비소로 오염된 폐광산 주변 토양에서 다양한 안정화제 사용에 따른 안정화 효율연구

Abstract

비소로 오염된 토양에 석회석, 제강슬래그, PS Ball, 인회석, GFO, AIH, 광산슬러지 등 다양한 안정화제 공급을 통한 비소 안정화 효율을 확인해 보았다. 토양은 과거 구봉광산인근의 논토양에서 채취하였고 토양오염 공정시험법, TCLP, SPLP, CEC, LOI, 입도분석, 연속추출을 통해 토양 및 토양 내 비소의 특성을 파악하였다. 왕수분해를 통한 토양 내 비소 전함량을 확인한 결과 145 mg/kg으로 개정된 토양오염공정시험법의 1지역 대책 기준인 75 mg/kg보다 약 2배 높은 값을 보였다. 또한 1 N HCl을 이용한 산가용성 함량에서도 58.7 mg/kg으로 높은 값을 보여 시급한 대책이 필요하다. XRD 분석을 통해 실험에 사용한 안정화제를 광물학적 특성별로 각각 Ca-Mg 화합물, 인산염화합물, 철화합물 세 분류로 나누고 이를 이용하여 용액 내 As(V) 및 As(III)의 제거 실험과 토양 내 비소 안정화 실험을 진행하였다. 용액 내 비소 제거 실험에서는 Ca-Mg 화합물 중 제강슬래그가 As(V) 및 As(III) 각각 최대 80%, 30%에 달하는 제거율을 보였다. GFO, AIH, 광산슬러지로 구분된 철화합물을 이용한 실험에서는 대부분의 비소가 제거되어 24시간이 경과하자 용액 내 As(V) 및 As(III)는 확인되지 않았다. 이는 비소와의 흡착/공침전 반응에 철화합물이 가장 효과적인 물질임을 나타내며 특히 AMD 정화시설에서 발생하는 광산슬러지를 비소 안정화제로의 재사용 가능성을 보여주는 결과이다. 비소로 오염된 토양에 각각의 안정화제를 넣고 진행한 토양 내 비소 안정화 실험에서는 철화합물을 사용한 경우에만 토양으로부터 용출되는 비소가 감소하였다. Ca-Mg화합물과 인산염화합물의 경우 반응액의 pH 증가 및 비소와 인(P)의 거동특성에 의해 토양으로부터 비소의 용출을 가속화하는 결과를 보였다. 이상의 결과를 통해 볼 때 비소로 오염된 토양에서 비소의 이동성 및 독성 저감을 위해 안정화제의 선택이 매우 중요하며 철화합물이 가장 효과적인 안정화제인 것으로 확인되었다.