수중 부식산의 오존처리시 생성되는 과산화수소의 농도 변화에 대한 연구

Formation of Hydrogen Peroxide by the Ozonation of Aqueous Humic Acid

  • 김계월 (강원대학교 공과대학 환경.생명공학부) ;
  • 이동석 (강원대학교 공과대학 환경.생명공학부)
  • Kim, Kei Woul (Department of Environmental Engineering, Kangwon National University) ;
  • Rhee, Dong Seok (Department of Environmental Engineering, Kangwon National University)
  • 투고 : 2000.07.20
  • 발행 : 2000.10.25

초록

Ozone/high pH, Ozone/$H_2O_2$ 공정 및 OH라디칼 scavenging 조건인 알칼리도가 존재하는 공정에서의 오존처러 후 생성되는 과산화수소의 농도와 $UV_{254}$ 감소율의 변화를 통하여 유기물의 분해 특성을 조사하였다. 부식산의 농도, 초기 pH 및 과산화수소와 알칼리도의 농도 등을 변화시키면서 생성되는 과산화수소의 농도와 $UV_{254}$ 감소율을 측정하였다. 그 결과, 수중 부식산의 오존처리시 부식산과 오존과의 반응에 의한 과산화수소의 생성과 부식산의 분해에 따른 $UV_{254}$의 감소는 서로 다를 반응경로를 거치는 것을 확인 하였다. 생성되는 과산화수소의 농도는 용존 오존분자의 안정성이 높은 산성조건에서 높게 나타났다. 반면, $UV_{254}$의 감소율은 강알칼리성 용액이나 $H_2O_2$가 투여된 경우, 즉 ${\cdot}OH$, ${\cdot}HO_2$와 같은 라디칼이 많이 형성되는 조건에서 높았다. 이러한 결과는 부식산의 오존처리 과정에서 생성되는 과산화수소의 농도가 용존 오존분자의 직접반응에 주로 의존하는 반면, $UV_{254}$의 감소율은 오존분자의 직접반응과 더불어 라디칼과의 간접반응에 영향을 받음을 나타낸다.

The changes in $UV_{254}$ and concentrations of $H_2O_2$ formed by ozonation of aqueous humic acid in ozone/high pH, peroxone process and in the presence of radical scavenger, $HCO_3{^-}$ were investigated. This study confirmed that the formation of $H_2O_2$ by ozonation may undergo different reaction pathways compared to those of $UV_{254}$ reduction in the degradation of the humic acid. The concentration of $H_2O_2$ produced by ozonation was found to be increased with decreasing pH of the sample solution due to the higher stability of ozone molecules at acidic conditions. On the while, $UV_{254}$ reduction was found to be higher at alkaline conditions or larger amount of $H_2O_2$ additions as a radical promoter in which the producing of ${\cdot}OH$, ${\cdot}HO_2$ radicals can be more favorable. From the results, it has been suggested that the formation of $H_2O_2$ by ozonation depends mainly on the direct reactions of ozone with humic acid molecules, while $UV_{254}$ reduction is affected by both the indirect reactions of the radicals and direct reactions of ozone with humic acid.

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과제정보

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참고문헌

  1. Wat. Res. v.29 no.10 C.K. Scheck;F.H. Frimmel
  2. 분석과학 v.13 no.2 이동석;정영림
  3. 분석과학 v.13 no.2 김종부;이동석
  4. Journal AWWA v.89 no.6 R.D. Paode;G.L. Amy;S.W. Krasner;R.S. Summers
  5. Water Eng. & Management v.146 no.2 T. Grosvenor
  6. Chemosphere v.20 no.5 N. Katsuhiko;U. Hitoshi;N. Michiko;S. Yasuyoshi
  7. Ozone Sci. & Eng. v.6 R. Brunet;M.M. Bourbigot;M. Dore
  8. Wat. Res. v.22 no.1 H. Paillard;R. Brunet;M. Dore
  9. Wat. Res. v.28 no.10 F.T. Beltran;J.F.G. Araya;B. Acedo
  10. J. Korean Soc. Environ. Eng. v.22 no.1 B.Y. Ahn;D.S. Rhee;H.S. Shin
  11. J. Korean Soc. Environ. Eng. v.22 no.1 모세영;장흥기;이경제;손종렬
  12. J. Phys. Chem. v.86 L. Forni;D. Bahnemann;E.J. Hart
  13. Environ. Sci. Technol. v.19 J. Staeheiln;J. Hoigne
  14. Ozone Sci. & Eng. v.8 Gauducheau;E. Gilbert;S.H. Eberle
  15. Wat. Res. v.26 no.1 E. Gilbert;S.H. Glewe
  16. Environ. Sci. Technol. v.16 J. Staeheiln;J. Hoigne
  17. Ozone Sci. & Eng. v.9 W.H. Glaze;J.W. Kang;D.H. Chapin