본문 바로가기
HOME> 논문 > 논문 검색상세

논문 상세정보

나노 FeS를 이용한 투과성반응벽체의 중금속 오염 지하수 처리에 관한 연구
A Study on the Removal of Heavy Metals from Groundwater Using Permeable Reactive Barriers Based on Nano FeS

정관주    (서울시립대학교 환경공학부   ); 최상일    (광운대학교 환경공학과   ); 이재영    (서울시립대학교 환경공학부  );
  • 초록

    폐금속광산과 비위생매립지로 인하여 중금속으로 오염된 지하수를 처리하기 위해 FeS를 이용한 투과성반응벽체(Permeable Reactive Barriers; PRBs)를 이용한다면 효과적인 결과를 보일 것으로 예상되어 FeS를 PRB 매질로 사용하기 위한 연구를 수행하였다. 컬럼 실험에 앞서 반응 매질들의 중금속 제거 특성을 알바보고자 합성 나노 FeS, 원석 FeS, 경량기포콘크리트에 대하여 96시간까지 인공중금속오염지하수와 반응을 시키는 회분식 실험을 수행하였다. 3가지 매질 모두 pH 6 이상에서 평형을 이뤘으며, 합성 나노 FeS는 반응 1시간 이후부터 평형상태에 가까워졌다. 중금속 제거효율은 합성 나노 FeS가 반응 1시간에 As와 Ni를 제외한 모든 중금속 제거율이 99% 이상으로 다른 매질에 비하여 상대적으로 빠른 제거 속도와 높은 효율을 나타내었다. 컬럼실험 결과 합성 나노 FeS로 피복된 경량기포콘크리트로 충진된 컬럼은 회분식 실험과 같은 결과로 나타났으며, 원석 FeS로 충진된 컬럼에서는 초반에 Ni을 제외한 모든 중금속이 99%이상 제거되었으나 pH는 약 9.20에서 평형을 이루었다. 본 연구에서 나타난 결과를 종합하였을 때 다양한 중금속으로 오염되어 있는 지하수를 처리하기 위한 방법으로 별도의 pH 조절이 필요 없는 합성 나노 FeS로 피복된 경량기포콘크리트를 이용한 투과성반응벽체의 적용은 매우 효과적인 것으로 판단된다.


    The acid mine drainage (AMD) and landfill leachates released into the subsurface environment can result in serious environmental problems like soil and groundwater contamination. The AMD and the leachates of landfill were known to contain many heavy metals. In this study, the author assessed the reactivity and ability of the FeS coated-ALC for the removal of contaminants (As, Cd, Cu, Pb, Ni, Zn, Al) in AMD and leachates in landfill. The synthetic nano-FeS and Autoclaved Lightweight Concrete (ALC) were used as reactive materials in the permeable reactive barriers(PRBs). The result of batch test indicated that synthetic nano-FeS can remove 99% of heavy metals for the 1hr of reaction time except for As and Ni(about 90%). However, the 80% of As and Ni was removed in column 1(FeS coated-ALC). The column 2(Ore FeS) removed more than 99% of heavy metals. The pH of the column 1 was increased from 3.51 to 6.39~6.50, and the pH with column 2 was increased from 3.51 to 9.20. As the result of this study, the author can surmise that the synthetic nano-FeS coated ALC will use as a very good reactive material of the PRBs to treat the contaminated groundwater with AMD and leachate of landfill.


  • 주제어

    합성 나노 FeS .   중금속 .   지하수 .   투과성반응벽체.  

  • 참고문헌 (20)

    1. David, L.N., Stan, J.M,, Christopher, C.F., and James, A.D., 2002, Handbook of Groundwater Remediation Using Permeable Reactive Barriers, Elsevier Science, USA, 19-37 
    2. Georgios, B., Kostas, K., and Ioannis, P., 2006, Laboratory evaluation of $Fe^0 $barriers to treat acidic leachates, Minerals Engineering, 19(5), 505-514 
    3. Richard T.W. and Mary S.M., 2003, Laboratory evaluation of zero-valent iron to treat water impacted by acid mine drainage, Chemosphere, 53(7), 715-725 
    4. 박상원, 박병주, 1999, 유기 리간드 존재하에서 FeS(S)의 중금속 제거 특성 연구, 한국환경과학회지, 8(3), 411-417 
    5. 환경부, 2007b, 천연환원제에 의한 유해 화학물질 오염 토양과 지하수의 자연복원, 환경부, 과천, 46-56 
    6. Brown, J.R., Bancroft, G.M., Fyfe, W.S., and McLean, R.A.N., 1979, Mercury Removal from Water by Iron Sulfide Minerals. An ESCA Study, Environmental Science and Technology, 13(9), 1142-1144 
    7. Edward, A.M., Feank, A.R., and Crahame, J.F., 1995, Solid Waste Landfill Engineering And Design, Prentice Hall PTR, USA, 293-354 
    8. George, T., Hilary, T., and Vigil, S.A., 1993, Integrated Solid Waste Management: Engineering Principles and Management Issues, McGRAW HILL, USA, 3-22 
    9. Khan, S. and Khan, N.N., 1983, Influence of lead and cadmium on the growth and nutrient concentration of tomato (Lycopersicum esculentum) and egg-plant (Solanum melongena), Plant and Soil, 74(3), 387-394 
    10. Gaudin, A.M., Fuerstenau, D.W., and Turkanis, M.M., 1957, Activation and Deactivation of Sphalerite with Ag and CN Ions, AIME Transactions, 203, 65-69 
    11. Gupta, V.K., Saini, V.K., and Neeraj, J., 2005, Adsorption of As(III) from aqueous solutions by iron oxide-coated sand, Journal of Colloid and Interface Science, 288(1), 55-60 
    12. 한정상, 1998, 오염지하수·토양의 자연정화와 위해성 평가, 한림원, 서울, 3-42 
    13. Butler, E.C. and Hayes, K.F., 1998, Effects of Solution Composition and pH on the Reductive Dechlorination of Hexachloroethane by Iron Sulfite, Environmental Science and Technology, 32(9), 1276-1284 
    14. Moigmard, M.S., James, R.O., and Healy, T.W., 1977, Adsorption of calcium at the zinc sulphide-water interface, Australian Journal of Chemistry, 30(4), 733-740 
    15. Blowes, D.W., Ptacek, C.J., Cherry, J.A., Gillham, R.W., and Robertson, W.D., 1995, Passive Remediation of Groundwater Using In Situ Treatment Curtains, Geotechnical Special Publication, 46(2), 1588-1607 
    16. 환경부, 2007a, 환경백서 2007, 환경부, 과천, 648-658 
    17. Gaspar, B., 2006, Removal of insoluble heavy metal sulfides from water, Chemosphere, 63(7), 1231-1234 
    18. Donald, M.K., 1994, Applied Wetland Science and Techanology, Lewis Publishers, USA, 241-280 
    19. EPA, 2001, Cost analyses for selected groundwater cleanup projects : Pump and Treat system and Permeable Reactive Barriers, Soild Waste and Emergency Response (5102G), United States Environmental Protection Agency, 542-R-00-013 
    20. James, R.O. and Park, G.A., 1975, Adsorption of Zinc(II) at the Cinnabar (HgS)/H2O Interface, Inst. Chem. Eng. Symp., Ser. 71, USA, 157-164 

 저자의 다른 논문

  • 최상일 (59)

    1. 1996 "DNAPL Pool의 용해실험에 의한 분산계수 산정" 토양환경 = Journal of Korea Soil Environment Society 1 (1): 19~27    
    2. 1996 "유기물질에 의해 오염된 토양에 대한 in-situ세척기법의 적용성 연구" 토양환경 = Journal of Korea Soil Environment Society 1 (2): 61~72    
    3. 1997 "소수성 유기오염물질로 오염된 토양에 대한 혼합 계면활성제를 이용한 토양세척기법의 적용성 연구" 지하수환경 = Journal of the Korean Society of Groundwater Environment 4 (2): 103~108    
    4. 1997 "Ex-situ 토양세척기법에 의한 소수성 유기오염물질로 오염된 토양의 정화에 관한 연구" 토양환경 = Journal of Korea Soil Environment Society 2 (1): 99~107    
    5. 1997 "쓰레기 수송관로 방식의 적용사례 및 실용에 관한 연구" 토양환경 = Journal of Korea Soil Environment Society 2 (1): 109~117    
    6. 1997 "중금속에 의해 오염된 토양에 대한 토양세척기법의 적용성 연구" 토양환경 = Journal of Korea Soil Environment Society 2 (2): 53~60    
    7. 1998 "비이온계 계면활성제를 이용한 토양세척기법에서 수산화물의 첨가와 온도의 영향" 지하수환경 = Journal of the Korean Society of Groundwater Environment 5 (4): 171~176    
    8. 1998 "광산매립지에서 중금속(As)의 용출 특성에 관한 실험적 연구" 토양환경 = Journal of Korea Soil Environment Society 3 (1): 55~63    
    9. 1998 "혼합 계면활성제에 적용된 각종 첨가제가 토양세척 효율에 미치는 영향" 토양환경 = Journal of Korea Soil Environment Society 3 (1): 65~74    
    10. 1998 "토양내 Phenanthrene의 생물학적분해에 미치는 계면활성제와 환경변수의 영향" 토양환경 = Journal of Korea Soil Environment Society 3 (2): 115~125    
  • 이재영 (88)

 활용도 분석

  • 상세보기

    amChart 영역
  • 원문보기

    amChart 영역

원문보기

무료다운로드
  • NDSL :
유료다운로드
  • 원문이 없습니다.

유료 다운로드의 경우 해당 사이트의 정책에 따라 신규 회원가입, 로그인, 유료 구매 등이 필요할 수 있습니다. 해당 사이트에서 발생하는 귀하의 모든 정보활동은 NDSL의 서비스 정책과 무관합니다.

원문복사신청을 하시면, 일부 해외 인쇄학술지의 경우 외국학술지지원센터(FRIC)에서
무료 원문복사 서비스를 제공합니다.

NDSL에서는 해당 원문을 복사서비스하고 있습니다. 위의 원문복사신청 또는 장바구니 담기를 통하여 원문복사서비스 이용이 가능합니다.

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠
이 논문과 함께 출판된 논문 + 더보기