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토양 내 중금속-유기 복합오염체의 흡착능 비교 및 흡착제를 이용한 중금속 제거 효율 연구 원문보기
Comparison of adsorption behaviors of metal-organic complex in soil and removal efficiency of the adsorbent

  • 저자

    김연수

  • 학위수여기관

    세종대학교 일반대학원

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    환경에너지융합학과 환경과학

  • 지도교수

    송호철

  • 발행년도

    2014

  • 총페이지

    114

  • 키워드

    Compost Adsorbent Contaminated soil Chitosan Heavy metals Selective adsorption;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T13541185&outLink=K  

  • 초록

    광산개발지역 주변의 토양은 광물처리과정에서 유입된 다양한 종류의 유기물질과 토착 중금속이 혼재하는 복합오염체적 특징을 띠고 있으며, 따라서 유기물질과 결합된 형태로 존재하는 중금속은 토양 내에서 유동성이 증가하여 광역적인 피해를 초래하게 된다. 본 연구에서는 유기물과 중금속이 결합된 복합오염체의 보다 빠르고 정확한 분석을 위해 형광 chemometric 분석 기법을 활용하여 분석하고 키토산 기반의 흡착제를 사용하여 수용액상의 복합오염체를 제거하고자 하였으며 실제 토양 개량을 위해 사용되는 유기물질인 부숙토를 이용하여 현장 토양 내에서의 복합 유기물질의 이동에 관한 모사 실험을 실시하여 복합오염체의 제거 효율성을 규명하고자 하였다. 복합오염체는 10 mg/L 휴믹산, 펄빅산, 자연 유기물, 부숙토 용액에 구리, 납, 카드뮴을 첨가하여 인공적으로 조성하였고, 반응 전후 유기물질 성상의 변화를 Synchronous와 Excitation-Emission Matrix 형광 스텍트럼을 통하여 관찰하였다. 그 결과, 중금속 카드뮴이 가장 유기물과 결합력이 약한 반면 구리와 납은 유기물과 결합이 잘 이루어져 파장 390 nm에서 보다 쉽게 퀜칭 효과를 관찰할 수 있었다. 흡착제는 키토산에 마그네타이트를 tripolyphosphate를 가교제로 사용하여 첨착하여 제조하였으며 이외에도 pre-carbon, 벤토나이트를 흡착제로 사용하였다. 복합오염체에 대한 흡착능을 평가하기 위한 회분식 실험 결과, 복합오염체의 훕착은 빠른 속도로 진행되었으며, 최대 흡착량은 구리, 카드뮴, 납 복합체가 각각 2.5, 2.9, 6.0 mg/g으로 나타났다. 또한, 복합오염체의 흡착은 pH가 증가할수록 감소되는 경향을 보여주었고 이는 복합오염체의 흡착이 중금속보다는 유기물의 거동에 의해 좌우되고 흡착제의 표면전위변화에 영향을 받는 specific interaction에 의해서 주로 이루어진다는 것을 의미한다. 중금속-유기 복합오염체 간의 결합능을 비교하기 위한 회분식 테스트 결과 오염토양만을 교반한 경우 synchronous 및 EEM 형광분석 결과 325 nm 파장 부근에서 가장 우세한 형광세기를 나타냈으며 시간이 경과함에 따라 구리 > 카드뮴 > 납의 순서로 관찰되었다. 현장 조건을 모사한 컬럼 테스트의 실험 결과 전체적으로 유기물을 함께 섞은 Column 2와 컨트롤인 Column 1을 비교 했을 때 앞서 실험한 회분식 테스트의 결과와 마찬가지로 중금속 용출량이 많은 것으로 나타났다. 또한, 흡착제가 투입된 Column 3, 4, 5은 중금속 제거가 효율적으로 잘 일어난 것으로 나타났다. 위와 같은 실험을 통해, 자원 개발 지역과 복토 적용 토양 주변 일대의 지하수에 유입되는 난분해성 오염물질의 신속한 분석을 가능하게 할 뿐만 아니라 일반적인 토양 지하수 정화를 위한 정화처리 시스템 구성 설계 시 흡착 공정 충진 재료로 고려될 수 있으리라 사료된다.


 활용도 분석

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