초록
토립자 표면에서의 흡착에 의한 토양에서의 중금속의 지연효과는 잘 알려진 현상이다. 본 연구에서는 배치시험과 주상시험을 수행함으로써 사질 토양에서 Zn의 이동성에 대한 지연효과를 조사하였다. 주상시험은 파과곡선(BTC)으로 알려진 시간에 따른 용액의 농도를 측정함으로써 수행되었다. 추적자로는 10 g/L 농도의 NaCl과 ZnCl$_2$를 사용하였고, 각각의 용액을 토양시료의 상부경계에 순간주입한 후 정상류 상태에서 배출구로 빠져나온 용탈수의 농도를 EC-meter와 ICP-AES를 이용하여 측정하였다. 배치시험은 표준절차에 근거하여 이루어졌으며, 토양시료로부터 선별된 미세입자들을 다양한 초기농도의 ZnCl$_2$용액과 반응시켜 평형상태의 Zn 이온의 농도를 ICP를 이용하여 분석하였다. 주상시험의 결과는 i) ICP-AES에 의해 분석된 ZnCl$_2$의 첨두농도는 NaCl이나 총전기전도도로부터 구한 값보다 상당히 낮았고, ii) 두 종류의 추적자 모두 첨두농도의 도달시간은 상당히 일치하였다. 상대적으로 낮은 Zn의 농도는 Zn과 다른 양이온들간의 이온교환반응이 일어났고, 용탈수의 pH가 높은 값의 범위(7.0~7.9)에 있는 것으로 보아 Zn(OH)$_2$의 형태로 침전되었을 가능성이 있다는 것으로 설명될 수 있다. 첨두농도의 도달시간이 일치한다는 결과는 토양시료에서 지연효과가 일어나지 않았다는 것을 지시한다. Zn 이온의 뚜렷한 감소를 설명할 수 있는 유일한 방법은 CDE 모델에 용액상태에서 Zn 이온의 절대적 감소를 고려하는 감쇄계수(decay or sink coefficient)를 적용하는 것이었다.
Retardation effect of heavy metals in soils caused by adsorption onto the surfaces of solids particles is well known phenomenon. In this study, we investigated the retardation effect on the mobility of a Zn in a sandy soil by conducting batch and column tests. The column test consisted of monitoring the concentrations of effluent versus time known as a breakthrough curve (BTC). We used NaCl and ZnCl$_2$ solutions with the concentration of 10 g/L as a tracer, and injected them respectively into the inlet boundary of the soil sample as a square pulse type, and monitored the effluent concentrations at the exit boundary under a steady state condition using an EC-meter and ICP-AES. The batch test was conducted based on the standard procedure of equilibrating fine fractions collected from the soil with various initial ZnCl$_2$ concentrations, and analysis of Zn ions in the equilibrated solutions using ICP-AES. The results of column test showed that i) the peak concentration of ZnCl$_2$analyzed by ICP was far less than that of either NaCl or bulk electrical conductivity and ⅱ) travel times of peak concentrations for two tracers were more less identical. The relatively low concentration of Zn can be explained by ion exchange between Zn and other cations, and possible precipitation of Zn in the form of Zn(OH)$_2$due to high pH range (7.0∼7.9) of the effluent. The identical result of travel times of peak concentrations indicates that the retardation effect is not present in the soil. The only way to describe the prominent decrease of Zn ion was to introduce decay or sink coefficient in the CDE model to account for irreversible decrease of Zn ions in the aqueous phase.