In-situ 과황산/H2O2 화학적 산화처리를 이용한 TPH로 오염된 토양 처리

Abstract

최근 토양 및 지하수의 오염은 산업 발달이 가속화 되고 인구 증가로 인해 도시, 산업, 광산 등의 폐기물, 그리고 점점 사용량이 증가하고 있는 화학약품, 유류, 농약 등과 같은 화학약품들의 부적절한 취급과 폐기로 인해 오염이 발생되어지며, 전국 약 20,000여개의 주유소에서 누출사고가 빈번히 발생하고 유지 용매, 농약 등을 과다 사용과 각 산업체에서의 관리 부실로 인한 화학약품 누출, 폭발사고로 인해 토양 및 지하수오염이 더욱 심화되고 있는 실정이다. 특히, 토양 오염의 경우 그 특성상 표토에 오염물질이 누적되기 전에는 대부분의 경우 오염의 여부를 확인하기 쉽지 않으며 오염토양이 지하수와 접하지 않는 한 이동성이 매우 낮기 때문에 인근지역을 측정하여도 오염 여부가 확인 되지 않는 경우가 많다. 이렇듯 토양 오염은 가시적이지 않으며, 오염의 범위와 전도를 쉽게 추정 할 수 없기 때문에 수질이나 대기오염에 비하여 소홀히 다루어져 온 것이 사실이다. 하지만, 최근 각 종 토양 오염으로 인한 사례들이 증가하면서 이에 대한 관리가 절실히 요구되고 있다. 현재 토양 오염 유발 물질 중 가장 큰 비중을 차지하고 있는 물질은 TPH, BTEX, MTBE, TCE, PCE 등 유류계 화합물 및 염소계 화합물로 이들 물질은 인간의 생활 환경 도처에 존재하고, 휘발성이 강하여 인체 건강 위협뿐 만 아니라 화재 및 폭발의 위험이 있으며, 몇 몇 물질은 복원기법의 적용이 용이하지 않는 깊은 지역까지 침투한다는 특성을 가지고 있다. 이들 물질을 생물학적 방법으로 처리 할 경우, 처리 과정 중독성 부생 생성물이 생성 될 수 있으며, 긴 처리시간이 소요 된다는 단점을 갖고 있기 때문에 짧은 처리시간 안에 무해한 물질로 완전 분해가 가능한 화학적 처리방법이 오염 토양 및 지하수 복원기법으로 최근 각광 받고 있으며(EPA, 2006), In-situ 또는 Ex-situ에 적용되는 고도산화처리방법은 오염물질과 접촉하여 물과 이산화탄소로 완전 분해시켜 오염물질의 농도를 저하시킨다. 이러한 공정은 현재 토양 및 지하수 복원에 널리 활용되고 있다(ITRC, 2005).

본 연구에서는 토양에 오염된 TPH를 처리하기 위해 산화제로는 과황산(Persulfate)을 사용하였고, 현장에 적용할 수 있는 여러 활성화 방법들을 평가하였으며, 그 중 과산화수소와 과황산을 혼합주입하여 산화제인 과황산을 활성화 시키는 방법을 도입하여 TPH로 오염된 토양 처리를 평가하였다. 또한, 현장과 유사한 조건을 주기 위해 혼합을 하지 않았으며, Column 실험을 통해 ISCO에 적용할 수 있도록 실험을 진행 하였다.