Persulfate 산화공정을 통한 디젤로 오염된 토양복원공정

Abstract

본 연구는 디젤로 오염된 토양 처리를 위한 산화제로써 과황산수(persuflate solution)를 적용하였으며 과황산수(persulfate solution)의 활성을 증가시키기 위한 인자들 중 pH와 활성증가물질(activator)에 대한 영향을 조사하였다.

과황산수 활성증가물질의 영향은 2가 철 이온 (ferrous ion), 3가 철 이온과 citrate의 혼합(ferric ion/citrate), 2가 코발트염(cobalt), 티오황산염(thio-sulfate)을 사용하여 수행하였으며, pH에 대한 영향은 산성 (pH 3), 중성 (pH 7), 그리고 염기성 (pH 12)조건에서 수행되어졌다. 그 결과 모든 pH 영역(pH 3, 7 and 12)에서 과황산수(persulfate solution)를 활성증가물질(activator)과 함께 주입하였을 경우, 과황산수(persulfate solution)만 주입했을 때 보다 높은 디젤 제거효율을 보였으며, 활성증가물질 종류에 대한 실험결과, 2가 철 이온(ferrous ion)을 사용하였을 때 가장 높은 제거효율을 보였고, 순차적으로 cobalt≥thiosulfate≥ferric/citrate 순으로 제거효율을 보였다.

또한 과황산수의 토양입자의 공극이나 입자간 공극에 흡착되어있는 오염물질 처리에 대한 영향을 조사하기위해 토양에 오염된 디젤과 모래(sand)에 오염된 디젤의 분해효율을 비교하였다. 결과적으로, pH에 대한 영향은 산성(pH 3)에서 활성증가물질의 종류에 관계없이 대체적으로 높은 디젤 분해효율을 보였고, 활성증가물질 중 2가 철 이온(ferrous ion)이 가장 높은 디젤 분해효율을 보였다. 이는 토양입자의 공극이나 입자간 공극에 흡착된 디젤의 분해에 대한 영향은 공극이 상대적으로 적은 모래에 흡착된 디젤의 낮은 처리효율을 보임으로써 그 영향이 미비한 것으로 판단되며 토양에 과황산수(persulfate solution)의 활성증가물질이 존재한다는 것을 나타내었다. 추가적으로 예상되어질 수 있는 활성증가물질들로는 산화물(metal oxides), 및 산성영역의 경우, 용출되어질 수 있는 금속이온들이 있음을 보여주고 있다.

따라서 토양내 존재 할 수 있는 산화물을 토성분석을 통해 조사한 후 다양한 산화물을 주입해 줌으로써 과황산수(persulfate solution)의 미치는 영향을 관찰하였다. 실험토양의 토성분석을 통해 자철광(magnetite, Fe3O4)이 다량 존재하였으며 그 결과 디젤이 모래에 오염된 경우 자철광을 주입해줌으로써 분해효율이 증가하고 과황산수의 활성화에 기여하는 산화물 중 하나라고 사료되어진다. 또한 실험 토양내 존재하는 산화망간(manganese oxide, MnO2)이 분석결과 미량 존재 하였으나 다량(5%)으로 존재할 경우, 과황산수의 활성화에 크게 기여할 것으로 판단된다.

Key word : 과황산수(persulfate solution), 디젤, 지중화학적산화공정(ISCO), 활성증가물질(activator)