오염된 퇴적물 안정화를 위한 활성탄의 표면개질에 대한 연구

Abstract

활성탄을 이용한 오염된 퇴적토의 정화에 관한 연구 및 실험이 활발히 진행되고 있지만, 활성탄 주입에 의한 퇴적토내 중금속의 거동에 대한 연구는 거의 이루어지지 못하였다. 본 연구에서는 활성탄 교반에 따른 퇴적토 내 중금속의 거동이 어떻게 변하는가에 초점을 맞추었다. 이를 위하여 활성탄의 중금속 흡착에 가장 큰 영향을 미치는 carboxylic 등의 표면 산소 작용기를 증가시킨 활성탄을 대상으로 실험을 진행하였다. 퇴적토 내 공극수의 상황을 모사하기 위하여 Cd, Ni, Cu가 공존하는 인공 바닷물과 강물에서 흡착실험을 진행하여 최대 흡착량과 경쟁관계를 파악하였다. 또한 활성탄 주입 후 퇴적토 내의 Cd, Ni, Cu의 생이용성의 감소를 보기 위하여 주입 후 공극 수 농도 및 연속추출 1, 2단계의 fraction의 변화를 관찰하였다. 또한 Polyoxymethylene solid phase extraction 방법을 통하여 PAH의 AC/water distribution coefficients를 측정하여 개질 전·후 유기오염물의 흡착능 변화를 파악하였으며, 활성탄 주입 후의 공극수 내 농도 변화도 관측하였다. 실험결과에 따르면, 활성탄 교반에 따른 중금속의 생이용성 감소와 중금속 간의 경쟁관계와의 관련성을 확인할 수 있었다. 경쟁에서 우위를 보이는 Cu는 활성탄에 강하게 흡착되어 생이용성이 감소하였으나, 경쟁에서 뒤처지는 Cd의 경우에는 흡착보다는 활성탄 주입에 따른 pH변화에 민감하게 반응하였다. PAH에 대한 흡착능은 개질 전·후에 크게 달라지지 않았으며 따라서 활성탄 주입 1주일 만에 공극수상의 농도가 모두 90% 이상 저감되었다.