연안어장 준설퇴적물에 대한 질산염과 인산염의 흡착
Adsorption of Nitrate and Phosphate onto the Dredged Sediment from a Coastal Fishery
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초록
본 연구에서는 연안어장 준설퇴적물에 대한 영양염류(인공수 중 질산염과 인산염)의 흡착반응에서 흡착제, pH, 이온강도가 미치는 영향을 살펴보았다. 그리고 준설퇴적물을 이용해서 영양염류를 제거할 수 있는 가능성을 평가하고자했다. NO_3^- -N(100μM, 10mM),PO_4^3- -P(100μM, 10mM)에 대한 흡착반응은 10분 이내에 완료되었고, 정상상태에서 100μM NO_3^- -N과 100μM PO_4^3- -P가 각각 61%, 77% 제거되었다. 900℃에서 준설퇴적물을 열처리했을 때 영양염류 제거율은 증가하지 않았다. CaO와 MgO 같은 첨가제를 사용하면 질산염의 제거율 은 0%까지 감소했으나, 인산염 제거율은 98%까지 증가했다. 질산염과 인산염의 등온흡착은 Freundlich 식에 의해 잘 설명되었다(R^2>0.99). 흡착반응은 pH와 이온강도에 의해 거의 영향을 받지 않았다. 흡착반응시간이 짧고 영양염류 제거율이 상당히 높다는 연구결과는 연안어장 준설퇴적물이 영양염류 제거를 위해 실제로 사용될 수 있는 가능성을 보여준다.
Abstract
In the present study, experiments have been performed to investigate the effects of the type of adsorbent, pH, and ionic strength on the adsorption of nutrients (nitrate and phosphate in artificial solution) onto the dredged sediment from a coastal fishery. In addition, this study aims to evaluate the possibility of removing the nutrients from the water using the dredged sediment. In the adsorption experiments of the nutrients, the reactions were completed within 10 minutes using NO_3^- -N(100μM, 10mM) and PO_4^3- -P(100μM, 10mM). In the steady state, 61% and 77% of the initial amounts were removed respectively for 100μM NO_3^- -N and 100μM PO_4^3- -P. The thermal treatment of the dredged sediment at 900℃ was not helpful to increase the removal efficiencies of the nutrients. Additives such as CaO and MgO dropped the removal efficiency of NO_3^- to 0%, but increased that of PO_4^3- up to 98%. Adsorption isotherms of NO_3^- and PO_4^3-could be explained by the Freundlich equation (R^2>0.99). The adsorption reaction was little influenced by the pH and ionic strength. Based on the results showing short reaction time and considerably high removal efficiencies of the nutrients, it is proposed to apply the dredged sediment from a coastal fishery to removing nutrients such as nitrate and phosphate in the water.
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