Journal of Soil and Groundwater Environment (한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경)

Korean Society of Soil and Groundwater Environment (한국지하수토양환경학회)
권호 표지

Effects of HCl and EDTA on Soil Washing to Remediate Lead-contaminated Soil in a Firing Range

사격장 납 오염토양 복원을 위한 토양세척시 HCl과 EDTA의 영향 연구

  • Kim, Hyo-Sik (Department of Environmental Engineering, Kwangwoon University) ;
  • Choi, Sang-Il (Department of Environmental Engineering, Kwangwoon University)
  • Published : 2008.02.29
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Laboratory soil washing experiments with HCl or EDTA were conducted to remediate lead-contaminated soil in a firing range. After lead bullets were removed by standard sieve #18 (1.0 mM), Pb concentrations were measured by EPA Method 3050B (9,443 mg/kg) and Korea Standard Test (4,803.5 mg/kg). The results of the batch test showed that the removal efficiency curve was logarithmic and approximately 90% of lead in soil was removed, when HCl was used. In case of EDTA, the removal efficiency increased proportionally to the concentration of EDTA, up to 98% lead removal with 0.1M EDTA. High mixing strength resulted in increase of removal efficiency and kinetics showed that the most lead was extracted in 10 min.

본 연구에서는 실제 납 탄알로 오염된 사격장 토양에 대해 토양세척기법을 적용하기위한 lab-scale 실험을 수행하였으며 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 토양오염공정시험법과 EPA Method 3050B 분석결과 각각 4,803.5 mg/kg, 9,443 mg/kg으로 나타났다. 회분식 토양세척 실험에서 HCl을 세척제로 사용한 경우 농도증가에 따른 제거율은 로그적인(logarithmic) 경향을 나타내었고 0.1M에서 약 90% 정도 제거되었으며, EDTA는 농도에 비례하여 제거율도 증가하여 0.1 M에서 약 98%의 제거율을 보였다. 교반강도에 따른 시간별 세척효율을 분석한 결과, HCl과 EDTA를 사용한 경우 모두 교반강도의 증가와 비례하여 토양내 제거율이 증가하였으나 200 rpm과 300 rpm에서의 제거율은 유사한 것으로 나타났으며, 반응 초기 10분 이내에 대부분의 용출이 이뤄지고 60분 경과 후에는 제거율 증가가 둔화되었다.

Keywords

References

  1. 김강홍 최상일, 2005, 비소 오염토양의 정화를 위한 field 규모 연속 토양세척공정의 효율성 평가, 대한상하수도학회 한국물환경학회 2005공동 추계학술발표회 논문집, p. 160
  2. 김정대, 2002, Soil washing을 이용한 폐광산에서 발생되는 광미 및 주변오염토양처리, 한양대학교 박사학위논문
  3. 김철성, 1999. EDTA를 사용한 납 오염 토양에서의 효율적인 납추출, 한국토양환경학회지, 4(1) 3-11
  4. 이종열, 김용수, 권영호, 공성호, 박신영, 이창환, 성혜련, 2004, EDTA와 붕산 혼합용출제를 이용한 중금속으로 오염된 토양의 처리에 관한 연구(I): 납, 한국지하수토양환경학회지, 9(4), 1-7
  5. 이종환, 임경호, 박지혜, 박흥석, 2007. 산업폐기물로부터 중금속의 단순 용출과 연속추출, 한국폐기물학회지, 24(2), 116-124
  6. 이한국, 이동훈, 2004, 도시고형폐기물 소각 바닥재 용출액의 납, 구리, 카드뮴 및 크롬 화합물 평가, 한국폐기물학회지, 21(8), 791-801
  7. 정승우, 2003, 토양오염물질의 물리.화학적 특성과 이동성에 따른 환경영향평가 방안, 한국정책평가연구원
  8. 정의덕, 원미숙, 강신원, 신학기, 백우현, 2000, 유기산을 이용한 납 오염토양의 복원에 관한 연구, 한국환경과학회지, 9(3), 437-441
  9. 한상재, 김병일, 김수삼, 2004, 세척제 종류와 농도에 따른 자연토(사격장토)의 동전기 정화 특성, 대한환경공학회지, 26(4), 467-474
  10. 황선숙, 이노섭, 남궁완, 2005, 토양세척기법을 이용한 중금속 오염토양 처리에서 중금속 추출특성, 대한환경공학회지, 27(8), 1072-1080
  11. 황선숙, 박성수, 남궁완, 2004, 토양세척기법을 이용한 중금속 오염토양 처리의 동역학적 해석, 대한환경공학회지, 26(11), 1181-1190
  12. 황정성, 2005, 비소 오염토양에 대한 알칼리 세척기법의 적용성 연구, 광운대학교 석사학위논문
  13. 환경부, 2002, 토양오염공정시험법
  14. Moutsatsou, A., Gregou, M., Matsas, D., and Protonotarios, V., 2006, Washing as a remediation technology applicable in soils heavily polluted by mining-metallurgical activities, Chemosphere, 63, 1632-1640 https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2005.10.015
  15. Campanella, L., Ferri, T., and Petronio, B.M., 1989, Effect of speciation in sludge on the adsorption of leached metals from soils, The Science of the Total Environment, 79(3), 223-231 https://doi.org/10.1016/0048-9697(89)90338-0
  16. Campanella, L., D'Orazio, D., Petronio, B.M., and Pietrantonio, E., 1995, Proposal for a metal speciation study in sediments, Analytica Chimeca Acta 309, p. 387-393 https://doi.org/10.1016/0003-2670(95)00025-U
  17. Liu, R. and Zhao, R., 2007, Reducing leachability and bioaccessibility of lead in soils using a new class of stabilized iron phosphate nanoparticles, Water Research, 41, 2491-2502 https://doi.org/10.1016/j.watres.2007.03.026
  18. Jang, M., Hwang, J.S., and Choi, S.I., 2007, Sequential soil washing techniques using hydrochloric acid and sodium hydroxide for remediating arsenic-contaminated soils in abandoned iron-ore mines, Chemosphere, 66, 8-17 https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2006.05.056
  19. Jang, M., Hwang, J.S., and Choi, S.I., 2005, Remediation of arsenic-contaminated soils and washing effluents, Chemosphere, 60, 344-354 https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2004.12.018
  20. Mulligan, C.N., Yong, R.N., and Gibbs, B.F., 2001, Remediation technologies for metal-contaminated soils and groundwater: an evaluation, Eng. Geol., 69, 193-207
  21. Sparks, D.L., 1995, Environmental Soil Chemistry, Academic Press Inc., p. 95-99
  22. Tapan, A. and Singh, M.V., 2003, Sorption of Characteristics of Lead and Cadmium in Some Soils in India, Geoderma, 114, 81-92 https://doi.org/10.1016/S0016-7061(02)00352-X
  23. The the Work Group of the Conference of the (Laender) Ministers for the Environment, 1998. Soil contamination at shooting ranges