참나무 Biochar Bead를 이용한 토양 중 중금속 안정화 :Stabilization of Heavy Metals in Soil by Biochar Bead from Oak

이연규

추천

검색

자료유형: 학위논문

저자정보: 이연규 (서울시립대학교, 서울시립대학교 대학원)

지도교수: 김계훈

발행연도: 2015

저작권: 서울시립대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수19

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2015

참나무 Biochar Bead를 이용한 토양 중 중금속 안정화

이연규 환경원예 2015.01 학위논문

2014

참나무 biochar bead를 이용한 토양 중 중금속 안정화

이연규 , 김혁수 , 김호진 외 1명 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 2014.10 학술대회자료

이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
이 논문의 연구 히스토리 확인하기

초록· 키워드

오류제보하기

오염된 토양을 복원하는 방법 중 최근에는 토양개량제를 처리하여 토양 중 중금속이 수계 혹은 식물체로 이동하는 것을 억제하는 안정화 방법이 활발히 연구되고 있다. 안정화 방법에 사용되는 다양한 토양개량제 중 바이오매스를 산소가 없는 조건에서 열분해하여 생산하는 biochar가 주목받고 있다. 하지만 biochar는 분말 형태로 사용이 불편하며, 토양에 처리 후 비가 오면 유실되는 단점이 있다. 따라서 본 연구는 위와 같은 문제점을 보완하기 위해 분말 biochar를 biochar bead로 제작하였고 중금속으로 오염된 토양에 처리하여 안정화 효과를 관찰하였다.
실험에 사용한 biochar bead는 참나무를 열분해하여 생산한 biochar를 sodium alginate와 CaCl2를 이용하여 제작하였다. 제작한 biochar bead의 지름은 3 mm로 사용시 불편함이 없었고 체를 이용하여 토양과 분리가 가능하였다. 또 관수 후 biochar는 물과 함께 용탈되어 침출수에 포함되어있었지만 biochar bead는 그렇지 않아 biochar bead의 제작이 biochar의 문제점을 보완할 수 있다고 판단하였다. Biochar와 biochar bead의 중금속 흡착특성을 알아보기 위하여 Cd, Pb에 대하여 흡착실험을 진행하였다. Langmuir 등온흡착식에 적용한 결과 pH 5.5에서 biochar와 biochar bead의 Cd 최대 흡착량은 각각 207.056, 288.632 mg g-1 였고, Pb의 최대흡착량은 77.204, 153.000 mg g-1으로 나타나 Cd, Pb에 대한 흡착은 biochar 보다 biochar bead가 더 좋았다. Biochar와 biochar bead의 토양 중 중금속 안정화 효과를 알아보기 위해 두 가지 중금속 오염토양에 biochar와 biochar bead를 각각 0, 2, 5% (w/w) 혼합한 뒤 육묘한 상추를 이식하여 5주간 재배하고 토양, 침출수 및 식물체 내 중금속 함량을 측정하였다. 토양 중 식물유효 (1N NH4NO3 침출) 중금속 함량은 biochar, biochar bead 처리가 대조구보다 낮았고, 처리량이 증가할수록 감소하였다. Biochar와 biochar bead를 2% 처리한 토양의 식물유효 중금속 함량은 biochar가 더 낮았지만, 5% 처리구간에는 비슷한 값을 보였다. 침출수 내 중금속 함량은 biochar와 biochar bead 처리구가 대조구보다 낮았고, 상추 내 중금속 함량도 biochar와 biochar bead 처리구에서 대조구보다 낮았다.
따라서 본 실험 결과 biochar를 biochar bead로 제작함으로써 biochar의 문제점을 보완할 수 있었고, 제작된 biochar bead는 토양과 혼합되어 토양 중 중금속이 용탈되거나 식물체로 흡수되는 것을 감소시켰다. 이를 통하여 biochar bead가 토양 중 중금속 안정화제로 사용될 수 있다고 판단된다.

Among the remediation techniques of contaminated soils, stabilization technology by the soil amendment has been actively studied recently. Biochar made from pyrolysis of biomass in the absence of oxygen has attracted attention. However, application of biochar to soil is uncomfortable. The applied biochar can be removed easily by the rain and/or wind due to its powder form. Therefore the purposes of this study were to solve the problems of biochar during and after application by making biochar bead and to observe the effect of biochar on stabilization of heavy metal in soil.
The biochar used in this study was made by pyrolysis of oak at 400℃. The biochar bead for this study was produced by dropping a mixture of oak biochar and alginate (as sodium alginate) into CaCl2 solution. The determination of adsorption characteristics of biochar and biochar bead were conducted by measuring the removal rate of Cd2+ and Pb2+ from aqueous solution system adjusted at pH 5.5. Cultivation experiment was conducted with two soils from Gongju and Seosan treated with biochar or biochar bead (0, 2, 5%, w/w) for 5 weeks after transplanting lettuce (Lactuca sativa L.). The biochar bead used in this study with over 3 mm in diameter and spherical shape solved dust problems. Biochar was lost through pores during leaching with water, whereas biochar bead was not. Therefore biochar bead was comfortable to use and had low possibility for loss.
At pH 5.5, maximum adsorption capacity of biochar and biochar bead was 207.056, 288.632 mg g-1 for Cd solution and 77.204, 153.000 mg g-1 for Pb solution, respectively. More Cd and Pb were adsorbed on biochar bead than those on biochar. In cultivation experiment, plant available heavy metal content of biochar and biochar bead treatment was lower than that of control. It decreased with increasing quantity of biochar and biochar bead in soil. Also, the heavy metal contents in leachate and in lettuce of biochar and biochar bead treatment was lower than those of control.
These results showed that biochar bead compensated the disadvantage in biochar application and stabilized heavy metals in soil. Therefore biochar bead has potential as soil amendment to stabilize heavy metals in soil.

1. 서 언 1
2. 연구사 3
2.1. 중금속 피해와 복원방법 3
2.2. 토양개량제를 이용한 중금속 안정화 7
2.3. Biochar를 이용한 토양 중 중금속 안정화 9
2.4. 개량된 biochar를 이용한 중금속 안정화 11
3. 재료 및 방법 12
3.1. Biochar bead 제조 및 특성 12
3.2. Biochar와 biochar bead의 흡착특성 비교 14
3.3. 상추재배실험 17
3.4. 통계처리 22
4. 결과 및 고찰 23
4.1. Biochar와 biochar bead 특성 23
4.2. Biochar와 biochar bead의 Cd, Pb 흡착양상 25
4.3. 상추 재배 실험 30
5. 종합고찰 57
6. 인용문헌 60
ABSTRACT 77

최근 본 자료

전체보기

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

이 논문의 연구 히스토리 (2)

초록· 키워드

목차

최근 본 자료

댓글(0)