오염된 토양을 정화하는 것은 매우 어려운 과정일 수 있으며, 종종 토양을 파내고 외부 복원 시설로 운반해야 하는 경우도 있다. 그러나 이제 과학자들은 물질을 재빠르게 처리하여 물질이 있는 곳에서 처리하는 친환경적인 방법을 개발했다.
이 기술은 고온 전열(HET) 프로세스로 알려져 있으며 휴스턴 라이스대학교의 과학자들과 라이스의 James Tour 교수가 이끄는 미국육군엔지니어연구개발센터(ERDC)가 개발했다.
이는 바이오 숯과 같은 탄소가 풍부한 전기 전도성 물질이 오염된 토양에 현장에서 혼합되는 것으로 시작된다. Biochar 는 산소가 없는 상태에서 열을 사용하여 유기 물질을 분해하는 열분해 과정을 통해 생산되는 무독성 숯과 같은 물질이다.
다음으로, 쌀에서 개발한 플래시 줄 가열(Flash Joule Heating) 이라는 절차를 활용하여 전류가 토양/바이오 숯 혼합물을 빠르게 통과하여 1,000~3,000°C(1,832~5,432°F)의 온도로 가열된다.
강렬한 열은 살충제 및 원유와 같은 유기 오염물질을 흑연과 같은 무독성 광물로 변환한다. 동시에 납, 비소, 수은 등 다양한 중금속을 추출 파이프를 통해 수집할 수 있는 증기로 변환한다. 대부분의 기존 복원 기술은 한 번에 하나 또는 두 개의 금속만 대상으로 할 수 있으므로 이러한 다양성은 중요한 고려 사항이다.
열이 처음에는 일부 유익한 미생물을 죽일 수 있지만, 테스트 결과 HET 처리 토양에서 식물 발아율이 실제로 20~30% 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 개선은 개선 과정에서 생성되는 성장 촉진 미네랄의 존재와 추가된 바이오 숯으로 인한 물 침투 증가로 인해 발생했을 가능성이 높다.
기술이 더욱 발전하고 현장 사용을 위해 규모가 확대되면 트랙터를 사용하여 오염된 토양의 넓은 지역을 통해 HET 장치를 견인할 수 있을 것으로 기대된다.
ERDC 연구 화학자 Mine Ucak-Astarlioglu는 "이 방법은 매우 빠르고 물이 없으며 토양의 다양한 오염 물질을 처리합니다."라고 말했다. "플래시 줄 가열(Flash Joule Heating)은 폐기물로부터 중요한 금속을 회수하고 복원을 위해 중금속을 제거하는 데 매우 유망한 기술입니다."
이 연구에 관한 논문은 최근 Nature Communications 저널에 게재되었다. 출처: 라이스대학교
