폐기물의 침출수가 해성점토의 투수성에 미치는 영향에 대해서 연구하기 위하여 실내에서 강성벽의 정수위투수시험을 시행하였다. 본 연구에서 이용한 해성점토와 침출수는 김포 폐기물 매립장에서 채취하였으며 공시체에 가한 동수경사는 비교적 큰 값인 37.5~225 정도이었다. 연구결과 침출수의 농도가 클수록 그리고 동수경사가 작을수록 침출수에 대한 해성점토의 투수계수는 증가한다. 또한 침출수와 혼합시킨 해성점토의 액성한계와 소성지수는 침출누의 농도가 증가할수록 감소한다.
유리고화체의 내구성과 조성에 관한 이 연구의 목적은 구조적 모델, 비가교 산소 모델(NBO) 및 간단한 경험적 모델(Valence-oxygen)과 함에 침출실험결과들을 비교하는 것이다. 조성에 기초한 모델들 사이의 연관성들은 이와 같은 모델들이 지질학적 유리와 제조된 유리의 관련성에 대해 유리고화체의 내구성을 설명할 수 있다는 것을 나타낸다 이러한 관계는 유리고화체의 장기간 내구성을 결정하는데 도움을 줄 수 있으며, 모델을 통한 유리고화체의 조성에 의한 실험결과에의 영향성을 검토하였다 9$0^{\circ}C$에서 7일간 수행된 PCT 침출시험을 대상으로 모델들을 비교하였으며 Ash Loading wt%가 증가할수록 망목형성이온이 증가하기 때문에 침출농도 및 침출분율이 감소하는 것을 확인 할 수 있었으며, VO model의 변수 값이 증가할수록 주요 유리매질의 침출분율은 완만한 기울기를 가지며 감소하다. 금속류의 침출분율은 VO model의 변수 값이 감소함에 따라 대체적으로 증가함을 확인 할 수 있었다.
본 연구에서는 석탄회를 성토재로 활용시 침출 시간경과에 따른 석탄회 침출수의 성분 및 농도변화 특성을 파악하므로써 주변환경에 미치는 영향을 평가하기 위해 비회 및 혼합회를 대상으 로한 연속식 용출시험과 회분식 용출시 험을 수행하고 시험 결과를 수질기준과 비교, 검토하였다. 시험결과, 대상 석탄회는 일반 폐기물로 분류되었으며,석탄회 침출수의 농도는 시간경과에 따라 급격히 감소하여 일정시간 경과후에는 극히 미미하게 나타났다. 또한 대상석탄회 침출수의 수질은 pH를 제외한 기타 성분들이 모두 음용수 수질기준과 폐수배출 허용기준을 만족하는 것으로 나타났다.
원호활동파괴가 발생한 해안 폐기물 매립장에서 기초지반 전단강도의 보완과 폐기물 침출수가 지하수나 인접지반으로 유동되는 것을 차단하는 최종 시설로서 시멘트계 지중벽체를 시공한 후, 침출수 차단효과를 확인하였다. (1) 육안 확인 및 (2) 압축강도 시험에 의하면 지중에 시공된 벽체의 품질이 상당히 양호하다는 사실을 확인할 수 있고 (3) 현장 투수시험과 (4) 성분 및 성분비 분석과 (5) 질량 분석기를 통해서 얻게 되는 크로마토그램의 분포패턴 판정 등 중복적인 실험 및 조사 분석에 의해서 벽체의 수밀성이나 침출수의 이동에 대한 차단성이 매우 크다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 폐기물 매립장 내에서 발생하는 침출수와 같은 고농도 환경오염수가 매립장 밖으로 유출되거나 침투하는 것에 대한 신뢰적인 차단 여부는 이 5가지의 조사 및 시험을 실시하는 방안에 의하여 객관적으로 판단될 수 있다고 사료된다.
폐기물 매립장에서 자연점토의 대체물질로서 사용되는 토목합성수지 점토라이너(GCL : Geosynthetic Clay Liner)는 차수능이 우수한 반면, 투수되는 용액의 성상에 따라 투수계수가 증가할 수 있다는 단점이 있다. GCL에서 차수능을 담당하는 벤토나이트는 폐기물 매립지의 침출수 내의 여러 가지 물질에 의해 그 특성이 변할 수 있는데, 특히 침출수의 휴믹물질과 벤토나이트 입자 상호간의 영향에 의하여 수리학적 특성이 달라질 수 있다. 본 연구에서는 매립년령이 오래된 매립지 (O-매립지)와 신생매립지 (Y-매립지)의 침출수에 대하여 휴믹물질이 매립지의 차수재로 사용되는 GCL의 투수계수에 미치는 영향을 평가하는 것을 목적으로 하였다. 휴믹물질이 GCL의 수리학적 특성에 미치는 영향을 알아보기 위하여, O-매립지 및 Y-매립지의 침출수로부터 추출 정제한 휴믹산과 펄빅산에 대하여 GCL내부의 벤토나이트의 스웰링 시험과 GCL의 수리학적 전도도 시험을 수행하였다. 스웰링 시험을 통해 휴믹물질의 농도와 전기전도도가 증가할수록 벤토나이트의 스웰링이 감소하며, 이에 따라 휴믹물질은 GCL의 수리학적 전도도를 증가시킬 수 가능성이 있음을 확인하였다. 수리학적 전도도 실험결과, 침출수 및 침출수 내 휴믹물질은 GCL의 수리학적 전도도를 증가시키는 경향을 나타냈다. 특히 O-매립지의 침출수 및 휴믹물질은 Y-매립지의 침출수 및 휴믹물질보다 GCL의 투수계수를 큰 폭으로 증가시켰다.
폐기물 매립지의 조기 안전화를 위해 여러 가지 Chemical Oxidation법이 개발되어 왔지만, 이 방법을 폐기물 매립지에 적용하고 난 후에 생성될 수 있는 부산물들이 주변 환경에 영향을 줄 가능성이 있다. 그래서, 이 방법을 실제 매립지에 적용하기 전에, 일본 키타큐슈에 있는 소각재가 묻혀 있는 모형 매립지에 다섯 가지 조건 -A, 콤포스트 추가; B, 과산화수소수 살수; 과산화수소수+공기주입; D, 공기주입; E, control- 을 적용하여 그 효능을 테스트하였고, 이 매립지에서 이 방법들의 적용 후에 생성되는 침출수의 급성 독성을 세 가지 microbiotests를 이용하여 monitoring하였다. 테스트 기간 중, 침출수의 수질은 개선되었고, 그 급성 독성은 점차적으로 감소하였다. 과산화수소수와 공기의 조합을 적용한 후 생성된 침출수의 급성 독성이 가장 빨리 감소하여 폐기물 매립지의 조기 안정화에 도움을 주었다. 이러한 독성 시험 결과는 몇 가지 화학적 parameters와 상관성이 있었고 여기에 사용된 급성 독성 테스트법은, 매립지 안정화를 위한 Chemical Oxidation법의 적용 후, 침출수 수질을 monitoring하는데 적절하였다. 그러므로 폐기물 매립지의 조기 폐지 기준에 독성 시험의 포함을 고려해 볼 필요가 있다고 생각한다.
매립장 내의 설치된 중간 복토층(intermediate cover)은 매립 도중 혹은 매립완료 후 종종 침출수가 하부의 침출수 집배수관으로 이동하는 것을 막아 매립장 내에 일정 침출수위를 형성시킨다. 이렇듯 중간 복토층은 침출수의 원활한 순환을 막아 매립장 바닥에 형성되어야 하는 침출수위가 중간복토층 위에 형성되도록 하는데, 이는 매립장의 구조적 안정성을 깨뜨리고 주변으로 침출수 누출을 유발시키게 된다. 본 연구에서는 이처럼 중간복토층 상부에 형성된 침출수위를 저하시키기 위하여, 폐기물 매립시 중간복토층에 투수성이 뛰어나고 역학적 강도와 화학적 내구성을 갖는 배수파일(Drain Pile)을 설치할 것을 제안하였다. 배수파일은 중간복토층 상부에 형성될 수 있는 침출수를 매립장 바닥으로 배수시키고, 침출수 집배수정으로 이송이 가능하게 만든다. 또한 배수파일은 매립장 내부에 설치됨으로써 폐기물의 자체 강성을 증가시키고, 동시에 매립장의 측방유동을 막아 구조적 안정성을 확보하는 효과도 기대할 수 있다. 실내시험을 통해 배수파일 충진재로서 굴패각의 활용가능성을 확인한 결과, 산업 폐기물인 굴패각이 침출수의 pH를 중화시키고 유해물질인 NH$_{4}$$^{+}$를 제거하는데 효과적임을 확인할 수 있었다. 한편, 실제현장의 침출수흐름을 모사하기 위해 범용 프로그램(SEEP/W)을 이용하여 매립지 내에서 배수 파일의 효과를 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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