Analysis of Sorption and Desorption Behaviors of Radionuclides (Cobalt and Strontium) in Natural Soil

자연 토양에서의 방사성 핵종(Co, Sr)의 흡/탈착 거동 특성 평가

This study was conducted to investigate sorption and desorption behaviors of radionuclides (Cobalt and Strontium) in natural soil. Sorption kinetics and isotherms were analyzed to predict sorption behaviors of radionuclides in natural soil and the experimental data were fitted to several sorption models. Desorption experiments were also performed with or without CMCD at constant pH and ion strength conditions. The results showed that $Sr^{2+}$ was more strongly sorbed than $Co^{2+}$ in natural soil. Both $Co^{2+}$ and $Sr^{2+}$ followed a pseudo-second order kinetics and Sips model. The desorption-resistance of $Co^{2+}$ and $Sr^{2+}$ was estimated using a natural surfactant Carboxymethyl-${\beta}$-cyclodextrin(CMCD) or non-desorbing fraction. Desorption of radionuclides was partially irreversible and $Sr^{2+}$ was more resistant than $Co^{2+}$ Addition of CMCD facilitated desorption of $Co^{2+}$ and $Sr^{2+}$ from soil.

본 연구에서는 자연토양에 대한 방사성 핵종(Co, Sr)의 단일 성분의 흡착 및 탈착 거동 특성과 Carboxymethyl-${\beta}$-cyclodextrin(CMCD)를 이용한 탈착저항성에 대한 연구를 수행하였다. 방사성핵종의 흡착 거동을 살펴보기 위하여 흡착속도 실험과 등온 흡착 실험을 수행 하였으며, 흡착 실험 결과를 기존의 흡착 모델식에 적용하여 보았다. 탈착 실험은 일정한 pH와 이온강도 조건에서 CMCD를 주입하였을 때와 주입하지 않았을 때의 탈착경향을 비교분석 하였다. 흡착 실험 결과 자연토양에 대해 스트론튬(Sr)이 코발트(Co) 보다 흡착이 잘 되었고, 코발트, 스트론튬 모두 흡착 속도는 pseudo-second order model을, 그리고 등온 흡착결과는 Sips model을 따르는 것으로 나타났다. 방사성 핵종의 탈착은 비가역적인 형태의 탈착거동을 보였으며, CMCD의 주입량 증가함에 따라 탈착도 증가하는 결과를 나타냈다.