한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경 (Journal of Soil and Groundwater Environment)

  • 제13권4호
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  • Pages.54-61
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  • 2008
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  • 1598-6438(pISSN)
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  • 2287-8831(eISSN)
한국지하수토양환경학회 (Korean Society of Soil and Groundwater Environment)
권호 표지

제강슬래그로 충전된 컬럼에서의 카드뮴, 구리, 납의 이동성 평가

Estimation of Cadmium, Copper, Lead Mobility in Column Packed with Furnace Slag

  • 이광헌 (서울대학교 건설환경공학부) ;
  • 정재식 (서울대학교 건설환경공학부) ;
  • 남경필 (서울대학교 건설환경공학부) ;
  • 박준범 (서울대학교 건설환경공학부)
  • Lee, Gwang-Hun (Department of Civil and Environmental Engineering, Seoul National University) ;
  • Chung, Jae-Shik (Department of Civil and Environmental Engineering, Seoul National University) ;
  • Nam, Kyoung-Phile (Department of Civil and Environmental Engineering, Seoul National University) ;
  • Park, Jun-Boum (Department of Civil and Environmental Engineering, Seoul National University)
  • 발행 : 2008.08.31
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초록

폐금속 광산 지역 등지에서 중금속으로 오염된 지하수의 정화 및 오염 확산 방지를 위하여 투수성 반응벽체를 사용할 수 있다. 본 연구에서는 제강슬래그가 중금속 오염지하수의 이동, 확산 방지를 위한 투수성 반응벽체 충전물질로서 사용가능한지를 평가하기 위하여 카드뮴, 구리, 납에 대한 이동성을 평가하였다. 중금속으로 오염된 현장의 조건을 고려하여, 1) 단일 및 혼합상태에 따른, 2) 카드뮴의 경우 초기 농도에 따른 영향을 주상실험을 이용하여 평가하였다. 또한 평형흡착을 가정한 이류-확산 방정식의 해석해를 이용하여 정량적인 평가도 수행하였다. 중금속 종류별로는 단일오염과 복합오염에 상관없이 카드뮴이 구리보다 지연정도가 적게 나타났다. 카드뮴의 지연계수는 혼합인 경우 3.94였고, 구리의 경우 단일에서는 40.3, 혼합에서는 25였다. 카드뮴과 구리의 지연정도의 차이는 전기음성도에 의한 친화력이 다르기 때문으로 판단된다. 전기음성도가 비슷한 구리와 납의 경우 비슷하게 파과가 진행되었지만, 납의 경우 파과가 진행되다가 유출수에서의 농도가 현저하게 줄어 나타난데 반해 구리는 파과진행 후 유출수에서 초기 농도보다 높은 농도가 나타났다. 이는 납이 흡착되어 있던 구리를 탈착시키고 그 공간에 흡착되었기 때문이라고 사료된다. 결국 흡착되어 있던 중금속이 다른 중금속에 의하여 탈착되는 현상이 나타났다. 제강슬래그에서는 중금속이 반응하면서 흐름특성이 변화하는 것으로 나타났다. 카드뮴의 초기농도가 증가함에 따라 지연정도는 감소하여 나타났다.

Permeable reactive barriers (PRBs) technology has been focused in contaminated groundwater remediation. It is necessary to select adequate reactive material according to characteristics of contaminant in groundwater. In this research, the reaction between reactive material and heavy metal contaminants was estimated through column test. Reactive material was slag, which has been produced in Gwangyang power plant, and heavy metal contaminants were cadmium, lead and copper. Column test was performed in the condition of 1) single and multi contaminated solution and 2) different initial concentration of cadmium. Retardation factor of cadmium is 3.94 in multi contamination. But that of copper is 40.3 in single and 25 in multi. The difference of retardation between cadmium and copper is due to affinity, resulted from the difference of electronegativity. In multi-contamination, copper effluent concentration was above initial copper concentration and at the same time lead effluent concentration was decreased. This phenomenon was considered that lead extract copper sorbed in slag and then lead was sorbed to the vacant sorption site instead. And as the initial concentration was increased, the retardation factor of cadmium became decreased.

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