토양의 유기오염은 전 세계적으로 보편적인 환경 문제 중 하나이다. 토양 중 유기오염물의 원천은 공업 누출과 넘침, 유류와 화학품 창고의 누출, 농약 남용, 세제, 유류, 부동액의 임의처분, 생활쓰레기의 부적절한 처리, 매립, 쓰레기장 등이다.
매년 대량의 유기화합물이 토양 환경으로 방출되는데, 여기에는 방향족 화합물, 폴리염소 유기화합물, 농약, 석유 등이 포함된다. 오염물의 대부분은 불용성, 독성, 돌연변이성, 심지어 발암성을 가지고 있어 인간의 건강과 생태계에 큰 해를 끼친다. 최근 몇 년 동안 우리나라는 유기오염물의 토양 오염 문제를 점차 중시하여 유기오염 토양의 복구 기술을 연구하였다.
1 유기 오염 토양 복원 기술
유기오염 토양의 복구 기술은 여러 가지가 있다. 표 1 국내외에서 일반적으로 사용되는 몇 가지 수리 기술을 요약합니다. 현재, 토양기상추출 (SVE) 과 열해흡 기술은 가장 널리 사용되는 유기토양복구 기술로, 처리 효과, 비용, 주기가 모두 도시 토양복구의 요구에 부합한다. 이 중 SVE 기술은 할로겐과 할로겐이 아닌 휘발성 및 반휘발성 유기물의 분해에 많이 사용되며 저휘발성 유기물과 유기 농약에 대한 처리 효과가 떨어진다.
열 탈착 기술은 할로겐화 유기물, 할로겐화 반휘발성 유기물, PCBs (폴리염화 비페닐) 및 고농도 소수성 액체를 처리하는 데 유리하지만 토양 구조와 생물학적 시스템을 파괴한다. 토양 침출은 농축오염물 능력을 가지고 있어 다른 기술의 전처리로 처리될 토양의 부피를 줄이고 총비용을 낮출 수 있다.
자연 감쇠는 토양에서 석유 탄화수소를 분해하는 데 가장 많이 사용됩니다. 이 기술은 환경 친화적이지만 수리 주기가 너무 길다. 또한 구체적인 토양 복구 기술을 선택할 때는 오염물과 토양의 성질, 처리 시간, 비용 등을 종합적으로 비교해야 한다.
표 1 유기오염 토양의 일반적인 복구 기술
유기 오염 토양 복원 2 예
2. 1 토양증기 추출 프로젝트-로키산병공장 18 단위 오염 복구 프로젝트
로키산병공장은 콜로라도 주 카모에 위치한 미국의 화학무기 제조센터이다. 이 병공장은 미 육군이 20 세기 말에 설립한 것으로, 백인, 네이팜탄, 겨자 가스, 루이제, 염소를 포함한 재래식 무기와 화학 무기를 생산한다. 1984 기간 동안 미 육군은 로키산병공장의 오염 상황을 상세히 조사한 결과 유기염소 농약, 유기 인 농약, 아미노산류 농약, 유기용제, 염소 벤젠, 중금속 등 다양한 오염물이 있는 것으로 나타났다.
199 1 년, 로키산병공장 슈퍼펀드 오염장 18 단위에서 토양기상추출 처리. 과거에는 이 지역이 주로 장비와 차량을 청소하고 유지 관리하고 디젤, 휘발유, 각종 석유 제품을 저장하는 데 사용되었습니다. 이 지역의 토양과 지하수에서 대량의 VOCs 가 발견되었는데, 그 중 대부분은 삼염화 비닐이며, 토양 증기의 부피 농도는 65× 10-6 에 달한다. 이 VOCs 는 주로 청소 과정에서 사용되는 염소 용제에서 나온다. SVE 시스템은 토양 증기 중 트리클로로 에틸렌 농도가 가장 높은 지역에 설치됩니다.
SVE 시스템에는 얕은 층 가스 추출 우물과 심층 가스 추출 우물이 포함됩니다. 얕은 우물은 점토층 위에 있고, 지하 13 ~ 28 피트입니다. 깊은 우물은 점토층 아래, 지하 43 ~ 58 피트에 위치해 있다. 두 개의 추출 우물을 설치하여 점토층이 VOCs 제거에 미치는 영향을 연구하다. 네 개의 증기 모니터링 우물은 SVE 시스템의 성능을 평가하기 위해 채정으로 둘러싸여 있다.
증기가 채정에서 뽑힌 후, 가스액 분리통에 들어가 응축수를 분리한 다음 침전필터와 재생풍기로 들어간다. 송풍기에서 배출되는 연기는 두 개의 연결된 알갱이 활성 숯 시스템을 통해 처리되며, 각 활성 숯 처리 단위마다 알갱이 활성 숯이 들어 있는 용기 세 개가 있다. 1 급 활성 숯 처리 장치는 가스에서 트리클로로 에틸렌의 90% 를 제거하고, 2 급 활성 숯 처리 장치는 남아 있는 트리클로로 에틸렌을 처리하는 데 사용됩니다. 그림 1 은 SVE 시스템의 프로세스 흐름을 보여 줍니다.
그림 1 SVE 시스템 흐름도
시스템 운영 프로세스는 7 월 199 1 에서 2 월 65438 까지 총 트리클로로 에틸렌 약 70 파운드를 처리하여 약 26,000m3 의 수량을 처리합니다. SVE 시스템에서 처리한 트리클로로 에틸렌 볼륨 농도는 1× 10-6 보다 작습니다. 전체 SVE 시스템의 준비, 구축 및 운영 비용은 65,438 달러+082,800 달러입니다.
2.2 열 탈착 수리 프로젝트-월링턴 라텍스 공장 환경 복원 프로젝트
월링턴 라텍스 공장은 미국 뉴저지 주 베르겐현의 주택-공업 혼합구에 위치하여 9.67 에이커를 차지하고 있다. 195 1 부터 1983 까지 공장에서는 천연 및 합성 고무 제품 및 화학 접착제를 생산했습니다. 아세톤, 헵탄, n-헥산, 메틸 에틸 케톤, 디클로로 메탄 및 폴리 염화 비 페닐 (PCBs) 과 같은 휘발성 유기 화합물 (VOCs) 을 포함한 많은 유기 용제가 생산 공정에서 사용됩니다.
1989 년 3 월, 월링턴 라텍스 공장 유적지는 슈퍼펀드 우선 복구 유적지 명단에 가입했고, 유적지는 1988 년 9 월부터 1992 년 6 월로 복원됐다. 조사 결과 대지 오염 수량은 24 500 m3, 배수구 오염 토양과 진흙량은 2 060 m3 으로 나타났다. 폴리 염화 비 페닐의 함량은 최대 4,000MG/KG 이고, 반휘발성 유기물은 프탈레이트 (BEHP), 3,3'-디클로로 벤지딘 및 다환 방향족 탄화수소이며 중금속 오염 물질은 안티몬과 비소입니다.
1999 년 3 월, 이 장소는 열탈해법을 사용하여 토양의 유기 오염물을 제거하기 시작했다. 이 시스템의 열 탈착 장치는 3 각 회전로, 그림 2 는 이 시스템의 공정 과정을 보여 줍니다. 이 시스템은 하루에 약 225 톤의 토양을 처리하고, 토양 수출 온도는 482 C 이다. 오염된 토양이 가마에 들어가기 전에 먼저 선별하여 지름이 2 인치가 넘는 불순물을 제거해야 한다. 처리된 토양은 압축되어 굴착 지역으로 다시 채워집니다.
그림 2 열 탈착 시스템 공정
연기는 스크러버, 벤추리관, 스프레이 탑 처리를 차례로 거쳐 알갱이 활성 숯 필터 장치와 고효율 공기 입자 필터를 입력해 정화한다. 처리한 연기는 다시 난로로 순환한다. 세척수는 정화조와 필터 프레스를 거쳐 기름과 고체 찌꺼기를 분리한 후 활성탄으로 오염물을 흡착하고 맑은 물은 깨끗한 토양을 조절하는 데 쓰인다. 필터 프레스 안의 필터는 대지 밖의 유해 폐기물 매립지에 묻혀 있다.
표 2 열 탈착 시스템 처리 효과
2.3 토양 침출 프로젝트-le qiongying 88 블록 토양 대수층 복원 프로젝트
캠프 (Camp Lejun) 는 미국 노스캐롤라이나에 위치해 있으며 미 해병대의 대규모 훈련 파견 기지이다. 이 기지는 1942 에 건설되어 면적이 640 제곱 킬로미터이다. 1989, 미국 환경보호국은 이 유적지를 국가 우선 복구 유적지 명단에 넣었다. 낙경 캠프의 토양, 슬러지, 지하수, 지표수에는 대량의 오염물이 함유되어 있어 그 지역 주민들의 건강을 위협하고 있다. 이 장소의 오염물에는 휘발성 유기화합물, 중금속, 살충제, 다환 방향족 탄화수소, 폴리염화 비페닐이 포함된다. 1994 부터 미 해군은 악영 동네를 보수하기 시작했고, 현재 수리 공사는 계속되고 있다.
1999 년 4-8 월, 낙경영 88 호 구획에 표면활성제를 세워 현장 토양 침출 시스템을 강화하고 토양수층 복구 시범공사를 벌였다. 88 번 구획은 테트라 클로로 에틸렌과 탄화수소 용제로 오염되었다. 테트라 클로로 에틸렌은 주로 88 블록 깊이가 약 16 ~ 20 피트인 토양 얕은 수층에 위치한 중비수액으로, 대부분의 중비수액 오염물은 얕은 수층 바닥의 침투성이 낮은 침적층에 위치한다. 탄화수소용제는 경량 비수액에 속하며 얕은 층의 윗부분에 위치해 있다. 이 프로젝트에서 대상 오염 물질은 테트라 클로로 에틸렌이지만 처리 과정에서 소량의 탄화수소 용제가 옆으로 이동합니다.
낙경영 88 호 구획의 시범 프로젝트에서는 원위 토양 침출 시스템 (그림 3) 을 설치해 중비수액 오염물을 제거하고 표면활성제 회수 시스템을 설치해 표면활성제를 회수했다. 토양 침출 시스템에는 3 개의 주입 우물, 6 개의 추출 우물 및 2 개의 유압 제어 우물이 포함됩니다. 이 시스템에 사용된 표면활성제 (Alfoterra 145-4po 황산염 TM) 는 낙경영 88 호 구획 시범프로젝트를 위해 특별히 설계되었다. 이 계면 활성제는 두 가지 요구 사항을 만족시킨다. 하나는 중질 비수액을 가능한 용해시키는 것이고, 다른 하나는 표면활성제 회수 과정의 성능을 보장하는 것이다.
오염물을 휴대하는 표면활성제 흐름은 지상 부분에서 처리되며, 처리 단위에는 침투 증발 시스템과 초과외 여과 장치가 포함됩니다. 침투 기화 시스템은 유류에서 오염물을 제거하는 데 사용되고, 미셀 강화 한외 여과 장치는 불필요한 물을 제거하는 데 사용됩니다. 회수하고 정화한 표면활성제 흐름을 다시 우물에 주입한다.
그림 3 토양 침출 시스템 공정
88 번 구획 면적은 약 1 1 m× 29 m 으로 4 개월의 처리주기 동안 시범프로젝트는 288 L 사염화 비닐을 처리했고 총 비용은 307 만 450 달러였다.
2.4 미생물 복구 프로젝트-프랑스 유한회사의 오염 현장 복구 프로젝트.
프랑스 유한회사의 오염 장소는 미국 텍사스 주 크로스비에 위치해 있으며 면적은 22.5 에이커이다. 이 사이트는 1966- 197 1 산업 폐기물 처리 센터입니다. 매년 약 7× 107 갤런 (265,000M3) 의 석화 폐기물이 7.3 에이커의 침투층이 없는 솔트레이크에 쏟아진다. 버려진 쓰레기에는 탱크 바닥, 산세용 산, 정유 공장 및 석화공장의 불합격 제품이 포함됩니다. 1983 년 프랑스 유한회사의 임무팀이 설립되어 이 유적지의 복구 작업을 이끌었는데, 주요 복구 대상은 호수 바닥의 타르 진흙과 밑바닥이었다. 이 장소의 주요 오염물은 벤조 [a], 염화 비닐, 벤젠, 비소 및 폴리염화 비페닐이다. 오염물 농도가 400 ~ 5,000mg/kg 에 달한다.
그림 4 서스펜션 베드 생물학적 정화 시스템 프로세스
토양과 진흙을 씻은 후, 이 시스템은 역삼 투 시스템을 사용하여 솔트레이크의 지표수를 처리한다. 본 프로젝트는 지표수 약 15 만 m3 를 처리하고, 처리한 지표수는 신투 오강으로 배출된다. 솔트레이크가 탈수될 때는 깨끗한 토양으로 채워야 한다. 남은 고체와 자갈석회는 5:1의 비율로 섞여 안정적이다. 그런 다음 잔디와 원생 식물을 현장에 심었습니다.
이 프로젝트는 1992 1 월 ~19931/Kloc-0 총 프로젝트 비용은 49,000,000 달러이며, 그 중 26,900,000 달러는 치료와 관련이 있다.
현재, 우리나라의 유기오염 토양의 복구 기술은 아직 초기 단계에 있어서, 진일보한 연구와 발전이 필요하다. 선진국에서는 유기오염 토양에 대한 연구가 일찍 시작되어 성숙한 기술과 대량의 공사 사례가 있다. 특히 미국이 1980 이후 시행한 슈퍼펀드 제도는 대량의 유기오염 장소를 복구했으며, 이러한 복구 사례는 우리나라 유기오염 토양의 복구에 중요한 참고가치를 가지고 있다.
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