KR20190048515A - 광산배수 슬러지를 포함하는 비소 제거용 흡착제, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 비소 제거 방법 - Google Patents

광산배수 슬러지를 포함하는 비소 제거용 흡착제, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 비소 제거 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 비소 제거용 흡착제는 광산배수 슬러지를 사용함으로써 폐자원을 활용하여, 효율적으로 비소를 제거할 수 있고, 시멘트, 및 모래를 더 포함하므로 폐자원을 유용하게 사용하고, 높은 효율로 비소를 제거할 수 있다. 또한, 전술한 비소 제거용 흡착제를 펠렛 형태로 제조하여, 흡착 후 흡착제의 회수가 용이하여 산업 분야에서 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 광산배수 슬러지를 회수하고 이를 시멘트 및 모래 등과 혼합하여 사용하므로 제조 원가가 저렴하고, 공정이 경제적이다.

Description

광산배수 슬러지를 포함하는 비소 제거용 흡착제, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 비소 제거 방법 {ADSORBENT FOR REMOVAL OF ARSENIC CONTAINING MINE DRAINAGE SLUDGE, METHOD FOR PREPARING THE SAME, AND ARSENIC REMOVAL METHOD USING THE SAME}
본 명세서에는 광산배수 슬러지를 포함하는 비소 제거용 흡착제, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 비소 제거 방법이 개시된다.
최근 심각한 환경문제의 하나로, 수용액내 비소(As)를 포함된 중금속 처리문제가 이슈로 대두되고 있다. 특히 베트남, 몽골, 중국 등 주변 국가 광산지역의 비소(As) 등이 포함된 중금속 오염수 배출로 인해 광산 주변 환경에 심각한 문제로 대두되어 처리가 시급한 실정이다.
또한, 폐 광산 주변의 농경지는 광산 활동에 의해 발생된 비소(As) 등이 포함된 중금속의 확산으로 토양 오염이 심각해지고 있으며, 오염된 토양에서 재배되고 있는 농작물도 인체에 유해한 중금속을 축적하고 있어 농작물을 섭취할 경우 암 등의 질병을 유발할 위험이 있다.
한편, 세계적으로 녹색성장에 대한 사회적 관심이 고조되면서, 최근 미국 환경청은 오염지역을 정화할 때 녹색정화기법을 제안하고 있다. 이는 정화 시 모든 환경적 영향을 고려하여 환경적 이익을 최대화하는 방향으로 정화시스템을 설계하는 것을 말하며, 폐기물의 재활용, 친환경에너지 사용 및 효율적인 시스템 설계 등의 방법을 권하고 있다.
하지만, 종래기술은 주로 오염수를 일시적으로 격리하거나 이동하여 처리하는 방법 등을 사용하고 있는 수준에 불과하며, 세계적으로 요청되는 녹색정화기법 수준과 비교해 미흡한 점이 있었을 뿐만 아니라, 경제적으로 저렴한 흡착제를 사용하는 기술 개발에 있어서도 부족한 점이 있었다.
한국 등록 특허 제10-1281283호
일 측면에서, 본 발명의 목적은 광산배수 슬러지, 시멘트 및 모래를 포함하여, 폐자원을 유용하게 사용하고, 높은 효율로 비소를 제거할 수 있는 비소 제거용 흡착제를 제공하는 것이다.
다른 측면에서, 본 발명의 목적은, 전술한 비소 제거용 흡착제를 펠렛 형태로 제조하여, 흡착 후 흡착제의 회수가 용이한 비소 제거용 흡착제를 제공하는 것이다.
다른 측면에서, 본 발명의 목적은, 폐자원인 광산배수 슬러지를 회수하고, 이를 시멘트 및 모래와 배합하여, 제조 원가가 저렴하고 공정이 경제적인 비소 제거용 흡착제 제조 방법을 제공하는 것이다.
다른 측면에서, 본 발명의 목적은, 전술한 비소 제거용 흡착제를 이용하여 수질 또는 토양을 효율적으로 개선시키는 비소 제거 방법을 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명은, 광산배수 슬러지, 시멘트, 및 모래를 포함하는 비소 제거용 흡착제를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은 전술한 비소 제거용 흡착제를 제조하는 방법을 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은 전술한 비소 제거용 흡착제를 이용하여 비소를 제조하는 방법을 제공한다.
일 측면에 있어서, 본 발명의 광산배수 슬러지, 시멘트, 및 모래를 포함하는 비소 제거용 흡착제는 광산배수 슬러지를 사용함으로써 폐자원을 활용하여, 효율적으로 비소를 제거할 수 있다.
또한, 상기 비소 제거용 흡착제를 펠렛 형태로 제조하는 경우, 기존의 분말 형태와 비교하여 흡착 후 흡착제의 제거가 용이하여, 비소 제거 작업시 유용하게 사용될 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 비소 제거용 흡착제 제조 방법은 폐자원인 광산배수 슬러지를 회수하고, 이를 시멘트 및 모래와 배합하여 제조되므로, 제조 원가가 저렴하고 공정이 경제적이다.
다른 측면에서, 본 발명의 비소 제거 방법은 전술한 비소 제거용 흡착제를 이용하여 폐수 등에 포함된 비소를 효과적으로 제거하고, 토양 내의 비소를 효과적으로 제거하므로, 공장 폐수 정화 또는 식물 경작 분야 등에서 다양하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1 내지 4에 따라 제조한 흡착제의 시간에 따른 비소 흡착능력을 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 3에 따라 제조한 흡착제의 컬럼실험을 통한 장기 흡착능력을 나타나낸 것이다.
도 3은 비소오염 토양에 본 발명의 실시예 3에 따른 비소 제거용 흡착제를 설치한 후, 비오염토양을 복토 후 식물을 경작하여, 식물내 비소의 이동 정도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 분말형 비소 제거용 흡착제를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따라 펠렛형으로 제조된 비소 제거용 흡착제를 나타낸 것이다.
용어 정의
본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
예시적인 구현예들의 설명
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 본 발명은 광산배수 슬러지, 시멘트, 및 모래를 포함하는 비소 제거용 흡착제를 제공한다.
본 명세서에서 "광산배수 슬러지"는 Fe을 다량 포함하는 광산의 갱내에서 유출되는 물에서 pH를 조절하기 위한 공정 후 발생하는 슬러지 이다. 구체적으로 광산배수는. 광산이 폐광되면 갱내로 지하수가 유입되어 갱내에 존재하는 황화광물과 반응하여 Fe을 다량 포함하하게 되는데 이를 광산배수라 한다.
일 구현예에서, 상기 광산배수 슬러지는 산성 광산배수 슬러지일 수 있다. 광산배수가 Fe를 다량 포함하고 pH가 낮은 경우 이를 산성 광산배수라 한다.
또한, 일 구현예에서, 광산배수 슬러지는 광산배수 내에 철을 제거하기 위해 소석회등을 이용하여 pH를 상승시키는 공정 혹은 알칼리공급유지시설을 이용하여 pH를 상승시키는 공정을 통해 발생한 슬러지일 수 있다.
본 발명의 일 측면에서, 상기 광산배수 슬러지는 pH 7미만의 산성 광산배수 슬러지인, 흡착제를 제공한다. 구체적으로, 상기 산성 광산배수 슬러지는 pH 7 미만, pH 6.9 이하, pH 6.7 이하, pH 6.5 이하, pH 6.3 이하, pH 6.1 이하, pH 5.9 이하, pH 5.7 이하, pH 5.5 이하, pH 5.3 이하, pH 5.1 이하, pH 4.9 이하, pH 4.7 이하, pH 4.5 이하, pH 4.3 이하, pH 4.1 이하, pH 3.9 이하 또는 pH 3.5 이하일 수 있다.
하기 표 1은 본 발명에 따른 산성광산 배수 슬러지의 구성 성분 및 각 성분의 중량(%)을 나타낸 것이다.
산성광산배수슬러지 XRF 원소 분석결과
성분 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O k2O TiO2 MnO P2O5 ZnO NiO SiO2
중량% 4.39 2.36 78.7 11.3 0.452 0.0401 0.126 0.0356 1.1 0.0138 0.218 0.0565 4.39
표 1을 참조하면, 산성광산 배수 슬러지의 주요 구성성분은 Fe2O3와 CaO로 화학반응을 통해 비소(As)를 제거하는 데에 우수한 효과를 나타낼 수 있다. 여기서 CaO는 물(H2O)과 수화 반응하여 Ca(OH)2 로 변화되고, Ca(OH)2 는 다시 Ca 및 2OH 형태로 이온화 되어 오염 토양의 pH를 완충시키는 역할을 한다.
본 명세서에서 시멘트는 '부순 돌'이라는 의미의 라틴어에 어원을 두고 있는 시멘트는 물질과 물질을 결합시키는 재료를 의미하며, 시멘트, 물 및 그 밖의 첨가제 등을 혼합하여 제조되는 시멘트 페이스트(Paste), 여기에 모래를 첨가하여 제조되는 모르타르(Mortar), 및 상기 시멘트 페이스트 및 모르타르에 굵은 골재인 자갈을 추가적으로 첨가 혼합하여 제조되는 콘크리트(Concrete)를 비롯한 시멘트 조성물을 모두 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
본 명세서에서 모래는 2∼0.2mm 사이의 조사, 0.2∼0.02mm 사이의 세사일 수 있고, 광물조성에 따라 석영이 많은 석영사, 유색 광물이 많은 흑사, 회록석이 많은 녹사 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 비소 제거용 흡착제는 상기 광산배수 슬러지, 시멘트 및 모래를 포함하여, 폐자원을 유용하게 사용하고, 높은 효율로 비소를 제거할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 비소 제거용 흡착제의 전체 중량을 기준으로, 광산배수 슬러지의 함량이 5 내지 80 중량%이고, 시멘트의 함량이 5 내지 70 중량% 이며, 모래의 함량이 5 내지 80 중량%일 수 있다.
상기 광산배수 슬러지의 함량은 상기 비소 제거용 흡착제의 전체 중량을 기준으로, 5 내지 80 중량%, 바람직하게는 20 내지 40 중량%일 수 있고, 예컨대, 23 중량% 이상, 25중량% 이상, 27 중량% 이상, 37 중량% 이하, 또는 35 중량% 이하일 수 있다. 상기 함량이 20 중량% 미만인 경우, 흡착제의 비소 제거능이 저하될 수 있고, 40 중량% 초과인 경우 몰타르의 강도가 저하될 수 있다
상기 시멘트의 함량은 상기 비소 제거용 흡착제의 전체 중량을 기준으로, 5 내지 70 중량%, 바람직하게는 15 내지 35 중량%일 수 있고, 예컨대, 17 중량% 이상, 19 중량% 이상, 21 중량% 이상, 33 중량% 이하, 31 중량% 이하, 또는 29 중량% 이하일 수 있다. 상기 함량이 15 중량% 미만인 경우 상기 재료들 조합시 뭉치기가 어려울 수 있고, 35 중량% 초과인 경우 점성이 과도하여 제조가 어려울 수 있다.
상기 모래의 함량은 상기 비소 제거용 흡착제의 전체 중량을 기준으로, 5 내지 80 중량%, 바람직하게는 20 내지 40 중량%일 수 있고, 예컨대, 23 중량% 이상, 25중량% 이상, 27 중량% 이상, 37 중량% 이하, 또는 35 중량% 이하일 수 있다. 상기 함량이 20 중량% 미만인 경우, 몰타르의 강도가 저해될 수 있고, 40 중량% 초과인 경우 상대적으로 광산 배수 슬러지의 함량이 적어, 비소 제거량에 있어서, g당 비소 제거량이 감소할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 비소 제거용 흡착제는 비산재 또는 소석회 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
비산재는 석탄회 중 바닥재(bottom ash)를 제외한 것을 말하고, 상기 비산재는 가벼운 분말상으로, 시멘트와 함께 사용하는 것이면 이에 제한되지 않는다. 이는 대체로 탈황공정에서 투입되는 석회석의 영향으로 CaO 함량이 높아 상기 광산배수 슬러지와 함께 오염 토양의 pH를 완충시킬 수 있다.
소석회(Ca(OH)2)는 산에 녹아 칼슘염을 만드는 성질이 있으므로, 산성 토양의 중화에 도움이 된다.
일 구현예에서, 상기 비소 제거용 흡착제의 전체 중량을 기준으로, 비산재의 함량이 5 내지 10 중량%이고, 소석회의 함량이 5 내지 10 중량%일 수 있다.
상기 비산재의 함량은 예컨대, 5.5 중량% 이상, 6 중량% 이상, 6.5 중량% 이상, 9.5 중량% 이하, 9 중량% 이하, 또는 8.5 중량% 이하일 수 있다. 상기 함량이 5 중량% 미만인 경우 산성 토양의 pH 완충력이 저하될 수 있고, 10중량% 초과인 경우 강도 저감 및 흡착능력이 저하될 수 있다.
상기 소석회의 함량은 예컨대, 5.5 중량% 이상, 6 중량% 이상, 6.5 중량% 이상, 9.5 중량% 이하, 9 중량% 이하, 또는 8.5 중량% 이하일 수 있다. 상기 함량이 5 중량% 미만인 경우 산성 토양의 중화력이 저하될 수 있고, 10중량% 초과인 경우 강도 저감 및 흡착능력이 저하될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 비소 제거용 흡착제는 펠렛 형태일 수 있다. 본 발명의 비소 제거용 흡착제는 펠렛 형태를 갖추어 분말 형태의 흡착제에 비하여 흡착제 사용 후 회수가 용이하므로, 실제 정화 산업 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 펠렛의 크기는 직경 0.5 내지 1.5 cm이고, 높이 0.5 내지 2 cm일 수 있다. 펠렛이 상기 범위 내에 있으므로, 제조가 용이하면서도 흡착을 위한 표면적을 넓게 할 수 있다.
본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 본 발명은 전술한 비소 제거 흡착제를 제조하는 방법에 있어서, 상기 방법은 광산 배수 슬러지를 회수하는 단계를 포함하는, 비소 제거용 흡착제 제조 방법이다.
일 구현예에서, 상기 제조방법은 슬러지를 회수 후, 건조시키는 단계를 더 포함하는, 비소 제거용 흡착제의 제조방법을 제공한다. 일 구현예에서 상기 방법은 건조된 슬러지를 분쇄하고, 체 거름하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 체 거름은 100 메시 이하의 체에 의해 수행될 수 있다. 일 구현예에서 상기 방법은, 상기 건조된 광산배수 슬러지를 고형화시키는 단계를 더 포함하는, 비소 제거용 흡착제의 제조방법을 제공한다. 일 구현예에서, 상기 제조방법은 흡착제의 성능 개선을 위해 입도 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
특히, 상기 광산배수를 얻기 위해서는, 광산 배수를 반응조와 침전조를 이용하여 물리 화학적으로 처리한 후 수계에 방류하는 과정을 갖는데, 이 경우 광산 배수 처리용량이 8000 ton/day을 갖는 극적 처리 방법(Active treatment method)이 사용된다.
다음 과정으로, 고농도 슬러지 회수방법(High Density Sludge, HDS)을 통해 발생한 광산배수 슬러지, 특히 산성 광산배수 슬러지(Acid Mine Drainage Sludge, AMDS)를 직접 채취 및 풍건(air dry) 하여 약 24시간 이상 건조시키고, 이를 파쇄한 후 100 메시(mesh)에 체 거름을 한다.
이는 광산 배수 슬러지를 기타 재료들과 혼합 및 건비빔(dry mixing)을 실시할 경우, 재료들과 산성광산 배수 슬러지가 일정한 혼합을 유지하기 위함이며, 또한 상기 체 거름을 통해 작은 입자를 사용함으로써 우수한 수분 함유성을 보유하기 위함이다.
일 구현예에서 상기 방법은 회수된 광산배수 슬러지, 시멘트, 및 모래를 포함하는 재료를 배합하여 펠렛을 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 전술하였듯이 광산배수 슬러지를 체 거름을 통하여 작은 입자만이 혼합을 위해 사용되므로, 펠렛 제조를 간단한 공정으로 수행할 수 있다.
본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 본 발명은 전술한 비소 제거용 흡착제를 이용하여 비소를 제거하는, 비소 제거 방법이다. 본 발명의 비소 제거용 흡착제를 이용하여 비소를 제거하는 경우, 비소 흡착이 효육적으로 이루어지고, 펠렛 형태의 비소 흡착제를 사용하는 경우 비소 제거 후 흡착제의 제거가 용이하여 손쉽게 사용할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 방법은 토양 내의 비소를 제거하기 위한 것인, 비소 제거 방법일 수 있다. 본 발명의 비소 흡착제는 주요 구성성분이 Fe2O3와 CaO 이므로, 토양 내의 비소를 효과적으로 제거할 수 있다.
이하, 하기의 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기의 실시에는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 예시의 목적으로만 제공된 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 범위가 이에 한정되지 않는다.
실시예 - 비소제거용 흡착제 제조
강원도 태백 함태광산 슬러지 발생시설로부터 산성광산 배수 슬러지를 고농도 슬러지 회수방법을 통해 직접 채취하고, 24시간 이상 풍건한다. 배수 슬러지의 성분은 상기 표 1과 같다.
풍건된 산성광산배수 슬러지를 100메쉬 체 거름하여 입자를 일정하게 파쇄하여 비소제거용 흡착제 제조 원료로 한다(도 4 참조).
모래, 시멘트는 국내 시판되고 있는 재료로 건설자재 판매점에서 구입하여 사용하였으며, 소석회는 백광소재의 순도 70% 20kg을 구입하여 흡착제제조에 사용하였다. 비산재는 남동발전 영동화력발전본부에서 발생하는 비산재를 협조받아 제조에 이용하였다.
하기 표 2와 같은 비율로 실시예 1 내지 4의 흡착제를 4가지 혼합비율로 제조하였으며, 혼합비율로 재료를 혼합하여 건조상태로 5분간 혼합하여 재료들의 혼합을 용이하게 하였다. 그 후 물을 시멘트 사용량의 70%를 투입하여 반죽형태의 혼합물을 제조하였다.
그런 다음, 혼합물을 사출 성형용 틀에 충진 하고, 피스톤의 왕복운동을 이용하여 혼합물을 바(bar) 형태의 고화체로 만드는데, 바람직하게는 고화체의 지름은 0.5cm ~ 1.5cm, 높이는 0.5cm ~ 2cm로 제작하였다.
이렇게 만들어진 바 형태의 고화체는 7일간 상대습도 100%, 상온에서 수화반응을 거친 후 파쇄하고, 파쇄된 고화체는 5 ~ 10 메시 사이의 체 거름을 함으로써 비소 제거용 흡착제가 제조되었다(도 5 참조).
비소 제거용 흡착제 혼합 비율
산성광산배수 시멘트 모래 비산제 소석회
실시예 1 33.30% 33.30% 33.40% 0% 0%
실시예 2 33.30% 26.70% 33.30% 6.70% 0%
실시예 3 33.30% 26.70% 33.30% 0% 6.70%
실시예 4 33.30% 20.00% 33.30% 6.70% 6.70%
실험예
실험예 1- 흡착제별 비소 제거속도 및 흡착량
실시예 1 내지 4의 비소 제거용 흡착제의 성능을 평가하기 위해 비소(As) 초기농도 1.33mM 용액을 제조하고, pH를 6.0으로 고정시켰다.
다음으로, 50mL 튜브를 이용하여 각각의 실시예 1 내지 4의 흡착제와 비소용액을 6g/L로 넣고, 24시간 동안 섭씨 25도에서 교반기를 이용하여 150 rpm으로 교반하여, 비소용액을 0.45μm 실린지 필터에 거른 뒤 ICP(inductively coupled plasma) 분석기를 이용하여 비소(As) 용액의 잔류농도를 측정하였다.
그 결과 도 1과 같은 결과를 얻었으며, 특히 실시예 3 및 4가 비소제거에 약 50% 이상 우수한 효과를 보였으며 제거 속도는 약 2시간 미만으로 확인되었다.
실험예 2 - 용출수에서의 비소 용출량 확인
제조된 비소제거용 흡착제중 성능이 우수한 샘플 3의 컬럼 실험을 진행하였다. 본 컬럼 실험은 비소가 용출되어 이동할 수 있는 비소가 포함된 폐광산 인근토양을 이용하였으며, 비교군으로 비소가 포함된 폐광산 토양을 동일 조건을 이용하여 비소가 용출되는 양을 측정하여 비교하였다.
사용된 컬럼 지름 7.5cm 높이 20cm 컬럼으로 제작하여 상단, 하단에 용출수를 투입할 수 있는 호수를 연결하도록 고한하였다. 또한 호수를 통해 일정량의 용출수가 공급되도록 정량펌프를 이용하여 0.3ml/min 의 속도로 용출수를 이동시켰으며 용출되는 용출수를 수집하고 매일 용출량을 기록하였으며 일정간격으로 샘플링하여 비소용출량을 측정하였다.
비소용출량 비교를 위해 상기와 같은 방식으로 컬럼을 준비하고 컬럼내 오염토양을 컬럼의 90% 까지 충진 후 control 샘플로 하였다.
또한, 제조된 흡착제의 성능을 평가하기 위해 control 과 같은 방식으로 오염토양을 채우고 나머지 10%에 흡착제를 충진하여 성능평가용 컬럼으로 진행하였다.
그 결과 도 2와 같은 결과를 산출하였으며, 총 80일간 실험을 실시한결과 control 컬럼에서 초기 30일까지 비소가 지속적으로 용출되어 약 2mg 의 비소가 용출되었으며 최대 2.3 mg 의 비소가 발생하였다.
하지만 개발된 비소제거용 흡착제를 상단에 설치한 컬럼에서는 비소가 용출된후 흡착제에 흡착되거나 공침하여 용출수내 비소 발생량이 77.8% 대폭 감소하였다.
실험예 3 - 용출수에서의 비소 용출량 확인
제조된 비소제거용 흡착제중 성능이 우수한 샘플 3의 컬럼 실험을 진행하였다. 본 컬럼 실험은 비소가 용출되어 이동할 수 있는 비소가 포함된 폐광산 인근토양(충청북도 예산군 대술면 대산광산)을 이용하였으며 비교군으로 비소가 포함된 폐광산 토양을 동일 조건을 이용하여 비소가 식물로 전이 되는 양을 측정하여 비교하였다.
가로 2m 세로 2m 높이 2m 의 합판을 이용하여 시험구를 제작하였으며 시험구는 대산광산 오염토양이 분포하는 밭토를 넣어 시험구로 하였다. 비교군으로 오염토양을 80% 채우고 비오염토양을 상부에 20% 채운 후 벼, 고추, 들깨를 파종하여 식물로 전의되는 양을 측정하였다.
시험구 P2 는 오염토를 80% 채우고 비소제거용 흡착제 5%와 오염토양 95%를 혼합하여 3~5cm 층으로 채우고 비오염토양을 상부에 20% 채운후 벼를 파종하여 식물 전의되는 비소의 양을 측정하였다.
시험구 P4 는 오염토를 80% 채우고 비소제거용 흡착제 5%와 오염토양 95%를 혼합하여 3~5cm 층으로 채우고 비오염토양을 상부에 20% 채운후 들개 파종하여 식물 전의되는 비소의 양을 측정하였다.
시험구 P5 는 오염토를 80% 채우고 3~5cm 비소제거용 흡착제를 층으로 채우고 비오염토양을 상부에 20% 채운후 벼, 고추, 들개 파종하여 식물 전의되는 비소의 양을 측정하였다.
식물내 비소의 함량 측정은 왕수를 이용한 전함량 추출법을 활용하여 전의된 비소의 농도를 확인하였으며 벼, 고추, 들깨의 뿌리, 줄기, 잎으로 구분하여 각각의 비소 축적농도를 검출하였다.
그 결과 도 3과 같은 데이터를 확보하였으며 벼, 고추, 들깨모두 뿌리부분으로의 전의가 높았으며 비소제거용 흡착제에 의한 비소 이동 차단효과로 인한 비소의 식물전의 효과도 뿌리부분에서 저감 효과가 크게 나타났다.
벼를 파종한 시험구 P2 의 경우 뿌리로의 비소 전의가 약 40% 감소함을 확인하였으며 비소제거용 흡착제가 우수한 성능을 보이고 있었다.
특히 고추를 파종한 시험구 P4, P5는 비소 전의 방지 효과가 매우 우수하였으며 P5 차단층을 형성한 시험구에서 비소 전의 방지 효과가 약 95% 이상 나타났다.
또한 들깨의 경우는 차단층을 형성한 P5보다 오염토양과 혼합하여 설치한 시험구 P4에서 비소 전의 방지 효과가 우수하였다.

Claims (11)

  1. 광산배수 슬러지, 시멘트, 및 모래를 포함하는 비소 제거용 흡착제
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광산배수 슬러지는 산성 광산배수 슬러지인 것을 특징으로 하는 비소 제거용 흡착제.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 비소 제거용 흡착제는 비산재 또는 소석회 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비소 제거용 흡착제.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 비소 제거용 흡착제의 전체 중량을 기준으로, 슬러지의 함량이 20 내지 40 중량%이고, 시멘트의 함량이 15 내지 35 중량% 이며, 모래의 함량이 20 내지 40 중량%인 것을 특징으로 하는 비소 제거용 흡착제.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 비소 제거용 흡착제의 전체 중량을 기준으로, 비산재의 함량이 5 내지 10 중량%이고, 소석회의 함량이 5 내지 10 중량%인 것을 특징으로 하는 비소 제거용 흡착제.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 비소 제거용 흡착제는 펠렛 형태인 것을 특징으로 하는 비소 제거용 흡착제.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 펠렛의 크기는 직경 0.5 내지 1.5 cm이고, 높이 0.5 내지 2 cm인 것을 특징으로 하는 비소 제거용 흡착제.
  8. 제1항 내지 7항 중 어느 한 항의 비소 제거?O 흡착제를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 방법은 광산 배수 슬러지를 회수하는 단계를 포함하는, 비소 제거용 흡착제 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 방법은 회수된 광산배수 슬러지, 시멘트, 및 모래를 포함하는 재료를 배합하여 펠렛을 제조하는 단계를 더 포함하는, 비소 제거용 흡착제 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 비소 제거용 흡착제를 이용하여 비소를 제거하는, 비소 제거 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 방법은 토양 내의 비소를 제거하기 위한 것인, 비소 제거 방법.
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