폐 키토산 바이오차에 의한 비소 및 중금속 제거 및 토양 안정화 특성 평가

박채린; 김은정

추천

검색

질문

자료유형: 학술저널

저자정보: 박채린 (국립목포대학교) 김은정 (국립목포대학교)

저널정보: 대한환경공학회 대한환경공학회지 대한환경공학회지 제46권 제8호

발행연도: 2024.08

수록면: 450 - 460 (11page)

이용수

📌

연구주제

📖

연구배경

🔬

연구방법

🏆

연구결과

초록· 키워드

오류제보하기

목적: 본 연구에서는 미세조류가 흡착된 폐 키토산 흡착제를 바이오차로 전환하여 중금속 오염토양에 적용해 중금속을 안정화하고 토양의 질을 개선하기 위한 안정화제로 적용 가능성을 평가하고자 하였다.
방법: 폐 키토산 흡착제를 무산소 질소환경에서 400℃에서 1시간동안 반응하여 파이로차를 생성하고 바이오매스10 g과 증류수 90 mL을 열수오토클레이브 반응기를 이용하여 200℃에서 6시간 동안 반응하여 하이드로차를 생산하였다. 생성된 바이오차는 원소분석기, FT-IR, SEM 분석을 통하여 물리화학적 특성을 평가하고 비소 및 중금속 흡착 특성을 평가하였다. 바이오차의 토양 중 중금속 안정화 효율을 평가하기 위하여 비소 및 중금속으로 오염된 토양 10 g에 대하여 2, 5, 10 wt%의 혼합비로 바이오차를 첨가한 후 일주일 동안 안정화를 진행한 후 TCLP 용출시험을 수행하였다.
결과 및 토의: 폐 키토산으로부터 생산된 파이로차는 표면의 작용기가 거의 소실되고 pH 10.5의 알칼리성 다공성 구조의 특성을 나타내었다. 반면, 생성된 하이드로차는 표면에 수산화기 및 아민기 등 작용기를 가진 구형입자들이 응집되어 있는 형상으로 pH 5.8의 약산성을 나타내었다. 중금속 흡착 실험 시 파이로차가 하이드로차에 비해 양이온성 중금속에 대하여 높은 흡착량을 보여주었는데 이는 파이로차의 다공성구조에 의한 높은 표면적과 높은 pH에 의한 영향인 것으로 여겨진다. 반면, 바이오차를 토양에 안정화제로 적용 시 하이드로차가 파이로차에 비해 비소 및 중금속에 대해 높은 안정화 효율을 보여주었으며 이는 하이드로차 표면의 산소를 포함한 다양한 작용기가 중금속 안정화에 기여한 것으로 여겨진다. 토양 안정화 시 바이오차 혼합비가 중금속 안정화 효율에 영향을 주었으며, 5% 하이드로차 적용 시 모든 원소에 대해 10-64%의 안정화 효율을 나타내었다.
결론: 미세조류가 흡착된 폐 키토산으로부터 생산된 바이오차가 토양 중 비소 및 중금속의 안정화에 효과적이며 적절한 양의 바이오차의 적용 함량이 토양의 중금속 안정화 효율에 영향을 주는 것을 확인 하였다.

Objectives : This study aims to evaluate the feasibility of converting waste chitosan adsorbents, laden with microalgae, into biochar for application as a stabilizing agent to remediate heavy metal-contaminated soil and improve soil quality.
Methods : Waste chitosan adsorbents were converted into biochar through two processes: dry thermal carbonization at 400°C to produce pyrochar and hydrothermal carbonization at 200°C to produce hydrochar. The elemental compositions, surface functional groups, morphologies of the biochars were evaluated by elemental analyzer, FT-IR spectrometer, and SEM analysis. The arsenic and heavy metal adsorption characteristics of the produced biochars were assessed. Additionally, the produced biochars were applied as stabilizing agents to arsenic and heavy metal-contaminated soil with varying mixing ratios of 2, 5 and 10 wt%. After a one-week soil stabilization experiment, soil properties and TCLP(Toxicity Characteristic Leaching Procedure) leaching tests were conducted.
Results and Discussion : The pyrochar produced from waste chitosan exhibited a porous structure with high pH (pH 10) and minimal surface functional groups. The hydrochar consisted of spherical particles with functional groups such as hydroxyl and amine groups on the surface, exhibiting a slightly acidic pH of 5.8. Pyrochar has a higher adsorption capacity for cationic heavy metals compared to hydrochar due to its porous structure and high pH. On the other hand, when applied to soil, hydrochar demonstrated superior stabilization efficiency for arsenic and heavy metals. This is attributed to the diverse surface functional groups containing oxygen on the hydrochar. The stabilization efficiency was influenced by the biochar mixing ratio, with a 5% hydrochar application resulting in 10-64% stabilization efficiency for all elements.
Conclusion : This study confirmed that biochar produced from waste chitosan effectively stabilizes arsenic and heavy metals in soils. Additionally, the quantity of biochar used can impact its effectiveness in stabilization.

#Chitosan #Biochar #Soil Stabilization #Arsenic #Heavy Metals #키토산 #바이오차 #토양안정화 #비소 #중금속

참고문헌 (0)

참고문헌 신청

참고문헌이 DBpia에서 서비스 중이라면, [참고문헌 신청]을 통해 등록해보세요

함께 읽어보면 좋을 논문

논문 유사도에 따라 DBpia 가 추천하는 논문입니다. 함께 보면 좋을 연관 논문을 확인해보세요!

이 논문과 함께 이용한 논문

토양 중 주요 중금속의 농도에 따른 탈륨의 흡착 함량 변화

이진호 , 강병석 , 김동진 외 2명 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 2011 .10

음식물쓰레기로 만든 바이오차가 토양 환경에 미치는 영향

양지원 , 아쿠문트 아타나시 , 조은혜 환경독성보건학회 심포지엄 및 학술대회 2023 .11

안소언 , 장덕희 , 오철홍 해양정책연구 2024 .12

2023년도 우리나라 공업단지 인근 농경지의 중금속 함량 평가

츄수르윈 , 김혁수 , 김성철 외 8명 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 2024 .10

수산부산물을 이용한 비소 및 중금속 오염토양 안정화와 작물 내 중금속 전이 평가

김예솔 , 박세현 , 박상협 외 1명 대한환경공학회지 2024 .09

최근 본 자료

전체보기

UCI(KEPA) : I410-151-25-02-091108850

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

초록· 키워드

AI 요약

연구주제

연구배경

연구방법

연구결과

주요내용

목차

참고문헌 (0)

함께 읽어보면 좋을 논문

이 논문과 함께 이용한 논문

최근 본 자료

댓글(0)