칼럼 확산 실험을 통한 아연 및 카드뮴의 유효확산계수에 미치는 온도영향

Temperature Effect on Effective Diffusion Coefficients of Zn and Cd through Column Diffusion Tests

  • 도남영 (한국과학기술원 토목공학과) ;
  • 이승래 (한국과학기술원 토목공학과)
  • 투고 : 2001.10.30
  • 발행 : 2002.03.01

초록

본 연구에서는 아연 및 카드뮴의 확산계수에 미치는 온도영향에 대한 연구를 위해 $15^{\circ}C$$55^{\circ}C$에서 확산실험을 수행하였다. 온도변화에 따른 유효확산계수의 변화를 비교할 경우 두 금속 모두에서 $55^{\circ}C$에서의 유효확산계수가 $15^{\circ}C$에서의 확산계수에 비해 최대 10배까지 큰 것으로 나타났다. 그리고 온도증가에 따른 확산속도의 증가와 더불어 중금속들의 흡착량 또한 증가하는 것으로 나타났다. 그러므로 지연인자를 얻는 방법의 차이에 따라 비교적 흡착량을 과다하게 평가하는 흡착실험을 통해 얻은 지연인자를 이용하여 유효확산계수를 산정할 경우 확산계수를 과대평가 할 수 있다. 그리고 연속추출 실험 결과, 아연의 경우에는 탄산염 형태로의 분배경향이 가장 크게 나타났고, 카드뮴의 경우에는 이온교환형태로의 분배가 가장 크게 나타났다. 특히 실험을 수행한 온도가 증가함에 따라 아연 확산실험의 경우에는 탄산염 형태와 유기물 형태로의 분배가 증가하는 것으로 나타났다. 반면 카드뮴 확산실험의 경우에는 온도변화와 무관하게 60%이상이 이온교환 형태로 분배됨을 알 수 있었다.

In this study, column diffusion tests for Cd and Zn were conducted at $15^{\circ}C$ and $55^{\circ}C$ to investigate a temperature effect on effective diffusion coefficient. An increase in temperature from $15^{\circ}C$ to $55^{\circ}C$ caused up to ten times larger diffusion coefficient for each heavy metal. Besides, it caused the increased retardation of heavy metals, and hence the effective diffusion coefficient should be overestimated as we use an overestimated retardation factor to calibrate the coefficient. The results of sequential extraction analyses showed that Zn was occluded in carbonate phase and this trend was getting prominent with the increase in temperature. As for Cd, it was partitioned mainly in the exchangeable phase(over 60%) at any temperature.

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