우리나라 대부분의 공단은 도심지역에 위치하는 경우가 많아 공단부지와 지하수의 오염은 결국 인근 주거지역 지하수를 오염시키게 되므로, 국민의 건강과 안전을 위해 산업단지 토양/지하수 오염은 신속하고 적절한 복원기술로 관리하여야 한다.

 

산업단지의 토양과 지하수는 특성상 유기화합물과 중금속이 동시에 오염된 경우가 많으며 이들 부지의 정화를 위해서는 두 가지 오염물질의 특성을 이해하고 오염지역과 오염원을 동시에 제거하는 것이 필수적이다. 그리고 산업단지 부지는 지역마다 토양 특성이 달라 부지특성에 적합한 복원기술을 적용해야 하지만 아직까지 이들 유기화합물과 중금속을 동시에 제거하는 데는 국내기술의 한계가 있다.

 
독성유기화합물로 오염된 토양과 지하수를 복원하는 일반적인 기술로는 토양증기추출법과 공기분산법을 들 수 있으며, 중금속으로 오염된 토양/지하수를 복원하는 방법으로는 양수처리, 고형화/안정화법, 유리화법, 식물이용 처리기술, 그리고 생물학적 처리기술을 들 수 있다.

 

하지만 이들 기술들은 무엇보다 실제 현장 토양의 적용에 있어서 낮은 수리전도도를 가지는 토양의 복원에는 적용하기가 어렵거나 그 효율이 급격히 감소하는 단점이 있다. 따라서 이와 같은 기존의 복원기술의 단점을 극복하고, 빠른 시간 내에 오염된 토양과 지하수를 복원할 수 있는 기술의 개발이 절실히 요구되고 있다.

저투수성 토양 내에서도 공극수의 흐름을 유발하여 오염물 및 첨가제의 이동을 향상시킬 수 있는 동전기 기술(Electrokinetic Technology, EK)과 지하수내의 오염원을 빠른 시간 내에 산화처리 할 수 있는 지중 화학적 산화기술(In-situ Chemical Oxidation, ISCO)은 미국 및 유럽에서는 많은 실용화 사례가 보고 되고 있는 효율적인 기술로, 이들 기술들은 부가적인 환경오염물질을 배출하지 않으며, 기술 자체의 운전조작이 간단하기 때문에 공정의 자동화가 가능한 장점을 가지고 있다.

동전기 기술은 오염된 매체에 전기를 공급하여 중금속 이온이나 기타 오염물질을 전기삼투(Electroosmosis)나 이온이동(Electromigration)과 같은 전기이동현상에 의해 이동․분리․회수하는 기술로 정의될 수 있다. 과거에는 이러한 동전기 기술이 주로 연약지반 개량, 기초지반 보강, 지하굴착 보조공법 등 지반공학 분야에 일부 상용되어 왔으나, 현재에는 토양환경복원 그리고 수처리 부분에 적용 가능한 잠재력 있는 기술로 떠오르고 있다.

 

동전기 기술의 주된 처리대상물질로는 중금속 이외에도 난분해성 유기화합물을 들 수 있다. 한편, 유기화합물의 이동 및 산화분해를 증대시키기 위해, 2가철(Fe2+)과 과산화수소(H2O2)의 반응에 의하여, 산화력이 매우 강한 OH 라디칼 발생을 증폭시키기 위한 펜톤(Fenton) 공정과의 결합은 거의 100%에 가까운 제거효율을 기대할 수 있는 주목받는 기술로 대두되고 있다.

 

동전기-펜톤 복합공정은 반응산물로 물과 이산화탄소 외에 독성이 없는 물질을 생산한다는 점에서 기존 기술에 비해 환경친화적이라고 할 수 있으며, OH 라디칼의 강력한 산화분해와 동전기적인 이동성 향상에 의하여, 비교적 짧은 시간 내에 처리할 수 있는 경제적인 공정이라 할 수 있다. 또한, 유류 오염물 및 중금속의 동시제거가 가능하므로, 기존의 지상 기술들보다 공정의 운전이 간편하고 비용 또한 절감할 수 있다.

지중 화학적 산화기술은 오존, 과산화수소, 과망간산칼륨 등 산화제를 오염부지내로 주입하여 오염물질을 이산화탄소와 물로 완전히 산화분해 시키거나, 자연 상태에 존재하는 물질로 변형시켜 오염 토양과 지하수를 복원․정화하는 기술이다.

 

지중 화학적 산화기술은 석유계 화합물, 합성유기화합물의 종류 및 농도에 대해 비선택적이고, 다른 복원기술에 비해 현저히 복원속도가 빠른 장점이 있다. 특히, 오존은 불포화 토양 및 지하수에 대해 기상 및 액상으로의 동시 적용이 가능한 장점이 있으며, 기존의 토양증기추출법 및 공기분산법에 비해 높은 처리효율, 빠른 정화속도, 높은 경제성 등과 같은 많은 장점을 가지고 있다.

 

[출처 = 한국환경산업기술원(www.keiti.re.kr)]