오염토양 정화방법[물리화학적 처리]

- 동전기법은 저수투성 토양인 점토질 토양이나 실트에 효과적이며, 토양입자 표면의 전하가 음전하를 띠는 점토에 효율적이다. 또한 토양의 포화도와 무관하므로 포화하거나 불포화된 토양 모두에 적용되며, 무기오염물질과 유기오염물질 모두 제거가 가능하다.

 

- 동전기법의 단점으로는 물의 전기분해반응에 의해 전극에서 생성되는 양극의 산소와 음극의 수소가 전극을 둘러싸게 됨에 따라 전기전도도의 감소로 효율의 저하가 발생할 수 있으며, 염이나 2차 광물의 침전에 의해 효율이 저하된다. 또한 폭발성 수소가스나 염소가스 등의 발생으로 안전상 문제가 발생할 수 있다.

 

- 유리화 방법은 전기용융 방법으로, 오염토양을 전기흐름을 이용하여 고온(1600~2000도)에서 용융시켜 무기물질을 고정화하고 열분해에 의해 유기물질을 분해하는 방법이다. 지반이 본래 함유하고 있는 Si를 이용하여 유리고 화를 형성하며, 무기물을 고정하고 유기오염물질을 분해하는 기법이다. 

 

- 용매추출방법으로 추출용매는 트리에틸아민, 탄화수소, Kerosene(등유)을 이용한다. 용매로서 유기화학물질을 이용하며, 유기오염물질의 추출에는 적합하나, 무기물질이나 중금속의 추출은 부적합하다.

- 열가소성 고형화, 안정화 방법에서 플라스틱 물질으로는 아스팔트, 역청(Bitumen), 폴리에틸렌 등이 있다.

 

- 슬러리 월은 주변보다 낮은 수리전도도를 가진 슬러리를 이용하여 지중 트렌치에 채워 오염된 지하수를 상수원 또는 비오염 지하수와 단절시키는 방법으로 투수계수가 높은 지역에 유용하게 적용된다. 재료로는 주로 콘크리트나 벤토나이트가 이용된다.

 

- 그라우트 커튼은 액상물질을 지반이나 암반 내에 주입, 고화시키는 방법으로 지반의 강도를 증진시키고 지하수흐름을 감소시키는 역할을 한다. 일반적으로 슬러리 월보다 비용이 고가이고 벽체의 투수성이 크다. 

 

- 투수성 반응벽체, PRB; Permeable Reactive Barrier, Permeable Cutoff Walls는 오염된 지하수를 복원하기 위해 반응기질로 채워진 다공정의 지중벽체이다. 용존성의 오염물질은 주변 지하수 흐름에 의해 PRB로 이동되며 반응물질이 충전된 벽체를 통과하면서 처리된다. 즉, 지중의 반응존으로 오염물을 이동시키는 자연적인 지하수 흐름에 의존한다.

 

-> 반응물질로는 석회, 영가철, 제올라이트 활성탄, 미생물 등이 있으며 영가철 Fe0이 가장 많이 이용되고 있다.

-> 영가철은 2가 철로 산화되면서 염소계화합물의 탈염소반응을 일으킨다.

 

- 부분 반응벽 시스템은 안내벽체(Guide barrier)가 오염물질의 흐름을 반응벽체 방향으로 유도하는 방법이며, 가장 적합한 투수성 벽체 재료는 굴껍데기이다.

- 연속 반응벽 시스템은 오염물질의 흐름방향에 대하여 교차되도록 반응벽을 설치하는 방법이다.

- 영가철은 가장 대표적인 PRB 반응매체로 철을 포화하는 PRB의 장점은 지하수 내 Chlorinated Ethylene 화합물 농도를 대폭 낮출 수 있다는 특징이 있다.

 

- 압축공기파쇄추출법은 수리전도도가 불량하고 과잉 입말된 오염지반에 압축공기를 이용하여 인위적인 틈을 만드는 것으로 여타 지중정화기술 적용 시 오염물 처리 및 추출효율을 증대시키는 방법이다. 특정 오염물질에 적용하는 것이 아니라 In-situ 처리기술 적용 시 균열을 증가시켜 통기성을 증가시키기 위해 적용한다.

 

- Dehalogenation BCD: 탈할로겐화는 탄소-수소 고리를 분해하여 할로겐 방향족 오염물질을 처리하는 산화 환원반응을 이용한다. BCD 공정은 Biphenyl, 물에 녹지 않고 독성이 낮으며 끓는점이 낮은 Olefins, NaCl을 생성한다. 염소계 화합물질, 다이옥신, 퓨란물질을 오염된 토양에 적용하며, 오염토양을 분쇄 후 NaHCO3과 혼합하여 휘발을 가해 330도로 가열한다.

 

- Dehalogenation Glycolate: 탈할로겐화는 할로겐 방향족 물질을 탈염소화 반응을 시키기 위해 APEG를 이용하는 Full-scale 기술이다. Glycolate를 이용한 탈할로겐화 공정의 경우 잔류하는 APEG에 포함되어 있는 염소나 수산기는 오염물질을 수용성의 저독성 물질로 변화시킨다.

 

-> APEG의 가장 일반적인 시약은 KPEG이며, 할로겐 준휘발성 유기물질과 살충제로 오염된 토양에 적용한다. 

-> 부지가 넓은 오염토양에 대해서는 비경제적이며, 토양의 수분함량이 20% 이상인 경우 및 염소계 유기물질의 농도가 5% 이상인 경우 많은 시약이 필요하다.