2017년 이후로 우리나라 A, B, C 도시의 부지 내에서 1급 발암물질이자 국내 토양환경보전법에서 토양오염물질로 지정된 다이옥신류가 검출되었다. 하지만 현재 우리나라의 다이옥신류에 대한 관리단계는 토양오염기준은 마련하기 위한 추진단계에 있다. 그러므로 토양 내 다이옥신류 제거 기술에 대한 국내 연구가 많이 미비한 실정이다.
본 연구에서는 환경부에서 추진하는 다이옥신류에 대한 토양오염우려기준 중에서 가장 강력한 기준인 160pg-TEQ/g을 목표로 여러 종류의 오염물질이 복합적으로 오염된 부지에 로터리 킬른(Rotary kiln)을 이용한 열탈착을 수행하여 최적의 운전조건을 도출하고자 하였다. 또한 오염토양을 다이옥신류 단독오염토, 다이옥신류와 유류 복합오염토, 다이옥신류와 중금속 복합오염토, 다이옥신류와 유류 및 중금속 복합오염토로 분류하여 열탈착 시 다이옥신류 제거효율을 평가하였다.
연구대상부지는 다이옥신류 뿐만 아니라 고농도의 TPH, 카드뮴, 구리, 납, 6가크롬, 아연으로 오염된 토양이며 물리적 특성을 분석한 결과 평균 함수율은 11.0%, 비중은 2.50로 나타났다. 토성을 확인하기 위한 입도분석후 미국 농무성법으로 분류한 결과 우리나라에서 가장 많이 볼 수 있는 '사양토(Sandy Loam)' 로 확인되었다.
본 연구에서 사용된 로터리 킬른은 길이 10.5m, 처리용량 2.5㎥/hr, 직접가열방식이며 최적의 운전조건으로 처리온도 500~550℃, 열 처리 온도 30분을 도출하였다 현장 규모의 열탈착 실험을 한 결과, 총 28개 지점의 토양 시료에서 다이옥신류의 농도가 최소 3.37pg-TEQ/g, 최대 139.13pg-TEQ/g로 나타났으며 목표기준 160pg-TEQ/g 이내로 제거가 가능한 것을 확인하였다.
오염토양 분류별 평균 제거효율은 다이옥신류 단독오염토 88.74%, 다이옥신류와 유류 복합오염토 92.52%, 다이옥신류와 중금속 복합오염토 94.57%, 다이옥신류와 유류 및 중금속 복합오염토 91.79%로 나타났으며 유류나 중금속에 의한 제거효율의 변화는 없다고 판단되었다.
따라서 사양토 및 복합오염토양에서 로터리 킬른(2.5㎥/hr)을 이용하여 열탈착 시 최적의 운전조건은 처리온도 500~550℃, 열 처리시간 30분이라 사료된다.