토양 및 지하수오염 복원 - K-eco · 2014-02-24 · 1 토양 및 지하수오염 복원...

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<DICER TechInfo Part I, Vol. 4, No. 1, pp1~16, 2005>

토양 및 지하수오염 복원 기술 이대성, 박종문(포항공대 환경공학부)

- 목 차 -

1. 서론⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (1)

2. 토양오염 복원기술⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (2)

2.1. 토양세척법(Soil Washing)⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (2)

2.2. 토양증기추출법(Soil Vapor Extraction)⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (2)

2.3. 경지이용(Landfarming)⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (3) 2.4. 토양세척기법(Soil Flushing)⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (3)

2.5. 고형화 및 안정화(Solidfication/Stabilization)⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (4)

2.6. 열탈착법(Thermal Desorption)⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (4)

2.7. Bipiles⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (4)

2.8. 식물복원공정(Phytoremediation)⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (5)

2.9. 생물슬러리상 시스템(Bioslurry Systems)⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (5)

2.10. Bioventing⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (5)

2.11. 피막형성(Encapsulation) & 통기법(Aeration)⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (6)

3. 지하수오염 복원기술⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅(6)

3.1. 공기분사법(Air Sparging)⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (6)

3.2. 양수처리법(Pump-and-Treat Technology)⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (6)

3.3. 수동/반응벽체 공법(Passive/reactive Treatment Walls)⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (7)

3.4. 바이오슬러핑(Bioslurping)⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (7)

3.5. 자외선산화법(Ultraviolet-oxidation Treatment)⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (8)

3.6. Biosparging⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (8)

3.7. 지하수 순환정(Groundwater Circulation Well)⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅

(8)

3.8. 수평정 공법(Horizontal Well Technology)⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (9)

3.9. 자연저감(Natural Attenuation)⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (9)

4. 종합 및 결론⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (10)

5. 결언⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (10)

6. 참고문헌⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (10)

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1. 서론

산업화에 따른 유류 소비의 비약적인 증가와 다양한 종류의 유기합성물질이 개발되고, 그

사용량이 지속적으로 증가함에 따라 이들 물질들은 생산, 운반, 저장 등의 과정에서 사고나 고의

적인 방류 등으로 인해 자연환경에 유출되어 심각한 환경오염을 야기해 왔다. 이에 따라 최근 들

어 오염 토양 및 지하수 복원 기술의 개발이 절실히 요구되고 있다. 토양이 일단 유해물질에 의

해 오염되면 생물 존재 기반으로서의 본래 기능이 훼손되고, 물질의 이동성이 나빠 장기간에 걸

쳐 작물 오염 및 지하수 등의 수 환경오염을 유발시켜 생태계는 물론 사람의 건강 및 생활환경에

여러 가지 악영향을 끼치게 된다. 또한 한번 오염된 토양은 그 특성상 자정작용이 어렵고 정화에

많은 시간과 비용이 수반된다. 선진국에서도 토양 및 지하수 오염의 위해성을 파악하고 이에 대

처해 온 지는 그리 오래되지 않았으며 현재까지도 수많은 시행착오를 겪고 있다. 그러면서도, 여

전히 토양과 지하수 오염에 대한 다양한 복원 기술들을 개발하고 위해성을 모니터링 하는 등의

노력을 지속적으로 진행시키고 있다.

본 자료는 현재까지 개발된 토양 및 지하수 복원기술에 대한 그 동안의 연구결과들을

간추려서 소개하고자 하였다. 특히, 각 복원기술들의 현장 적용시에 고려하여야 할 사항과

처리비용, 장·단점을 비교/분석함으로써 복원목표를 달성할 수 있는 여러 방법 중 가장

효과적이고 경제적인 방법의 선택에 도움을 주고자 하였다.

2. 토양 복원기술

2.1. 토양세척법(Soil Washing)

토양세척의 기본원리는 유해한 유기오염물질이 입자가 작은 토양에 많이 분포되어 있으므로

이것만을 분리하여 부피를 감소시킨 후 처리할 수 있다는 것이다. 따라서 토양세척의 주된

목적은 완전한 토양재생이 아니고 오염된 토양의 부피를 줄이는 것이다. 분리된 미세

토양입자(예를들어, 점토와 미사)는 소각이나 생물학적 복원기술 등을 사용하여 처리한다.

토양세척기법은 준휘발성 유기화합물질 (semi-volatile organic compounds), 유류계 오염물질,

중금속, PCBs, PAHs의 처리에 사용될 수 있다. 토양세척법과 관련하여 현재까지 밝혀진 중요한

사항은 다음과 같다.

• 복합 오염물의 경우 혼합 세척제를 사용하며 적절한 세척제를 선별·제조하기가 어렵다.

• 토양 내의 휴믹질이 고농도로 존재하는 경우에는 전처리가 필요하다.

• 점토에 흡착된 유기물질에는 효과가 없다.

• 토양세척은 오염물질을 제거하거나 고정화시키지 않기에 분리된 세척액이나 토양은 2차

처리가 필요하다.

• 토양세척기법은 다량의 미사나 점토를 함유하지 않는 토양에 가장 효과적이다.

토양세척기법은 유럽에서 일반적으로 사용되고 있지만 미국에서는 제한적으로 사용되고 있다.

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이 기술을 이용한 처리비용은 적용장소나 목표로 하는 오염물질에 따라 다르지만 약 $170/톤으로

비교적 높은 편이다.

2.2. 토양증기추출법(Soil Vapor Extraction)

토양증기추출법은 불포화 대수층위에 추출정을 설치하여 토양을 진공상태로 만들어 줌으로서

토양으로부터 휘발성, 준휘발성 유기물질을 제거하는 기술이다. 추출정과 주입정 등을 오염지역

에 설치하고 정을 이용하여 토양내의 공기를 유동시킨다. 휘발성 물질의 증발을 돕기 위해서 블

로우어를 사용하기도 한다. 추출정으로 부터의 배가스는 활성탄흡착, 열적처리방법 등을 통해서

처리한 후에 대기중으로 방출한다. 토양증기추출법은 토양내의 생물학적 처리효율을 높여 주며

지하수펌핑이나 공기탈기법과 함께 사용되어 지하수 오염 처리에도 사용된다. 오염된 불포화 지

역이 침투성이 좋고 균일한 경우 보다 적용하기가 용이하며 가솔린과 같이 휘발성이 좋은 유류물

질에 대한 제거효율이 높다.

• 토양증기추출법은 in-situ 기술이며 적당한 가격으로 많은 양의 토양을 처리할 수 있다.

• 오염물 처리기간이 짧다(최적조건에서 수개월에서 2년).

• 오염물질이 휘발성이고 오염지역의 대수층이 낮을 때 적용가능하다. 하지만 대수층이 0.9m

이하인 경우, 토양증기추출법은 효과적이지 않다.

• 단기간의 파일럿 실험결과로부터 얻어진 데이터로 부터는 처리속도를 예측하는 모델을 개발

하기 어렵다.

• 90% 이상의 오염농도 감소가 어렵다.

• 토양의 통기성이 토양내 공기와 증기의 움직임에 크게 영향을 미치므로 대상 토양의 통기성

이 높을수록 보다 효과적으로 오염물질을 처리할 수 있다.

• 수분함량이 높은 토양은 공기의 통기성을 감소시킨다.

• EPA에 다르면 토양증기추출법의 운전비용은 $20~50/톤이다.

2.3. 경지이용(Landfarming)

경지이용법은 생물복원기술을 이용하여 토양내 유류오염물질을 감소시키는 지상 복원기술이

다. 굴착된 토양을 얇게(1.5m 이하) 펼치고 공기, 영양물질, 유기물질, 물을 뿌려줌으로써 호기

성 미생물의 활성을 높여 오염물질을 처리한다. 종종 탄화수소를 분해할 수 있는 미생물을 토양

에 가해서 오염물질의 분해를 가속화 시키기도 한다. 휘발성이 강한 가솔린과 같은 물질은 공기

를 주입하는 과정에서 대기중으로 휘발되며 일부분은 미생물의 분해작용에 의해 처리된다. 비휘

발성 물질은 대부분의 생물학적 반응을 통해 저분자 생성물로 변형되거나 처리되지만 장기간의

처리기간이 요구된다.

• 넓은 부지를 필요로 하며 휘발성 물질은 대기중에 휘발되어 대기오염을 일으키므로 전처리과

정이 필요하다.

• 오염물질의 95% 이상 제거 및 0.1 ppm 이하의 잔류오염원 농도를 달성하기 어렵다.

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• 유류오염원인 경우 50,000 ppm 이상의 고농도에 비효율적이다.

• 온도가 감소하면 미생물의 성장과 대사 속도도 감소하므로 온도는 중요한 영향인자인다. 최적

온도는 25~40℃이다.

• 토양내 최적 함수율은 18%이며 수분함유량이 과다(33%)하거나 적은(12%) 경우에는 분해속도가

감소된다.

• 질소와 같은 무기영양물질을 필요로하며 정제 슬러지의 경우 C:N비가 9:1일때 가장 빠른 오염

물질 분해를 보인다.

• 미생물의 오염물질 분해를 위한 최적 pH는 6.5~7.5일 때이다.

• 산소의 원활한 공급은 유류오염물질의 분해에 중요하며 대상 토양을 경작하거나 포화된 토양

을 피함으로써 충분한 산소농도를 유지한다.

• 다른 복원기술에 비해서 비용이 저렴하며 유류로 오염된 토양의 처리비용은 $30~60/톤이며 처

리기간은 6개월~2년으로 짧다.

2.4. 토양세척기법(Soil Flushing)

In-situ 토양복원기술인 토양세척기법은 물 또는 오염물질 용해도를 증가시키기 위해 첨가제

가 함유된 물을 토양 공극내에 주입함으로써 오염물질을 추출하여 처리하는 기술이다. 방사능 오

염물질, 무기물질, 휘발성 유기화합물질, 준휘발성 유기화합물질, 연료의 처리에 적용된다. 투수

성이 높은(1.0 x 10-3 cm/s 이상) 토양에 효과적이다.

• 투수성이 낮거나 불균질토양은 처리하기 힘들다.

• 액상에서의 낮은 확산반응으로 인해서 일반적으로 긴 처리기간을 필요로 한다.

• 오염물질이 대상 오염지역을 벗어나는 것을 방지하기 위한 수리학적 제어가 요구된다.

• 소수성 오염물질을 처리하기 위해서는 계면활성제나 유기용액을 필요로 한다.

• 처리된 지하수는 배출규제를 만족시키기 위한 후처리가 필요하며 휘발성 유기물질을 추출하기

위해 사용되는 경우 배출되는 공기 또한 후처리되어져야 한다.

• 토양세척기법의 비용은 사용되는 계면활성제의 종류 및 농도에 의존하며 처리비용은 대략

$30~60/ya3이다

2.5. 고형화 및 안정화(Solidification/Stabilization)

고형화/안정화는 물리적, 화학적 방법을 통해 독성물질과 오염물질을 가두거나 유동성을 감

소시키는 기법이다. In-situ 고형화/안정화기법은 (1)현장에서 오염된 토양을 섞기, (2)첨가제의

보관, 준비, 주입시스템, (3)첨가제를 토양에 주입하는 방법이 세가지 요소로 구성된다. In-situ

또는 ex-situ 고형화/안정화법의 대상오염물질은 주로 중금속이나 무기화합물이지만, 소량의 유

기오염물질에도 적용 가능하다. 대부분의 고형화/안정화법은 유기오염물질, 살충제에 대해서 비

효과적이지만, 유리화(vitrification)와 아스팔트배칭(asphalt batching)법은 대부분의 유기오염

물질을 파괴할 수 있다.

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• 오염물질의 깊이에 따라 고형화/안정화기법의 적용은 제한적이다.

• 오염물질의 비유동성을 확인하기 위해서는 긴 시간의 관찰이 필요하다.

• 유기오염물질은 고정화되지 않으며, 매우 높은 온도에서 이들을 파괴하지 않으면 유동한다.

• 제대로 고형화/안정화되지 않으면 오염부피가 크게 증가할 수 있다.

• Ex-situ 고형화/안정화의 처리비용은 굴착비용까지 포함해서 $110/톤이다. In-situ 고형화/안

정화의 경우 얕은 지역은 $80/ya3, 깊은지역은 $80/ya3의 처리비용이 소요된다.

2.6. 열탈착법(Thermal Desorption)

열탈착법은 토양을 100~600℃까지 가열, 오염물질을 휘발시키는 방법이며, 모아진 휘발성 오

염물질은 다른 복원기술로 처리한다. 종종 열탈착법과 소각(incineration)의 개념이 혼돈되어 사

용되는데, 열탈착법은 유기물질을 분해하지 않고 보다 처리하기 쉬운 형태로 전환하는 기법이며,

소각은 오염물질의 분해를 목표로 한다. 열탈착법은 탄화수소계 오염물질의 분해에 효과적이지만

모든 유기물질의 처리에 사용 가능하다. 하지만, 수은을 제외한 중금속은 처리할 수 없다. 열탈

착법의 장점은 다음과 같다.

• 탈착 효율이 99%보다 높을 수 있다.

• 토양 내에서의 오염물질 농도에 상관없이 처리할 수 있다.

• 환경친화적인 복원기술이다.

열탈착법은 모든 종류의 토양에 효과적이지는 않다. 토양내의 물이 증발하게 되면 처리효율

이 감소하고 점토와 미사를 많이 함유한 토양은 오염물질과 단단히 결합되어 처리기간이 길어진

다. 유류로 오염된 토양의 총 처리비용은 $50~330/톤 가량이다.

2.7. Biopiles

Biopile 공법은 biocells, bioheaps, biomounds, compost cells, heap pile bioremediation,

static-pile composting 이라고도 불리운다. 유류물질로 오염된 토양을 쌓아두고 폭기, 영양물질,

수분을 가함으로써 호기성 미생물들의 활성을 극대화시킨다. Biopile 공정을 경작이용

(landfarming)법과 비교 할 때, 지상처리공정이며, 공기주입을 통해서 미생물의 활성을 증대시켜

처리효율을 높인다는 유사점이 있으나 Biopile은 pile까지 통하는 관을 통하여 강제적 공기주입

을 통해서 통기시키지만 경작이용법은 토양을 갈거나 이랑을 만들어 통기시킨다. Bioplie공정의

운전에 있어서 토양특성, 통기성, 함수율, 온도, pH가 중요한 변수이다. Biopile공정의 처리비용

은 처리방식, 오염물의 종류, 전/후처리 방법, 배출가스 처리설비에 따라 다르지만 $130~260/ya3

이 소요된다.

• Biopile은 설계 및 설치가 쉽다.

• 최적조건에서 처리기간이 짧다(6개월~2년).

• 유기물질에 대해서 생분해가 효과적이며 다양한 오염물질과 현장조건에 맞게 적용할 수 있다.

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• 닫힌계(closed system)에서 배출가스를 효과적으로 제어할 수 있다.

• 오염물질의 95%이상 제거가 어렵고 유류오염원의 경우 50,00ppm 이상의 고농도에 비효율적이

다.

• 고농도의 중금속은 미생물 성장을 저해한다.

• 휘발성물질은 생물학적으로 분해되기 보다는 휘발되기 쉽다.

• 경작이용보다는 적은 부지가 요구되지만, 기타 지상처리공정에 비해 넓은 부지가 요구된다.

2.8. 식물복원공정(Phytoremediation)

식물정화공법은 식물을 이용하여 토양 및 지하수를 정화시키는 환경복원기술이다. 모든 식물

은 필요한 영양물질, 중금속을 외부환경으로부터 얻는데 특정 식물(hyperaccumulators)은 실제

대사에 필요한 양보다 훨씬 많은 영양염류, 중금속을 체내에 축적하는 능력을 가지고 있다. 식물

정화공법에는 다음의 다섯가지 기본 기술이 있다. (1) 근권여과(rhizofiltration): 수용성 오염

물질이 식물의 뿌리주변에 축척된다. (2) 식물추출(phytoextraction): 오염물질을 식물체내로 흡

수, 농축시킨 후 식물체를 제거하는 방법이다. (3) 식물전환(phytotransformation): 오염물질이

식물체에 흡수되어 그 안에서 대사에 의해 분해된다. (4) 식물촉진(phytostimulation): 뿌리부근

에서 미생물 군집이 식물체의 도움으로 유기 오염물질을 분해한다. (5) 식물안정화

(phytostabilization): 오염물질이 뿌리 주변에 비활성의 상태로 축적되거나 식물체에 의하여 이

동이 차단된다.

• 식물복원공정은 환경친화적이며 2차 부산물의 발생이 적다.

• 깊이가 1m 이내인 토양과 3m 이내인 지하수에 한정적으로 적용 가능하다.

• 저농도 오염물질이 넓은 지역의 분포하고 있을 때 효과적이다.

• 최소한 한 주기의 식물성장 기간을 거쳐야 하므로 처리속도가 늦다.

• 식물복원공법은 현장 적용성이 우수하고 기타 생물학적 공정에 비해서 경제적이다.

2.9. 바이오슬러리상 시스템(Bioslurry systems)

슬러리상 처리기법은 굴착된 오염토양을 생물반응기에 넣고 영양물질, 미생물, 물 등을 주입

하여 접촉시킨다. 슬러리는 미생물과의 반응성을 높이기 위해 지속적으로 혼합시켜준다. 슬러리

상 생물반응기내에서는 생물분해가 빠른 속도로 진행되므로 1~6개월의 짧은 처기기간이 소요된다.

완전히 처리가 끝난 후, 슬러리는 탈수되고 처리된 토양은 제거된다.

• 오염된 토양을 굴착해야 한다.

• 바이오물슬러리상 시스템은 닫힌계이므로 온도, 함수율, pH, 산소, 영양물질, 계면활성제, 미

생물의 투입량, 휘발성 유기물질의 배출 등을 제어할 수 있다.

• 불균질 토양이나 점토를 함유한 토양은 심각한 취급 문제를 야기할 수 있다.

• 처리 후에 탈수과정이 필요하고 비용이 다소 고가이다.

• 처리단가는 $130~200/m3 가량이며 바이오슬러리상 공정의 설치비용은 $25,000~2,000,000이 소

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요된다.

2.10. Bioventing

Bioventing기술은 기존의 토착미생물의 생분해를 극대화하고 휘발된 오염물질의 배출을 최소

화하도록 공기를 오염토양에 주입한다. 공기와 영양물질을 일반토양에 주입하는 biosparing과는

달리, 공기만을 불포화 대수층에 주입한다. 본 기술은 석유화합물질에 의해 오염된 토양에 성공

적으로 적용되어 왔으며 디젤과 같이 무게가 중간쯤 가는 석유화학물질에 가장 효과적이다.

• 장치 설치가 쉽고 다른 복원기술과 쉽게 결합되어 사용될 수 있다.

• 처리기간이 짧고(6개월~2년) 배출가스의 처리가 필요없다.

• 고농도의 오염물질은 미생물에 활동을 저해할 수 있다.

• 투수성이 낮거나 점토 함유량이 높은 토양에는 적용할 수 없으며 불포화지역에만 효과적이다.

• 비용효과적이며 $30~90/톤의 처리비용이 소요된다.

2.11. 피막형성(Encapsulation) & 통기법(Aeration)

피막형성공법은 투수성이 낮은 격리층, 슬러리 벽, 발포제 커튼, 차수벽 등으로 오염토양을

분리시킨다. 분리, 봉쇄된 토양은 영구적으로 보존되지 않으며, 얕은 오염토양에만 적용된다. 처

리비용은 오염현장의 암석층과 오염 깊이에 따라 차이가 난다.

통기법은 토양에 공기를 불어 넣어 휘발성 오염물질을 휘발·제거하는 방법이다. 오염된 토양

은 휘발속도를 증가시키기 위해서 얇게 도포하고 갈거나 이랑을 만든다. 휘발된 증기가 건강, 화

재, 불쾌감을 유발하므로 도시지역에는 이 기법을 적용할 수 없다.

3. 지하수 복원기술

3.1. 공기분사법(Air Sparing)

In-situ 공기분사법은 지하수, 포화대 내의 휘발성유기물질을 제거하기 위해서 사용된다. 포

화대수층 내에 공기를 강제 주입하여 지하수내 오염물질을 휘발시킬뿐 아니라 산소 농도를 증대

시켜 생물학적 분해를 촉진시킨다. 주입된 공기는 대수층 내에서 연직 또는 수평방향으로 이동하

면서 오염물질을 휘발시켜 상부의 불포화대로 이동시키며, 휘발된 오염물질은 토양증기추출법 등

으로 처리한다. 토양의 투수성, 균일성은 공기를 토양 내에서 강제 순환시키고 휘발된 증기의 이

동, 추출에 큰 영향을 미친다. 포화층의 두께, 지하수층의 깊이는 공기분사법의 비용을 평가함에

있어서 중요한 요소이다.

• 미사와 점토 퇴적층으로 이루어진 토양에는 적합하지 않으며 높은 투수성을 지닌 토양층위에

낮은 투수성을 지닌 토양층이 놓인 불균질 지질조건에서는 효용성이 떨어진다.

• 가솔린, 연료성분, 염소계 용제를 비롯한 넓은 범위의 휘발성, 준휘발성 유기물질에 효과적이

지만 탈기되지 않거나 생분해가 불가능한 물질에는 비효과적이다.

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• 공기분사법을 이용하여 유류로 오염된 토양/지하수를 복원할 때 소요되는 비용은 $20~50/ya3

이다.

3.2. 양수처리법(Pump-and-Treat Technology)

지중 내의 오염지하수를 양수하여 오염지하수내의 오염물질은 여러 가지 처리기법으로 제거

한다. 처리된 지하수는 지하수층으로 재주입하거나 강이나 호수로 내보낸다. 오염물질의 이동성

과 용해성을 높이기 위해서 계면활성제를 지하수에 주입하기도 한다. 양수처리법은 오염물질의

확산을 막거나 오염물질을 제거하기 위해 사용되어 왔으나 장기간의 처리기간과 비효용성이 문제

점으로 지적되고 있다.

• 설계와 운전이 간단하며 설치가 빠르다.

• 모든 종류의 용존 오염물질에 적용이 가능하다.

• 진공추출, 공기주입법, 공기탈기법 등의 다른 복원기술과 호환 가능하다.

• 오염지역 환경에 최소한의 영향을 미친다.

• 목표 처리수준을 달성하기 위해서 오랜기간이 소요된다(5~50년).

• 파쇄암반이나 점토토양에는 적합하지 않다.

• 양수처리법의 처리비용이 높다.

• 경수에 매우 효과적이다.

오염현장의 여건에 따라 다르지만 100 갤런/분의 지하수를 처리할 수 있는 공정의 설계와 설

치에 소요되는 비용은 $20,000이다. 지상 처리공정에서 1,000갤런의 지하수를 처리하는데 드는

운전비용은 $1~100이다.

3.3. 수동/반응벽체 공법(Passive/reactive Treatment Walls)

수동/반응벽체 공법은 유독 폐기물지역의 오염된 지하수를 처리하기 위해서 설치하며 지하수

오염대의 수리학적 흐름을 이용, 오염물질을 제거한다. 오염된 지하수가 벽체를 통과하게 되면

오염물질은 벽체에 의해서 차단되거나 무해한 오염물질로 전환되어 벽체를 통과한다. 충진물질은

오염원에 따라 달라지며 다음의 세가지가 가장 널리 사용되고 있다.

• 흡착벽: 제올라이트와 활성탄과 같은 충진제는 지하수내의 오염물질은 벽체 표면에 흡착시킨

다.

• 침전벽: 오염지하수가 처리벽체를 통과할 때 오염물질은 충진제와 반응하여 불용성 물질로 바

뀌거나 침전된다.

• 분해벽: 지하수내의 오염물질을 무해한 오염물질로 전환시킨다. 철과립(iron granule)으로 충

진된 반응벽체는 휘발성 유기물질을 분해하며, 반응벽체의 반응물질에 영양염류, 산소와 같은

혼합물을 이용하면, 미생물의 활성이 증대된다.

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처리벽은 다음의 두 가지 종류가 있다.

• 투수성 차단벽(permeable reactive trench): 가장 간단한 처리벽의 형태이며 투수성 반응벽을

이용하여 오염수를 통과시키면 탈기, SVE, 흡착 등의 다양한 물질전달에 의해서 오염물질이

제거된다.

• Funnel and gate system: 트렌치를 설치하기에는 오염원이 너무 넓거나 깊은 경우 사용한다.

투수성이 낮은 차단벽을 설치하여 오염수를 반응벽체(gate)로 유도하며, 오염수는 여러 개의

반응벽체를 통과하면서 정화된다.

수동/반응벽체 공법은 휘발성, 준휘발성 유기물질과 무기물질의 제거에 주로 사용되며 연료계 탄

화수소류의 처리에는 부적합하다.

3.4. 바이오슬러핑(Bioslurping)

In-situ 바이오슬러핑은 지하수와 토양내의 유동상 오염물질을 제거하고 호기성 생물분해에

의한 탄화수소 오염물질분해를 가속화하기 위해서 Bioventing과 진공펌핑의 요소를 결합한 새로

운 복원공법이다. 감압 추출정을 설치하여 지하수위 표면에 존재하는 유동성 유류를 회수하고,

불포화 대수층의 토양을 진공상태로 만들어 줌으로써 휘발성/준휘발성 오염물질을 제거하며, 불

포화 토양에 산소를 공급함으로써 호기성 미생물의 생물학적 활동을 촉진시킨다. LNAPL (Light

Non-aqueous Phase Liquid)층에 추출정의 내관(slurp tube)을 삽입, 관내로 진공압을 가하여 오

염물질을 추출한다.

• 바이오슬러핑 공법은 자유오염물(free product)를 복구하는 빠른 복원기술이다.

• Smearing으로 인해 대수층에서의 오염물질의 수직확산이 일어날 수 있는데 바이오슬러핑 공법

은 이러한 대수층의 smearing을 감소시킨다.

• 불포화 토양층의 in-situ 생물학적 분해를 증가시킨다.

• 낮은 투수성을 지닌 토양에는 비효과적이면 토양의 적절한 수분함량이 필요하다.

• 추출된 지하수와 배출 가스는 후처리가 필요하다.

3.5. 자외선산화법(Ultraviolet-oxidation treatment)

자외선산화법은 지하수 복원에 있어 가장 중요한 실용기술 중의 하나이다. 자외선과 함께 오

존이나 과산화수소 등의 산화제를 동시에 사용한다.

• 자외선-과산화수소 시스템: 고강도의 자외선은 과산화수소로부터 하이드록실 라디칼

(hydroxyl radicals)를 형성시키는 반응의 촉매역할을 한다. 생성된 하이드록실 라디칼은 화

학적으로 수소-산소 결합을 깨트려 오염물질을 독성이 낮은 새로운 형태로 물질로 변환시킨

다.

• 자외선-과산화수소 시스템: 강한 산화제인 자외선과 오존이 복합적으로 작용하여 오염물질을

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산화시킨다.

자외선산화법은 모든 종류의 유류오염물질에 적용 가능하며, 특히 다른 복원공정에서 처리할 수

없는 철시안화합물(ferricyanides)를 처리할 수 있다. 자외선산화법의 제약조건은 다음과 같다.

• 과산화수소를 산화제로 사용하는 경우, 자외선산화법은 짧은 파장에서만 효과가 있다.

• 좋은 빛 전달을 위해서는 낮은 탁도와 부유 고형물질이 필요하다.

• 자유라티칼 유리기(scavenger)은 자외선 산화반응을 간섭한다.

• 지하수내의 자외선 중금속, 불용성 오일, 높은 알칼리도는 자외선 석영슬리브(quartz sleeve)

를 오염시킬 수 있으므로 제거되어야 한다.

• 산화제의 보관과 처리에 특별한 주의를 요하며, 오존의 사용에 따른 대기오염 문제가 발생할

수 있다.

처리비용은 오염처리수준, 지하수 시스템의 유속, 오염물질의 농도와 종류, 전/후처리 등의 여러

가지 요인에 영향을 받지만 대략적으로 $10~50/갤런이 소요된다.

3.6. Biosparging

Biosparging은 포화대수층 내에 공기와 영양물질을 주입하여 토착미생물에 의한 오염물질 분

해를 증대시킨다. 휘발성 유기물질이 존재하는 경우 Biosparging 공법은 SVE공법과 같이 사용된

다. 이 기술은 대부분의 석유오염물질로 오염된 지역에 사용할 수 있지만 석유계 중질유의 경우

에는 처리기간이 길기 때문에 효과적이지 않다.

• 장치를 쉽게 구할 수 있고 설치가 쉽다.

• 오염원 주변 환경에 미치는 영향이 적다.

• 처리기간이 짧다(6개월~2년).

• 공기주입법의 효용성을 높인다.

• 지하수의 제거, 처리, 보관, 배출과정이 필요하지 않다.

• 공기주입법 적용이 가능한 즉, 균일한 투수성 토양, 밀폐되지 않은 대수층, 자유상의 탄화수

소에 사용된다.

• 복잡한 물리, 화학, 생물학적 반응의 자세한 이해가 어려우며 공법 설계를 위한 실험실 또는

현장의 데이터가 부족하다.

• 오염물질의 이동 가능성이 있다.

3.7. 지하수 순환정(Groundwater Circulation Well)

지하수 순환정은 지하수와 포화토양의 오염물질을 제거하기 위해서 현재 개발되고 있는 새로운

기술이다. 디자인이 간단하고 유지가 간단하며 in-well vapor stripping, in-well air stripping,

in suit vapor stripping, in situ air striping, vacuum vapor extraction으로도 불리운다. 정

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(wells)을 통해서 지하수를 펌핑한 후 이를 다시 주입함으로써 지하수를 순환시키며, 이러한 지

하수 순환은 휘발성유기물질의 연속적인 제거를 가능케한다. 대상 오염물질은 할로겐화 휘발성,

준휘발성 유기물질과 연료이지만 전통적인 순환공법을 약간 변형시켜 다른 오염물질을 제거하는

데에도 사용될 수 있다.

• 대부분의 오염토양에 성공적으로 적용할 수 있지만 강한 자연흐름을 갖은 지역에는 비효과적

이다.

• 수리전도도가 10-5 cm/s 보다 낮은 지역에는 비효과적이다.

• 얕은 대수층에 대한 효용성은 제한적이며 오염물질의 확산과 스며듬을 방지하기 위해서 오염

지역을 정확히 정의하여야 한다.

• NAPL (Non-aqueous Phase Liquid)을 포함한 지역에는 적용할 수 없다.

3.8. 수평정 공법(Horizontal Well Technology)

수평정은 원래 석유생산과 지하시설설치를 위해 개발되었지만, 최근에는 환경복원에도 적용

되고 있다. 이 기술은 현재 환경복원기술인 in-situ 생물복원, 공기주입법, 진공추출, 토양세척,

자유상 오염물 회수에 사용되고 있다. 수평정은 트렌치, 시추의 두 가지 종류가 있다. 트렌치 수

평정의 시추는 비교적 큰 지름의 시추공 굴착과 함께 뒷채움(backfill) 설치가 필요하며, 수평정

의 방향성 시추는 작은 지름의 시추공을 남기며 수직정 설치와 비슷하다. 수평정 시추 기술의 조

정력으로 인해 지하시설, 수직정, 장애물이 있는 지역에도 이 공법 적용이 가능하다.

• 수평정 공법은 다양한 in-situ 복원기술에 도입되었다.

• 수직정과 비교할 때 다섯배 가량 오염물 제거율이 높아졌다.

• 설치정의 배치가 지하수의 투과율이 수직방향보다는 수평방향이 높은 자연조건에 보다 일치하

기 때문에 효과적이다.

• 오염물질과 스크린의 높은 접촉면적으로 인해 보다 적은 설치정이 필요하다.

• 수평정 공법은 오염지역의 깊이에 제한적이다.

3.9. 자연저감(Natural Attenuation)

자연저감은 수동적인 생물복원방법으로 토양과 지하수 내의 오염물을 자연적으로 발생하는

미생물로 하여금 분해하고 분산시키도록 하는 과정을 포함하기 때문에 자연적, 자발적 복원법이

라 볼 수 있다. 자연저감은 전혀 인위적인 개입이 없는 것이 아니라 오염물의 지속적인 모니터링

과 위해도 평가 등을 수반한다. 자연저감은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 파괴적인 분해와 비파

괴적인 분해가 그것이다. 파괴적인 분해는 생물학적 분해에 의한 오염물의 분해를 말하여 비파괴

적인 분해는 흡착, 희석, 분산 등의 과정을 통한 오염물 농도의 감소를 수반한다.

• 희석/분산: 오염물이 오랜시간 토양과 지하수가 섞이는 과정에서 오염물 자체는 분해되지 않

지만 농도가 감소한다.

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• 흡착: 오염물이 토양 등에 붙어 있는 상태를 말한다. 흡착은 오염물의 이동을 지체시키기 때

문에 오염물이 수용체에 도달하기 까지 많은 시간을 요구한다.

• 생물학적 분해: 토양과 지하수에 존재하는 미생물은 유해한 물질을 독성이 덜하거나 무독한

물질로 분해시킬 수 있다. 미생물은 석유화합물을 에너지원으로 사용하는데 발효, 호기성 호흡,

혐기성 호흡을 통해서 탄화수소를 분해 한다.

자연저감법은 많은 종류의 유기 화합물을 환경에 적합하거나 유동성이 낮은 물질로 분해/전환시

킨다. 석유계 탄화수소, 비염화용제, 염소화 방향족/지방족 화합물이 생물학적으로 분해가 가능

하다고 분류된다. USEPA는 자연저감법이 적당한 기간내에 오염물을 목표값까지 처리할 수 있고

인간의 건강과 환경을 보호할 수 있다는 점에서 토양과 지하수의 복원에 있어 핵심적인 공법으로

인식하고 있다. 또한 많은 주(州)의 지하저장탱크 프로그램에서는 유류로 오염된 지역의 복원에

있어 자연저감법이 유효한 공법이라고 받아들이고 있다.

• 다른 공법에 비해서 비교적 간단하고 오염지역 주변 환경에 미치는 영향이 매우 작다.

• 처리목표를 달성하는데 시간이 많이 걸리고 긴 시간 동안의 모니터링이 필요하다.

• 자연저감 속도가 너무 낮을 경우, 오염원이 이동할 수 있으며 저연저감 성능을 신뢰할 수준만

큼 예측하기가 어렵다.

• 자연저감법은 비용효과적인 복원공법이며 그 비용은 오염현장 평가와 모니터링에 주로 관련된

다.

4. 종합 및 결론

토양증기추출법(SVE)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 토양복원기술이다. SVE는 짧은 시간

내에 좋은 복원결과를 얻을 수 있고 비용면에서도 효과적이다. 복원비용이 단지 $2/ya3 조금 넘은

사례도 보고되고 있다. 전통적인 경지이용법은 총석유계 탄화수소의 처리에 효과적이고 비용 효

과적이다. Bioventing은 몇몇 오염지역에 테스트되고 있는 새로운 기술이다. 적어도 여섯 군데의

슈퍼펀드(Superfund) 지역에서 오염물질 제거에 이 기술을 사용하고 있다. 열탈착법은 처리가 어

려운 환경(점토, 미사토양)에서 다양한 범위의 오염물질을 처리할 수 있으며 운전에 필요한 평균

처리비용은 $200/톤이다. Ex-situ 복원기술인 토양세척법은 처리할 수 있는 토양 부피에 제한적

이다. In-situ 유리화(vitrification) 기술은 복잡한 수리지질학적 조건에서 효과적이며, 다양한

범위의 오염물질을 처리할 수 있다. 바이오슬러핑, biopiles, 바이오슬러리 시스템은 전망있는

복원기술이지만 적용된 사례가 아주 적다. 식물복원공정은 현재 파일럿 연구가 진행 중이며 현재

로서는 필요한 자료가 충분하지 않다.

지하수 복원기술에 있어 양수처리법은 과거에 가장 많이 사용되었지만 과다한 비용과 복원

에 대한 신뢰성 부족으로 인해서 현재는 공기분사법과 토양증기추출법을 결합한 복원기술이 주로

사용된다. 지하수 순환정 공법은 파일럿 연구결과에서 그 효용성이 증명되고 있으며 현장규모로

도 적용되고 있다. 수평정 공법은 토양증기추출법을 비롯한 다양한 복원공정에 도입되어 좋은 결

13

과를 나타내고 있다. 수평정을 사용하였을 때, 수직정보다 다섯배 가량 오염물질 제거율을 높일

수 있었으며 현재 그 사용빈도가 점점 더 높아지고 있다.

본 자료에서 의논된 바와 같이, 다양한 오염복원기술이 있지만 오염물 종류, 오염현장 조

건, 오염원, 오염원 제어방법, 복원기술의 영향평가 등에 따라 복원전략과 기술을 선택하여야 한

다. 대개의 경우 효과적인 오염복원을 위해서 한가지 이상의 복원기술이 복합적으로 사용되어진

다. 따라서 각 복원기술의 중요한 특성 및 장,단점을 상호 비교하여 파악하는 것이 중요하며 이

를 표1과 표2에 요약하였다.

5. 분석자 결언

국내 토양과 지하 오염이 심각한 상황에 도달하였다는 것은 널리 알려진 사실이다. 하지만

국내에서의 토양, 지하수 복원에 대한 연구와 사업은 아직 시작단계에 있다. 선진국의 경우 20여

년 전부터 토양 및 지하수 오염방지 및 복원에 대한 기술 개발을 활발히 진행해 왔고 이를 상업

화하고 있다. 국내에서도 국내 실정에 적합한 토양 및 지하수 복원기술의 개발이 필요하며, 현재

까지 개발된 토양 및 지하수 복원기술 전반에 대해 그 특징과 장, 단점을 요약한 본 자료가 이에

유용한 자료로 적극 활용될 수 있기를 바란다.

6. 참고문헌

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Protection Agency. Publication # EPA 510-B-95-007,

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(7) USEPA, 1998e. Biopiles. Office of the Underground Storage Tank, US Environmental


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(9) FRTR, 1999a. Soil washing. Federal Remediation Technologies Roundtable. USEPA, 401

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M Street, S.W., Washington, DC, http://www.frtr.gov/matrix2/section4/4_15.html

(11) FRTR, 1999c. Passive/reactive treatment walls. Federal Remediation Technologies

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(12) FRTR, 1999d. Bioslurping. Federal Remediation Technologies Roundtable. USEPA, 401


(13) FRTR, 1999e. In situ solidification/stabilization. Federal Remediation Technologies



(14) FRTR, 1999f. In and ex situ solidification/stabilization. Federal Remediation

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USEPA, 401 M Street, S.W., Washington, DC,


(16) FRTR, 1999h. Soil flushing. Federal Remediation Technologies Roundtable. USEPA, 401


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(19) FRTR, 1999k. Bioventing. Federal Remediation Technologies Roundtable. USEPA, 401 M

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(21) FRTR, 1999m. Phytoremediation. Federal Remediation Technologies Roundtable. USEPA,

401 M Street, S.W., Washington, DC, http://www.frtr.gov/matrix2/section4/4_5.html

(22) FRTR, 1999n. Aeration. Federal Remediation Technologies Roundtable. USEPA, 401 M

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(23) FRTR, 1999o. Slurry phase biological treatment. Federal Remediation Technologies



(24) FRTR, 1999p. In-well air stripping. Federal Remediation Technologies Roundtable.


http:// www.frtr.gov/matrix2/section4/4_45.html

(25) FRTR, 1999q. Incineration. Federal Remediation Technologies Roundtable. USEPA, 401


16

표 1. 토양 복원기술의 비교평가

표 2. 지하수 복원기술이 비교평가

토양 및 지하수오염 복원 - K-eco · 2014-02-24 · 1 토양 및 지하수오염 복원...

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