광해방지기사필기 기출문제풀이(1과목)

소개글

광해방지기사필기 기출문제풀이(1과목)에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

1. 혐기성 소택지를 이용한 산성광산배수를 처리 기술에 대한 설명으로 맞는 것은? 정답 : 라

가. 바닥에 석회석을 깔고 그 상부의 유기물질을 채운뒤 광산 배수를 이 유기물질 위로 채워 완전한 혐기성 상태로 유지하며 광산 배수를 상부에서 하부로 순환시키는 시스템이다.
→ SAPS :
- 바닥으로부터 0.5~1.0m 높이까지 석회석을 채우고, 그 위에 유기물을 0.5~1.0m 높이로 채운다. 유기물층 상부에 산성광산배수를 약 1~2m 채워 혐기적 상태로 운전한다. 또 석회석층 아래에 유공관을 설치하여 산성관산배수가 하향식으로 유동하도록 설계한다.
- 광산배수의 산도가 높고, Fe3+의 농도가 높아서 ALD(Anoxic Limestone Drain)나 알카리도를 공급하는 기존의 처리시스템으로 광산배수를 처리하기 어려울때 사용함.
- SAPS는 다량의 Fe, Al, Mn 등을 함유한 광산배수를 정화하기 위하여 유기물이 황산염을 황화물로 환원시켜 금속이 황화물로 침전되도록 유도하고 하부에 석회석을 활용하여 pH를 높이는 공법이다.

나. 석회석을 이용하여 산성관산배수를 중화시키는 방식으로 산성배수의 유동을 조절하여 적어도 2.5m 이상의 높이에서 떨어뜨리는 시스템이다.
→ Diversion Well :
- 노르웨이와 스웨덴에서 산성비에 의한 하천의 산성화를 막기위해 고안되었다.
- 석회석을 가득 채운 웅덩이에 AMD를 2~2.5m 높이에서 떨어뜨려 석회층을 교란하여 금속 수산화물에 의한 석회석 표면의 피막형성을 억제시키는 방법으로 중금속의 농도가 높더라도 사용가능한 장점이 있으나 수차(낙차)에 의해 석회석이 서로 부딪혀 마모가 일어나기 때문에 석회석을 자주 보충해 주어야 하는 단점이 있다.

다. 일반 토양으로 바닥을 덮고 그 위에 부들을 심는 방식을 이용하며, 산성광산배수의 산도를 낮추려는 목적보다는 중금속을 제거하는 용도로 사용되는 시스템이다.
→ 식물정화법(Phytoremediation) :
- 식물체의 성장에 따라 토양 내 오염물질의 분해, 흡수, 침전 등을 통하여 오염 토양을 정화하는 방법.

라. 두꺼운 층의 유기질 퇴비를 첨가하여 황환원반응을 유도하여 알칼리도를 증가시키고 산성광산배수내 중금속을 침전시키는 시스템이다.
→ 혐기성 소택지 : 정답
※ 혐기성 소택지
- 환원작용이 발생할 수 있는 조건의 소택지로서 황환원박테리아(SRB)를 이용하여 황환원 반응을 유도함으로써 알칼리도를 발생시키고 금속원소를 황화물 형태로 침전하며 이러한 과정은 pH를 상승시킴.
- 이렇게 형성된 금속 황화물(metal sulfide)은 금속산화물, 금속 수산화물보다 용해도가 낮아서 매우 안정하므로 재용출 가능성이 적음
- 혐기성 소택지는 pH 5이하 광산배수 정화처리에 활용가능하며 호기성 소택지에 비해 겨울에도 운전할 수 있는 장점이 있음
- 석회석 및 유기물이 혐기성 환경인 경우 광산배수가 이들 지역

을 통과하면 석회석과 접할 때 산성광산배수의 중화가 잘 되는 점을 착안하여 혐기성 석회석처리 시스템을 활용하고 있음
- 소택지에서 혐기성 환경은 수면 기저부(기질물질) 하부에서 형성되며 이러한 기질물질은 보통 유기물질(CH2O)로서 만듬. 따라서 광산배수가 유기물질이 존재하는 혐기성 지역을 통과하게 되면 이때 박테리아에 의한 황산이온의 환원작용에 의해 황화물과 알칼리도가 발생
- 즉, 박테리아는 S4+를 S2-로 환원시키는 동안 산도를 제거하게 되며 S2-의일부는 H2S의 형태로 대기 중으로 방출하게 됨
2CH2O + SO42- = H2S + 2HCO3-
- 박테리아에 의한 황산염의 환원작용으로부터 광산배수 속에 있던 용존금속은 황화물로 침전되어 광산배수 중에 용존했던 금속의 용존농도가 저감됨
M2+ + H2S + 2HCO3- = MS + 2H2O + 2CO2
(M2+는 금속성분)
- 이러한 용존금속이 황화물로 침전될 때 금속의 정화는 pH, 금속 황화물의 용해도적 및 반응물질의 농도 등에 달려 있음
- 이론적으로 맨 처음 형성되는 금속 황화물은 CuS이며 다음으로 PbS, ZnS, CdS, NiS, FeS 이고 최후로 MnS 순으로 형성

▶ 광산배수(Mine Drainage)
광산에서 배출되는 물로써 갱내수, 침출수, 산성수, 알칼리수 등의 오염수를 일컬으며, 특히 산성광산배수(Acid Mine drainage ; AMD)가 광산 중금속 오염물질과 산성 무기물질을 함유한 대표적인 광산배수임. 일반적으로 광산폐수와 산성암석배수 등과 구분됨.

키워드

광해방지기사,   광해,   광산일반환경,   광해기사,   광해방지기사 기출문제,   광산 피해