의 제거를 위한 부유선별에서 FeAsS표면이 Fe2+에서 Fe3+로 변화하여 Fe(OH)3로 변하는 경계구간에서 Xanthate음이온의 표면흡착이 잘 이루어짐에 따라 비소제거효율이 증가한 것으로 사료되어진다.

Asbestos contaminated soil remediation was performed depending on wind velocity and water content using a wind remediation treatment device. The soil samples were collected from upland and paddy soil near inactive asbestos mine and 8% wollastonite was applied instead of asbestos due to health hazard. The wollastonite in soil was analyzed by scanning electron microscopy (SEM) combined with energy dispersive spectrometer (EDS). With 8 m/s of wind velocity, 86% and 92.8% of wollastonite in upland soil and paddy soil were releasable, respectively. When distance from air blast module in the device was 1 ~ 1.5 m, the removal efficiency was highly significant. The removal efficiency decreased as increased as the distance. The releasable wollastonite was significantly affected by water content rather than wind velocity, and this tendency was pronounced with paddy soil. With 0% water content, the correlation between distance and residual amount of wollastonite was low, while the removal efficiency of wollastonite was the highest. Consequently, the removal efficiency of wollastonite was increased with high wind velocity and low water content. For the effective asbestos contaminated soil remediation based on this study, controlling equipment for wind velocity and water content requires in pilot-scale plant and additionally enough air injection and sufficient volume of dust collection module are necessary.

본 연구는 중금속 오염지역의 토양정화에 적합한 식물을 선발하기 위해 양치식물 12종을 중금속으로 오염된 토양에 8주 동안 재배한 다음 생육반응과 부위별 비소, 카드뮴, 구리, 납, 아연 등의 중금속의 축적능을 분석하였다. 봉작고사리(Adiantum capillus-veneris)를 제외한 양치식물 11종의 생육은 비교적 양호하였다. 봉의꼬리 (Pteris multifida, 66.9mg․kg-1 DW)와 사다리봉의꼬리(P. vitata, 62.2mg․kg-1 DW)의 지상부에서 비소 축적능이 가장 우수하였으며, 사다리봉의꼬리(13.6mg․kg-1 DW)는 지하부의 비소 축적능도 가장 높았다. 반면, 카드뮴 축적능은 양치식물 12종 모두가 저조하였다. 구리의 축적능은 창날봉의꼬리(P. ensiformis)의 지하부가 44.4mg․kg-1 DW로 가장 높았으며, 지상부는 봉작고사리(26.8mg․kg-1DW)가 가장 우수하였다. 양치식물 12종의 지상부는 1.2(뱀고사리, Athyrium yokoscens)∼8.8mg․kg-1 DW(봉의꼬리)의 납이 축적되었으며, 지하부는 1.2(창날봉의꼬리)～10.3mg․kg-1 DW(반쪽고사리, P. dispar)가 축적되어 있었다. 아연의 축적능은 푸른각시고사리(Thelypteris viridifrons)의 지상부(96.8mg․kg-1 DW)에서 가장 높았으며, 지하부는 봉의꼬리(63.6mg․kg-1 DW)에서 가장 우수하였다.

급격한 산업과 경제의 발전은 화석연료와 자원의 대량사용을 촉진시키면서 기후변화 및 대기․수질․토양오염 등의 환경문제를 야기하고 있다. 이 중 토양으로 유출된 중금속은 심각한 오염원 중 하나로, 인체에 대한 독성발현에 그치지 않고 생태계의 교란을 가져와 오염지역을 황폐화시킬 수 있는 것으로 평가된다. 폐광산지역의 토양오염은 광미 및 산성폐수가 강우 등에 의하여 중금속의 거동에 영향을 주며 인근 환경에 위협을 주는 것으로 알려져 있다. 비소는 자연계에서 혹은 산업 활동에 의하여 유출되어 무색무취의 상태로 인체에 흡수될 수 있으며 만성질환을 일으키거나 발암물질로 작용할 수 있는 것을 그 특징으로 한다. US EPA는 음용수를 대표적인 비소에 대한 노출경로로 지적하면서 토양에서 수환경으로 이어질 수 있는 중금속 오염에 대한 정화공법의 개발 필요성을 제시하고 있다. 본 연구는 연속추출법을 통하여 실험실 규모에서 비소로 오염된 토양에 대한 탈착특성을 분석하고, 이를 통하여 향후 현장규모에서 MIO를 이용한 토양세척법에 의해 선택적으로 비소를 제거하는 방안의 기초자료를 제시하는 데 그 목적을 가지고 있다. 이를 위해 대상 시료는 국내에 가장 높은 비율로 존재하는 토성인 사양토를 채취하여 토양오염기준에서 우려 및 대책농도인 25-75 mg/kg 범위로 오염시켜 확보하였으며, 각 농도별 토양에 대한 연속추출을 시행한 뒤 AAS(Atomic Absorption Spectrometer, Shimadzu AA-7000, Japan)에 의한 용출농도를 측정하였다.

The objective of this study was to evaluate the leaching characteristics of heavy metals (Cu, Pb, Zn and Cd) in an abandoned mine soil stabilized by applying both soluble phosphates and steel slag. Leaching characteristics of heavy metals in the contaminated soils was evaluated by toxicity characteristics leaching procedure (TCLP) and Column test. After leaching batch (TCLP) and column, Pb was found that the most greatly reduced by immobilized. Among the tested three phosphates (Na2HPO4·12H2O, Ca(H2PO4)2·H2O, (NH4)2HPO4), the leaching concentration of Ca(H2PO4)2·H2O and (NH4)2HPO4 decreased more than those of Na2HPO4·12H2O. The rate constant (k1) value was found to be about 1.5 ~ 2.0 times higher than ever before, it could be fast immobilized. The rate constant (k1) of Zn was the highest as 0.1629 ~ 0.1991/ day, it was followed by Zn > Pb > Cd > Cu. Especially, Cu increased more than 2.0 times with the steel slag added, so it was very effective. Total leaching amount of heavy metal was the most TCLP test due to differences in the leaching conditions. Added with the slag, TCLP, Column and Exchangeable form (F1) more decreased. Phosphorus (P) leaching, stabilized by phosphate only, increased than the contaminated soil. But Leaching of P decreased considerably when it was processed in combination with slag. In particular Ca(H2PO4)2·H2O of phosphates showed to be the least leaching, it was expected made of metal-phosphate immobilized.

Difference in immobilization effect of heavy metal-contaminated soil between two different amendment methods was evaluated; 1) both of steel slag (i.e., consisted in solid phase) and soluble phosphate (i.e., consisted in liquid phase) were simultaneously applied to contaminated soil (i.e., simultaneous amendment methods) and 2) soluble phosphate and steel slag was applied sequentially to the contaminated soil (i.e., sequentially amendment methods). The application rate of stabilizers to soils was determinated based on weight/weight ratio of 5% for steel slag and PO4/Pb molar ratio of 2.0 for phosphates, respectively. To identify difference of immobilization effect to test soil, three different soluble phosphates, such as Na2HPO4·12H2O, Ca(H2PO4)2·H2O and (NH4)2HPO4 were used. The sequential amendment was 6 ~ 27% more effective than the simultaneous amendment in terms of the immobilization efficiency for Pb, Cu, and Cd in the contaminated soil. There was little difference in case of Zn. Among the three phosphates tested, (NH4)2HPO4 was clearly the most effective. Residual form of heavy metals concentration in sequentially methods is higher than those in simultaneously methods. At the same time, more exchangeable and carbonate-bound forms of heavy metals in simultaneously methods were observed than in sequentially case. These result implies that the sequential amendment method was more effective than the simultaneous amendment method in terms of heavy metal immobilization in the contaminated soil.

The objective of this study was to evaluate the immobilization of heavy metals (Cu, Pb, Zn and Cd) in an abandoned mine soil by applying both soluble phosphates and steel slag as stabilizers. The application rate of stabilizers to soils was determinated based on PO4/Pb molar ratio of 2.0 for phosphates and on weight/weight ratio of 2, 5, 10% for steel slag, respectively. Immobilization efficiency of heavy metals in the contaminated soils was evaluated by toxicity characteristics leaching procedure (TCLP). After adding both phosphate and slag, the immobilization efficiencies of Cu, Zn and Cd increased significantly (about 14% - 40%) compared to those of treatment with soluble phosphate alone. The increae in immobilization efficiencies of Cu was the greatest. Whereas, immobilization efficiency of Pb was not significantly different from those with soluble phosphate alone. Among the tested three phosphates (Na2HPO4 ·12H2O, Ca(H2PO4)2 ·H2O, (NH4)2HPO4), the immobilization efficiencies with Na2HPO4 ·12H2O increased more than those of other phosphates. Results of sequential extraction analysis indicated that fraction of reducible form (F3) and residual form (F5) increased, while mobile forms (F1, and F2) decreased after immobilization treatment with both stabilizers resulting in decrease in leachability of heavy meyals in the treated soils. Residual fraction of Cu after treatnment was the highest as 68.5%, it was followed by Cu > Pb > Zn > Cd.

The objective of this study was to evaluate the immobilization efficiency and sequential extraction of soluble phosphates (Na2HPO4 ·12H2O, Ca(H2PO4)2 ·H2O, (NH4)2HPO4) for the stabilization of heavy metals (Cu, Pb, Zn and Cd) in abandoned mine soil. The application rate of stabilizers to soils was determinated PO4/Pbtotal molar ratio of 0.5, 1.0, 2.0, 4.0. The immobilization efficiency was evaluate of TCLP (EPA method 1311) used in a landfill for heavy metals. After processing stabilization, the immobilization efficiency of Pb is more than 95% at molar ratio of 2.0 regardless kind of phosphate. For Cu Zn and Cd, on the other hand, the efficiency has the range of from 30% to 50%, even though molar ratio increase up to 4.0. It is relatively low in comparison with Pb. Leachability of heavy metals was reduced with increasing amounts of added phosphate. Phosphates, Na2HPO4 ·12H2O was more immobilization than Ca(H2PO4)2 ·H2O, (NH4)2HPO4. After sequential extraction, form of heavy metals in soil tends to increase strongly bond like forms of organic matter-bound(F4) and residual (F5). Especially the stable residual form increases in all metals. The growth rate of residual fraction was a little different heavy metals. The growth rate of Zn is greatest increased from 17% to 22% than other metals, it was followed by Zn > Cd > Pb > Cu. Phosphates, Ca(H2PO4)2 ·H2O was the greatest increased for residual fraction.

The effects of sole, mixture heavy metals and soil samples was assessed based on the seed (Lactuca sativa L.) germination. In general, tested sole metals were showed considerable sensitivity on the germination, showing following EC50s: As(III) 1.02 mg/L, Cr(VI) 1.33 mg/L, Cu 2.26 mg/L, Cd 2.61 mg/L, As(V) 3.00 mg/L. Though obvious patterns were not observed on the effects by binary mixture metal, generally more synergistic mode was observed rather than antagonistic or additive. No significant correlation between toxicity and total metal contents was observed, but two groups classified according to contaminated arsenic concentration, showed considerable differences. Interactive effects of metals may vary depending on the bioassays used as well as on the mixture metals and their respective concentrations. Therefore, more detailed evaluation, such as with battery of assays, sample grouping and various mixtures, may comprise a useful tool for the assessment of the environmental samples with mixture contaminants.

오염물질의 이동 현상을 모의하기 위하여, 감쇠항이 있는 3차원 이송-확산 방정식의 수치모형이 개발되었다. 개발된 모형은 유한차분 모형으로서 시간단계의 가중치 α를 포함하는 음해법(implicit finite difference method)과, 반복법인 Gauss-Seidel SOR(successive over relaxation)이 사용되었다. 모형은 보다 단순화된 가정 하에서 존재하는 두 가지의 해석적인 해와 비교되었다. 그 결과 Peclet number가 5～20 이하에서는 수치 분산의 영향이 크지 않았고 작은 오차 범위 내에서 해석적인 해와 동일하였다. 또한 가중치 α의 변화에 대한 모형의 거동은 Crank-Nicolson 모형(α=0.5)이 fully-implicit 모형(α= 1)보다 해석적인 해에 접근함을 보여주었다. 모형의 검증과 실효성 제고를 위하여, mass balance를 검토하였다. 즉, 이송, 확산 및 감쇠항 각각에 대한 질량 이동을 산출하였으며, 그 결과 질량 이동의 계산 오차는 약 3% 이내였다. 본 모형은 감쇠 과정이 수반되는 3차원 이송-확산의 농도분포와 질량이동을 산출할 수 있으며 다양한 경계 조건을 설정함으로서 현장조건을 반영할 수 있다. 그러나 본 모형은 고정 격자를 기반으로 하는 유한차분 모형이므로 Peclet number가 비교적 작게 나타날 수 있는 토양 및 지하수계의 오염물질 이동 등의 문제에서 유용하게 적용될 수 있을 것으로 사료된다.