유해폐기물 분류와 처리, 토양화학에 대하여

환경보건[유해폐기물 분류와 처리] - (2)


* 유해폐기물의 특성



-> 인화점이 60도 이하인 액체

-> pH 2 이하 또는 12.5 이상인 액체 / 55도에서 철을 1년 동안에 6.35mm 이상 부식시킬 수 있는 액체



- 난분해성 유기물: 농약, PCB, PAHs, dioxin, 고도로 염소화된 탄화수소



- 활성탄 흡착에 용이: 할로겐화 유기물, PCB, 프탈레이트, PAHs, 살충제, 페놀 등



- 용매추출에 이용되는 용매는 비극성이어야 하며, 폐기물의 특성은 높은 분배계수를 가지며, 회수성이 높으며, 낮은 끓는점을 갖고, 물에 대한 용해도가 낮고, 밀도가 물과 달라야 한다.



- 포틀랜드 시멘트(시멘트 기초법)는 CaO, SiO2가 주성분으로 중금속 이온들이 수산화물이나 탄산염으로 침전된다. 중금속과 방사능 물질의 제거에 이용할 수 있다.



- 석회기초법은 콘크리트와 같은 고형물을 얻기 위해서 석회와 함께 미세한 포졸란(활성 실리카, 즉 SiO2, 규소를 함유한 미분상태의 물질로서 시멘트의 원료가 됨) 물질을 폐기물과 섞는 방법이다.

-> 포졸란 물질은 fly ash, clay, 화산재, slag, cement-kiln dust 등이 있다. 따라서 이 방법은 동시에 두 폐기물을 처리할 수 있는 처리공정이다. 석회를 기초로 하고 포졸란물질과 함께 섞어서 시멘트 기초법과 같은 효과를 얻는 공정이므로 석회기초법 또는 포졸란법 이라고도 한다.



- 열가소성 플라스틱법은 방사능폐기물의 처분에 사용되기도 하며, paraffin, bitumen, polyethylene과 같은 열가소성 유기물질이 사용된다.



- 자가시멘트법은 배연 탈황 시 발생된 슬러지(FGD, fuel gas desulfurization sludge) 처리에 많이 쓰인다. FGD 슬러지는 많은 양의 CaSO4와 CaSO3을 포함한다. 이러한 폐기물이 스스로 고형화 되는 성질을 이용한 것으로 슬러지의 일부를 생석회화한 후 소량의 첨가물을 넣어 고형화 하는 방법이다.



* 토양화학 일부 정리


- 유기층 - 용탈층- 집적층(풍화 활발) - 모재층 - 암반층

- 무기교질 물질로는 여러 가지 점토 광물이 있고 유기교질 물질로는 부식질이 있다.

- Si 4면체와 Al 8면체가 교대로 한 층씩 겹쳐서 이루어진 1:1형 광물(kaolinite, halloysite, dickite, anauxite, 사문석)

- Al 8면체를 Si 4면체가 양쪽에서 샌드위치처럼 싸서 3층 구초를 이룬 2:1형 광물(montmorillonite, illite, vermiculite, smectite 등)이 있다.

- 점토 광물에서 4면체 또는 8면체의 결정의 모양은 크게 변하지 않고, 그 중심이온이 크기가 비슷한 다른 양이온과 치환되는 것을 동형치환이라고 한다.(토양의 영구적 음전하의 생성원인)

- 2:2형 광물로는 chlorite 가 있다. montmorillonite는 CEC가 80~100 정도로 아주 크다.



* 토양 유기물 - 생체량(biomass), 생물의 사체(detritus), 부식토(humus)
- 토양 유기물은 중량으로 0.5~5% 정도의 비율로 광물 표면에 존재하고 있다.



- 부식토(Humus)는 분해가 용이한 탄수화물, 지방, 단백질로 구성된 비부식질과, 리그닌과 같이 분해가 용이하지 않은 물질인 부식질(humic)로 나눌 수 있다.

-> 부식토는 생물체의 분해로 생겨난 복잡한 구조의 토양유기물이며, 검은색을 띤다. 분해가 잘 안 되며 콜로이드성을 나타내므로 전하를 띈 표면에 물, 이온, 점토 등을 끌어당기는데 점토보다 물이나 양분 함유능력이 더 우수하다.

- humic substance의 분해

-> humin(산, 알칼리 비용해성 유기물), humic acid(알칼리 용해성- 산성물질), fulvic acid(산, 알칼리 용해성)



- 토양수분장력은 토양입자와 물분자 사이에 작용하는 흡착력과 응집력으로 이 힘에 맞먹는 압력을 가지는 물기둥의 높이(cm)의 대수값인 pF로 표시한다.  --> pF= log H(H: 물기둥의 높이)

- 결합수(pF 7 이상, 가열해도 분리되지 않으며, 식물이 직접 이용할 수 없다.) - 흡습수(pH 4.5~7로 가열하면 제거 가능하며, 식물이 직접 이용할 수 없다.) - 모세관수(pF 2.54~4.5로 표면장력과 중력이 평형을 유지하며, 식물에 이용되는 수분으로 유효수분이라고도 한다.) - 중력수(pF 2.54 이하, 밑으로 가라앉아 식물이 이용하기 어렵다.)



- 토양공기는 상대습도가 높고 이산화탄소의 함량이 높으며, 산소함량은 낮다. 장소에 따라 조성이 불균일하다.