유기물분해에 따른 유류ㆍ중금속 복합오염토양내 비소화학종 변화의 기초연구

• 영문명: Preliminary Study on Arsenic Speciation Changes Induced by Biodegradation of Organic Pollutants in the Soil Contaminated with Mixed Wastes
• 발행기관: 대한자원환경지질학회
• 저자명: 이상훈(Sanghoon Lee) 천찬란(Challan Chun) 심지애(Jiae Shim)
• 간행물 정보: 『자원환경지질』36권 5호, 349~356쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 자연과학 > 지질학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2003.10.30

국문 초록

최근 산업활동의 종류가 점차 잡해지면서 오염물질의 종류도 많아지고 있으며 오염물질의 성상도 점차 복합화하 고있다. 이런 경향은 과거 단일 물질에 의한 오염에서 점차 유기물과 중금속이 동시에 오염되는 것과 같은 혼합오 염형태가 증가하고 있는데서 인지된다. 본 연구는 유류와 중금속이 동시에 오염된 지역에서 유류분해에 따른 혐기성 환경전환이 비소의 농도와 화학종에 어떤 영향을 미치며 그 결과가 위해성과 정화작용에 어떤 영향을 미치는지를 확 인하고자 하였다. 충적대수층에서 채취한 사질토양을 tetradecane 으로 오염시킨 후 As(III)과 As(V)를각각 1:1, As(III)로만 그리고 As(V)로만 등으로 혼합비율을 달리하여 오염시킨 후 마이크로코즘을 제작하여 혐기성 반응기안에 방치, 60 일간 운전하였다. 매 10 일마다 마이크로코즘을 개방하여 유기물, As(III)및 As(V)의농도그리고 Fe, Mn 의 농도변화를 측정하였다. 전체 As 농도에 대한 As(III)의비율, As(III) 자체의 농도 변화 그리고 유기물 분해경향 등을 바탕으로 유기물분해에 따라 As(III)의 증가에 영향을 미치는 것이 확인되었다. Fe, Mn의 환원에 따른 As의 산화와 유기물 분해에 따른 환원이 서로 상충할 수 있으며 실제 분해 단계에 따라 어느 한쪽의 작용이 우세해지는 것으로 판단된다. 즉, Fe,Mn의 환원은 유기물의 분해에 의해 억제되었으며 유기물 분해가 상당히 진행 된 이후 Fe, Mn 의 혐기성 용출이 일어나는 것으로 생각된다. 본 연구 결과는 혼합오염지역 경우 유기물분해는 비소종 화학형태에 영향을 미칠 것으로 예상되며 만약 As(III)비율이 증가할 경우 비소종의 위해성은 증가하게 될 것으로 판단되며 점 차 증가하고 있는 혼합오염물 지역에 대한 정량적 위해성 평가가 요구된다.

영문 초록

As industrial activities are growing, pollutants found in the contaminated land are getting diverse. Some contami-nated areas are subject to mixed wastes containing both organic and inorganic wastes such as hydrocarbon and heavy metals. This study concerns with the influence of the degradation of organic pollutants on the coexisting heavy metals, expecially for As. As mainly exists as two different oxidation state; As(III) and As(V) and the con-version between the two chemical forms may be induced by organic degradation in the soil contaminated by mixed wastes. We operated microcosm in an anaerobic chamber for 60 days, using sandy loam. The soils in the micro-cosm are artificially contaminated both by tetradecane and As, with different combination of As(III) and As(V); As(III):As(V) 1:1, As(III) only and As(V) only. Although not systematic, ratio of As(III)/As(Total) increase slightly at the later stage of experiment. Considering complicated geochemical reactions involving oxidation/reduction of organic materials, Mn/Fe oxides and As, the findings in the study seem to indicate the degradation of the organics is connected with the As speciation. That is to say, the As(V) can be reduced to As(III) either by direct or indirect influence induced by the organic degradation. Although Fe and Mn are good oxidising agent for the oxidation of As(III) to As(V), organic degradation may have suppressed reductive dissolution of the Fe and Mn oxides, causing the organic pollutants to retard the oxidation of As(III) to As(V) until the organic degradation ceases. The possible influence of organic degradation on the As speciation implies that the As in mixed wastes may be have elevated toxicity and mobility by partial conversion from As(V) to As(III).

키워드

비소화학종 생물정화 혼합오염물 혐기성환경 산화환원 전위변화 arsenic speciation bioremediation mixed wastes anaerobic condition redox changes