본 연구에서는 여러 몰비의 망간과 철을 함유한 용액을 사용하여 담체인 모래 표면에 이들 산화물들이 동시에 코팅된 산화철 및 산화망간 코팅사(IMCS)를 제조하였으며, X-선 회절분석을 통하여 제조한 IMCS 표면의 광물종 규명과 이들에 의한 As(III) 산화 및 As(V) 흡착능을 평가하였다. 망간과 철을 동시에 코팅한 IMCS들에서의 철 및 망간의 총량은 단일금속용액으로 코팅시킨 담체(ICS 혹은 MCS)에 비하여 감소하였지만 코팅된 철산화물은 goethite와 magnetite의 혼합물 그리고 망간 산화물은 ${gamma}-MnO_2$로서 매우 유사하였다. IMCS에 의한 As(V) 흡착량은 코팅된 망간보다는 철 함량에 의해 크게 영향을 받았다. 그리고 IMCS에 의한 As(V) 흡착량은 1가 및 2가 이온들로 이루어진 이온세기 화학종으로 이온세기를 고정하였을 때에는 큰 영향을 받지 않았으나 $PO_4;^{3-}$와 같은 3가 화학종을 사용한 경우에는 크게 억제되었다. 망간만 코팅시켜 얻은 MCS의 경우, NaCl 및 $NaNO_3$와 같은 1가 이온세기 화학종이 존재하는 경우는 $PO_4;^{3-}$와 같은 3가 이온세기 화학종이 존재하는 경우에서 보다 2배 이상의 산화효율을 나타내었다. 이에 반해 망간과 철이 함께 코팅된 7:3, 5:5, 3:7 몰비의 경우에는 $PO_4;^{3-}$를 이온세기 화학종으로 사용한 경우가 다른 이온세기 화학종이 존재하는 경우에서 보다 오히려 As(III) 산화력이 높게 나타났는데 이것은 $PO_4;^{3-}$가 As(V)와 IMCS 표면에 대한 경쟁흡착을 함에 따른 결과로 나타났다.
In this study, iron and manganese coated sand (IMCS) was prepared by mixing Joomoonjin sand with solutions having different molar ratio of manganese ($Mn^{2+}$) and iron ($Fe^{3+}$). Mineral type of IMCS was analyzed by X-ray diffraction spectroscopy. Removal efficiency of arsenic through As(III) oxidation and As(V) adsorption by IMCS having different ratio of Mn/Fe was evaluated. The coated amount of total Mn and Fe on all IMCS samples was less than that on sand coated with iron-oxide alone (ICS) or manganese-oxide alone (MCS). The mineral type of the manganese oxide on MCS and iron oxides on ICS were identified as ${gamma}-MnO_2$ and mixture of goethite and magnetite, respectively. The same mineral type was appeared on IMCS. Removed amount As(V) by IMCS was greatly affected by the content of Fe rather than by the content of Mn. Adsorption of As(V) by IMCS was little affected by the presence of monovalent and divalent electrolytes. However a greatly reduced As(V) adsorption as observed in the presence of trivalent electrolyte such as $PO_4;^{3-}$. As(III) oxidation efficiency by MCS in the presence of NaCl or $NaNO_3$ was two times greater than that in the presence of $PO_4;^{3-}$. Meanwhile a greater As(III) oxidation efficiency was observed by IMCS in the presence of $PO_4;^{3-}$. This was explained by the competitive adsorption between phosphate and arsenate on the surface of IMCS.
