철산화물로 개질된 볏짚 기원 바이오차에 대한 유기비소종의 흡착특성 평가

Adsorption characteristics of dimethylated arsenicals on rice husk biochar modified with iron oxides

다양한 환경에서 발견되는 dimethylated arsenicals (dimethylarsinic aicd (DMA(V)), dimethylmonothioarsinic acid (DMMTA(V)) 및 dimethyldithioarsinic aicd (DMDTA(V)))는 높은 인체 및 생태독성을 지니며 잠재적으로 인체 및 생태 위해성을 야기할 수 있다. 따라서 이들 비소화학종에 대한 환경 중 거동특성을이해할 필요성이 있다. 본 연구에서는 rice husk biochar (BC) 및 Fe로 개질된 rice husk biochar (FeBC) 를 이용한 등온흡착실험 및 X-ray absorption spectroscopy 분석을 수행하여 dimethylated arsenicals의환경 중 흡착특성을 평가하였다. Langmuir isotherm equation으로 산출된 arsenate (As(V))의 최대흡착량(qm)은 BC 및 FeBC 각각 1.28 mg/g 및 6.32 mg/g으로 약 5배 증가하였으며 이는 BC 표면에형성된 2-line ferrihydrite에 의한 흡착 부위 및 point of zero charge의 증가에 기인한 것으로 추정된다. 또한 dimethylated arsenicals의 경우 BC에 대해 전혀 흡착되지 않았으며, FeBC의 경우 DMA(V), DMMTA(V) 및 DMDTA(V) 각각 7.08 mg/g, 0.43 mg/g 및 0.28 mg/g의 최대흡차량이 산출되었다. 따라서 FeBC 표면에 형성된 2-line ferrihydrite가 DMA(V), DMMTA(V) 및 DMDTA(V)의 흡착의주된 요인일 것이라 추정된다. 한편, 2-line ferrihydrite에 흡착된 dimethylated arsenicals의 As K-edge XANES spectra를 이용한 linear combination fitting 결과 2-line ferrihydrite에 흡착된 dimethylated arsenicals의 화학적 형태가 모두 상대적으로 독성이 낮은 DMA(V)임을 확인하였다.