폐금속광산 광미 및 주변 오염토양 세정에 관한 연구

이동호,박옥현 한국지하수토양환경학회 1999 지하수토양환경 Vol.4 No.2

토양세척 기법은 금속-리간드 착물형성을 촉진하여 오염토양으로부터 중금속을 제거하는 효과적인 방법으로 알려져 있다. 본 연구는 폐금속광산 광미와 그 후면 농경지토양의 중금속 오염도 저감에 대한 세척기랩의 적용효과를 검토하기 위해 수행되었다. 실험에 사용된 일부시료에서 구리와 납의 오염도는 토양오염 우려기준 및 대책기준을 초과하였으며 또 다른 시료에서는 카드뮴이 대책기준에 근접하는 오염도를 보였다. 토양시료에 단계적 추출법을 적용하여 실험한 결과에 따르면 광미와 주변토양시료에 존재하는 중금속의 절반 이상이 식물이용가능성 있는 흡착된 형태로 존재함이 밝혀졌다. 또한 단계석 추출법으로 조사한 몇 가지 형태의 중금속 농도와 0.1N HCI 용출실험에서 구한 농도 사이에는 비례관계가 성립하였다. 유기산별 세척능력 비친실험에서 구연산은 위의 세 가지 중금속 모두에 대하여 초산이나 옥살산에 비해 월등한 세척효율을 나타내었다. 그리고, 구연산을 사용하여 토양으로부터 중금속을 세척할 때 세척액의 pH를 5.5이하로 하면 보다 나은 세척효율을 얻을 수 있었다. 구연산 세척법을 이용한 중금속 세척시 효율은 세척액 농도, (세척액/토양)혼합비, 그리고 세척액의 초기 pH에 의존하여 달라졌다. 구연산에 SDS를 같이 투입하여 세척하면 세 가지 중금속 중에서 카드뮴의 세척효율이 가장 크게 개선되었으며 구리 제거율은 변화되지 않았다. 이상에서 알 수 있듯이 구연산 세척기법은 광미와 중금속 오염토양으로부터의 중금속 제거에 적용 가능한 정화방법임이 확인되었다. This study has been carried out to examine the feasibility of washing technique for reducing the heavy metal contamination level of tailing wastes and agricultural soil surrounding abandoned metal mines. Some organic acids with low molecular weight were used as washing solution. Initial contamination levels of copper and lead for some soil samples were found to exceed the standard levels of countermeasure and concern, and those of cadmium to approach the standard level of countermeasure. Experimental results using sequential extraction method revealed that more than half of copper and lead existing in tailing wastes are adsorbed forms available for plants. There are some proportional relationships between metal concentrations determined by using 0.1N HCI solution and those determined by sequential extractions. Citric acid was turned out to be superior to oxalic acid and acetic acid with low molecular weight in washing above three metals. When citric acid is used for washing heavy metals from soil, it is desirable to operate at pH less than 5.5 for better washing effect. Metal removal effect by citric acid solution has been proved to depend upon solution concentration and the mass ratio of solution to soil. Addition of SDS(Sodium Dodecyl Sulfate) to citric acid improved the washing effect of cadmium among three metal most significantly. while copper removal did not change. Washing technique using citric acid for removal of heavy metals from agricultural soil or tailing wastes is recognized to be an effective remediation method.

토양 세척법과 석회를 첨가한 토양 안정화 공법을 이용한 폐광산 주변 비소 오염 토양 및 하천 퇴적토 복원

이민희,이정산,차종철,최정찬,이정민 대한자원환경지질학회 2004 자원환경지질 Vol.37 No.1

비소로 오염된 고로폐광산 주변 농경지 토양과 하천 퇴적토에 대하여, 토양 정밀조사를 통하여 규명된 오염 면적과 오염 지도를 바탕으로 복원 공정 설계를 실시하였다. 실내 실험을 통하여 오염 농경지 토양에 대하여는 석회를 첨가한 토양 안정화 공법의 처리 효율을 검증하였으며, 오염 하천 퇴적토에 대하여는 토양 세척법의 처리 효율을 규명하였다. 비수몰지역의 오염 농경지 토양의 복원 효율을 규명하기 위하여, 비소 농도가 다른 폐광산 주변 농경지 오염 토양 4종류에 대하여 비소 용출률 배치 실험을 실시한 결과, 석회를 혼합한 토양의 비소 용출이 오염 토양을 그대로 이용한 경우보다 평균 5배 이하로 감소하였다. 댐 건설 후 수몰되는 지역에서 저수지 바닥으로부터 저수지 수계로 용출되어지는 비소의 용출률을 예측하고, 석회를 첨가한 복토를 실시한 경우 저수지 바닥에서 용출되는 비소의 용출률 감소를 규명하기 위하여 아크릴 칼럼(지름 18.9cm, 높이 30cm)을 이용하여 저수지 바닥에서의 비소 용출 모의 실험하였다. 실험 결과 복토를 실시하지 않은 오염 토양에서의 비소 용출률은 연간 약 3.05∼3.89%를 나타내었으며, 석회 1%를 혼합하여 복토한 경우 저수지 바닥으로부터 비소 용출률은 연간 0.11∼0.05%를 나타내어 석회를 혼합한 복토처리 시 저수지 바닥에서 수계로의 비소 용출은 약 40배 이상 감소 할 수 있는 것으로 나타나, 수몰된 농경지 복원에 매우 적절한 방법으로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다. 토양 세척법을 이용하여 하천 퇴적토를 복원하는 경우, 세척 효율을 규명하기 위하여 하천 퇴적토 3종류에 대하여 초산, 구연산, 염산 각 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1.0N 수용액과 증류수에 대하여 각각 토양 세척 효율 배치 실험을 실시하였다. 실험 결과 염산과 구연산 용액으로 세척하는 경우 0.05 N에서 한 시료를 제외하고는 비소에 대하여 99.9% 이상의 제거 효과를 나타내었다. 결론적으로 비소로 오염된 하천 퇴적토는 적절한 세정용액을 이용한 세척과정에 의해서 충분히 제거 될 수 있는 것으로 나타나, 기존 오염 퇴적토 내 비소의 90% 이상을 효과적으로 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 오염 지도에 근거하여 산출된 복원 물량에 대하여 토양세척법을 이용하는 경우 복원 비용을 산출하였으며, 이와 같은 자료는 고로폐광산 주변 오염 토양에 대한 실제 복원 공정의 설계에 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. Removal efficiencies of soil washing and soil improvement processes to remediate farmland soils and stream deposits around Goro abandoned mine were investigated with batch and column experiments. For As-contaminated farm-land soils around Goro mine, batch tests to quantify As extraction rate from contaminated soils and lime treated contaminated soils were performed. The contaminated soil mixed with lime decreased As extraction rate less than one fourth, suggesting that the soil improvement method mixed with lime dramatically decrease As extraction rate. A storage dam will be constructed in the lower part of the main stream connected to Goro abandoned mine and the amount of As extracted from the bottom soils of reservoir could be the main source to contaminate water of reservoir. The decrease of As extraction amount from the bottom in reservoir, caused by the application of the soil improvement method was investigated from the physically simulated column experiment and results showed that As extraction rate decreased to one forty when 1% lime mixed soil improvement was applied to contaminated soils. For contaminated stream deposits connected Goro mine, the removal efficiency of the soil washing method was investigated with batch experiments. Hydrochloric acid, citric acid, acetic acid and distilled water were used as soil washing solution and 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1.0 N of washing solution were applied to extract As. When washing with 0.05 N of hydrochloric acid or citric acid, more than 99.9% of As was removed from stream deposits, suggesting that As contaminated stream deposits around Goro mine be successfully remediated with the soil washing process. Total volumes of contaminated soils and deposits needed for remediation were calculated based on three different reme-diation target concentrations and the operation cost of soil washing for calculated soil volumes was estimated. Results from this research could be directly used to make a comprehensive countermeasure to remediate contaminated area around Goro mine and also many contaminated areas similar to this research area.

비소로 오염된 토양에 대한 토양세척기법의 적용성 연구

황정성,최상일,장민,Hwang, Jung-Sung,Choi, Sang-Il,Jang, Min 한국지하수토양환경학회 2004 지하수토양환경 Vol.9 No.1

비소로 오염된 토양에 대해 토양세척기법을 적용하기 위한 최적의 운전조건을 도출하고자 실험을 수행하였다. 대상시료는 강원도 N광산의 광미와 경상북도 K광산 하류의 밭 토양과 하천퇴적 토양을 선정하였다. 연속추출법 실험 결과, 비소의 총함량은 21,028$\pm$190(광미), 443$\pm$7(밭 토양), 37$\pm$3(하천퇴적 토양)mg/kg으로 존재하였으며, 결합력이 약하고 쉽게 용출 가능한 비소의 농도는 최초 4단계 연속추출에 의한 총량으로 2,284$\pm$100[광미(10.9%)], 151$\pm$5[밭 토양(34.0%)], 15$\pm$3[하천퇴적 토양(39.5%)]mg/kg으로 나타났다. 수산화나트륨을 이용한 시간에 따른 용출 실험 결과, 3가지 토양 모두 적용농도(50, 100 mM)에서 6시간 이후부터 90%이상의 비소 용출 효율을 보였으며, 세척제의 최적농도는 모든 경우에 대해 200 mM이었고 진탕비는 각각 1:10(광미)과 1:5(밭 토양, 하천퇴적 토양)가 최적 조건이었다. 수산화나트륨에 의한 연속 토양세척 실험 결과, 하천퇴적 토양과 밭 토양은 연속 토양세척에 의해 세척된 토양 내의 잔존 비소 농도가 감소함을 알 수 있었으나, 광미의 경우는 거의 큰 변화가 없었다. Several tests were conducted to optimize design parameters of soil washing technique for arsenic contaminated tailings and soils. Arsenic contaminated tailings and soils have been sampled from the N nine, Kwangwondo and the K mine, Kyungsangbukdo, respectively. According to the result of sequential extraction procedure, total arsenic concentrations were 21,028 $\pm$ 190, 443$\pm$7, and 37$\pm$3 mg/kg, for mine tailings, dry field, and river sedimentary soil, respectively. The subtotal of weakly bonded and easily releasable arsenic concentrations which were 2,284$\pm$100 (10.9%), 151$\pm$5 (34.0%), 15$\pm$3 (39.5%)mg/kg for mine tailings, dry field, and river sedimentary soil, respectively. Kinetics of arsenic extraction using NaOH showed that arsenic was extracted more than 90% after 6 hours for all samples. The optimized concentration of NaOH were 200 mM for all samples while the optimized dilution ratio were different to have 1:10 (mine tailings) and 1:5 (dry field, river sedimentary soil), respectively. Results of sequential soil washing tests using NaOH showed that arsenic concentrations obtained by Korean Standard Test Procedure were decreased to meet the regulation for both river sedimentary soil and dry field while they were not decreased largely for mine tailings, even though NaOH had much higher efficiencies of arsenic extraction than other extractants.

토양세척폐액 부피감소를 위한 재생방법 연구

김계남,원휘준,오원진 한국지하수토양환경학회 2003 지하수토양환경 Vol.8 No.1

The sorption experiment of cobalt was performed after the TRIGA soil was intentionally contaminated with cobalt was found that the sorption equilibrium coeficiency of soil decontamination was high when the ratio of soil mass to the volume of citric acid becomes 1:5 The TRIGA soil contaminated with 0.01 M, 0.001 M, and 0.0001 M of cobalt solution were decontaiminated with 0.01 M citric acid. The cobalt concentrtion in the wastewater were measured to be correspondingly 36.0, 14.0, 1.5 ppm. The results of wastewater recycling experiment by chemical precipitation method revealed that corresponding cobalt removal efficiency were 97% 88%. It was shown that the removal efficiency decreases as the cobalt concentration in the wastewater decreases. During the decontamination experiment, a lot of NaOH had to be added, and the volume of final solid waste reached almost 10% of that of the contaminated soil. The result of wastewater recyling experiment by ion exchange resin meted rethod revealed that to more the strong acid resins are used, the higher the cobalt removal efficiency becomes and the cobalt removal efficiency becomes and the lower the pH of recycling wastewater become. In order to obtain more than 95% removal efficiency, more than 0.625 g of strong acid resin was necessary in each of 3 experiments. There was an unexpected problem that a lot of strong acid resin waste was produced which amounts to 9.2% (volume) of the contaminated soil. TRIGA원자로 주변 토양을 인공적으로 오염시킬 때, 오염용액 내의 코발트농도가 작아짐에 따라 코발트의 흡착평형 계수는 증가했고, 이 오염토양 질량 대 Citrc acid용액 부피 비율률 1:5로 하였을 때 토양제염효율이 높았다. 0.01M, 0.01M, 0.0001M코발트용액으로 오염된 TRIGA토양을 0.01M Citric acid로 Washing한 후의 토양세척액의 코발트 농도는 각각 136.0, 14.0, 1.5 ppm이었다. 화학침전법에 의해 토양세척폐액 내의 코발트농도가 낮아질수록 제거율은 저하했다. 그러나 다량의 NaOH가 첨가되어야 하고 최종침전폐기물의 부피가 오염토양부피의 약 10%정도나 되었다. 이온교환수지법에 의한 재생실험결과 강산성수지를 많이 넣을수록 코발트제염 효율은 증가했고 pH는 감소했다. 코발트농도가 다른 세 종류의 토양세척폐액에 강산성수지를 넣고 흡착실험을 한 결과 일정한 코발트 제거효율을 얻기 위해 필요한 강산성수지의 질량은 모두 거의 일정했다. 즉, 95%이상의 제거효율을 얻기 위해 0.625 g 이상의 강산성수지가 필요했다. 한편, 토양부피의 약9.2%의 다량의 강산성수지 폐기물이 발생하는 것이 문제점이다.

상동광산 주변지역 오염토양의 특성 및 정화기술

정문영,김상효,안용현,이영재,이충현,김종원,전철수 한국자원공학회 2015 한국자원공학회지 Vol.52 No.1

Soils in the site A around Sang-dong mine were identified as sand loam based on our analysis. Thesesoils dominantly contain fine and coarse particles which are inappropriate for soil washing and flotation. Anaverage concentration of arsenic in the soil is about 200 mg/kg. Wenzel’s sequestration method was used tocharacterize the type of arsenic in the soil. 60~70% arsenic exists as a form removable by washing in the 1st,2nd, and 3rd steps, while 4th and 5th steps contain 30~40% of arsenic which is proper to be sequestrated byreverse flotation. In our soil remediation tests for the actual soil from the site A(around Sang-dong mine), 75%removal efficiency of arsenic was obtained by a washing method and 35% by a reverse flotation method. Thecombination of soil washing and flotation methods based on the characteristics of the soil and the forms of arsenicwas able to remove arsenic to less than the regulated concentration. Thus, our results suggest that characteristicsof a soil and the form of toxicants are important factors to choose remediation technologies in fields. 상동광산 주변 A지역의 토성분석 결과, sandy loam 토양으로 분류되었다. 즉, A지역의 원토양은 토양세척에 적합하지 않은 미립자와 부유선별에 적합하지 않은 조립자가 다량 존재하고 있다. A지역 원토양의 비소농도는 약 200 mg/kg이었다. 그리고 토양에 존재하는 비소의 존재형태를 Wenzel의 연속추출법으로 분석한 결과,입도군에 따라 약간의 차이는 있으나 토양세척으로 제거 가능한 존재형태인 1, 2, 3단계의 비소는 60~70%그리고 선별법으로 제거 가능한 존재형태인 4, 5 단계의 비소는 30~40% 임을 알 수 있었다. 실제 토양정화실험결과, 역부선법으로 35% 정도의 비소 제거효율 그리고 토양세척법으로 75% 정도의 비소 제거효율을 얻어냈다. 따라서 토양세척 및 역부선을 병행하여 수행할 경우 A지역의 비소오염토양을 1지역 토양오염 우려기준 이하로정화시킬 수 있다고 판단된다. 따라서 본 연구를 통해 토양의 특성과 오염의 존재형태를 파악하는 것이 현장에서의 오염토양 정화기술을 선택하는 중요한 조건임을 제시하는 바이다.

대봉광산 주변지역 오염토양의 특성 및 정화기술

박제현,박주현,양수찬,김장남,유승호,정문영 한국자원공학회 2017 한국자원공학회지 Vol.54 No.6

대봉광산 주변 A지역의 토양에 대한 입도분포도 및 중금속 함량분석 결과, 토양입자가 미립일수록 중금속 함량이 증가하여 비소와 납은 1지역 토양오염 우려기준을 초과하고 있다. 특히, 150 µm 이하의 입도군 (무게분율 40%)에 비소와 납이 농집되어 있었다. 연속추출법으로 파악한 비소와 납의 존재형태 가운데, 토양세척으로 추출 제 거하기 어려운 잔류형태는 각각 50%와 20% 정도이었다. XRD분석을 통해 비소가 포함된 라벤듈란(NaCaCu5(AsO4)4 Cl · 5H2O), 납이 포함된 라나카이트(Pb2(SO4)O) 그리고 납과 비소가 포함된 기터마나이트 (Pb3As2S6)의 광물이 확인 되었다. 150 µm 이하 토양(As함량 50 mg/kg, Pb함량 698 mg/kg)에 대한 정화실험 결과, 비소와 납의 제거율은 토양세 척만으로는 각각 23%와 50% 그리고 역부선만으로는 각각 38%와 43%이었다. 그러나 토양세척 후 역부선에 의한 누 적 비소 제거율은 최대 56% 그리고 누적 납 제거율은 최대 75%이었다. 따라서 역부선과 토양세척을 병행하여 수행할 경우 대봉광산 주변지역의 중금속 오염토양을 1지역 우려기준 이하로 정화시킬 수 있었다. As soil particle in the vicinity of Daebong mine became finer, concentration of heavy metals increased, especially arsenic(As) and lead(Pb) excelling worrisome level of 1st area in Korea. As and Pb were concentrated in less than 150 µm of particle size. Among metal compounds found by sequential extraction, the residual phase of As and Pb were about 50% and 20%, respectively. The minerals (lavendulan containing As, lanarkite containing Pb and guitermanite containing As and Pb) were identified though XRD. As a result of (-150 µm) soil purification experiments, the removal efficiency of As and Pb only using soil washing were 23% and 50%, respectively. The removal efficiency of As and Pb only by reverse flotation were 38% and 43%, each. However, when soil washing after reverse flotation, the cumulative removal efficiency of As and Pb were maximum 56% and 75%, respectively. Thus, in the combination of reverse flotation and soil washing, soil contaminated with metals could be remediated to meet the worrisome level of 1st area.

Saliency Map 생성을 위한 건물의 Model Key Point 추출: SalGAN을 중심으로

박윤배(Park, Yoon Bae),이대건(Lee, Dae Geon),이동천(Lee, Dong-Cheon) 한국측량학회 2019 한국측량학회 학술대회자료집 Vol.2019 No.4

다양한 데이터를 사용하는 건물 3D 모델링 방법들이 있으며, 객체의 형상을 묘사하기 위한 특징점(MKP: Model Key Point)은 모델링에 중요한 요소이다. 최근에는 사람이 관심을 가지고 중점적으로 주시한 지점을 영상화한 saliency map을 딥러닝(DL)에 이용하여 객체인식 분야에 활용하고 있다. DL을 이용하여 영상으로부터 saliency map을 생성하는 DL 모델인 SalGAN에 대한 연구는 실시간으로 움직이는 객체나 사람의 거동을 예측하는 saliency prediction을 위해 수행되고 있다. 본 논문에서는 건물 모델링에 필요한 MKP 추출을 DL 기법으로 수행할 경우, DL 모델의 학습에 필요한 saliency map label 데이터를 생성하는 방법을 제안하였다. 이를 위해 수치지도 ver. 2.0과 3D 건물도화 데이터를 사용하였다.

Verification of Pilot Scale Soil Washing Equipment on Nuclear Power Plant Soil

Jung-kwon Son,Ki-doo Kang,Hak-soo Kim,Kyoung-rock Park,Kyoung-doek Kim 한국방사성폐기물학회 2004 방사성폐기물학회지 Vol.2 No.4

원전의 정상운전이나 해체시 발생될 수 있는 토양의 제염을 위한 토양제염장치를 개발하였으며 실증 실험을 수행하였다. 제염장치를 이용한 제염실험을 종합해본 결과 제염조건에 큰 상관없이 이상의 제염율을 얻을 수 있었다. 방사능 준위 및 토양입도에 의한 실험결과를 보면 낮은 방사능 농도 및 고입도의 제염율이 다소 높음을 알 수 있었다. 제염용액과 토양질량의 비에 따른 제염율은 제염제 부피를 두배로 높였을 경우 방사능 농도가 높은 경우에 큰 것으로 나타났다. 반복 제염은 의 다소 작은 입자에 더욱 효과적으로, 제염이 어려운 작은 입자의 반복제염시 방사능 저감 효과가 비교적 크게 나타났다. 본 오염토양 제염장치를 활용하면 원전에서 발생되는 오염토양의 방사능 농도를 줄일 뿐 아니라 처분양을 줄여 저장공간의 확보에 기여할 뿐만 아니라 향후 원전의 해체시에도 유용하게 활용될 수 있으리라 생각된다. Soil washing equipment was developed for decontamination of radioactively contaminated soil generated during normal operation or decommissioning and verification experiments were performed. Decontamination effciency above was achieved. In case of low radiation level and large particle size, decontamination efficiency was higher. According to the ratio of volume of water to soil quantity, decontamination efficiency was higher in case of high radiation level. Re-decontamination using decontaminated soil was effective in case of small particles. Using soil washing equipment, radioactivity of contaminated soil generated in nuclear power plant can be decreased and volume of soil for disposal can be decreased. And this equipment can be used in decommissioning.

토양세척기법을 이용한 중금속 오염토양 처리에서 중금속 추출특성

황선숙(Seon Suk Hwang),이노섭(Noh Sup Lee),남궁완(Wan Namkoong) 大韓環境工學會 2005 대한환경공학회지 Vol.27 No.10