바닥재 기반 제올라이트를 이용한중금속 오염토양의 위해성 저감 평가
Evaluation of the Risk Reduction of Heavy Metal-Contaminated Soil Treated by Bottom Ash-Based Zeolite
1
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
본 연구에서는 화력발전소의 바닥재를 이용하여 제올라이트를 합성하고 중금속 오염토양의 위해성을저감할 수 있는 안정화제로서의 성능을 평가하고자 하였다. 바닥재를 이용한 제올라이트의 합성 방법으로 알려진 One-step method, Two-step method, Fusion method를 이용하여 제올라이트를 합성하였으며 각 합성 방법에따른 제올라이트의 특성, 토양배양실험 결과를 비교하였다. XRD 분석 결과에 따르면 Fusion method에 의해 합성된 제올라이트는 Na-A 형태 제올라이트 결정이 형성된 것으로 확인되었으며 기존 바닥재의 quartz와 mullite에 비해 높은 비율로 존재하는 것으로 확인되었다. Fusion method는 CEC와 비표면적이 가장 높은 것으로 나타났으며 이는 높은 다른 합성 방법에 비해 합성 과정에서 더 많은 Na-A 제올라이트가 형성되었기 때문인 것으로판단된다. 실제 제련소에서 채취한 중금속(Cd, Cu, Pb, Zn) 오염토양을 이용한 토양배양실험을 실시하였으며TCLP와 1 M NH4NO3 용출시험을 통해 중금속의 이동성 감소에 따른 위해성 저감 성능을 확인하고자 하였다. 토양배양실험 결과에 따르면 Fusion method는 오염토양 중 중금속을 가장 높은 효율로 안정화 하는 것으로 확인되었는데 이는 Na-A 제올라이트의 높은 CEC에 의한 이온교환과 표면 산소관능기에 의한 화학적 흡착에 기인한 것으로 판단된다.
Abstract
This study examines the synthesis of zeolite from bottom ash of thermal power plants andevaluates its effectiveness as a soil treatment for reducing the hazards associated with heavy metal contaminated soils. Zeolite synthesis was conducted using three different methods: the one-stepmethod, two-step method, and fusion method. The characteristics of the synthesized zeolites, alongwith their performance in batch adsorption experiments and soil cultivation tests with heavy metalcontaminated soil, were examined. According to the XRD analysis results, the zeolite synthesized bythe fusion method was confirmed to form Na-A type zeolite, which exists in relatively higherproportion compared to the quartz and mullite in bottom ash. The Fusion method exhibited the highestCEC and surface area due to the formation of greater amount of Na-A zeolite during the synthesisprocess compared to other synthesis methods. Soil cultivation experiments were conducted usingauthentic heavy metal(Cd, Cu, Pb, Zn) contaminated soil collected from the smelter site. Theperformance of reduction of heavy metal mobility and hazardous was evaluated through TCLP and1 M NH4NO3 extraction tests. According to the results of soil cultivation experiments, Fusion methodshowed the highest sterilization efficiency due the ion exchange by high CEC of Na-A zeolite andchemical adsorption by surface oxygen-containing functional groups.