토양환경기술사시험자료집 - 오염확산방지 및 정화기술Ⅱ(18)

※ 토양경작법 정화계획의 유효성평가절차

 

1.  1단계(토양경작법의 적용성평가단계)

   (1) 토양특성에 따른 주요 영향인자

        1) 미생물군집농도

               총종속영양미생물농도 > 1,000 CFU/g 건조토양 : 적합

               총종속영양미생물농도 < 1,000 CFU/g 건조토양 : 부분적 적합(인위적 조절 필요)

        2) 토양 PH   -   6~8 범위 : 적합

                          -   위 범위를 벗어날 경우 : 토양 PH 조절 필요

        3) 수분함량 -   40% ≤ 수분함량 ≤ 85% : 적합

                          -   수분함량 < 40% : 주기적인 수분공급 필요

                          -     수분함량 > 85% : 배수시설, 빗물유입차단시설(하우스 등) 설치 필요

        4) 토양온도

               - 미생물의 성장에 가장 큰 영향을 미침.

               - 적정범위(10~45℃)에서 미생물의 활동과 증식속도는 온도 10℃ 상승할 때마다

                  2배씩 빨라진다.

                    10 ℃ ≤ 토양온도 ≤ 45 ℃ : 적합

                    10 ℃ > 토양온도 또는 45 ℃ < 토양온도 : 부분적 적합, 하우스 등의 설치를 통한

                                                                               토양온도 조절 및 미생물 이용.

        5) 토양염류농도

               C : N : P = 100 :10 :1 ~ 100 :10 : 0.5

        6) 토성(Soil Texture)

               - 토성은 투수계수, 수분함량, 겉보기밀도 등에 영향을 미친다.

               - 응집력이 높은 토양(점토 등)은 산소를 공급하기 어려우며,

                  강수 후 과다한 수분을 함유하게 되므로 토양개량제(석고 등) 및

                  톱밥, 짚 등을 토양에 섞어주어 응집력을 느슨하게 하여야 한다.

   (2) 오염물질의 특성에 따른 주요 영향인자

        1) 휘발성

               - VOCs는 처리과정 중 경작장 및 기타 밀폐된 공간에 잔존하므로 고려해야 할 중요한 

                  인자이다.

               - 휘발유, 경유, 등유 등은 다량의 VOCs가 발생하므로 작업자의 안전 및 대기오염을 

                  방지하기 위하여 배기가스처리장치 등의 설치를 고려해야 한다.

        2) 화학구조

               - 작은 분자량을 가진 지방족화합물이나 단일방향족화합물들은

                  높은 분자량을 가진 지방족화합물이나 복합방향족화합물보다 쉽게 분해된다.

               - 오염물질의 정보(화학구조, 분해성 정도 등)를 이용하여 정화기간 산정,

                  생물학적 정화가능성 평가, 현장파일럿실험, 운전 및 모니터링계획 등을 수립하며,

                  계획은 생분해가 가장 느린 오염물질을 기준으로 이루어져야 한다.

        3) 오염물질의 농도 및 독성

               석유계물질 ≤ 25,000 mg/Kg, 중금속 ≤ 2,500 mg/Kg : 적합(TPH가 보통 10,000 mg/Kg

                                                                                                  이하로 오염된 토양에 적용)

               석유계물질 > 50,000 mg/Kg, 중금속 > 2,500 mg/Kg : 부적합

   (3) 기후조건에 따른 주요 영향인자

        1) 대기온도

            - 대기온도는 토양온도에 직접 영향을 끼침.

            - 토양경작에 적합한 온도는 10~45℃ 이므로, 추운 겨울에 경작장을 유지하기 위하여  

               다양한 열공급장치를 설치하기도 한다.

        2) 강우

            - 토양경작에 적합한 수분함량은 40~85% 이며, 강우는 부지의 수분함량을 증가시켜  

               경작에 악영향을 끼친다.

            - 보통 연 강수량이 75mm 이상 발생하는 지역은 경작장이 실내에 설치되어야 하며,

               경작지역이 강우에 영향을 받지 않도록 배수시설 및 기타 차수시설 등의 설치가 필요하다.

        3) 풍속

            - 풍속이 강한 지역에서는 비산먼지 발생 및 토양 이동에 따른 오염물질의 확산 등이 

               발생할 수 있으므로 바람이 많이 부는 계절에는 토양 뒤섞기 등을 자제한다.

            - 강풍으로 인하여 하우스 등 빗물유입차단시설이 날려가지 않도록 설계에 반영한다.

   (4) 생물학적처리(Biotreatability)평가

        1) 토양특성, 오염물특성, 기후조건에 따른 영향인자가 적용범위 내에 드는 경우,

            토양경작법의 설계 및 운영에 필요한 적정한 변수(생분해정도, 생분해속도,

            첨가할 영양염류농도 등)를 결정하기 위하여 생물학적처리평가를 수행한다.

        2) 플라스크실험(Flask Study) 또는 팬실험(Pan Study)

               - 영양염류의 추가 없이 토착미생물에 의한 호기성환경에서의 생분해속도 측정

               - 동일한 조건 하에서 최대의 생분해를 유도할 수 있는 최적의 C : N : P 결정

               - 토착미생물에 의한 오염물질의 저감 또는 정화효과가 없는 것으로 관찰되었을 때,

                  성능이 검증된 인위적인 미생물 등을 공급하여 오염물질의 저감 정도를 확인

               - 오염물질의 농도 저감이 생분해에 의한 것이지, 휘발에 의한 것인지 확인하기

                  위하여 오염토양을 멸균처리한 후 시간경과에 따른 오염물질의 농도를 확인

 

2.  2단계 (토양경작시스템 설계평가단계) 

   (1) 소요부지 넓이

        1) 경작높이 : 30~45Cm (최대 60Cm 가능)

        2) 추가 오염물질 확산을 방지하기 위한 방지턱 및 접근로 설치부지 필요

        3) 소요부지면적(㎡) = 오염토양(㎥)/경작높이(m)×경작횟수

   (2) 토양경작장 배치

        1) 부지여건, 접근의 용이성, 굴착지역과의 이동거리가 짧은 곳을 고려하여 배치

        2) 정화기간을 고려하여 단일 및 복수로 배치

   (3) 토양경작 주기

        1) 오염물질 제거효율실험에서 도출된 제거속도를 바탕으로 1회당 소요되는 기간으로 결정

        2) 경작횟수를 총정화기간과 경작주기를 이용하여 결정

   (4) 토양경작장 건설

        1) 오염토의 개간, 정리, 고르기 등을 위한 부지

        2) 오염확산방지턱

        3) 갓길

        4) 침출수 방지를 위한 바닥차수재(필요시)

        5) 침출수 차집 및 처리시스템

        6) 배기가스처리장치(필요시) 등

   (5) 산소공급장비

        1) 일반적으로 농업용 경작기(Roto-Tillers) 많이 사용

        2) 산소가 공급된 후 다져지지 않도록 트랙터 뒷쪽에 장치

   (6) 경작 중에 외부의 빗물, 내부의 수분을 통제하기 위한 시설 설치

   (7) 비산먼지방지장치

        1) 바람 또는 물에 의한 토양침식 및 비산을 방지하기 위함.

        2) 경사면 다짐, 경작지역 덮개, 스프레이 등(단 하우스 설치시 불필요)

   (8) 토양의 PH 조정 및 영양염류 공급을 위하여

        정기적으로 고체비료, 석회, 황 등을 적절히 토양에 섞어준다.

   (9) 가스처리장치

        1) 휘발성이 강한 유종 처리시 VOCs에 의한 작업자의 안전 및 대기오염 방지 목적

        2) 정기적으로 VOCs의 농도 측정

 

3.  3단계 (운영 및 모니터링계획평가단계)

   (1) 시스템의 성능을 최적화하고 오염물질의 저감 등을 확인하기 위한

        시스템운영 및 모니터링계획 수립.

        1) 토양경작법운영계획에는 토양경작주기, 영양염류 및 수분공급주기 등을 검토

        2) 토양농도모니터링 결과에 따라 최적의 효율을 유지하기 위해

            토양뒤섞기(Tilling)주기, 영양염류 및 수분공급주기 등을 변경하여 준다.

   (2) 계절에 따른 대기온도 및 강우 등에 대하여 모니터링 수행

        1) 하절기 : Tilling 주기와 영양염류 및 수분공급주기를 짧게 한다.

        2) 건기 : 비산먼지 및 수분증발을 방지하기 위하여 덮개 설치.

   (3) 모니터링계획에 포함할 사항

        1) 오염물질의 저감정도

        2) 휘발성 높은 오염물질의 처리시 작업장내 VOCs의 농도

        3) 외부로의 오염확산을 방지하기 위한 주기적인 토양 및 지하수 모니터링

        4) 침출수 처리 등

   (4) 오염물질의 저감정도를 확인하기 위한 토양시료채취지점 및 채취방법 등도 고려

   (5) 토양경작 중에는 토양의 PH, 수분함량, 미생물농도, 영양염류농도, 오염물질농도 등을

        적어도 분기마다 모니터링 수행하며, 그 결과를 바탕으로 토양뒤섞기주기, 영양염류 및

        수분 공급주기와 공급량, PH 조절방법 등을 결정한다.

   (6) 모니터링 측정항목 및 시료채취주기

모니터링대상	모니터링의 목적 및 주기		측정항목
	목적	주기
오염토양	오염의 저감정도 및 생분해상태 확인	매달~분기	미생물군수,오염물질농도, PH,영양염류,수분함량 등
공기	작업자안전 및 대기오염방지	토양뒤섞기 작업시	VOCs, 분진 등
외부배수 (침출수 포함)	오염확산예방	매달~분기	대상오염물질
경작장 하부토양	오염확산예방	반년	대상오염물질
경작장 주변지하수	오염확산예방	1년	대상오염물질