목차
Ⅰ. 개요
Ⅱ. 토양의 정의
1. 토양학자
2. 토목학자
Ⅲ. 토양의 구성
1. 점토광물(토양고체의 대표광물)
1) 1:1 층형
2) 2:1 층형
2. 토양 공기
3. 토양수분(Soil solution)
1) 역할
2) 토양수분 특성
3) 토양수분함량의 측정
4) 토양수분의 종류
5) 토양수분의 이동
Ⅳ. 토양의 기능
1. 식물생산 기능
2. 기타 공익 기능
1) 건조물지지 기능
2) 토지시설시공 기능
3) 건설자재 기능
4) 도자기원료 기능
Ⅴ. 토양과 식물
1. 토양으로부터 식물이 필요로 하는것
1) 무기영양물질
2) 물
3) 공기
4) 토양산도
5) 염과 삼투압
2. 식물성장과 토양특성
1) 토양의 입자조성
2) 유기물, 부식 및 토양구조
3. 토양이 식물로부터 필요로 하는 것
1) 부식형성과 표토
2) 침식방지
3) 깔짚과 습도
4. 식물과 토양의 균형
Ⅵ. 토양과 미생물
Ⅶ. 토양의 정화기술
1. 중금속 정화기술
1) 차폐처리
2) 고화처리
3) 가열처리
4) 토양세정기술
5) 전극분리
2. 휘발성유기화합물 정화기술
1) 토양굴착
2) 토양증기추출
3) 지하수양수
4) PFIP법(Pneumatic Fracturing Iron Powder)
5) 생물정화(Bioremediation)
참고문헌
Ⅱ. 토양의 정의
1. 토양학자
2. 토목학자
Ⅲ. 토양의 구성
1. 점토광물(토양고체의 대표광물)
1) 1:1 층형
2) 2:1 층형
2. 토양 공기
3. 토양수분(Soil solution)
1) 역할
2) 토양수분 특성
3) 토양수분함량의 측정
4) 토양수분의 종류
5) 토양수분의 이동
Ⅳ. 토양의 기능
1. 식물생산 기능
2. 기타 공익 기능
1) 건조물지지 기능
2) 토지시설시공 기능
3) 건설자재 기능
4) 도자기원료 기능
Ⅴ. 토양과 식물
1. 토양으로부터 식물이 필요로 하는것
1) 무기영양물질
2) 물
3) 공기
4) 토양산도
5) 염과 삼투압
2. 식물성장과 토양특성
1) 토양의 입자조성
2) 유기물, 부식 및 토양구조
3. 토양이 식물로부터 필요로 하는 것
1) 부식형성과 표토
2) 침식방지
3) 깔짚과 습도
4. 식물과 토양의 균형
Ⅵ. 토양과 미생물
Ⅶ. 토양의 정화기술
1. 중금속 정화기술
1) 차폐처리
2) 고화처리
3) 가열처리
4) 토양세정기술
5) 전극분리
2. 휘발성유기화합물 정화기술
1) 토양굴착
2) 토양증기추출
3) 지하수양수
4) PFIP법(Pneumatic Fracturing Iron Powder)
5) 생물정화(Bioremediation)
참고문헌
본문내용
여 회수하는 기술이다. 토양, 슬러지, 퇴적물내에 함유된 중금속, 방사성물질, 유기오염물을 분리하고 추출하는 데 적용할 수 있다.
제거율은 낮은 편이고 또한 전류를 통하게 하기 위해서 물을 첨가해야 하기 때문에 오염물질이 확산될 수 있는 위험성도 있다. 기술적으로 아직 보완이 필요하지만 오염원 위치에서의 처리가 어려운 중금속 오염토양에도 적용가능한 기술이다.
2. 휘발성유기화합물 정화기술
현재, 토양오염의 원인물질로 지목되고 있는 것은 중금속뿐만 아니라 휘발성유기물질, 특히 트리클로로에틸렌과 같은 휘발성유기염소화합물들이다. 이에 대한 정화기술로는 중금속오염토양 처리에 같이 적용되는 차폐처리나 고화기술과 함께 분리분해기술 등이 있다. 차폐 또는 고화기술은 기본적으로 중금속오염 토양 처리기술과 유사하다.
1) 토양굴착
오염토양을 굴착하여 처리하는 방법으로 굴착한 오염토양은 예를 들면, 로터리킬른에서 가열처리하여, 휘발성유기화합물을 증발시키고 이를 포집하여 처리한다. 이 방법은 중금속 처리에 있어서 열탈착법과 같은 공정으로 구성되지만, 배출하는 유해물질이 기체인 점이 다르다.
2) 토양증기추출
불포화대에 존재하는 휘발성유기화합물은 토양입자 사이에 기체나 액체로서 존재하는 경우, 토양에 흡착되어 있는 경우, 지하수에 용해하고 있는 경우 등 다양한 상태로 존재한다. 토양증기추출(Soil Vapor Extraction)은 여러 가지 형태로 불포화대에 존재하는 유기오염물을 제거하기 위해 오염토양에 관을 주입하고 진공펌프 흡인력을 이용해 휘발성물질을 기화시켜 추출하고 지상에서 처리하는 기술이다. 보통 휘발성이 강한 유기화합물에 잘 적용되며, 비교적 용이하고 빠른 시간 내에 작업을 완료할 수 있는 장점을 갖는다. 또, 공기를 주입해 다른 한편에서 회수하는 방법이나, 공기와 함께 생석회를 주입해 점토질을 세립화 시키고, 동시에 주입한 생석회가 물과 반응해서 토양온도를 상승시킴으로써 휘발성유기화합물의 기화를 촉진하는 방법 등이 개발되고 있다. 추출된 가스는 활성탄이나 지올라이트 흡착, 자외선분해, 플라스마 분해 및 기타 복합처리기술을 이용한다. 특히 토양증기추출기술이 개발되면서 유류에 의해 오염된 지역을 현장에서 처리하는 In-Situ 정화사업이 크게 늘고 있다.
3) 지하수양수
이는 포화대로부터 오염지하수를 펌프로 양수하여 처리하는 방법이다. 오염 규모, 지질, 수질 등 환경특성에 적절히 적용할 수 있도록 대형으로부터 소형까지 양수장치가 다양하게 개발되고 있다. 양수에 의해·오염지하수의 확산을 방지하는 효과도 얻을 수 있다. 또한, 양수한 오염지하수는 에어레이션법, 활성탄 흡착법, 바이오 리엑터법, 산화분해법 등을 이용해 무해화 처리한다.
4) PFIP법(Pneumatic Fracturing Iron Powder)
미국의 ARS사와 일본의 동화광업에 의해서 공동으로 개발·진행되고 있는 처리방법으로서, 근간에 사업화가 이루어질 계획이다. ARS사가 보유하고 있는 기술은 고압 공기를 이용해 토양을 균열시키고 오염물질을 지상으로 끌어내는 방법이다. 한편, 동화광업사에서는 철분을 이용해 오염물질을 흡착시키거나 환원시키는 배수처리장치를 개발하고 있다. 이 양사의 기술을 합하여 휘발성유기화합물 오염토양에 고압공기와 함께 철분을 주입하고, 토양 중에서 분해 처리를 하는 기술이 PFIP법이다. 고압공기를 사용하므로 강한 지질에 적용할 수 있기 때문에 연약 지질에서는 비용이 많이 드는 단점이 있지만, 처리시간이 다른 처리방식과 비교해서 매우 짧다는 특징을 나타내는 신기술이다.
5) 생물정화(Bioremediation)
생물정화란 환경 중에서 미생물의 분해능력을 이용하여 오염물질을 분해, 무해화 시키는 처리기술이다. 오염토양에 산소, 영양원, 수분과 함께 미생물을 적당히 공급하여 미생물의 증식과 분해활동을 높여 줌으로써 토양오염 물질을 분해하는 기술이다. 생물정화에는 굴착한 오염토양을 미생물에 의해 무해화하는 방법과, 오염원위치에서 오염토양을 무해화하는 방법이 있지만 주류를 이루고 있는 것은 비용이 저렴한 오염원위치에서 시행하는 생물정화이다. 특히 미국에서는 수퍼펀드법 하에서 적극적으로 생물정화기술을 적용하고 있기 때문에 많은 사례가 보고되고 있다.
1990년부터 EPA는 오염지 9개 장소를 대상으로 실증 프로젝트(Bioremediation Field Initiative)를 시작하였고, 생물정화 기술의 개발을 추진하고 있다.
특히 Bioventing과 식물정화(phytoremediation) 기술은 오염된 토양정화에 매우 유용한 것으로 판명되고 있다. Bioventing 기술은 유류에 오염된 지역에 관을 뚫고 공기와 영양염을 공급함으로써 호기성 박테리아의 활동성을 높여 정화시간을 단축하는 기술이다. 박테리아가 필요로 하는 최소한의 산소만 공급하여 주면되므로 토양증기추출과는 달리 공기유량을 매우 낮출 수 있다. 따라서 공기를 과량으로 주입할 때 나타나는 오염물의 휘발과 대기로의 누출을 최소화하는 장점을 갖는다.
식물은 토양과 지하수층에 녹아 있는 물질을 흡수하고 축적하며 분해하며 살아가는 데 이를 활용하여 토양오염을 정화하는 기술이 식물정화기술이다. 이 기술은 적용영역이 넓어, 중금속, 방사성물질, 염소계용제를 포함한 유기물, 농약, 폭발물 등을 정화하는 데 이용할 수 있다(하성훈, 1998). 정화하는 데 시간이 많이 소요되고 식물뿌리가 닿는 비교적 얕은 지역에 대해서만 적용할 수 있다는 제한점이 있지만 비용이 매우 저렴하고 환경에 충격을 주지 않는 매우 부드러운 기술로서 발전이나 가스제조시설, 화학물제조시설, 광산 등에 적용하기에 적합하다.
참고문헌
▷ 김명철(2004), 인간과 환경, 녹문당
▷ 박용하 외(2002), 토양오염지역의 관리 및 복원방안연구, 한국환경정책평가연구원
▷ 신제성(1997), 농경지 토양현황과 관리, 오염 토양복원 기술 국제 세미나, 한국토양환경학회
▷ 윤성탁(2003), 인간과 환경이야기, 단국대학교출판부
▷ 오종민·배재근, 토양오염학, 신광문화사
▷ 환경부(1996), 토양환경보전업무 편람, 환경부
▷ 환경부(1997), 환경백서, 환경부
제거율은 낮은 편이고 또한 전류를 통하게 하기 위해서 물을 첨가해야 하기 때문에 오염물질이 확산될 수 있는 위험성도 있다. 기술적으로 아직 보완이 필요하지만 오염원 위치에서의 처리가 어려운 중금속 오염토양에도 적용가능한 기술이다.
2. 휘발성유기화합물 정화기술
현재, 토양오염의 원인물질로 지목되고 있는 것은 중금속뿐만 아니라 휘발성유기물질, 특히 트리클로로에틸렌과 같은 휘발성유기염소화합물들이다. 이에 대한 정화기술로는 중금속오염토양 처리에 같이 적용되는 차폐처리나 고화기술과 함께 분리분해기술 등이 있다. 차폐 또는 고화기술은 기본적으로 중금속오염 토양 처리기술과 유사하다.
1) 토양굴착
오염토양을 굴착하여 처리하는 방법으로 굴착한 오염토양은 예를 들면, 로터리킬른에서 가열처리하여, 휘발성유기화합물을 증발시키고 이를 포집하여 처리한다. 이 방법은 중금속 처리에 있어서 열탈착법과 같은 공정으로 구성되지만, 배출하는 유해물질이 기체인 점이 다르다.
2) 토양증기추출
불포화대에 존재하는 휘발성유기화합물은 토양입자 사이에 기체나 액체로서 존재하는 경우, 토양에 흡착되어 있는 경우, 지하수에 용해하고 있는 경우 등 다양한 상태로 존재한다. 토양증기추출(Soil Vapor Extraction)은 여러 가지 형태로 불포화대에 존재하는 유기오염물을 제거하기 위해 오염토양에 관을 주입하고 진공펌프 흡인력을 이용해 휘발성물질을 기화시켜 추출하고 지상에서 처리하는 기술이다. 보통 휘발성이 강한 유기화합물에 잘 적용되며, 비교적 용이하고 빠른 시간 내에 작업을 완료할 수 있는 장점을 갖는다. 또, 공기를 주입해 다른 한편에서 회수하는 방법이나, 공기와 함께 생석회를 주입해 점토질을 세립화 시키고, 동시에 주입한 생석회가 물과 반응해서 토양온도를 상승시킴으로써 휘발성유기화합물의 기화를 촉진하는 방법 등이 개발되고 있다. 추출된 가스는 활성탄이나 지올라이트 흡착, 자외선분해, 플라스마 분해 및 기타 복합처리기술을 이용한다. 특히 토양증기추출기술이 개발되면서 유류에 의해 오염된 지역을 현장에서 처리하는 In-Situ 정화사업이 크게 늘고 있다.
3) 지하수양수
이는 포화대로부터 오염지하수를 펌프로 양수하여 처리하는 방법이다. 오염 규모, 지질, 수질 등 환경특성에 적절히 적용할 수 있도록 대형으로부터 소형까지 양수장치가 다양하게 개발되고 있다. 양수에 의해·오염지하수의 확산을 방지하는 효과도 얻을 수 있다. 또한, 양수한 오염지하수는 에어레이션법, 활성탄 흡착법, 바이오 리엑터법, 산화분해법 등을 이용해 무해화 처리한다.
4) PFIP법(Pneumatic Fracturing Iron Powder)
미국의 ARS사와 일본의 동화광업에 의해서 공동으로 개발·진행되고 있는 처리방법으로서, 근간에 사업화가 이루어질 계획이다. ARS사가 보유하고 있는 기술은 고압 공기를 이용해 토양을 균열시키고 오염물질을 지상으로 끌어내는 방법이다. 한편, 동화광업사에서는 철분을 이용해 오염물질을 흡착시키거나 환원시키는 배수처리장치를 개발하고 있다. 이 양사의 기술을 합하여 휘발성유기화합물 오염토양에 고압공기와 함께 철분을 주입하고, 토양 중에서 분해 처리를 하는 기술이 PFIP법이다. 고압공기를 사용하므로 강한 지질에 적용할 수 있기 때문에 연약 지질에서는 비용이 많이 드는 단점이 있지만, 처리시간이 다른 처리방식과 비교해서 매우 짧다는 특징을 나타내는 신기술이다.
5) 생물정화(Bioremediation)
생물정화란 환경 중에서 미생물의 분해능력을 이용하여 오염물질을 분해, 무해화 시키는 처리기술이다. 오염토양에 산소, 영양원, 수분과 함께 미생물을 적당히 공급하여 미생물의 증식과 분해활동을 높여 줌으로써 토양오염 물질을 분해하는 기술이다. 생물정화에는 굴착한 오염토양을 미생물에 의해 무해화하는 방법과, 오염원위치에서 오염토양을 무해화하는 방법이 있지만 주류를 이루고 있는 것은 비용이 저렴한 오염원위치에서 시행하는 생물정화이다. 특히 미국에서는 수퍼펀드법 하에서 적극적으로 생물정화기술을 적용하고 있기 때문에 많은 사례가 보고되고 있다.
1990년부터 EPA는 오염지 9개 장소를 대상으로 실증 프로젝트(Bioremediation Field Initiative)를 시작하였고, 생물정화 기술의 개발을 추진하고 있다.
특히 Bioventing과 식물정화(phytoremediation) 기술은 오염된 토양정화에 매우 유용한 것으로 판명되고 있다. Bioventing 기술은 유류에 오염된 지역에 관을 뚫고 공기와 영양염을 공급함으로써 호기성 박테리아의 활동성을 높여 정화시간을 단축하는 기술이다. 박테리아가 필요로 하는 최소한의 산소만 공급하여 주면되므로 토양증기추출과는 달리 공기유량을 매우 낮출 수 있다. 따라서 공기를 과량으로 주입할 때 나타나는 오염물의 휘발과 대기로의 누출을 최소화하는 장점을 갖는다.
식물은 토양과 지하수층에 녹아 있는 물질을 흡수하고 축적하며 분해하며 살아가는 데 이를 활용하여 토양오염을 정화하는 기술이 식물정화기술이다. 이 기술은 적용영역이 넓어, 중금속, 방사성물질, 염소계용제를 포함한 유기물, 농약, 폭발물 등을 정화하는 데 이용할 수 있다(하성훈, 1998). 정화하는 데 시간이 많이 소요되고 식물뿌리가 닿는 비교적 얕은 지역에 대해서만 적용할 수 있다는 제한점이 있지만 비용이 매우 저렴하고 환경에 충격을 주지 않는 매우 부드러운 기술로서 발전이나 가스제조시설, 화학물제조시설, 광산 등에 적용하기에 적합하다.
참고문헌
▷ 김명철(2004), 인간과 환경, 녹문당
▷ 박용하 외(2002), 토양오염지역의 관리 및 복원방안연구, 한국환경정책평가연구원
▷ 신제성(1997), 농경지 토양현황과 관리, 오염 토양복원 기술 국제 세미나, 한국토양환경학회
▷ 윤성탁(2003), 인간과 환경이야기, 단국대학교출판부
▷ 오종민·배재근, 토양오염학, 신광문화사
▷ 환경부(1996), 토양환경보전업무 편람, 환경부
▷ 환경부(1997), 환경백서, 환경부
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