Abiotic reductive dechlorination of carbon tetrachloride by acidic soil treated with reductants (Fe(Ⅱ), $HS^-$) was characterized to obtain better understanding of the behavior of this contaminant in systems undergoing remediation by redox manipulation.
Firstly, Batch experiments were conducted to evaluate dechlorination kinetics. Target compound in the soil suspension reached sorption equilibrium in 4hours and the target organic was described by the linear sorption isotherm. The rate constants for the reductive dechlorination of carbon tetrachloride by soil with reductants (Fe(Ⅱ), $HS^-$) of 100mM were found as 3.0812(±0.1944) and $1.9454(\pm0.1776)day^{-1}$. The transformation product in soil with Fe(Ⅱ) was chloroform and no products detected in soil with $HS^-$ suspension. No other chlorinated intermediates and by-products were observed at concentrations above detection limits. The rate constants for the reductive dechlorination of CT were increased with concentration of reductants. 1day of contact time at soil with $HS^-$ and 4hour of contact time at soil with Fe(Ⅱ) showed the highest dechlorination kinetics of CT. The rate constants for the reductive dechlorination of CT increased as pH (5.2~8) at soil with Fe(Ⅱ) system and pH(8.3~10.3) soil with $HS^-$ system.
Secondly, a continuous soil column experiment was conducted to investigate reductive dechlorination of CT in soil system manipulated by Fe(Ⅱ) and $HS^-$.
The soil column reduced by Fe(Ⅱ) has the greatest bed volumes (13.76) treated to breakthrough indicating that the treatment of Fe(Ⅱ) is more effective for the reductive dechlorination of CT in the soil column than the treatment of $HS^-$. Also treatment of Fe(Ⅱ) in soil with CaO column showed better results for the reductive dechlorination of CT than the treatment of $HS^-$. Chloroform was observed as transformation product in the effluents of soil columns treated by the reductants. However, similar with batch test, no other by-products were observed at the concentrations above detection limits throughout the column experiment.
Finally, soil treated Fe(Ⅱ) showed better removal of CT than the soil treated with $HS^-$ in both systems (batch and column).
환원제들 $(Fe(Ⅱ), HS^-)$ 로 처리된 산성 토양을 이용한 사염화탄소의 무생물 환원적 탈염소화에 대해 알아보았다.
첫째로, 탈염소화 반응을 알아보기 위한 회분식 실험을 실행하였다. 토양에 있는 사염화탄소의 흡착은 4시간 만에 평형에 도달하였으며, 그 오염물질은 직선의 형태를 가지는 흡착 등온선으로 나타낼 수 있었다. 100mM의 환원제들 $(Fe(Ⅱ), HS^-)$ 로 처리된 토양을 이용한 사염화탄소의 탈염소화 반응 상수는 각각 3.0812(±0.1944) 과 $1.9454(±0.1776)day^(-1)$ 로 나타났다. Fe(Ⅱ)로 처리된 토양을 이용한 경우, 부산물질로 클로로포름이 나왔으나 $HS^-$ 로 처리된 토양의 경우에는 클로로포름을 포함한 다른 물질들이 검출되지 않았다. 환원제들의 농도에 따라 사염화탄소의 환원적 탈염소화 반응 상수가 증가하였으며 HS-와 토양간의 1일의 접촉, Fe(Ⅱ)와 토양간의 4시간의 접촉이 사염화탄소의 분해에 있어서 가장 효과적으로 나타났다. 또한 pH가 증가함에 따라서 사염화탄소의 분해 반응상수가 증가함을 보여주었다.
둘째로, 환원제로 처리된 토양을 이용한 사염화탄소의 분해를 연속적인 컬럼 실험을 통해 알아보았다. Fe(Ⅱ)로 처리된 토양이 들어있는 컬럼에서 breakthrough가 가장 늦게 도달하였으며, 이 결과를 통해 Fe(Ⅱ)가 $HS^-$ 로 처리된 토양 컬럼보다 사염화탄소의 분해에 더 효과적임을 알 수 있었다. 또한 토양과 CaO가 들어있는 컬럼에서도 Fe(Ⅱ)가 $HS^-$ 보다 사염화탄소의 분해에 더 나은 결과를 보여주었다. 회분식 실험과 마찬가지로 컬럼 실험에서도 부산물질로 클로로포름이 검출되었다.
결론적으로, Fe(Ⅱ)로 처리된 토양이 회분식과 컬럼 실험에서 $HS^-$ 로 처리된 토양보다 사염화탄소의 제거에 더 효과적임을 알 수 있었다."
