유사이차반응모델을 이용한 제강슬래그의 납과 카드뮴 흡착능 평가

Abstract

오염된 지반에서 구조물을 건설하는 공사가 진행될 경우 유출되는 지하수나 잔토에 의하여 주변 환경이 오염될 가능성이 있다. 환경적인 문제를 해결하는 방법으로는 흡착제를 이용하여 오염물질을 제거하는 방법이 있다. 본 연구에서는 중금속 오염물질 중 납과 카드뮴을 대상으로 하여, 제강슬래그를 흡착제로 사용하기 위한 반응성 실험을 수행하였다. 흡착제의 흡착능을 평가하는 방법은 일반적으로 평형흡착실험을 수행한다. 그러나 평형흡착실험은 현장의 농도를 고려할 수 없기 때문에 본 연구에서는 유사이차반응모델을 이용하여 초기농도에 따른 흡착능을 평가하였다. 흡착실험은 시간에 따른 흡착량을 평가하는 동적흡착실험을 수행하였으며, 초기농도를 1, 5, 7.5, 15 mM로 바꿔가면서 실험을 수행하였다. 실험을 통해 얻어진 결과는 유사이차반응모델을 이용하여 분석하였다. 제강슬래그의 흡착능은 초기농도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. 그러나 중금속 오염물질의 종류에 따라 흡착능의 변화가 다르게 나타났다. 초기농도가 1, 5 mM에서는 카드뮴과 납에 대한 제강슬래그의 평형흡착량이 비슷하게 나타났다. 그러나 초기농도가 7.5, 15 mM로 증가함에 따라 납에 대한 평형흡착량이 카드뮴에 대한 평형흡착량보다 크게 나타났다. 낮은 초기농도에서 제강슬래그는 납과 카드뮴의 특성과는 관계없는 흡착능이 나타나지만, 초기농도가 일정 농도이상 증가하게 되면, 중금속의 특성에 따라 흡착능에 차이를 보이는 것을 알 수 있었다. 또한 납과 카드뮴에 대한 이차반응상수는 초기농도에 따라 다르게 거동하고 있다. 납의 경우 초기농도가 증가함에 따라 이차반응상수는 감소하지만, 카드뮴의 경우 증가하는 경향을 보였다.