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포스터 세션 P13

오염 퇴적물 원위치 안정화 공법 설계를 위한 퇴적물 내 용존유기물의 특성 분석 및 안정화 효율 평

초록

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오염 퇴적물 정화 기술 중 하나인 원위치 안정화 공법(in-situ stabilization)은 기존의 준설(dredging), 원위치 피복(in-situ capping)에 비해 경제성이 뛰어나고 시공에 의한 퇴적물 수저(bathymetry) 변화가 없으며, 처리된 현장 퇴적물을 그대로 저서생물의 서식처로 활용한다는 점에서 보다 비용 효율적이고 자연 친화적인 기술로써 주목받고 있다. 본 연구에서는 오염퇴적물 원위치 안정화 공법에서 퇴적물 내 용존유기물(Dissolved organic matter; DOM)의 특성이 안정화 효율에 미칠 수 있는 영향을 조사하기 위해, 지리/환경적 조건이 다른 강의 상류 시료(Upstream of river; U-NRW)와 도시 및 공단지역 주변 하류 시료(Downstream of river; D-NRW)을 채취 후, TOC, UV-Vis, 형광 3D-EEMs(3-Dimensional Excitation Emission Matrix Spectroscopy), SEC-OCD(Size Exclusion Chromatography.Organic Carbon Detection) 분석을 통한DOM 특성화와 함께, 두 퇴적물 시료를 이용한 안정화 모사 실험(slurry phase test)을 통해 안정화 효율 평가를 수행하였다. 먼저, DOC농도와 UV254흡광도를 통해 계산한 SUVA254값의 경우 U-NRW와 D-NRW가 각각 15.27mg-C-1m-1L, 5.46mg-C-1m-1L로 U-NRW가 더 높은 유기물함량에 더해 방향족 탄소(aromatic carbon)를 많이 포함한 것을 확인하였다. 두번째로, 형광-EEM분석 결과 U-NRW는 휴믹 유사 형광 영역(peak A+C)이 우세하여 난분해성 유기물의 주요 구성성분인 외부생성(allochthonous) 유기물을 많이 포함하였고, D-NRW는 단백질 유사 형광 영역(peak B+T)이 우세하여 조류와 박테리아의 생물학적 분해에 의한 자체생성(autochthonous) 유기물이 주를 이루는 것을 확인하여 형광 분석 결과가 퇴적물의 발생 기원에 따른 유기물 특성을 잘 묘사하였다고 판단할 수 있었다. 마지막으로, SEC-OCD 분석 결과 U-NRW와 D-NRW에서 Humic substances(~1000Da)과 Building blocks(~500Da)으로 구성된 고분자물질의 비율이 각각 62%와 14%였고, Low molecular weight neutrals/acids(~350Da)과 같은 저분자물질의 비율은 U-NRW와 D-NRW에서 각각 31%와 83%를 차지했다. 따라서 U-NRW는 상대적으로 고분자 유기물의 분포가, D-NRW은 저분자 유기물의 분포가 우세한 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로 강의 상류에 위치한 U-NRW의 경우 산림토양으로부터 방향족성 휴믹물질이 유입되어 휴믹화된 고분자의 유기물이 우세하며, 산업화 및 도시화에 따른 인간의 활동이 많은 강 하류에 위치한 D-NRW의 경우에는 높은 생물학적 생산성에 따라 상대적으로 저분자의 단백질계 유기물이 우세하게 나타나는 것으로 해석할 수 있다. 다음으로 두 퇴적물 시료를 우리나라의 대표적인 담수 퇴적물 오염물질인 중금속 3종(Zn, Cd, Pb)으로 인공오염시킨 후 분말활성탄을 안정화제로 사용하여 안정화 모사 실험을 수행한 결과, 3종의 중금속 모두 U-NRW에서의 안정화 효율이 D-NRW에서 보다 높은 것(최대 18%)을 확인하였다. 본 연구의 결과를 통해 퇴적물의 지리적 기원과 환경적 요인이 퇴적물 내 DOM의 특성에 반영되며, DOM의 특성은 안정화 공법이 적용된 퇴적물 내 오염물질의 독성 및 생물학적 이용성을 결정하는 중요한 요인이라는 것을 알 수 있다. 이는 안정화공법 적용 시 현장 퇴적물 내 DOM 특성 또한 고려해야 할 필요가 있음을 시사한다.

저자정보

  • 박서연 서울대학교 건설환경공학부
  • 최용주 서울대학교 건설환경공학부

참고문헌

자료제공 : 네이버학술정보

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