본문 바로가기
HOME> 논문 > 논문 검색상세

논문 상세정보

승온조건의 SEAS(surfactant-enhanced air sparging) 기술을 이용한 대수층 NAPL(n-decane)의 휘발제거
Removal of NAPL from Aquifer Using Surfactant-enhanced Air Sparging at Elevated Temperature

송영수    (한림대학교 환경생명공학과, 한림대학교 에너지환경 연구소   ); 권한준    (한림대학교 환경생명공학과, 한림대학교 에너지환경 연구소   ); 김헌기    (한림대학교 환경생명공학과, 한림대학교 에너지환경 연구소  );
  • 초록

    대수층에 존재하는 휘발성 오염물질을 제거하는 새로운 공법으로서 Surfactant-enhanced air sparging(SEAS)은 지하수의 표면장력을 감소함으로써 지하수 폭기효율의 증대를 도모한다. 그러나 SEAS기술도 기본적으로 오염물질의 휘발에 의한 물질이동에 의존함으로써 휘발성이 낮은 오염물질의 제거에는 매우 제한적이다. 본 연구는 승온된 조건에서 SEAS기술을 준휘발성 물질인 n-decane에 대하여 적용함으로써 SEAS기술의 확장여부를 시험하였다. 지하수 폭기실험은 내경 5 cm, 길이 80 cm의 1차원 토양(모래)컬럼을 사용하여 실시하였다. 실험은 총 3회 실시하였으며, 상온에서 증류수로 포화된 조건에서 1회, 상온( $23^{\circ}C$ )에서 음이온계 계면활성제(sodium dodecylbenzene sulfonate, SDBS) 수용액으로 포화된 조건에서 1회(상온 SEAS), 그리고 승온상태( $73^{\circ}C$ )에서 SDBS수용액으로 포화된 조건에서 1회(승온 SEAS) 실시하였다. 계면활성제가 적용된 경우의 폭기에 의한 공기포화율(57%)은 증류수로 포화된 조건의 공기포화율(10%)보다 높게 측정되었다. 승온 및 상온조건에서의 공기포화율은 거의 차이가 없었으나 n-decane의 제거속도는 현저한 차이를 나타내었다. 토양유출 가스에 포함된 n-decane의 농도는 상온조건에 비하여 승온조건에서 10배 이상 높았으며, 따라서 제거속도도 10배 이상의 차이를 나타내었다. 본 연구 결과에 따라 상온에서 휘발성이 낮으나 수 십도의 온도상승으로 증기압이 획기적으로 늘어날 수 있는 준휘발성 물질에 대하여 SEAS 기술이 효과적으로 응용될 수 있을 것으로 보인다.


    Surfactant-enhanced air sparging (SEAS) was developed to suppress the surface tension of groundwater prior to air sparging resulting in higher air saturation and larger contact area between NAPL and gas during air sparging. Larger contacting interface between NAPL and gas means faster mass transfer of contaminants from NAPL to gas phase. This new technique, however, is limited to relatively volatile contaminants because vaporization is its basic mechanism of mass transfer. In this study, SEAS was tested at an elevated temperature for a semi-volatile n-decane, which is expected not to be a good candidate of SEAS application due to its low vapor pressure at ambient temperature. Three sparging experiments were conducted using 1-dimensional column (5 cm id, 80 cm length) packed with sand; (1) ambient temperature ( $23^{\circ}C$ ), column saturated with distilled water, (2) SEAS at ambient temperature ( $23^{\circ}C$ ), for n-decane contaminated sand, (3) SEAS at elevated temperature ( $73^{\circ}C$ ), for n-decane contaminated sand. Higher air saturation was achieved by SEAS compared to that by air sparging without surfactant application. The n-decane removal efficiency of SEAS at elevated temperature was significantly higher(> 10 times) than that of ambient SEAS. The n-decane concentrations in the gas effluent from column during SEAS at $73^{\circ}C$ are found to be 10 times of those measured at ambient temperature. Thus, SEAS technique can be applied for removal of semi-volatile contaminants provided that an appropriate technique for elevating aquifer temperature is available.


  • 주제어

    지하수 .   정화 .   계면활성제 .   폭기 .   비수용성 유체 .   휘발 .   온도.  

  • 참고문헌 (18)

    1. Adams, J.A. and Reddy, K.R., 2000, Removal of dissolved- and free-phase benzene pools from ground water using in situ air sparging, J. Envir. Engrg., 126, 697-707 
    2. Brooks, R.H. and Corey, A.T., 1966, Properties of porous media affecting fluid flow, J. Irrig. Drain., 92, 61-68 
    3. Lide, D.R., 2000, Vapor pressure, In: Lide, D. R(ed.), CRC Handbook of Chemistry and Physics 81st Edition, CRC Press, Washington D.C., p. 6-88 
    4. Kim, H., Choi, K.-M., Moon, J.-W., and Annable, M.D., 2006, Changes in air saturation and air-water interfacial area during surfacatant-enhanced air sparging in saturated sand, J. Conatam. Hydrol., 88, 23-35 
    5. Reddy, K.R. and Adams, J.A., 1998, System effect on benzene removal from saturated soils and groundwaterusing air sparging, J. Environ. Engrg., 124, 288-299 
    6. Reddy, K.R., Kosgi, S., and Zhou, J., 1995, A review of in-situ air sparging for the remediation of VOC-contaminated saturated soils and groundwater, Haz. Waste and Haz. Mat., 12, 97-118 
    7. Rabiduar, A.J., Blayden, J.M., and Ganguly, C., 1999, Field performance of air-sparging system for removing TCE from groundwater, Environ. Sci. Technol., 33, 157-162 
    8. Kim, H., Soh, H.-E., Annable, M.D., and Kim, D.-J., 2004, Surfactant-enhanced air sparging in saturated sand, Environ. Sci. Technol., 38, 1170-1175 
    9. Johnson, R.L., Johnson, P.C., McWhorter, D.B., Hinchee, R.E., and Goodman, I., 1993, An overview of in situ air sparging, Ground Water Monit. Rev., 13, 127-135 
    10. Johnston, C.D., Rayner, J.L., and Briegel, D., 2002, Effectiveness of in situ air sparging for removing NAPL gasoline from a sandy aquifer near Perth, Western Australia, J. Contam. Hydrol., 59, 87-111 
    11. Lundegard, P.D. and LaBrecque, D., 1995, Air sparging in a sandy aquifer (Florence, Oregon, USA): Actual and apparent radius of influence, J. Contam. Hydrol., 19, 1-27 
    12. Kawala, Z. and Atamanczuk, T., 1998, Microvave-enhanced thermal decontamination of soil, Environ. Sci. Technol., 32, 2602-2607 
    13. Kim, H. and Annable, M.D., 2006, Effect of surface reduction on VOC removal during surfactant-enhanced air sparging, J. Environ. Sci. Health Part A, 41, 2799-2811 
    14. Tse, K.K.C., Liou, T.-S., and Lo, S.-L., 2006, Numerical simulation of steam injectioin pilot study for a PCE-contaminated aquifer, Environ. Sci. Technol., 40, 4292-4299 
    15. Heron, G., van Zutphen, M., Christensen, T.H., and Enfield, C.G., 1998, Soil heating for enhanced remediation of chlorinated solvents: A laboratory study on resisteve heating and vapor extraction in a silty, low-permeable soil contaminated with trichloroethylene, Environ. Sci. Technol., 32, 1474-1481 
    16. Marley, M.C., Hazebrouck, D.J., and Walch, M.T., 1992, The application of in situ air sparging as an innovative soils and ground water remediation technology, Gound Water Monit. Rev. 12, 137-145 
    17. Kim, H., Choi, K.-M., and Rao, P.S.C., 2007, Measurement of gas-accessible NAPL saturation in soil using gaseous tracers, Environ. Sci. Technol., 41, 235-241 
    18. Kim, H., Annable, M.D., Rao, P.S.C., and Cho, J., 2009, Laboratory Evaluation of Surfactant-Enhanced Air Sparging for Perchloroethene Source Mass Depletion from sand, J. Environmental Sci. Health, Part A, 44, 406-413 

 저자의 다른 논문

  • 송영수 (2)

    1. 2008 "계면활성제를 이용한 오염대수층의 선택적 폭기기술" 지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment 13 (6): 23~30    
    2. 2010 "계면활성제와 폭기를 이용한 대수층의 특정깊이에 존재히는 휘발성 유기오염물질 (톨루엔)의 휘발제거" 자원환경지질 = Economic and environmental geology 43 (6): 565~571    
  • 권한준 (3)

  • 김헌기 (11)

 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 출판된 논문 + 더보기