석탄연소부산물을 이용한 오염 토양의 비소 저감 효율성

Efficiency of Arsenic Reduction in Contaminated Soil using Coal Combustion Residues

광산, 산업시설, 제련소 및 군사시설 등으로부터 배출되는 오염물질로 인한 토양의 중금속 오염은 심각한 환경문제로 인식되고 있다. 또한 석탄화력발전에 의한 에너지 의존도는 세계적으로 35% 수준이며, 2016년 기준 전 세계적으로 석탄연소부산물의 발생량은 11억 2천만 톤으로 보고되고 있다. 본 연구는 바닥재와 비산재에서 추출한 자철석을 오염 토양 중 비소에 대한 안정화제로서의 가능성을 검토하고자 수행하였다. 비소 오염 토양은 장항제련소 인근 산림욕장에서 채취하였고, 석탄회연소부산물은 한국남동발전 영흥발전본부에서 생산하는 제품을 이용하였다. 오염 토양에 석탄연소부산물의 처리 수준을 달리하여 10주간 배양하며, 비소의 생물유효도(Bioavailability)를 평가하였다. 생물유효도 단일추출법(Mehlich-3, SBET)에 대한 비소 저감 효율성은 바닥재보다 자철석의 효율성이 최대 5배 이상 높았고, 바닥재와 자철석을 동시에 처리하여도 저감 효율성은 증가하지 않았다. 연속추출법(Wenzel’s method)에 의한 분획화시험에서도 안정화제의 처리는 환경 중으로 용출 가능한 분획(non-specifically bound, specifically bound, amorphous Fe/Al oxides bound)이 대조구에 비해 80% 감소하였고, 처리구 간 효율성은 단일추출법과 유사하였다. 토양 내 비소의 저감을 위해 석탄회에서추출한 자철석은 매우 유용한 안정화제로 검토되었고, 바닥재는 효율은 낮았다. 다양한 선행연구에서양이온성 중금속에 대해 바닥재는 유용한 안정화제로 보고되고 있어, 비소 및 중금속 복합오염 토양에서 석탄연소부산물의 활용성은 높을 것으로 판단된다.