본 연구는 구리 아연 금속합금의 산화 환원 반응과 합성 알루미늄 실리케이트의 흡착 반응을 이용한 폐수 중 중금속 처리에 관한 연구이다. 극세사 형태로 제조된 구리 아연 금속합금이 수용액 중에 서 산화 환원반응에 의해 아연보다 이온화 경향이 작은 중금속은 환원 처리되고, 이온화 된 아연 및 미 반응 중금속은 흡착 처리하여 제거하는 연구이다. 극세사 형태로 제조된 금속합금 물질은 표면적이 커서 1회 처리만으로도 반응 평형에 도달하게 하여 효율이 높은 것으로 나타났다. 크롬(Cr+3)은 redox 반응 1 회 처리만으로도 100.0 % 제거 되었으며, 수은은 98.0 %, 주석 92.0 %, 구리는 91.4 % 정도 제거되었 다. 카드뮴, 니켈, 납도 각각 40.0 %, 50.0 %, 58.0 %가 제거 되었다. 크롬(Cr+3)은 아연과 이온화 경향 차이가 거의 없지만 제거 효율이 높은 것으로 나타났는데 이는 3가 크롬은 이온 상태로 존재하면 redox 반응에서 발생한 OH- 이온과 결합하여 수산화물 침전을 형성하는 것으로 판단된다. Redox 반응 후 증 가한 아연 및 미반응 중금속 농도를 알루미늄실리케이트를 1회 통과하여 거의 100.0 % 제거할 수 있었 다. 이는 합성 알루미늄 실리케이트의 비표면적이 크고 금속 이온의 흡착능력이 우수한 것으로 나타났으 며, 반응 후 알루미늄 이온은 증가하지 않는 것으로 보아 이온 교환이 아닌 흡착으로 아연 및 중금속 이 온들을 제거할 수 있는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 중금속 오염토양 및 광미의 고형화 처리를 위한 보통 포틀랜드 시멘트의 혼화재로서 제강슬래그의 처리효과를 검토하였다. 대상시료는 충청남도 청양군 남양면 구룡리의 구봉광산 주변 하천퇴적토와 강원도 영월군 상동읍 내덕리의 상동광산에 위치한 광미를 채취하여 사용하였다. 경화제는 시멘트 95%에 제강슬래그 분말 5%를 혼합하여 제조하였으며, 하천퇴적토 및 광미오염토양에 5%, 10% 및 15%(w/w)의 경화제를 첨가하였다. 이때 이 결과들은 시멘트만을 사용한 것과 Ca 함량이 제강슬래그 보다 상대적으로 높은 굴폐각 분말을 사용하여 배합한 결과와 함께 비교하였다. 공시체는 지름 5cm, 높이 10 cm의 몰드를 이용하여 혼합토를 채워 넣은 후, 습윤양생기에서 1일간 양생시킨 다음 탈형 후, 수조에 수중양생을 실시하였다. 7일, 14일 및 28일 경과된 시료를 대상으로 강도시험 및 중금속 용출시험을 실시하여 처리효과를 비교·검토하였다. 광미시료의 경우, 시멘트, 제강슬래그 그리고 굴폐각 순으로 강도 개선의 효과가 큰 것으로 나타나 제강슬래그의 효과를 확인할 수 없었고, 하천퇴적토의 경우는 혼합비 15%에서 제강슬래그를 혼합한 경우에서 우수한 효과를 나타내 혼화재로서 적용을 기대할 수 있을 것으로 판단되었다. 폐기물용출시험 및 0.1 N 염산추출법 결과 경화제의 혼합비가 증가할수록 중금속 및 비소의 농도가 감소하는 경향이 나타났고 특히 비소에 있어서는 제강슬래그의 효과가 가장 좋게 나타났다. 산도가 가장 높은 1N 염산추출법의 결과에서는 광미의 경우 대조구 보다 제강슬래그로 처리한 시료에서 중금속 및 비소의 농도가 아주 낮게 나타났다. 그러나 하천퇴적토는 대조구와 큰 차이가 없이 중금속 및 비소가 용출되었다. 이는 하천퇴적토가 95%이상의 모래로 토양의 입경이 크기 때문에 상대적으로 중금속의 고정화율이 상대적으로 낮은 것으로 판단되었다.

중금속을 처리하는 방법에는 일반적으로 화학적, 물리적 그리고 생물학적 처리방법 등이 있다. 이중 생물학적 처리방법은 미생물들의 자연 생체기작을 이용하는 방법으로, 생체축적 (biosorption & bioaccumulation), 산화환원반응 (oxidation & reduction), 메칠화 및 탈메칠화반응 (methylation & demethylation), 금속 유기물질 복합반응 (metal-organic complexation)과 비용해성 복합

A continuous process of persulfate oxidation and citric acid washing was investigated for ex-situ remediation of complex contaminated soil containing total recoverable petroleum hydrocarbons (TRPHs) and heavy metals (Cu, Pb, and Zn). The batch experiment results showed that TRPHs could be degraded by Fe2+ activated persulfate oxidation and that heavy metals could be removed by washing with citric acid. For efficient remediation of the complex contaminated soil, two-stage and three-stage processes were evaluated. Removal efficiency of the two-stage process (persulfate oxidation - citric acid washing) was 83% for TRPHs and 49%, 53%, 24% for Cu, Zn, and Pb, respectively. To improve the removal efficiency, a three-stage process was also tested; case A) water washing - persulfate oxidation - citirc acid washing and case B) persulfate oxidation - citric acid washing (1) - citric acid washing (2). In case A, 63% of TRPHs, 73% of Cu, 60% of Zn, and 55% of Pb were removed, while the removal efficiencies of TRPHs, Cu, Pb, and Zn were 24%, 68%, 62%, and 59% in case B, respectively. The results indicated that case A was better than case B. The three-stage process was more effective than the two-stage process for the remediation of complex-contaminated soil in therms of overall removal efficiency.

국내에서 토양 내 중금속 농도를 정량하기 위하여 다양한 분석장비 및 전처리관련 공정시험법이 존재한다. 대표적으로 환경부 토양환경공정시험법에서는 토양의 전분해(왕수추출)후 AAS 또는 ICP로 분석을 제시하고 있으며, 해양환경공정시험법에서는 퇴적물의 완전분해 후 분석이 제시되어 있다. 또한, 상기 화학적 전처리공정을 거치지 않는 XRD분석이나 입자를 레이저빔으로 승화시켜 측정하는 레이저 유도 붕괴 분광법(LIBS; Laser-Induced Breakdown Spectroscopy)도 상용화 되고 있다. 이러한 각종 전처리 및 분석 방법은 특히 전처리 정도에 따라 동일시료라 하더라도 경우에 따라 측정된 농도 값에 차이가 발생되나, 신기술이나 검증 등에 고려하지 않는 경우가 많기 때문에 혼란이 야기되는 실정이다. 따라서, 토양시료를 대상으로 전처리에 따른 분석결과차이를 증명하고, 이를 상용화 중인 LIBS분석방법과 비교하고자 한다. 중금속 오염토양 10가지를 대상으로 하였으며, 각 토양을 왕수분해(전분해)하고 충분히 반응시키고 원심분리하여 상등액을 분취하여 분석시료로 하였다. 이 왕수추출 후 잔류입자 내 잔류 중금속 농도를 정량하기 위하여 불산 등을 투입(완전분해)하여 잔류입자를 완전히 용해시켜 이를 분석시료로 하였다. 전분해와 완전분해는 각각 토양오염공정시험법과 해양환경공정시험법(-퇴적물)을 바탕으로 실험하였다. 중금속 농도 정량에는 ICP-OES(Perkin Elmer DV2100)을 사용하였으며, 총 5종(납, 아연, 구리, 크롬, 카드뮴)을 분석하였다. 추가로 동일 토양시료를 레이저유도 붕괴 분광법(LIBS)으로도 분석하여 이를 비교해 보았다. 토양시료 10개에서 납, 아연, 구리, 크롬의 분석농도는 완전분해(불산 등)대비 왕수분해(전분해)가 65~100%, 62~94%, 71~91%, 30~52%로 나타났으며, 이때 카드뮴은 검출되지 않았다. 토양 왕수추출 후에도 잔류입자(주로 실리카)에 중금속이 일부 존재하고 있는 것으로 나타났으며, 이는 전처리 후 입자유무에 따라 토양 에서 잔류중금속 농도 분석 값이 다를 수 있음을 나타낸다. 완전분해 시 납, 구리, 크롬, 아연 농도는 LIBS측정치 대비 평균회수율이 각각 87.8, 96.8%, 106.2%, 90.1%로 나타나 상대적으로 LIBS방법과 유사한 측정결과가 나타났다. 이는 완전분해 측정법과 LIBS측정법이 입자까지 모두 용해 또는 승화시켜 측정하는 방법이라는 점에서 유사하기 때문으로 판단된다.

Aeration with low energy micro-bubble generation and UV/H2O2 processes was introduced to verify the possibility of oxidation treatment for acid mine drainage. During 10 hours of aeration with micro-bubbles, Fe and As concentrations were decreased to 18.1 and 61.8%, respectively, while Cu, Cd, Al were kept at influent concentrations. Other heavy metals such as Mn, Cr, Pb, Zn, and Ni concentrations fluctuated due to the repetition of oxidation and release. Twenty days of aeration indicated the oxidation possibility for Cu, Cd, and Al. With the employment of UV/H2O2 processes, more than 77% of Cu and Fe removed, whereas slightly more than 30% of Cd and Al removed.

In this study, content and leaching tests of heavy metals (14 items) were analyzed to evaluate the recyclability of the sludge from wastewater treatment facilities. Additionally, this was compared with and examined with the standard of controlled waste, certification standards of compost materials, etc. In the results of the content test, Cr6+ (30.82 mg/kg) of waste from the leather, fur, and textile industries (EWC 04) and Cr6+ (103.13 mg/kg) of waste from the manufacture formulation, supply, and use of coatings (EWC 08) were higher than the proposed criteria of Cr6+ (20 mg/kg). The high level of Cr6+ concentration was observed because of the use of sodium dichromate and chromic anhydride in the materials of dyestuffs and pigments and ink in the EWC 04 and EWC 08 processes. The results on sludge in this study did not meet the standard of the Fertilizer Control Act and quality standard of fuels. In particular, the high levels of Pb and Cd was the main reason.

The aim of this study was to examine the morphological responses of Hosta longipes, an ornamental plants for heavy metal contaminated soils in urban landscaping, to heavy metals Cd, Pb, and Zn. Plants were grown in artificial soil amended with Cd, Pb, and Zn at concentation of 0, 100, 250, and 500 mg/kg. Plant height, leaf length, leaf width, total leaf number, deaf leaf number, new leaf number, chlorophyll contents, and ornamental value were monitored from May to August. At 4 months after planting, the survival and morphological responses of H. longipes grown in soil amended with Cd at concentrations ≥ 100 mg/kg were severely affected compared to those grown in the control soil. Relative leaf length rate and relative leaf width rate were significantly decreased when the concentration of Pb was increased. Total leaf number, chlorophyll contents, and ornamental value were the lowest value in plants grown in soil amended with Pb at level of 500 mg/kg. Relative leaf length rate and relative leaf width rate, total leaf number, dead leaf number, new leaf number, and ornamental values had a tendency of decrease when plants were grown in soils amended with Zn. However, no significant difference was found among treatments except for plants were grown in soils amended with 500 mg/kg Zn. Therefore, Hosta longipes might be useful for phytoremediation of Zn contaminated sites as herbaceous ornamental plants.

현재 중금속 함유 폐수의 처리는 일반적으로 무기응집제와 고분자응집제를 사용하여 플럭을 생성시키고 생성된 플럭을 침전 제거하는 응집-침전 공정을 통해 진행되고 있다. 그러나, 응집-침전 공정의 처리 효율은 제거하고자 하는 중금속을 무기응집제를 사용하여 플럭화시키는 응집공정을 통해 생성된 입자(중금속 수산화물)의 입도 분포와 표면전하에 따라 좌우되며, 통상적으로 처리 효율을 확보하기 위해 무기응집제 외에 고가의 고분자 응집 보조제를 다량 사용하므로, 과다한 약품 소요량과 슬러지 발생량으로 인해 폐수 처리 비용 부담이 높은 실정이다. 특히 10 μm 이하의 입자는 침전이 용이하지 않으므로 중금속 수산화물(5-10 μm)에 적합하지 못하며, 응집제 다량 투입 및 고분자 응집보조제 사용을 통해 입자 크기를 키우더라도, 입자의 일부가 침전되지 않고 월류하여 방류기준을 초과하는 경우가 다수 발생하고 있다. 방류수로 월류되는 중금속 농도를 제어하기 위하여 응집-침전공정 후에 여과공정을 후단에 설치하는 경우가 있지만 여과기의 손실수두 증가 및 역세기간 및 역세빈도가 증가하여 유지관리에 어려움이 많아 도금폐수를 비롯한 금속폐수를 효율적으로 처리할 수 있는 대체 공정 개발이 절실하다. 본 연구에서는 중금속폐수에 수산화나트륨(NaOH)을 주입하여 pH 조절을 통해 폐수 내의 중금속을 수산화 이온의 반응을 통해 수산화물 입자로 변환시켰으며, 이를 2.5 μm 구경의 필터로 여과하여 액체로부터 분리하여 최적의 제거 효율을 얻은 결과를 토대로 자체 제작한 모듈을 이용하여 pilot-scale에서 막분리를 실시하였다. 그 결과. 응집제 투입 없이 pH 조절만으로 90% 이상의 중금속 제거 효율 달성이 가능하였으며, 청정 지역 기준 폐수 배출 허용 기준(Cu 1 mg/L 이하, Zn 1 mg/L 이하, Ni 0.1 mg/L 이하)를 모두 만족하였다. 막투과 플럭스의 경우 884-2916 L/m²･hr을 보여주었으며, 95.9-100% 의 recovery 효율을 보여주었다.

A purpose of the present study is to derive optimum study factors for removal of heavy metals using combinedalternating current electric/magnetic field and electric membranes for the area contaminated with heavy metals in soil orunderground water. ORP (Oxidation Reduction Potential) analysis was conducted to determine an intensity of tendencyfor oxidation or reduction of the samples contaminated with heavy metals, and electrical membrane treatment was usedwith adjustment of concentrations and voltages of liquid electrode to derive a high removal rate. Then, electrolysis wascarried out to collect deposits, and electrical conductivity increased again. However, as time passed, the ions weredecomposed, and ionic bonds of the heavy metals started to decompose due to a magnetized water device connected toeach line, resulting in gradual stabilization. Gas generated at the electrode is reduced with production of low heat resultingin an increased reaction rate, accompanied by no oxidation in anion exchange membrane and cation exchange membranewithout occurrence of a reduction phenomenon. Also power consumption may be reduced with a small amount ofelectricity, and treatment efficiency was also shown to be increased.

소각처리에서 나오는 잔사는 전체 투입 폐기물 부피의 약 10% 정도로 매립지의 사용연한을 연장시키는 장점을 가지고 있다. 하지만 소각 시 발생되는 비산재와 바닥재에서는 유해중금속(Pb, Cu, Cd 등)이 고농도로 함유되어 있어 매립 시 용출에 의한 2차 토양오염을 유발할 가능성이 높다. 이에 따라 환경부에서는 유해중금속에 대한 배출기준을 마련하였으며 사업장에서는 배출기준 준수를 위해 추가적인 수세 및 약품처리 등을 하고 있는 실정이다. 본 연구는 I시 C광역쓰레기 소각시설에서 발생하는 소각재를 대상으로 유해중금속의 안정적 처리방안과 킬레이트제의 적정사용량 산출을 통해 처리비용을 절감하고 소각재의 재활용 가능성을 파악하기 위하여 수행하였다. 킬레이트제 희석에 따른 바닥재의 Cu 처리효율은 10배 희석 시 91.1%, 11배 희석 시 76.6%, 12배 희석시 60.5%, 13배 희석 시 56.7%로 조사되었으며 소각재(바닥재+비산재)의 Pb 처리효율은 10배 희석 시 72.8%, 11배 희석 시 65.9%, 12배 희석 시 64.9%, 13배 희석 시 61.2%로 조사되었다.

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.