KR101353429B1 - 유류오염 토양 정화용 조성물 및 이를 이용한 정화 방법 - Google Patents

유류오염 토양 정화용 조성물 및 이를 이용한 정화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유류오염 토양 정화용 조성물 및 이를 이용한 정화 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 과탄산염과 탄산염으로 구성된 유류오염 토양 정화용 조성물을 제공한다.

Description

유류오염 토양 정화용 조성물 및 이를 이용한 정화 방법{Composition for purifying soil with contaminated organic compounds and method for decontaminating using thereof}
본 발명은 유류오염 토양 정화용 조성물 및 이를 이용한 정화 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 과탄산염을 주성분으로 이용한 토양 정화용 조성물에 관한 것이다.
토양오염은 지하에서 일어나는 오염문제이므로 눈으로 직접 확인하기 어려울 뿐 아니라 한번 오염되면 정화을 위해서 많은 시간과 경제적 노력이 필요하다. 이런 오염된 토양을 정화하기 위하여 여러 가지 정화기술이 개발되었는데 주로 오염 부지내에서 처리하는 지중 처리(In-Situ) 기술과 지상 처리(Ex-Situ) 기술로 구분되고, 처리공정에 따라 생물학적 처리 기술, 물리, 화학적 처리 기술, 열적 처리기술로도 분류할 수 있다. 예를 들어 화학적 산화법(Chemical Oxidation), 토양세척법(Soil Washing), 토양 증기 추출법(Soil Vapor Extraction), 경작법(Landfarming), 토양세척기법(Soil Flushing), 열탈착법(Thermal Desorption), Biopiles 공법, 식물정화 공정(Phytoremediation), 바이오슬러리상 시스템(Bioslurry systems), 생물학적 통기법(Bioventing), 피막형성(Encapsulation) & 통기법(Aeration) 등이 있으며, 오염 물질의 특성에 따라 단일 기술로 적용되거나 여러 가지 기술을 복합적으로 사용하기도 한다.
오염물을 완전히 제거하여 잔재물을 줄이려는 방향으로 토양정화기술이 발전하고 있기 때문에, 굴착처리, 차폐처리, 고화처리기술, 열탈착처리, 소각처리 기술 등 에너지 소모가 많고 2차 대기오염을 유발할 가능성이 있는 기술의 이용도가 낮아지거나 정체되고 있다. 지상 처리(Ex-Situ) 이용 또한 오염물을 운반하여 처리하므로 인해 정화 비용이 상대적으로 높기 때문에 이용도가 낮으며, 정화비용이 상대적으로 저렴한 지중 처리(In-Situ) 기술이 선호되는 경향이 있다.
일반적으로 오염 토양을 화학적 산화제와 반응시켜 오염물을 분해시키는 화학적 산화방법을 이용하고 있으며, 이러한 방법은 오염물질을 원위치에서 빠른 시간 내에 처리할 수 있어, 비용 및 시간대비 효율성이 우수하다(대한민국 공개특허 제 2010-0009370호, 대한민국 등록특허 제 0566358호).
그러나 이러한 종래의 토양 정화 방법에 사용되는 화학적 산화방법인 펜톤 및 펜톤 유사 반응은 강력한 산화제인 수산화 라디칼을 형성하지만, 반응속도가 너무 빨라 오염물질을 산화시킬 수 있는 충분한 접촉시간을 제공할 수 없기 때문에 오염물질 분해에 효과적이지 않다. 또한, 펜톤 산화 반응은 상대적으로 낮은 pH 상태(pH 2~4)에서 발생하기 때문에, 화학적 산화과정을 효과적으로 유도하기 위해서는 pH 조절이 필요하며 이를 위해서, 지중의 상태를 산성으로 조절하기 위하여 산을 첨가해야한다. 또한, 일부 오염물질은 토양에 존재하는 유기물질과 매우 강하게 결합되어 있어 분해가 쉽지 않을 뿐만 아니라 점토 함량이 높아 투수성이 낮은 층을 포함하고 있는 부지의 경우에는 투수성이 높은 층의 오염은 정화되지만 투수성이 낮은 층에는 오염 물질이 분해되지 않고 남아있게 된다. 이렇게 투수성이 낮은 토양의 경우에는 공기파쇄(pneumatic fracturing) 및 수압파쇄(hydraulic fracturing)의 방법을 이용하여 투수도를 높일 수 있으나, 일반적으로 수압파쇄는 1.5m 간격 이하로는 생성하기 힘들기 때문에 실제적인 산화제의 침투효과는 그리 높지 않다. 또한 투수도를 높이기 위한 물리적인 방법은 채널링(channelling) 현상 발생으로 채널(channel)이 생긴 곳으로만 산화제가 흘러들어가고 주변 오염 토양에는 확산되지 않는 문제점이 있다. 또한, 일부 산화제는 토양 위해성이 있을 뿐만 아니라, 독성이 강하고 유동성이 높은 2차 부산물을 생성할 수 있으므로, 인체 건강 및 안전에 각별한 조심이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 우수한 정화효과와 효율을 갖춘 유류 또는 유기물로 오염된 토양을 정화하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 탄산염 5 내지 30 중량% 및 과탄산염 70 내지 95 중량%로 구성된 유류오염 토양 정화용 조성물이 제공된다.
상기 유류오염 토양 정화용 조성물에 있어서, 상기 탄산염은 탄산리튬(Li2CO3), 탄산나트륨(Na2CO3), 중탄산나트륨(NHCO3), 탄산칼륨(K2CO3), 중탄산칼륨(KHCO3), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산마그네슘(MgCO3) 또는 돌로마이트(CaMg(CO3)2)일 수 있고, 상기 과탄산염은 과탄산나트륨(2Na2CO3·3H2O2) 또는 과탄산칼륨(2K2CO3·H2O2)일 수 있다.
상기 유류오염 토양 정화용 조성물에 있어서, 상기 유류오염 토양 정화용 조성물은 유류오염 토양 총 중량에 대하여, 0.5~5%(w/w)를 살포할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 개별 포장된 상기 유류오염 토양 정화용 조성물; 및 이산화탄소 발생제 30 내지 70 중량% 및 산화반응제 30 내지 70%를 포함하는 반응개시제 또는 상기 반응개시제 1 중량부가 물 5 내지 20 중량부에 용해된 반응개시제 수용액을 포함하는 유류오염 토양 정화용 키트가 제공된다.
상기 유류오염 토양 정화용 키트에 있어서, 오염 토양 정화용 조성물은 탄산염 5 내지 30 중량% 및 과탄산염 70 내지 95 중량%로 구성될 수 있으며, 상기탄산리튬(Li2CO3), 탄산나트륨(Na2CO3), 중탄산나트륨(NHCO3), 탄산칼륨(K2CO3), 중탄산칼륨(KHCO3), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산마그네슘(MgCO3) 또는 돌로마이트(CaMg(CO3)2)일 수 있고, 상기 과탄산염은 과탄산나트륨(2Na2CO3·3H2O2) 또는 과탄산칼륨(2K2CO3·H2O2)일 수 있다.
상기 유류오염 토양 정화용 키트에 있어서, 이산화탄소 발생제는 구연산, 질산, 화안, 질산나트륨, 질산칼륨, 질산칼슘, 유산, 말산, 및 타타르산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있고, 상기 산화반응제는 황산제일철(FeSO4) 및 황산제이철(FeSO4·Fe2(SO4)3)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 상기 유류오염 토양 정화용 조성물 1 중량부를 이산화탄소 발생제 30 내지 70 중량% 및 산화반응제 30 내지 70 중량%를 포함하는 반응개시제 0.05 내지 0.5 중량부가 물 2 내지 10 중량부에 용해된 반응개시제 수용액에 용해시켜 유류오염 토양 정화용액을 제조하는 단계; 및 상기 유류오염 토양 정화용액을 유류오염 토양에 대하여 0.5 내지 5.0 중량%로 오염 토양에 분사하는 단계를 포함하는 유류오염 토양 정화 방법이 제공된다.
상기 유류오염 토양 정화 방법에 있어서, 유류오염 토양 정화용 조성물은 탄산염 5 내지 30 중량% 및 과탄산염 70 내지 95 중량%로 구성될 수 있으며, 상기 탄산염은 탄산리튬(Li2CO3), 탄산나트륨(Na2CO3), 중탄산나트륨(NHCO3), 탄산칼륨(K2CO3), 중탄산칼륨(KHCO3), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산마그네슘(MgCO3) 또는 돌로마이트(CaMg(CO3)2)일 수 있고, 상기 과탄산염은 과탄산나트륨(2Na2CO3·3H2O2) 또는 과탄산칼륨(2K2CO3·H2O2)일 수 있다.
상기 유류오염 토양 정화 방법에 있어서, 상기 이산화탄소 발생제는 구연산, 질산, 화안, 질산나트륨, 질산칼륨, 질산칼슘, 유산, 말산 및 타타르산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있으며, 상기 산화반응제는 황산제일철(FeSO4) 및 황산제이철(FeSO4·Fe2(SO4)3)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종일 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유류 또는 유기물로 오염된 토양을 효과적으로 정화할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 토양 정화 방법에 따른 TPH 제거 효과를 비교한 그래프이다.
본 문서에서 사용되는 용어를 정의하면 하기와 같다.
본 문서에서 사용되는 “펜톤(Fenton) 반응”은 산성 용액 중에서 H2O2가 Fe2+와 반응하여 OH-를 생성시키는 고도 산화 반응의 한 방법으로서 무수한 부반응을 수반하나, 유기물 제거의 주요 반응은 상기 OH-를 생성시키는 반응을 의미한다. 이 OH-가 유기물과 반응하여 유기성 라디칼을 생성시키고, 유기성 라디칼은 Fe3+ 가 Fe2+로 환원되면서 산화 분해된다. 펜톤 반응을 사용하는 경우, 과산화수소가 철염과 급속히 반응하므로 오염된 토양 내의 유류를 제거할 수 있는 반응 범위가 좁고, 과산화수소와 유류의 반응과정에서 많은 VOC가 발생하며, 과산화수소 자체의 독한 냄새와 토양 정화 과정에서 적정한 농도로 과산화수소수를 희석할 경우 작업자의 안전에 위험요소를 수반한다는 문제가 있다.
본 문서에서 사용되는 “유류오염 토양”은 석유계 탄화수소(Total Petroleum Hydrocarbon,TPH) 등의 유류나 다양한 소수성 물질로 오염된 토양과, 토양 중의 미생물에 의해 단기간에 분해되지 않는 합성 유기물에 의해 오염된 토양 등을 의미한다. 공장부지, 산업폐기물 처리장, 산업폐기물이 폐기된 장소 및 그러한 주변 등이다. 예를 들면, 원유, 중유, 경유, 등유 및 윤활유 등의 석유류; 퍼클로로 에틸렌, 트리클로로 에틸렌, 테트라클로로 에탄, 트리클로로 에틸렌, 테트라클로로 에탄, 트리클로로 에탄, 클로로 벤젠류, 클로로 나프탈렌류 및 폴리클로로 비페닐(PCBs) 등의 유기염소 화합물류; 페놀, 톨루엔, 카테콜, 비페닐, 카놀린, 디벤조퓨란, 피렌, 페난트렌, 안트라센, 플루오렌(Fluorene) 및 아세나프텐(Acenaphthene) 등의 방향족 화합물; 디클로로디페닐 트리클로로 에탄(DDT), 벤젠 헥사클로라이드(BHC)크레졸, 티우람 및 SIMADEX 등의 농약이나 방부제 등 미생물 난분해성 유기물질로 오염된 토양 등이 있다.
본 문서에서 사용되는 “유류오염 토양 정화용 조성물”은 탄산염 5 내지 30 중량% 및 과탄산염 70 내지 95 중량%로 구성된 조성물을 의미한다. 현장에서 토양을 제거해서 처리하는 지상 처리(Ex-Situ) 방법과 토양을 그대로 두고 처리하는 지중 처리(In-Situ) 방법에 모두 적용될 수 있다.
본 문서에서 사용되는 “과탄산염(sodium percarbonate)”은 활성산소 생성 및 OH 라디칼 반응을 통하여 토양내의 유기물 또는 유류를 산화시키는 역할을 수행한다. 과탄산염을 물에 용해시키면, 하기와 같은 산화반응을 통해 약 1.7~3.0V의 산화전위를 나타내며, 이러한 산화전위는 대부분의 유기물을 분해시킬 수 있다:
H2O2 + 2H+ + 2e- -> 2H2O(산화전위 : 1.8V);
2OH· + 2H+ + 2e- -> 2H2O (산화전위 : 2.8V); 및
HO2· + 2H+ + 2e- -> 2H2O (산화전위 : 1.7V).
또한, 과탄산염이 물에 용해되었을 때, 슬러리(slurry) 상태를 유지하고 있어, 지속적인 반응성을 유지할 수 있어 오염 토양의 유기물, 유류 처리 효율을 상승시키는 효과를 제공한다. 상기 과탄산염은 유류오염 토양 정화용 조성물 총 중량에 대하여, 70 내지 95 중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 상술한 범위 미만을 포함하는 경우에는 유류 물질을 분해할 수 있는 충분한 산화전위가 발생되지 않을 수 있으며, 상술한 범위를 초과하는 경우에는 비용대비 효율이 감소한다.
본 문서에서 사용되는 “탄산염(sodium carbonate)”은 오염 정화용 조성물의 투수도를 향상시키는 역할을 수행하며, 이는 유기산과 반응하여 발생된 이산화탄소에 의한 공기 파쇄효과에 의한 것이다. 상기 탄산염은 유류오염 토양 정화용 조성물 총 중량에 대하여, 5 내지 30 중량% 포함하는 것이 바람직하다.
본 문서에서 사용되는 “유류오염 토양 정화 방법”은 상기 유류오염 토양 정화용 조성물 1 중량부를 이산화탄소 발생제 30 내지 70 중량% 및 산화반응제 30 내지 70중량%를 포함하는 반응개시제 0.05 내지 0.5 중량부가 물 2 내지 10 중량부에 용해된 반응개시제 수용액에 용해시켜 유류오염 토양 정화용액을 제조하는 단계; 및 상기 유류오염 토양 정화용액을 유류오염 토양에 대하여 0.5 내지 5.0 중량%로 오염 토양에 분사하는 단계를 포함하는 방법으로서, 상기 유류오염 토양 정화용 조성물을 구성하고 있는 각 성분을 별도로 제조한 후, 토양에 살포하여 혼합되는 것을 특징으로 한다. 상술한 범위 미만으로 토양에 살포하는 경우 오염물질을 충분히 분해하지 못하며, 초과하여 살포하는 경우 비용대비 효율성이 감소하는 문제가 있다.
상기 유류오염 토양 정화 방법에 있어서, 이산화탄소 발생제는 탄산염과 반응하여 이산화탄소를 발생시키며, 이렇게 발생된 이산화탄소는 공기파쇄효과를 제공함으로써 투수성이 낮은 토양층으로 과탄산염이 확산될 수 있도록 한다. 상기 이산화탄소 발생제는 구연산, 질산, 화안, 질산나트륨, 질산칼륨, 질산칼슘, 유산, 말산, 및 타타르산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있다.
또한, 상기 유류오염 토양 정화 방법에 있어서, 산화반응제는 과탄산염과 반응하여 OH- 라디칼을 생성시키는 산화력에 의하여 오염토양을 정화하는 효과를 제공한다. 토양 중에는 천연적으로 다양한 형태의 금속 또는 금속염이 포함되어 있으나, 필요에 따라 토양 중금속 또는 금속염의 함량이 과도하게 낮은 지역의 오염토양을 정화하고자 할 경우에는 산화반응제를 이용할 수 있다. 상기 산화반응제는 황산제일철(FeSO4) 및 황산제이철(FeSO4·Fe2(SO4)3)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종일 수 있으며, 상기 산화반응제의 형태는 특별히 한정하는 것은 아니나 입상 또는 분말상을 사용할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 도면에 도시된 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 도면에 도시된 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 토양 정화 방법에 따른 TPH 제거 효과를 비교한 그래프이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 과탄산염 및 탄산염을 주성분으로 함유하는 유류오염 토양 정화용 조성물을 이용한 정화 방법은 우수한 TPH 제거 효율을 나타냈으며, 이러한 효과는 과탄산염과 탄산염을 함께 사용하였을 때 나타났다. 또한, 종래의 과산화수소(비교예 1) 또는 삼중염(비교예 2)을 이용한 방법에 비하여 우수한 TPH(total petroluem hydrocarbon) 제거 효과를 나타냈다. 이러한 결과는 과탄산염과 탄산염으로 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 유류오염 토양 정화용 조성물이 토양의 오염물질 제거에 최적화되어 있음을 입증하는 것이다.
이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 더 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예 및 실험예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예 및 실험예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
실시예 1: 유류오염 토양 정화 방법
실시예 1의 오염 토양 정화 방법은 유류오염 토양 정화용 조성물, 이산화탄소 발생제 및 산화반응제를 반응개시제로 이용하는 방법이다. 상기 유류오염 토양 정화용 조성물은 과탄산나트륨과 탄산나트륨으로 구성된 조성물로서, 고체상태의 과탄산나트륨과 탄산나트륨을 각각 170g, 30g을 개별포장하여 제조하였다. 상기 반응개시제로 순수 90g에 구연산 10g을 첨가한 후 교반하여 제조된 이산화탄소 발생제와 순수 90g에 황산제일철 10g을 첨가한 후 교반된 산화반응제를 이용하였다. 상기 유류오염 토양 정화용 조성물 200g, 반응개시제 200g 및 물 800g을 이용하기 직전에 혼합하였으며, 상기 혼합물 10g을 유류오염 토양 1000g에 살포하였다.
실시예 2: 유류오염 토양 정화 방법
실시예 2의 오염 토양 정화 방법은 유류오염 토양 정화용 조성물, 이산화탄소 발생제 및 산화반응제를 반응개시제로 이용하는 방법으로, 반응개시제 함량의 차이에 따른 유류오염 토양의 복원효과를 확인하기 위하여 수행하였다.
상기 유류오염 토양 정화용 조성물은 고체상태의 과탄산나트륨과 탄산나트륨을 각각 170g, 30g을 개별포장한 것을 이용하였다. 상기 반응개시제는 순수 90g에 구연산 10g을 첨가한 후 교반하여 제조된 이산화탄소 발생제와 순수 90g에 황산제일철 10g을 첨가한 후 교반된 산화반응제를 이용하였다. 상기 유류오염 토양 정화용 조성물 200g, 반응개시제 200g 및 물 800g을 이용하기 직전에 혼합하였으며, 상기 혼합물 10g을 유류오염 토양 1000g에 살포하였다.
실시예 3: 유류오염 토양 정화 방법
실시예 3의 오염 토양 정화 방법은 유류오염 토양 정화용 조성물, 이산화탄소 발생제, 산화반응제 및 비이온 계면활성제를 반응개시제로 이용하는 방법으로, 반응개시제로 비이온 계면활성제를 더 포함하고 있다는 점에서 상기 실시예 2와 상이하다. 상기 계면활성제는 토양세척공법에서 유기오염물질을 토양으로부터 분리, 용해시키는데 일반적으로 사용되었다.
상기 유류오염 토양 정화용 조성물은 고체상태의 과탄산나트륨과 탄산나트륨을 각각 170g, 30g을 개별포장한 것을 이용하였다. 순수 80g에 구연산 10g, 황산제일철 10g 및 비이온계 계면활성제(제조사: Jaingsu Haian Petrochemical, 상품명: Tween 80) 2g을 첨가한 후 교반하여 제조한 반응개시제를 이용하였다. 상기 유류오염 토양 정화용 조성물 200g, 반응개시제 102g 및 물 800g을 이용하기 직전에 혼합하였으며, 상기 혼합물 10g을 유류오염 토양 1000g에 살포하였다.
실시예 4: 유류오염 토양 정화 방법
본 발명의 일 실시예에 따른 유류오염 토양 정화용 조성물을 구성하는 과탄산나트륨 단일 성분의 토양정화효과를 확인하였다. 고체상태의 과탄산나트륨 200g을 개별포장하여 준비하였으며, 반응개시제로 순수 90g에 구연산 10g을 첨가한 후 교반하여 제조된 이산화탄소 발생제와 순수 90g에 황산제일철 10g을 첨가한 후 교반된 산화반응제를 이용하였다. 상기 과탄산나트륨 200g, 반응개시제 200g 및 물 800g을 이용하기 직전에 혼합하였으며, 상기 혼합물 10g을 유류오염 토양 1000g에 살포하였다.
실시예 5: 유류오염 토양 정화 방법
본 발명의 일 실시예에 따른 유류오염 토양 정화용 조성물을 구성하는 탄산나트륨 단일 성분의 토양정화효과를 확인하였다. 고체상태의 탄산나트륨 200g을 개별포장하여 준비하였으며, 반응개시제로 순수 90g에 구연산 10g을 첨가한 후 교반하여 제조된 이산화탄소 발생제와 순수 90g에 황산제일철 10g을 첨가한 후 교반된 산화반응제를 이용하였다. 상기 탄산나트륨 200g, 반응개시제 200g 및 물 800g을 이용하기 직전에 혼합하였으며, 상기 혼합물 10g을 유류오염 토양 1000g에 살포하였다.
비교예 1: 유류 오염 토양 정화 방법
본 발명의 일 실시예에 따른 오염토양 정화 효과를 과산화수소와 비교하였다. 순수 200g에 과산화수소 100g을 첨가한 후, 교반하여 용해시킨 조성물을 오염토양 중량을 기준으로 2%(w/w)로 오염토양에 살포하였다.
비교예 2: 유류 오염 토양 정화 방법
본 발명의 일 실시예에 따른 오염토양 정화 효과를 토양 정화효과가 알려진 삼중염과 비교하였다(대한민국 공개특허 제 2010-0009370호). 순수 95g에 K2SO4, KHSO4, 2KHSO5가 1:1:1로 구성된 삼중염 5g을 첨가한 후, 교반하여 용해시켜 제조된 조성물을 오염토양 중량을 기준으로 2%(w/w)로 오염토양에 살포하였다.
실험예 1: 유류오염 토양 정화 방법의 정화 효율 평가
상기 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1 내지 2의 방법에 따른 유류오염 토양 정화 방법의 정화 효율을 주요 유류오염 토양의 오염원인 TPH(Total Petroleum Hydrocarbon) 제거를 통하여 확인하였다. 상기 실시예 1 내지 5, 및 비교예 1 내지 2의 방법에 따라 유류오염 토양에 유류오염 토양 정화용 조성물, 반응개시제 용액 또는 비이온계 계면활성제를 살포하고 고르게 혼합한 후 24시간 경과 후 GC(Gas Chromatograph) 기기를 통하여 오염 토양 석유계 총 탄화수소TPH(Total Petroleum Hydrocarbon)를 측정하였다. 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 토양 정화용 조성물의 TPH 제거효율은 하기 수학식 1을 이용하여 계산하였다.
Figure 112012024191644-pat00001
구 분 오염 토양 TPH
(mg/kg)		 처리후 TPH
(mg/kg)		 제거효율
실시예 1 1,300 43 96.70%
실시예 2 1,800 50 97.22%
실시예 3 1,100 42 96.18%
실시예 4 1,100 156.86 85.74%
실시예 5 1,100 323.07 70.63%
비교예 1 1,300 99 92.38%
비교예 2 1,300 440 66.15%
그 결과, 본 발명의 일 실시예에 따른 유류오염 토양 정화 방법에 의하여 유류 오염의 기준인 석유계 총 탄화수소 TPH가 통상적으로 95%를 상회하는 제거 효율을 나타냈다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 유류오염 토양 정화용 조성물을 구성하는 과탄산나트륨 또는 탄산나트륨의 단일 성분을 이용한 실시예4, 5의 정화방법서는 TPH 제거효율이 70 내지 75%를 나타내며 정화효율이 감소하였다. 이러한 결과는 과탄산염 또는 탄산염의 단일 성분을 토양의 유류 또는 유기물 오염물질을 효과적으로 제거하기 어려우며, 상기 2가지 성분을 함께 사용하였을 때 오염물질 제거 효율이 우수하다는 것을 입증하는 것이다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유류오염 정화용 조성물을 구성하는 성분 및 함량이 토양의 오염 물질을 제거하는데에 있어서 최적화되어 있음을 입증하는 것이다.
아울러, 종래에 토양의 유류오염 물질 제거 효과가 알려진 비교예 1(과산화수소) 또는 비교예 2(삼중염)의 토양 정화효과를 비교하였다. 본 발명의 유류오염 토양 정화용 조성물을 이용한 방법은 펜톤 산화 반응을 통하여 토양 정화 효과를 나타내는 비교예 1의 방법에 TPH 제거효율이 약 4% 정도 우수하였으며, 삼중염을 이용한 비교예 2의 방법에 비하여 최대 제거효율이 30% 이상 높게 나타났다(표 1). 이러한 결과는 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 토양 정화 방법이 종래의 토양 정화 방법에 비하여 우수한 효과를 나타낸다는 것을 입증한 것이다.

Claims (13)

  1. 탄산염 5 내지 30 중량% 및 과탄산염 70 내지 95 중량%로 구성된 유류오염 토양 정화용 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 탄산염은 탄산리튬(Li2CO3), 탄산나트륨(Na2CO3), 중탄산나트륨(NHCO3), 탄산칼륨(K2CO3), 중탄산칼륨(KHCO3), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산마그네슘(MgCO3) 또는 돌로마이트(CaMg(CO3)2)일 수 있고, 상기 과탄산염은 과탄산나트륨(2Na2CO3·3H2O2) 또는 과탄산칼륨(2K2CO3·H2O2)인, 유류오염 토양 정화용 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 유류오염 토양 정화용 조성물은 토양 총 중량에 대하여, 0.5~5%(w/w)를 토양에 살포하는, 유류오염 토양 정화용 조성물.
  4. 탄산염 5 내지 30 중량% 및 과탄산염 70 내지 95 중량%이 개별 포장된 유류오염 토양 정화용 조성물; 및
    이산화탄소 발생제 30 내지 70 중량% 및 산화반응제 30 내지 70 중량%를 포함하는 반응개시제 또는 상기 반응개시제 1 중량부가 물 5 내지 20 중량부에 용해된 반응개시제 수용액을 포함하는, 유류오염 토양 정화용 키트.
  5. 삭제
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 탄산염은 탄산리튬(Li2CO3), 탄산나트륨(Na2CO3), 중탄산나트륨(NHCO3), 탄산칼륨(K2CO3), 중탄산칼륨(KHCO3), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산마그네슘(MgCO3) 또는 돌로마이트(CaMg(CO3)2)일 수 있고, 상기 과탄산염은 과탄산나트륨(2Na2CO3·3H2O2) 또는 과탄산칼륨(2K2CO3·H2O2)인, 유류오염 토양 정화용 키트.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 이산화탄소 발생제는 구연산, 질산, 화안, 질산나트륨, 질산칼륨, 질산칼슘, 유산, 말산 및 타타르산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인, 유류오염 토양 정화용 키트.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 산화반응제는 황산제일철(FeSO4) 및 황산제이철(FeSO4·Fe2(SO4)3)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인, 유류오염 토양 정화용 키트.
  9. 탄산염 5 내지 30 중량% 및 과탄산염 70 내지 95 중량%을 포함하는 유류오염 토양 정화용 조성물 1 중량부를 이산화탄소 발생제 30 내지 70중량% 및 산화반응제 30 내지 70 중량%를 포함하는 반응개시제 0.05 내지 0.5 중량부가 물 2 내지 10 중량부에 용해된 반응개시제 수용액에 용해시켜 유류오염 토양 정화용액을 제조하는 단계; 및
    상기 유류오염 토양 정화용액을 유류오염 토양에 대하여 0.5 내지 5.0 중량%로 오염 토양에 분사하는 단계를 포함하는, 유류오염 토양 정화 방법.
  10. 삭제
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 탄산염은 탄산리튬(Li2CO3), 탄산나트륨(Na2CO3), 중탄산나트륨(NHCO3), 탄산칼륨(K2CO3), 중탄산칼륨(KHCO3), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산마그네슘(MgCO3) 또는 돌로마이트(CaMg(CO3)2)일 수 있고, 상기 과탄산염은 과탄산나트륨(2Na2CO3·3H2O2) 또는 과탄산칼륨(2K2CO3·H2O2)인, 유류오염 토양 정화 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 이산화탄소 발생제는 구연산, 질산, 화안, 질산나트륨, 질산칼륨, 질산칼슘, 유산, 말산 및 타타르산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인, 유류오염 토양 정화 방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 산화반응제는 황산제일철(FeSO4) 및 황산제이철(FeSO4·Fe2(SO4)3)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종인, 유류오염 토양 정화 방법.
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