KR100228993B1 - 오염 토양의 정화방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 혐기 조건하에서 미생물에 의한 사염화에틸렌, 질산염 또는 아질산염과 같은 오염물질의 분해가, 이차 오염의 어떠한 위험도 없이, 실리콘(Silicon:규소)을 오염 토양에 첨가하므로서 유도 또는 촉진되는 것을 특징으로 하는 혐기 조건하에서 미생물을 이용하는 오염 토양의 정화방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 혐기 조건하에서 미생물에 의한 오염물질의 분해반응을 이용하여 토양중의 오염물질을 분해하는 것을 특징으로 하는 오염토양의 정화방법에 관한 것이다.
종래, 오염토양의 정화방법으로는, 오염물질을 감압하에 토양으로 부터 흡인시켜 추출하는 진공 추출법; 오염토양을 파낸 다음 오염물질을 태우기 위한 소각 설치에서 연소시키는 온-사이트 (on-site) 또는 오프-사이트 (off-site) 방법; 오염물질을 가열에 의해 오염 토양으로 부터 방출시키는 열탈착법; 토양으로 부터 오염물질을 물 또는 기타 용매로 침출시키는 토양세정법 등이 제안되어 왔다.
그러나, 물리화학적 수단에 의한 오염토양으로 부터 유해물질 (즉, 오염물질) 의 분리 방법은 토양으로 부터 오염물질을 분리하는 시설 또는 장치가 필수적이고, 또한 상기 분리된 오염물질을 무해화하기 위한 시설 또는 장치는 설비의 설치, 뿐 아니라 그의 가동 및 유지관리를 위해 상당한 비용을 필요로 한다는 문제를 나타내는 경향이 있다. 그리고 더우기, 상기 물리화학적 제거방법은 고농도로 오염된 토양에 유효하지만, 저농도로 오염된 토양에 대해서는 제거 효율이 낮은 문제를 갖는다.
상기의 관점에서, 오염물질을 분해할 수 있는 미생물을 이용하는 방법, 다시 말해, 바이오리메디에이션이, 비교적 저농도로 오염된 토양에 적용 가능한 정화방법으로서 비용 및 기타면에 있어서 효과적인 것으로 기대된다.
염화 유기 화합물은 환경 파괴 및 다른 면에 있어서 그의 제거를 위해 강력하게 고려되는 오염물질이다.
현재, 염화 유기 화합물에 의한 토양 오염의 성분으로서, 혐기성 조건하에서만 토양 미생물에 의한 분해에 수용가능한 물질로, 예를 들어, 사염화에틸렌, 사염화탄소 등이 공지되어 있다. 그러므로, 상기 화합물의 분해 제거를 위해 토양중에 호기성 미생물의 작용을 기대하는, 메탄 및 산소를 토양으로 주입하는 방법은 기대될 수 없다.
한편, 유기물을 토양으로 첨가하므로서 토양을 혐기상태화한 후 혐기 조건하에서 혐기성 미생물의 작용에 의해 오염물질을 분해하는 방법은 유기물을 토양중으로 충분하게 공급하는 것을 필요로 한다.
보다 구체적으로, 첨가된 유기물의 양이 불충분하다면, 무해 물질로의 분해가 충분하게 수행될 수 없고, 분해중에 형성된 중간 대사물의 축적으로 인한 오염의 위험이 있다.
과잉인 경우에는, 토양에 첨가된 유기물이 지하수중에 용해되고, 이는 새로운 오염원을 발생시킬 위험이 있다.
상기 환경으로 부터 명백한 바와 같이, 비용, 분해 효율 및 그의 안전성에 관해서 바이오리메디에이션의 보다 실용적인 방법이 요망되고 있다.
도 1 은 실리콘 슬러지(silicon sludge)를 바이알에 위치시킨 토양중에 첨가하는 경우 사염화에틸렌에 대한 분해 효과를 나타내는 그래프이다.
도 2 는 실리콘 슬러지를 용기에 함유된 토양에 첨가하는 경우 염화 유기 화합물에 대한 분해 효과를 나타내는 그래프이다.
도 3 은 실리콘 슬러지 및 탄산칼슘을 용기중에 함유된 토양에 첨가하는 경우 염화 유기 화합물에 대한 분해 효과를 나타내는 그래프이다.
도 4 는 용기중에 함유된 토양중 염화 유기 화합물의 분해를 나타내는 그래프이다.
도 5 는 실리콘 슬러지의 첨가에 의한 질산염 및 아질산염의 제거효과를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 일차적인 목적은 혐기 조건하에서 미생물에 의한 토양중 오염물질의 분해를 보다 효과적으로 유도 또는 촉진할 수 있고, 첨가된 물질에 의한 더 이상의 오염없이, 상기 선행 기술에서 당면한 문제 및 위험을 해결할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
특히, 오염물질로서 염화 유기 화합물을 함유하는 토양을 정화시키기 위한 효과적인 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
따라서, 본 발명은 혐기 조건하에서 오염물질에 대한 미생물의 분해 작용을 유도 또는 촉진하는 물질로서 실리콘을 이용하는 것을 특징으로 하는 토양의 정화방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 오염 토양의 정화 방법은 혐기 조건하에서 미생물에 의해 상기 토양중 오염 물질을 분해시키는 오염 토양의 정화 방법을 나타내는 것으로, 실리콘(Silicon: 규소)이 상기 오염 토양에 주입되고, 미생물에 의한 오염물질의 상기 분해가 혐기 조건하에서 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염을 실리콘과 함께 첨가하여 실리콘으로 부터 수소분자의 발생을 촉진하거나, 또는 무기 탄산염을 실리콘과 함께 첨가하여 중금속의 영향을 감소시킬 수 있으므로, 기질로서 수소분자, 또는 수소분자 및 탄산을 사용하는 미생물에 의한 탈염화 반응 또는 기질로서 수소분자를 사용하는 미생물에 의한 탈질소화 반응이 촉진되어 거의 완전한 분해를 달성한다.
본 발명에 따라서 오염 토양으로 공급된 실리콘은 토양중 실리콘이 공급되는 영역을 혐기화시키므로서 혐기 조건하에서 미생물에 의한 오염물질의 분해를 유도 또는 촉진시킬 수 있다.
상기와 더불어, 미생물의 분해 작용은 실리콘으로 부터 발생하는 수소분자의 존재에 의해서 향상될 수 있고, 실리콘은 혐기 상태 형성을 위한 단순 제제일 뿐 아니라 미생물의 분해 작용을 증진시키는 제제의 작용을 나타낼 수 있으므로, 상승효과가 달성될 수 있다.
또한, 실리콘 또는 그로 부터 생성된 수소분자는 토양중에 잔존하거나 축적된다해도 독성이 없으며, 실리콘의 산화에 의해 형성된 실리콘 디옥시드의 독성에 대해서는 어떠한 보고도 된 바 없다.
이어서, 본 발명은 이차 오염의 어떠한 위험도 없는 토양의 정화 방법을 제공한다.
본 발명은 하기 나타낸 바에서 보다 더 상세하게 설명될 것이다.
본 발명에서 사용될 수 있는 실리콘은 각종 형태로 사용될 수 있고, 토양으로의 적용 방법에 있어서 분산효능 또는 조작성을 고려하여 입자 또는 미세 입자의 형태가 바람직하다.
실리콘 입자가 사용되는 경우, 입자 직경이 예를 들어, 0.01 μm ∼ 10 μm, 및 바람직하게는 상한 3 μm 및 하한 0.05 μm 인 입자가 이용될 수 있다. 토양에 공급되는 실리콘의 양은 목적하는 분해 효과를 달성하는 양이 되도록 임의 선택되고 결정될 수 있다.
반면, 토양 입자간의 모세 현상을 이용하는 침투 효율을 고려하여, 적당한 액체 매질중 미립상 실리콘을 현탁시키므로서 형성되는 현탁액을 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 미립상 실리콘 현탁액으로서, 반도체 산업으로 부터 공업용 폐기물로서 배출되는 실리콘 슬러지상을 들 수 있다.
슬러지중 미립상 실리콘의 함량은 토양에 공급되는 목적량의 실리콘을 제공하기 위해서 임의 결정되고 조정될 수 있다.
토양으로 실리콘을 도입하기 위해서, 실리콘을 토양 표면에 분무하므로서 토양과 혼합시키는 방법; 토양을 파낸 다음 실리콘을 파낸 토양과 혼합시키는 방법; 실리콘 현탁액을 스프레드하는 방법; 주입 개구부가 있는 주입 파이프를 지하에 묻고, 필요에 따라서, 펌프로 주입 압력을 가하므로서, 실리콘 현탁액을 주입 개구부를 통해 공급시키는 방법 등이 언급될 수 있다.
또한, 오염 토양을 파낸 다음 적합한 용기에 위치시키는 방법은 용기내에서 파낸 토양을 실리콘과 혼합시키므로서 수행될 수 있다.
실리콘의 도입을 위한 본 방법에 있어서, 오염 토양에 대한 더 높은 분해 효과는 1 종 이상의 무기 카보네이트 (무기 탄산 염), 알칼리 금속염 및 알칼리 토금속염과 함께 실리콘을 사용하므로서 수득될 수 있다.
무기 탄산염으로서,예를 들어, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 탄산칼슘, 탄산암모늄, 탄산수소암모늄 등이 언급될 수 있고, 그중 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 탄산염중, 탄산수소나트륨 및 탄산나트륨이 보다 바람직할 수 있고, 토양의 pH 를 중성 범위내로 유지시킬 수 있는 경우, 질소원으로 인한 오염의 가능성은 없으며, 실리콘으로 부터의 수소분자의 생성을 촉진시킨다.
알칼리 금속염으로서, 예를 들어, 리튬, 나트륨 및 칼륨 등의 염 및 지하수 또는 토양을 오염시킬 가능성이 적을 수 있는 염화물, 황산염 및 탄산염을 형성할 수 있는 이온과 같은 쌍이온과의 결합이 언급될 수 있다. 상기 염중, 미생물 및 환경에 대한 영향이 적기 때문에, 염화나트륨, 염화칼륨, 황산나트륨, 황산칼륨 및 탄산수소나트륨이 보다 바람직할 수 있다.
알칼리 토금속염으로서, 예를 들어, 마그네슘염 및 칼슘염, 및 염화물, 황산염 및 탄산염을 형성할 수 있는 이온과 같은 쌍이온과의 결합을 언급할 수 있다. 미생물 및 환경에 대한 적은 영향의 관점에서, 탄산칼슘 및 탄산칼륨이 바람직할 수 있다.
토양에 첨가된 상기 염의 양은 실리콘의 도입에 의해 오염물질의 분해 효과를 증진시킬 수 있고 과잉이지 않은 범위내에서 임의 선택되고 결정될 수 있다.
상기 도입된 실리콘의 작용은 토양중 실리콘으로 부터 수소분자의 발생에 의해서 혐기 상태를 제조하는 것으로서, 미생물에 의한 오염물질에 대한 분해작용이 유도 또는 촉진될 수 있고, 분해 효과 자체가 강화될 수 있다. 상승 효과가 산소의 실리콘 흡수에 의해서 수득될 수 있다는 것이 또한 기대될 수 있다.
더구나, 실리콘은 실리콘 원자로 부터 유래되는 독성이 없으며, 실리콘과 산소의 반응에 의해 형성되는 산화실리콘은, 토양에 첨가된 실리콘의 양이 과잉인 경우라도 더 이상 새로운 오염의 유발 위험이 없도록 하기 위해서 토양중 가장 높은 비율로 함유되는 성분이다.
본 발명에 따른 오염 토양의 정화 방법은 혐기 상태하에서 미생물에 의한 오염물질의 분해작용을 이용하는 것이고, 본 발명을 위한 미생물로서, 바람직하게는 토양에서 이미 발견된 미생물을 사용할 수 있다.
대체적으로 토양에서 매우 다양한 미생물이 발견되었고, 토양에서 세정된 영역에서 혐기 상태는 본 방법에 따라서 제조될 수 있고, 이에 의해 상기 면적에서 발견되는 미생물에 의한 분해 작용이 유도될 수 있고, 또한 분해 작용은 첨가된 실리콘에 의해서 향상될 수 있다.
그리고 또한, 세정된 토양 영역내에 존재하는 미생물의 양이 적은 경우라면, 메탄 발효로 부터 수득되는 슬러지 또는 혐기 조건하 배수구에서 생성되는 슬러지에서 전형적으로 발견되는 미생물을 수합하여 이용하는 것이 또한 가능할 수 있다.
본 발명에 따른 오염 토양이 정화 방법은 바람직하게는 오염물질의 제거에 이용될 수 있고, 이를 위해 혐기 조건하에서 미생물에 의한 분해 작용이 이용될 수 있고, 그중에서도 예를 들어, 사염화에틸렌, 삼염화에틸렌 또는 사염화탄소인, 염화탄화수소와 같은 염화 유기 화합물, 또는 질산염 또는 아질산염과 같은 이온의 분해가 특히 바람직하다.
본 발명에서 이용될 수 있는 미생물은, 염화탄화수소와 같은 분해에 의해 제거되는 오염물질을 혐기적으로 분해할 수 있는 임의 미생물일 수 있다면 특히 중요하지는 않으며, 당 분야에서 이미 공지된 각종 미생물이 사용될 수 있다. 예시적으로 설명되는 바, 예를 들어, 하기 미생물이 언급될 수 있다 :
메타노사키나 sp. (Methanosarcina sp.),
슈도모나스 sp. (Pseudomonas sp.),
데술포모닐리 시에드제이 DCB-1 (Desulfomonile tiedjei DCB-1),
데할로스피릴럼 멀티보란스 (Dehalospirillum multivorans),
데술포박테리움 sp. (Desulfobacterium sp.) 및
데할로박터 레스트릭터스 (Dehalobacter restrictus).
본 발명은 하기 실시예 및 비교예에 의해서 더욱 상세하게 설명될 것이다.
실시예 1 및 비교예 1
표 1 에 나타난 무기 염류 용액 50 ml 을 120 ml-부피 바이알에 위치시킨 다음, 실리콘 미립자 (평균 입자 직경 0.8 μm) 을 함유하는 슬러지 0.1 g (건조 중량) 을 첨가하고, 상기 실리콘 미립자는 반도체 제조 공정으로 부터 배출되는 실리콘 와퍼의 백(back)-광택 폐기물로 부터 고속 원심분리에 의해 분리되어 진다.
이후, 세탁소의 배수구로 부터 수합된 토양 1 g (습윤 중량) 이 첨가된다. 이어서, 무기 탄산염 (또한, 알칼리금속염) 으로서 탄산수소나트륨, 알칼리 토금속염으로서 탄산칼슘 및 알칼리 금속염으로서 염화나트륨이 표 3 에 나타난 조건을 제공하기 위해서 개별적으로 첨가된다. 시료를 함유하는 각 바이알중 기체상을 이산화탄소로 치환하고, 각 바이알을 테프론으로 적층-피복된 고무 스토퍼 (stopper) 로 막고 알루미늄 캡으로 그 위를 밀봉시킨다. 모든 밀봉된 바이알에 1 μl 의 오염물질, 사염화에틸렌을 밀봉 상태를 유지시키면서, 마이크로시린지를 이용하여 주입시킨다.
| 조 성 분 | 농 도 |
| (NH4)2SO4 | 1 g/l |
| 니트닐로트리아세트산 이나트륨염 | 0.2 g/l |
| MgSO4·7H2O | 0.29 g/l |
| CaCl2·2H2O | 0.07 g/l |
| (NH4)6Mo7O24·4H2O | 0.2 mg/l |
| FeSO4·7H2O | 2 mg/l |
| 염류 원액*) | 1 ml/l |
*) 염류 원액은 하기 표 2 에서 나타낸 조성을 갖는다.
| 조 성 분 | 농 도 (g/l) |
| 에틸렌디아민테트라아세트산 | 2.5 |
| ZnSO4·7H2O | 10.95 |
| FeSO4·7H2O | 5 |
| MnSO4·H2O | 1.54 |
| CuSO4·5H2O | 0.392 |
| Co(NO3)2·6H2O | 0.248 |
| Na2B4O7·10H2O | 0.177 |
| 시료 번호 | 실리콘 미립자 | 첨가 염 | 기체 치환된 기체상의 조성 | |
| 실시예 1 | No. 1 | 첨부 | NaHCO315 mM | CO2: 100 % |
| No. 2 | 첨부 | CaCl215 mM | CO2: 100 % | |
| No. 3 | 첨부 | NaCl 15 mM | CO2: 100 % | |
| No. 4 | 첨부 | 미첨부 | CO2: 100 % | |
| 비교예 1 | No. 5 | 미첨부 | NaHCO315 mM | CO2: 100 % |
각 바이알을 25℃ 온도조절기내에 방치시키고, 1 일 1 회 교반시킨다.
바이알내 기체상인 사염화에틸렌의 양을 플레임 (flame) 이온화 감식기 (FID) 를 갖는 기체 크로마토그래피를 사용하는 해드 스페이스 방법에 따라서 매일 측정한다. 도 1 은 상기 수득된 측정으로 부터 계산된 초기 농도에 대한 잔존율의 변화를 나타낸다.
도 1 의 결과에서 나타낸 바와 같이, 실리콘이 첨가된 모든 시료중 사염화에틸렌 농도의 감소가, 실리콘이 첨가되지 않은 비교예 1 의 시료와 비교하여 관찰될 수 있다.
실리콘을 제외하고 무기 탄산염, 알칼리 금속염 및 알칼리 토금속염 중 어느 하나가 첨가되지 않은 시료 No. 4 와 비교하는 경우, 사염화에틸렌에 있어서 확인 가능한 감소가, 상기 염중 어느 하나가 더 공급된 시료 No. 1 ∼ No. 3 에서 관찰될 수 있고, 삼염화에틸렌이 40 % ∼ 60% 감소된 양인 것으로 확인된다. 그러므로, 사염화에틸렌의 분해가 하나 이상의 상기 염과 함께 실리콘을 사용하므로서 보다 더욱 촉진된다는 것을 알 수 있다.
그리고, 토양이 멸균후 사용되는 경우 사염화에틸렌의 감소가 거의 관찰될 수 없기 때문에,상기 반응은 주로 미생물 반응을 근거로 한다는 것을 알 수 있다.
실시예 2 및 비교예 2
상기 표 1 에 나타낸 무기 염류 용액 10 ml 및 실시예 1 과 동일한 위치로 부터 수합한 토양 1 g (습윤 중량) 을 120 ml-부피 바이알에 위치시킨다.
실리콘 미립자 (평균 입자 직경 0.8 μm) 를 함유하는 슬러지 0.1 g (건조 중량) 을 상기 제조된 바이알내 시료에 첨가하고, 상기 실리콘 미립자는 반도체 제조 공정으로 부터 배출되는 실리콘 와퍼의 백-광택 폐기물로 부터 고속 원심분리에 의해 분리되어 진다.
상기 수득된 혼합물은 실시예 2 로서 사용되고, 슬러지를 첨가하지 않는다는 것을 제외하고 상기와 동일한 혼합물을 비교예 2 로서 사용한다. 실시예 2 및 비교예 2 의 바이알중 기체상은 다른 기체로 치환되지 않고, 대기압하에 유지되는 각 바이알을 테프론으로 적층-피복된 고무 스토퍼로 막고, 알루미늄 캡으로 밀봉시킨다.
모든 밀봉된 바이알에 0.5 μl 의 오염물질, 사염화탄소를 밀봉 상태를 유지시키면서, 마이크로시린지를 이용하여 주입시킨다.
각 바이알을 25℃ 온도조절기내에 방치시킨다. 바이알의 기체상인 사염화탄소의 양을 FID 를 갖는 기체 크로마토그래피를 사용하여 측정한다.
실시예 2 에서, 상기 실험이 개시되는 경우 기체상에서 발견되는 사염화탄소의 1562 vol ppm 의 농도는 20 일후 1236 vol ppm 으로 감소된다.
반면, 비교예 2 의 기체상에서 발견되는 사염화탄소의 농도는 상기 실험시 1550 vol ppm 이고, 20 일 후의 사염화탄소는 1448 vol ppm 으로 유지된다. 그러므로, 사염화탄소의 분해는 실리콘을 토양으로 주입시키므로서 촉진시킬 수 있다.
실시예 3 및 비교예 3
상기 표 1 에 나타난 무기 염류 용액 10 ml 및 실시예 1 과 동일한 위치로 부터 수합한 토양 1 g (습윤 중량) 을 120 ml-부피 바이알에 위치시킨다.
실리콘 미립자 (평균 입자 직경 0.8 μm) 을 함유하는 슬러지 0.1 g (건조 중량) 을 상기 제조된 바이알내 시료에 첨가하고, 상기 실리콘 미립자는 반도체 제조 공정으로 부터 배출되는 실리콘 와퍼의 백-광택 폐기물로 부터 고속 원심분리에 의해 분리되어 진다.
상기 수득된 혼합물은 실시예 3 으로서 사용되고, 슬러지를 첨가하지 않는다는 것을 제외하고 상기와 동일한 혼합물을 비교예 3 로서 사용한다. 실시예 3 및 비교예 3 의 바이알중 기체상은 다른 기체로 치환되지 않고, 대기압하에 유지되는 각 바이알을 테프론으로 적층-피복된 고무 스토퍼로 막고, 알루미늄 캡으로 밀봉시킨다.
모든 밀봉된 바이알에 0.5 μl 의 오염물질, 1,1,1-삼염화에탄을 밀봉 상태를 유지시키면서, 마이크로시린지를 이용하여 주입시킨다. 각 바이알을 25℃ 온도조절기내에 방치시키고, 1 일 1 회 교반시킨다. 바이알의 기체상인 1,1,1-삼염화에탄의 양을 FID 를 갖는 기체 크로마토그래피를 사용하여 측정한다.
실시예 3 에서, 상기 실험이 개시되는 경우 기체상에서 발견되는 1,1,1-삼염화에탄의 1301 vol ppm 의 농도는 20 일후 993 vol ppm 으로 감소된다.
반면, 비교예 3 의 기체상에서 발견되는 1,1,1-삼염화에탄의 농도는 상기 실험시 1302 vol ppm 이고, 20 일 후의 1,1,1-삼염화에탄은 1290 vol ppm 으로 유지된다. 그러므로, 1,1,1-삼염화에탄의 분해는 실리콘을 토양으로 주입시키므로서 촉진될 수 있다.
실시예 4 및 비교예 4
모래 입자가 풍부하고 염화 유기 화합물로 오염되지 않은 토양 400 g (습윤 중량) 을 500 ml-부피 아크릴 수지 용기내에 위치시킨 다음, 표 4 에 나타낸 200 ml 의 무기 염류 용액을 첨가한다.
그 후, 실시예 1 에 기재된 것과 동일한 위치에서 수합된 토양 1 g (습윤 중량) 을 함유하는 5 ml 의 멸균수 현탁액을 첨가하므로서, 상기 모래 토양중 미생물의 수는 더 적다.
상기 언급된 바의 3 배인 시료가 제조되고, 표 5 에 나타낸 첨가제를 각각 첨가한 다음, 혼합시킨다. 그후, 용기를 그의 샘플링 포트에서 테프론으로 적층-피복된 고무 스토퍼를 갖는 아크릴 수지 커버로 밀봉시킨다.
각 시료에 샘플링 포트를 통해 60 mg 의 사염화에틸렌을 첨가하고, 각 용기를 25℃ 에서 방치시킨다.
측정된 시료는 샘플링 포트를 통해 시료 용기의 상부에서 기체상으로 부터 임의 수합되고, 염화 유기 화합물은 FID 를 갖는 기체 크로마토그래피를 이용하여 측정된다. 상기 수득된 측정 결과를 도 2 내지 도 4 에 나타낸다.
또한, 각 시료에 사염화에틸렌의 첨가로 부터 2100 시간 후, 용기내 액체상을 채취하고, 기체상에서 염화 유기 화합물의 농도를 측정한다. 그 결과를 표 6 에 나타낸다.
| 조 성 분 | 농 도 (mg/l) |
| NaHCO3 | 200 |
| K2HPO4 | 280 |
| (NH4)2HPO4 | 29 |
| KCl | 30 |
| NH4Cl | 35 |
| FeCl3·6H2O | 33 |
| MgCl2·6H2O | 17 |
| MgSO4·7H2O | 11 |
| CoCl2·6H2O | 0.8 |
| CaCl2·6H2O | 6 |
| 시료 No. | 첨가제 | |
| 실시예 4 | No. 1No. 2 | 실리콘*) 2g 실리콘*) 2g, CaCO32g |
| 비교예 4 | No. 3 | 미첨부 |
*) 실시예 1 과 유사한 실리콘 와퍼의 백-광택 폐기물로 부터 분리된 실리콘 미립자 (평균 입자 직경 : 0.8 μm)
| 시료 No. | 사염화에틸렌(mg/l) | 삼염화에틸렌(mg/l) | 시스-이염화에틸렌(mg/l) | |
| 실시예 4 | No. 1No. 2 | 0.0970.046 | 0.0280.030 | 2.332.47 |
| 비교예 4 | No. 3 | 2.34 | 0.095 | 0.027 |
도 2 및 도 3 의 결과에서 나타낸 바와 같이, 실리콘이 첨가되는 시료에 있어서, 용기의 기체상중 사염화에틸렌의 농도는 실리콘으로 부터 수소분자의 생성과 함께 일시적으로 증가하지만, 그후, 사염화에틸렌으로 부터의 분해 생성물인 것으로 여겨지는, 삼염화에틸렌 및 시스-1,2-디염화에틸렌 (이후, 시스-이염화에틸렌으로 언급) 의 농도 증가, 및 상기 염화 유기 화합물의 분해로 인한 감소와 동시에 급속하게 감소된다.
반면, 도 4 에서 나타낸 바와 같이, 용기의 기체상에서 사염화에틸렌의 농도가 약간 감소하고 상응하여 삼염화에틸렌의 농도도 약간 증가하는 것을, 실리콘이 첨가되지 않은 시료중에서만 관찰할 수 있으며, 시스-이염화에틸렌의 농도는 거의 증가하지 않는다.
또한, 표 6 의 결과에서 나타낸 바와 같이, 실리콘이 첨가된 시료의 액체상에서 사염화에틸렌 및 삼염화에틸렌의 농도는 실리콘이 첨가되지 않은 시료의 액체상에서 것보다 더 낮으며, 상기 염화 유기 화합물의 분해 생성물인 것으로 여겨지는, 더 높은 농도의 시스-이염화에틸렌이 실리콘이 첨가된 시료중에서 관찰된다.
사염화에틸렌 및 삼염화에틸렌의 분해가 실리콘의 첨가에 의해 촉진된다는 것을 상기 결과로 부터 알 수 있다.
더우기, 도 3 에서의 결과와 도 2 에서 나타낸 결과의 비교는, 용기의 기체상에서 사염화에틸렌 및 삼염화에틸렌의 농도에 있어서 감소가 실리콘이 탄산칼슘과 함께 첨가되는 시료중에서 초기 단계에서 개시된다는 것을 증명한다.
또한, 표 6 의 결과에서 나타낸 바와 같이, 실리콘 및 탄산칼슘이 첨가된 시료의 액체상에서 사염화에틸렌의 농도가 실리콘만이 첨가된 시료의 액체상의 것 보다 더 낮다. 사염화에틸렌 및 삼염화에틸렌의 분해가 실리콘과 함께 탄산칼슘의 첨가에 의해서 보다 더욱 촉진된다는 것을 상기 결과로 부터 알 수 있다. 본 발명이 더 많은 양의 토양의 경우에 있어서 보다 효과적이라는 것을 본 실시예에 의해서 증명된다는 것을 또한 알 수 있다.
실시예 5 및 비교예 5
상기 표 1 에 나타난 무기 염류 용액 10 ml 및 실시예 1 과 동일한 위치로 부터 수합한 토양 1 g (습윤 중량) 을 120 ml-부피 바이알에 위치시킨다.
바이알중 질산염 및 아질산염의 농도가 각각 10 mg/l 이 되도록, 오염물질, 질산나트륨 및 아질산나트륨을 상기 제조된 바이알내 시료중에 첨가한 다음, 각종 성분을 첨가하고, 생성된 바이알에서 기체상을 치환시키므로서 표 7 에서 나타낸 조건을 제공한다.
그후, 각 바이알을 테프론으로 적층-피복된 고무 스토퍼로 막고, 알루미늄 캡으로 밀봉시킨다.
| 시료 No. | 실리콘 미립자 | 첨가 염류 | 기체 치환된 기체상의 조성 | |
| 실시예 5 | No. 1 | 첨가*) | NaHCO315 mM | N2: 100 % |
| 비교예 5 | No. 2 | 미첨부 | NaHCO315 mM | N2: 100 % |
*) 실리콘 미립자 (평균 입자 직경 0.8 μm) 를 함유하는 슬러지 0.1 g (건조 중량) 을 첨가하면서, 상기 실리콘 미립자는 반도체 제조 공정으로 부터 배출되는 실리콘 와퍼의 백-광택 폐기물로 부터 고속 원심분리에 의해 분리되어 진다.
시료가 상기 기재된 바와 같이 밀봉된 각 바이알을 25℃ 에서 방치시키고, 각 바이알로 부터 시료를 채취한다. 질산염 및 아질산염의 농도를 이온 크로마토그래피에 의해서 매일 측정한다.
도 5 에서 결과에 의해 나타나는 바와 같이, 질산염 및 아질산염의 농도가, 기체상이 탄산수소나트륨의 존재하에서 질소 기체로 치환되고, 실리콘을 첨가하고, 상기 이온들이 실리콘의 첨가에 의해 제거될 수 있는 경우에서 관찰된다는 것을 알 수 있다.
질산염 및 아질산염의 농도에 있어서 감소는 토양이 멸균되어 사용되는 경우에 있어서는 전혀 관찰될 수 없고, 이는 상기 반응이 미생물 반응이라는 것을 나타낸다.
상기 설명된 바와 같이, 오염 토양의 본 정화 방법은, 과잉으로 토양에 공급된다해도 임의 새로운 오염을 유발하지 않는 실리콘을 사용하고, 그러므로서 이는 안전성면으로 부터 상당히 유용한 방법이다. 더구나, 오염 토양의 본 정화 방법은 토양에 있어서 혐기 상태를 제조할 수 있고, 더우기 실리콘 첨가에 의해 미생물에 의한 오염물질의 분해를 유도 또는 촉진할 수 있다.
Claims (9)
- 실리콘(Silicon: 규소)이 토양에 도입되고, 미생물에 의해 오염 토양에서 오염물질의 분해가 혐기 조건하에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 혐기 조건하에서 미생물을 사용하여 토양중에 오염물질을 함유하는 오염 토양을 정화시키는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 무기 염류가 오염 토양에 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 1 종 이상의 알칼리 금속염 및 알칼리 토금속염이 오염 토양에 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 실리콘이 미립자의 형태인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 실리콘을 수성 매질중 현탁된 현탁액의 형태로 오염 토양에 도입시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 실리콘이 실리콘 슬러지인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 오염물질이 염화 유기 화합물인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 7 항에 있어서, 염화 유기 화합물이 사염화에틸렌인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 오염물질이 질산염 또는 아질산염인 것을 특징으로 하는 방법.
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