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Oct 30, 2023

끈적이 제거하기

지난 10년 동안 미국 전역의 매립지는 중요한 장비를 막고 침출수와 가스를 손상시킬 수 있는 "검은 끈적이" 또는 "플러버"라고 불리는 끈적끈적한 폴리머 같은 물질과 싸워 왔습니다.

지난 10년 동안 미국 전역의 매립지는 필수 장비를 막히게 하고 침출수 및 가스 수집 작업을 손상시킬 수 있는 "검은 끈적이" 또는 "플러버"라고 불리는 끈적끈적한 폴리머 같은 물질과 싸워왔습니다.

주로 습한 매립지나 폐수 처리장에서 나오는 슬러지를 수용하는 장소에서 발견되는 이 변칙 현상은 과학자들이 검은색 고체가 무엇이며 어디서 나오는지 알아내려고 시도할 때 당황하게 만들었습니다.

뉴올리언스에서 5월 1일부터 4일까지 열리는 올해 WasteExpo에서 침출수 관리: "Flubber" 및 "Black Goo"에 대한 업데이트 세션의 패널리스트들은 오염 물질, 그 기원, 예방 및 치료 도구, 업데이트에 대해 논의합니다. 현재 연구에 대해.

세션의 패널리스트이자 위스콘신 대학의 토목, 환경 및 지질 공학 명예 교수인 크레이그 벤슨(Craig Benson)은 약 10년 전 남동부의 젖은 매립지에서 일하던 중 처음으로 검은 점액을 만났다고 말했습니다.

악취 민원이 많았던 현장에서는 잦은 배관 막힘으로 인해 침출수 수준을 낮추는 데 어려움을 겪고 있었습니다. “우리는 파이프를 계속 작동시킬 수 없었습니다. 끊임없이 펌프가 이 검고 끈적한 물질로 막혀버렸습니다.”라고 그는 말했습니다. "본질적으로 [고형물]은 격일로 재건되고 있었습니다."

Benson은 계속해서 다른 현장에서 검은 점액의 존재를 발견했고, 이로 인해 그 현상을 더 조사하게 되었습니다.

“우리는 역사적으로 우리 모두에게 친숙한 생물학적 물질과는 다른 이 검고 끈적끈적한 끈적끈적한 물질의 존재를 점점 더 많이 보게 될 것입니다.”라고 그는 말했습니다. “이건 다른 내용이었습니다. 그것은 단순한 생물막이 아니었습니다. 그것은 다른 재료였습니다.”

그것은 무엇입니까?

문제에 대한 해결책을 찾기 위해 Benson은 먼저 물질이 매립지를 통해 어떻게 이동하고 침출수 수집 시스템에 어떻게 들어가는지 이해해야 한다고 말했습니다.

Benson의 연구는 미국, 괌, 푸에르토리코의 도시 고형 폐기물 매립지에서 채취한 약 30개의 샘플을 사용하여 매립지의 위치나 재료 구성에 관계없이 대부분의 샘플이 강한 냄새가 나는 신축성 있는 고무 같은 물리적 특성을 가지고 있음을 발견했습니다. , 이는 "끈적끈적한 물질"에 부착된 황화물 화합물에 기인할 수 있습니다.

물질을 더 자세히 확인하기 위해 Benson은 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR)을 사용하여 검은 끈끈한 샘플의 화학 결합과 화학 구조를 조사했습니다. FTIR을 사용하면 초적외선 빔이 샘플로 전송되는데, 여기서 일부 파장은 흡수되고 다른 파장은 흡수되지 않습니다. 센서는 반사되는 것을 측정하여 재료 구성에 대한 "지문"을 생성합니다.

Benson은 미국 내 17개 매립지에서 채취한 검은 점액 샘플을 살펴보면서 "모두 본질적으로 동일한 FTIR 스펙트럼과 동일한 유형의 결합을 갖고 있다"고 말했습니다.

그는 또한 결합이 오늘날 세계 어디에서나 볼 수 있는 아크릴레이트 기반 폴리머와 유사하다는 점을 발견했습니다.

FTIR 외에도 Benson은 열 중량 분석(TGA)을 사용하여 검은 끈적이의 구성을 연구했습니다. “우리는 매우 간단한 TGA, 열 중량 분석을 수행했습니다. [여기서] 샘플을 채취하여 오븐에 넣고 온도를 높이고 가열될 때 질량을 측정합니다. 본질적으로 시간이 지남에 따라 해당 샘플의 일부가 소진되고 있습니다.”

이 과정에서 Benson은 샘플이 상업용 폴리머일 수 있다고 믿게 만드는 주요 차이점을 인식했다고 말했습니다.

“샘플의 무게는 시간이 지남에 따라 감소했습니다. … 이는 본질적으로 물이 추출되는 것이며, 그러다가 갑자기 곤두박질치는 것입니다. 그리고 계속해서 더 많이 감소합니다.”라고 Benson은 TGA 분석 그래프를 설명하면서 말했습니다. “이 급락은 폴리머 분해 범위에 속합니다. 그것은 합성 폴리머입니다. 천연 소재는 아니다”라고 말했다.

폴리아크릴레이트와 같은 대부분의 상업용 폴리머에서 Benson은 "수화되고 끈끈한 물질을 건조하여 고체로 만든 다음 다시 적시면 이전처럼 스스로 재구성될 수 있어야 한다"고 말했습니다.