KR100800609B1

KR100800609B1 - 오염 확산 방지용 반응층

Info

Publication number: KR100800609B1
Application number: KR1020060026891A
Authority: KR
Inventors: 박재우; 민지은
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2008-02-11
Also published as: KR20070096440A

Abstract

본 발명은 오염 확산 방지용 반응층에 관한 것이다. 본 발명에 따른 오염 확산 방지용 반응층은, 트리클로로에틸렌(Trichloroethylene)을 포함하는 오염물질이 내포되어 있는 오염퇴적층으로부터 상기 오염물질이 수중(水中)으로 방류되는 것을 방지하고 수중에 포함되어 있는 상기 오염물질을 제거하기 위하여 상기 오염퇴적층에 적층되는 것으로서,

상기 오염퇴적층에 적층되어 이 오염퇴적층과 수중에 내포되어 있는 트리클로로에틸렌을 흡착시키는 부식토; 및

상기 오염퇴적층과 수중에 내포되어 있는 트리클로로에틸렌을 환원시키도록 상기 부식토에 함침(含浸)되어 있는 0가 철;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 오염 확산 방지용 반응층.이루어진 것에 특징이 있다.

이탄, 0가 철

Description

오염 확산 방지용 반응층{Reactive barrier to mitigate a dispersion of contaminants from the sediment to water}

도 1은 하천 등에 퇴적되어 있는 오염층으로부터 오염물질이 확산되는 것을 설명하기 위한 개략적 도면이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염 확산 방지용 반응층이 하천에 적층되어 있는 것을 설명하기 위한 개략적 도면이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염 확산 방지용 반응층의 작용에 의하여 시간에 따라 오염물질 내 트리클로로에틸렌의 농도가 저감되는 것을 보여주는 그래프이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염 확산 방지용 반응층의 작용에 의하여 시간에 따라 에틸렌이 생성되는 것을 보여주는 그래프이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염 확산 방지용 반응층의 작용에 의하여 시간에 따라 오염물질 내 질산염의 농도가 저감되는 것을 보여주는 그래프이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염 확산 방지용 반응층의 작용에 의하여 시간에 따라 아질산염이 생성되는 것을 보여주는 그래프이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염 확산 방지용 반응층의 작용 에 의하여 시간에 따라 메탄가스가 생성되는 것을 보여주는 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 ... 오염 확산 방지용 반응층

r ... 하천 b ... 하천 바닥면

s ... 하천둑 c ... 오염퇴적층

10 ... 이탄토 20 ... 0가 철

본 발명은 하천 또는 호수 등의 바닥과 둑 등에 퇴적되어 있는 오염물질이 다시 하천으로 유입되는 것을 방지하기 위한 오염 확산 방지용 반응층에 관한 것이다.

도 1은 하천 등에 퇴적되어 있는 오염층으로부터 오염물질이 확산되는 것을 설명하기 위한 개략적 도면이다. 도시 지역의 일반 가정이나 농가에서 배출되는 폐수는 물론 공장 등에서 배출되는 폐수는 수질오염의 주요 원인이 되고 있다. 또한, 이러한 오폐수에 포함된 오염물질(c)은, 도 1의 화살표(a)에 나타난 바와 같이, 하천(r)이나 농수로를 따라 흘러가다 하천의 바닥(b)이나 둑(s)에 쌓이게 되거나 물이 정체된 지역 예컨대 호수 등에 퇴적되어 토질오염의 주요 원인이 되고 있다. 이러한 오염을 방지하고자 각종 오폐수가 발생되는 지역에서는 오폐수를 처리하는 하수처리장 등의 수처리 시설을 설치하고 있으나, 도 1의 화살표(d)에 나타난 바와 같이, 이미 퇴적층에 쌓여 있던 오염물질이 다시 하수 등으로 방출되는 것을 제어할 수 없다는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하고자, 오염물질의 이동을 억제하거나, 고가의 화학재를 이용한 화학적 반응층을 설치하여 토양으로부터 수중으로 오염물질이 용출되는 것을 방지하는 기술들이 출현하였다. 그러나, 오염물질의 이동을 물리적으로 억제하는 것은 오염물질 자체를 제거하는 것이 아니므로 근원적인 해결책이 아니며, 고가의 화학적 반응층을 설치하는 것은 설치하고자 하는 지역이 광범위할 경우 비경제적일 뿐만 아니라 화학재 자체가 또 다른 오염원으로 작용할 수 있다는 문제점이 있다. 이에 따라, 제거하고자 하는 특정 오염물질과 반응성을 가짐으로써 이 오염물질의 농도를 제어할 수 있는 능력을 갖추고 있으며 자연에서 쉽게 구할 수 있으면서도 또 다른 오염원으로 작용할 가능성이 적은 저가의 천연재료를 이용한 반응층을 개발하는 것이 연구의 대상이 되고 있다.

한편, 상기 오염물질 중 트리클로로에틸렌(Trichlorodthylene)과 질산염의 폐해는 매우 심각한 것으로 보고되고 있다. 트리클로로에틸렌 등의 염화에틸렌 화합물은 드라이클리닝 용매나 기기, 금속 및 컴퓨터용 세정용매 그리고 화학합성 산업의 반응매개물로 널리 이용되어 왔다. 이 염화에틸렌화합물은 인체내에서 발암물질로 작용할 가능성이 높은 것으로 보고되고 있는데 최근 들어 토양 및 지하수에서 트리클로로에틸렌이 빈번히 검출되고 있는 실정이다.

또한, 질산염이 수중에 많이 함유되어 있는 경우, 민물에서는 녹조가 발생되어 저수지와 호수 등에 부영양화를 일으켜 수중생태계를 위협하게 될 뿐만 아니라 농업용수, 공업용수, 상수도용수 생산에 막대한 지장을 초래할 뿐만 아니라 염분이 많은 바닷물에서는 적조를 생성케 되므로 연안양식어업에 엄청난 피해를 주게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 트리클로로에틸렌이나 질산염이 하천, 호수 등의 바닥과 둑에 쌓여 있는 경우 그 자체로 토질오염의 문제점이 있을 뿐만 아니라 이 물질들이 다시 수중으로 용출되는 경우 수질오염의 문제점이 제기되고 있음에도 오염물질이 쌓여 있는 토양을 복원하는 기술의 개발은 아직 미흡한 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하천이나 호수 등의 바닥과 둑에 쌓여 있는 트리클로로에틸렌과 질산염을 제거하여 토양 내 이들 오염물질의 농도를 저감시킴으로써 이 오염물질들이 다시 수중으로 용출되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 경제적이고 환경친화적인 오염 확산 방지용 반응층을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오염 확산 방지용 반응층은,트리클로로에틸렌(Trichloroethylene)을 포함하는 오염물질이 내포되어 있는 오염퇴적층으로부터 상기 오염물질이 수중(水中)으로 방류되는 것을 방지하고 수중에 포함되어 있는 상기 오염물질을 제거하기 위하여 상기 오염퇴적층에 적층되는 것으로서, 상기 오염퇴적층에 적층되어 이 오염퇴적층과 수중에 내포되어 있는 트리클로로에틸렌을 흡착시키는 부식토; 및 상기 오염퇴적층과 수중에 내포되어 있는 트리 클로로에틸렌을 환원시키도록 상기 부식토에 함침(含浸)되어 있는 0가 철;을 포함하여 이루어진 것에 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 부식토는 이탄토(泥炭土, peat)인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 부식토에는 상기 오염퇴적층 내의 질산염을 제거하기 위한 탈질미생물이 포함되어 있는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 부식토에는 상기 오염퇴적층 내의 트리클로로에틸렌을 제거하기 위한 탈염소화미생물이 포함되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염 확산 방지용 반응층을 더욱 상세히 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염 확산 방지용 반응층(100)은 하천(r), 농수로와 같이 물이 흐르는 지역이나 호수나 저수지와 같이 물이 정체된 지역에 설치된다. 상기한 바와 같이, 하천(r)과 같이 광범위한 영역에는 본 발명에 따른 오염 확산 방지용 반응층(100)을 전체적으로 설치하는 것이 곤란하므로, 공장이나 축사 등 오폐수가 유입될 가능성이 높은 지역이나 하천의 굽어진 부분 등 퇴적층이 형성되기 쉬운 지역에 설치하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 오염 확산 방지용 반응층(100)은 하천(r)의 바닥면(b)과 측면(s)에 퇴적되어 있는 오염퇴적층(c)에 일정한 두께로 적층된다.

오염 확산 방지용 반응층(100)은 부식토(10)와, 이 부식토(10)에 함침되어 있는 0가 철(20)을 포함하여 이루어진다.

상기 부식토(10)는 하천(r)의 바닥면(b)과 측면(s) 등에 오염물질이 퇴적되어 생긴 오염퇴적층(c) 위에 적층된다. 상기 오염퇴적층(c)에는 다양한 오염물질이 내포되어 있으며, 특히 트리클로로에틸렌과 질산염이 포함되어 있다.

부식토(10)는 일반적으로 토양 속에 집적한 동식물의 유체(遺體)가 미생물의 작용에 의하여 부패하여 생긴 부식물을 함유하여, 유기성분이 많고 흑색 또는 흑갈색을 띠는 토양을 말한다. 부식토(10)는 주로 온대(溫帶) 이북지방의 가장 표층부(表層部)에 발달한다. 이러한 부식토(10)에는 다양한 종류가 있으나, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부식토에는 이탄토(泥炭土, peat)가 사용된다. 이탄토는 이끼류, 갈대, 사초 등의 화본과식물이나, 소나무, 자작나무 등의 수목질의 유체(遺體)가 분지에 두껍게 퇴적하여 물의 존재하에서 균류 등의 생물화학적인 변화를 받아 분해, 변질된 것이다. 이탄토는 넓은 의미로는 석탄의 한 종류에 포함되지만 일반적으로 석탄과는 구별된다. 이탄토는 석탄처럼 지하에 매몰된 수목질이 오랜 세월 동안에 지압(地壓)과 지열작용(石炭化作用이라고 한다)을 받아 생성된 것과는 달리 식물의 주성분인 리그닌, 셀룰로오스 등이 주로 지표에서 분해작용(泥炭化作用)으로 형성된 토양이다. 또한, 이탄토는 원식물질의 종류, 분해의 정도에 따라 분류될 수 있지만, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염 확산 방지용 반응층(100)에 사용되는 이탄토(10)는 예컨대 툰드라이탄, 초탄(草炭), 목질이탄, 이질이탄(泥質泥炭) 및 중금속에 대한 흡착성이 뛰어난 스파그넘 피트 모스( sphagnum peat moss) 등이 될 수 있다. 상기 이탄토(10)는 상기 오염퇴적층(c)과 수중에 있 는 트리클로로에틸렌과 질산염을 흡착하여 오염퇴적층(c)과 수중내의 트리클로로에틸렌과 질산염의 농도를 저감시키게 된다.

한편, 상기 이탄토(10)에는 탈염소화미생물과 탈질미생물이 포함되어 있다.

상기 트리클로로에틸렌에 의해 오염된 하천 및 토양은 대부분 혐기성 상태를 유지하고 있으므로, 상기 탈염소화미생물에 의한 환원적 탈염소화반응을 통해 트리클로로에틸렌을 분해하는 것은 매우 효과적이다. 환원적 탈염소화반응에 의한 트리클로로에틸렌(TCE)의 분해는 염소가 하나씩 수소로 치환됨에 따라 단계적으로 디클로로에틸렌(DCE), 비닐클로라이드(VC)를 거쳐 에틸렌까지 완전히 탈염소화된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염 확산 방지용 반응층(100)에 사용되는 미생물에 의한 환원적 탈염소화반응은 크게 공동대사 프로세스(co-metabolic process)에 의한 분해와 호흡 프로세스(respiratory process)에 의한 분해로 나뉜다. 공동대사 프로세스에 의해 트리클로로에틸렌을 분해하는 미생물로는 메탄생성균, 아세트산생성균 등이 있으며, 호흡 프로세스에 의해 트리클로로에틸렌을 분해하는 미생물로는 디할로스필리럼 멀티보란스(Dehalospililum multivorans), 디할로박터 리스트릭터스(Dehalobacter restrictus), 디설피토박테리엄(Desulfitobacterium) 등이 있다. 호흡 프로세스에 의해 트리클로로에틸렌을 분해하는 미생물들은 그 분해속도가 매우 빠를 뿐만 아니라 트리클로로에틸렌을 분해함으로써 에너지를 얻어 성장하므로 트리클로로에틸렌을 매우 효율적으로 제거한다.

상기 탈질미생물의 경우 오염퇴적층(c) 및 수중에 내포되어 있는 질산염을 종속영양탈질을 통해 제거한다. 이러한 탈질미생물로는 예컨대 에어로박터 (Aerobacter) 등이 사용될 수 있다. 종속영양탈질을 좀 더 상세히 설명하면, 상기 탈질미생물들은 산소로도 호흡할 수 있지만 질산이온으로도 호흡할 수 있는 능력을 지닌 종속 영양 미생물(Heterotrophic Microorganism)로서 용존 산소가 고갈되면 질산 이온(질산염)을 전자 수용체로 유기물 분해에 이용하면서 질산염 이온을 아질산염 이온으로 환원시키고 최종적으로는 질소 가스로 환원시킨다.

본 발명에 따른 오염 확산 방지용 반응층(100)이 설치되는 환경은 혐기성 상태를 유지하므로 다음과 같은 종속영양탈질반응이 진행된다.

NO₃ ^-→ NO₂ ^-→ NO → N₂O → N₂

이러한 반응에 따라 오염퇴적층(c) 또는 하천에 내포되어 있는 질산염이 제거된다.

한편, 상기 부식토(10)에 함침되어 있는 0가 철(20)은 트리클로로에틸렌을 탈염소화시켜 오염퇴적층(c) 및 수중의 트리클로로에틸렌의 농도를 저감시킨다.

상기 0가 철에 의한 트리클로로에틸렌(C₂HCl₃)의 탈염소화 반응에 의하여 트리클로로에틸렌은 1,2 시스 디클로로에틸렌(1,2cis-dichloroethylene)으로 환원되고, 디클로로에틸렌은 다시 비닐클로라이드로 환원되며, 비닐클로라이드는 에틸렌으로 환원된다. 위 과정을 반응식으로 표현하면 다음과 같다.

Fe(0) + C₂HCl₃ + H⁺ → Fe² ⁺ + C₂H₂Cl₂ + Cl^-(트리클로로에틸렌 → 1,2 시스-디클로로에틸렌)

Fe(0) + C₂H₂Cl₂ + H⁺→ Fe² ⁺+ C₂H₃Cl + Cl^-(1,2 시스-디클로로에틸렌 → 비닐클로라이드)

Fe(0) + C₂H₃Cl₂ + H⁺→ Fe² ⁺+ C₂H₄Cl + Cl^-( 비닐클로라이드 → 에틸렌)

또한, 상기 0가 철은 질산염을 아질산염으로 환원시키는 작용을 행하여 오염퇴적층(c) 및 수중의 질산염의 농도를 저감시킨다. 위 작용에서 0가 철은 수중에서 부식되면서 수소가스를 발싱시키고 이 수소가스에 의하여 질산염이 아질산염으로 환원된다. 위 과정을 반응식으로 표현하면 다음과 같다.

Fe(0) + 2H₂O → H₂ + Fe² ⁺ + 2OH^-

2NO₃ ^- + 2H₂ → 2NO₂ ^-+ 2H₂O

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염 확산 방지용 반응층(100)은 하천(r)의 바닥면(b)과 측면(s)에 퇴적되어 있는 오염퇴적층(c)에 적층되어 이 오염퇴적층(c)과 수중의 트리클로로에틸렌과 질산염을 제거하게 된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염 확산 방지용 반응층(100)의 효과를 알아보기 위한 실험을 실시하였다.

우선, 트리클로로에틸렌의 저감효과를 실험하기 위하여 5개의 유리반응조를 마련하였고, 제1반응조(1)에는 상기 이탄토에 0가 철을 함침시켜 본 발명에 따른 반응층을 설치하였고, 제2반응조(2)에는 0 가 철을 제외시키고 이탄토만을 설치하였고, 제3반응조(3)에는 이탄토를 제외시키고 0가 철만을 설치하였고, 제4반응조(4)에는 살균한 이탄토에 0가 철을 함침시켰고, 제5반응조(5)에는 본 발명에 따른 반응층과 대비하기 위한 대조군으로 모래 20g만을 설치하였다.

실험에 사용된 이탄토는 모히칸 오가닉 프로덕트사(Mohican Organic Product)로부터 구입하여 전처리 없이 직접 사용하였고 이 이탄토에는 상기한 탈질미생물 및 탈염소미생물이 포함되어 있다. 상기 이탄토는 연소법으로 실험한 결과 수분함량은 대략 20.1%였으며 유기탄소의 함량은 약 43.2% 였다. 또한, 실험에 사용한 0가 철(20)은 피셔사(Fisher Sci)에서 구입한 40메쉬 아이언(40 mesh iron)을 사용하였다. 상기 제1반응조, 제2반응조 및 제4반응조에 이탄토를 설치할 때, 이탄토를 증류수와 1 : 1.5의 비율로 혼합하여 슬러리상으로 조제 후 30ml의 슬러리로 유리 반응조에 주입하였다. 또한, 상기 제1반응조(1), 제3반응조(3) 및 제4반응조(4)에 0가 철을 설치할 때, 상기 0가 철(20) 10g을 이 슬러리에 함침(제1반응조 및 제4반응조)시켰다. 그리고 트리클로로에틸렌의 농도를 20mg/l가 되게 오염수를 제조하여 이 오염수 120ml를 상기 제1반응조 내지 제5반응조에 각각 주입하였다. 이후, 트리클로로에틸렌의 농도변화와, 트리클로로에틸렌의 환원에 따른 에틸렌의 생성을 가스크래마토그래피(GC,gas chromatography)를 이용하여 관찰하였다. 그 결과가 도 3 및 도 4에 도시되어 있다. 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염 확산 방지용 반응층의 작용에 의하여 시간에 따라 오염물질 내 트리클로로에틸렌의 농도가 저감되는 것을 보여주는 그래프이며, 도 4는 본 발명의 바람직 한 실시예에 따른 오염 확산 방지용 반응층의 작용에 의하여 시간에 따라 에틸렌이 생성되는 것을 보여주는 그래프이다. 도 3을 참조하면, 모래 20g만이 설치된 대조군(제5반응조,5)에서는 70시간이 경과한 시점에서 트리클로로에틸렌의 농도가 초기농도를 그대로 유지하였으나, 나머지 제1반응조(1) 내지 제4반응조(4)에서는 모두 트리클로로에틸렌이 저감된 것을 확인할 수 있었다. 특히, 이탄토에 0가 철을 함침시킨 제1반응조(1)에서 트리클로로에틸렌의 농도가 가장 많이 저감된 것을 확인할 수 있다. 0가 철을 제외시키고 이탄토만을 설치한 제2반응조(2)에서는 0가 철이 포함된 다른 반응조에 비하여 트리클로로에틸렌의 농도저감 효과가 작은 것으로 나타나 트리클로로에틸렌의 저감에 있어서 0가 철이 주된 작용을 행한다는 것을 알 수 있었다. 한편, 0가 철을 모두 제외시킨 제5반응조(5)인 대조군과 제2반응조(2)를 상호 비교시 제2반응조(2)에서 트리클로로에틸렌의 농도가 저감되는 이유는 이탄토에 의한 트리클로로에틸렌의 흡착 및 탈염소화미생물에 의한 트리클로로에틸렌의 환원작용으로 분석할 수 있다. 또한, 도 4를 참조하면, 트리클로로에틸렌의 탈염소화에 의하여 생성되는 에틸렌의 농도변화를 보면, 0가 철이 포함된 제1반응조(1), 제3반응조(3) 및 제4반응조(4)에서는 에틸렌의 농도가 급격하게 증가되는 것으로 나타났으나, 0가 철이 제외된 제2반응조(2)와 제5반응조(5)에서는 에틸렌의 증가가 적은 것으로 나타나, 트리클로로에틸렌은 주로 0가 철에 의하여 탈염소화되는 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 0가 철만을 설치한 제3반응조(3)와 0가 철과 이탄토를 함께 설치한 제1반응조(1) 및 제4반응조(4)를 비교시, 제1반응조(4)와 제4반응조(4)에서 에틸렌의 생성이 잘 되는 것으로 나타나 0가 철과 이탄토를 함께 설치하는 것이 트리클로로에틸렌의 제거에 보다 효율적이라는 것을 확인할 수 있었다.

위 실험결과를 종합할 때, 트리클로로에틸렌의 저감이 0가 철에 의한 탈염소화, 이탄토에 의한 흡착 및 이탄토내의 미생물에 의한 탈염소화에 의하여 이루어지며, 0가 철에 의한 환원작용이 가장 두드러지지만 이탄토에 의한 흡착과 미생물에 의한 환원작용도 트리클로로에틸렌의 저감에 일정한 효과가 있음을 확인할수 있었다.

질산염의 저감효과를 실험하기 위하여 5개의 유리반응조를 마련하였고, 제1반응조(N1) 내지 제3반응조(N3)와 제5반응조(N5)는 트리클로로에틸렌 저감실험의 제1반응조(1) 내지 제3반응조 및 제5반응조(5)와 동일하며, 제4반응조(N4)는 이탄토만을 설치한 제2반응조(N2)와 동일하지만, 이 이탄토를 살균하여 상기 탈염소화미생물과 탈질미생물을 모두 제거하였다. 또한, 질산염은 질산나트륨을 이용해 질소의 초기농도가 130mg/l가 되게 조제하여 상기 제1반응조(N1) 내지 제5반응조(N5)에 각각 120ml씩 주입하였다. 또한, 본 발명에 따른 오염 확산 방지용 반응층이 설치되는 환경은 혐기성 조건을 유지하는 것이 일반적이므로, 상기 제1반응조(N1) 내지 제5반응조(N5)에는 아르곤 가스를 충전하여 밀폐시켰으며, 암소에 보관하였다. 그 결과가 도 5 및 도 6에 도시되어 있다. 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염 확산 방지용 반응층의 작용에 의하여 시간에 따라 오염물질 내 질산염의 농도가 저감되는 것을 보여주는 그래프이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염 확산 방지용 반응층의 작용에 의하여 시간에 따라 아질산염이 생성되는 것을 보여주는 그래프이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염 확산 방지용 반응층의 작용에 의하여 시간에 따라 메탄가스가 생성되는 것을 보여주는 그래프이다.

도 5를 참조하면, 질산염을 환원시킬 수 있는 탈질미생물이 포함되어 있는 제1반응조(N1)와 제2반응조(N2)에서 질산염의 제거가 높은 수준으로 이루어지는 것을 확인할 수 있었으며, 전자의 공여에 의하여 질산염을 환원시킬 수 있는 0가 철이 포함되어 있는 제3반응조(N3)에서도 질산염이 제거되는 것을 확인할 수 있었다. 대조적으로 0가 철을 제외시키고 미생물을 제거한 이탄토만을 설치한 제4반응조(N4)에서는 질산염의 제거효율이 매우 큰 폭으로 떨어지는 것으로 나타나, 질산염의 제거에 있어서 탈질미생물의 작용이 매우 크다는 것을 확인할 수 있었다. 대조군인 제5반응조(N5)에서는 질산염이 거의 제거되지 않았다. 도 6을 참조하면, 질산염의 분해산물인 아질산염은 0가 철과 탈질미생물이 모두 포함되어 있는 제1반응조(N1)에서 가장 많이 발생하였으며, 탈질미생물을 포함한 이탄토만이 설치된 제2반응조(N2)에서도 많이 발생하였으나, 0가 철만을 설치한 제3반응조(N3)와 대조군인 제5반응조(N5)에서는 아질산염이 거의 발생하지 않았다. 이러한 결과로 미루어 질산염의 제거에는 이탄토 내의 탈질미생물이 큰 작용을 하는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 도 7을 참조하면, 살균처리되어 미생물들이 제거된 이탄토가 설치된 제4반응조(N4)에서는 메탄이 거의 발생되지 않는데 반하여, 상기 탈질미생물과 탈염소화미생물이 내포되어 있는 이탄토가 설치된 제2반응조(N2)에서는 메탄가스가 반응의 중기부터 후기에 이르기까지 높은 농도로 발생되는 것으로 나타났으며, 메탄 가스의 발생은 미생물들이 상기 오염물질을 제거할 때 발생되는 것으로서 이탄토에 내포되어 있는 미생물의 활발한 작용을 행하고 있음을 확인할 수 있었다.

이상의 실험결과를 종합해 볼 때, 트리클로로에틸렌과 질산염을 제거하는데 있어서, 미생물이 포함되어 있는 이탄토와 0가 철이 동시에 작용할 때 그 저감효율이 가장 우수한 것을 확인하였다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 오염 확산 방지용 반응층은 수중에 포함되어 있는 트리클로로에틸렌과 질산염을 효과적으로 제거하고, 특히 하천이나 호수 등의 바닥과 둑에 쌓여 있는 트리클로로에틸렌과 질산염을 제거하여 이 오염물질들이 다시 수중으로 용출되는 것을 효과적으로 방지하면서도, 매우 경제적이고 환경친화적이라는 장점이 있다.

Claims

트리클로로에틸렌(Trichloroethylene)을 포함하는 오염물질이 내포되어 있는 오염퇴적층으로부터 상기 오염물질이 수중(水中)으로 방류되는 것을 방지하고 수중에 포함되어 있는 상기 오염물질을 제거하기 위하여 상기 오염퇴적층에 적층되는 것으로서,

상기 오염퇴적층에 적층되어 이 오염퇴적층과 수중에 내포되어 있는 트리클로로에틸렌을 흡착시키는 부식토;

상기 오염퇴적층과 수중에 내포되어 있는 트리클로로에틸렌을 환원시키도록 상기 부식토에 함침(含浸)되어 있는 0가 철;

상기 오염퇴적층 내의 질산염을 제거하기 위하여 상기 부식토에 내포되어 있는 탈질미생물; 및

상기 오염퇴적층 내의 트리클로로에틸렌을 제거하기 위하여 상기 부식토에 내포되어 있는 탈염소화미생물;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 오염 확산 방지용 반응층.
제1항에 있어서,

상기 오염퇴적층 내의 오염물질은 질산염을 포함하는 것을 특징으로 하는 오염 확산 방지용 반응층.
제1항에 있어서,

상기 부식토는 이탄토(泥炭土, peat)인 것을 특징으로 하는 오염 확산 방지용 반응층.
삭제
삭제
제1항에 있어서,

상기 부식토는 대기중에 노출되지 않고 혐기성 조건을 유지하는 것을 특징으로 하는 오염 확산 방지용 반응층.